Licenciamento Ambiental de uma Indústria de
Produção de Vidro de Embalagem
Tese de Mestrado
desenvolvida no âmbito da disciplina de
Projecto de Desenvolvimento em Ambiente Empresarial
Andreia Filipa da Silva Maia
Departamento de Engenharia Química
Orientador na FEUP: Prof. Arminda Alves Orientador na empresa: Eng.ª Gilda Neves
Gostaria de agradecer a todos aqueles que de alguma forma contribuíram na concretização do meu sonho.
Agradeço a toda a minha família pelo amor, confiança e apoio que, incondicionalmente, sempre me deram.
Um agradecimento especial aos meus pais que me educaram segundo os melhores princípios, orientando e suportando com orgulho os encargos dos meus estudos.
Às minhas irmãs, pela disponibilidade e paciência, bem como pela ajuda e motivação na realização do meu trabalho.
Aos meus sobrinhos, Diogo, Gonçalo, Bea e Vasco, por questionarem e se interessarem pelo meu trabalho e por compreenderem a minha falta de atenção e de boa disposição para as brincadeiras. Prometo compensar-vos!
Ao meu avô, que no seu silêncio e com toda a sua fé transmitiu-me força e confiança.
Á Engª. Gilda e Professora Arminda o meu obrigada por terem disponibilizado o vosso tempo e pela vossa preciosa ajuda na orientação do meu estágio e da minha tese.
À CCDRN, em especial ao Sr. Dr. Carlos Lage, agradeço a oportunidade de efectuar o estágio nas vossas instalações e pelo apoio monetário fornecido. Agradeço também à Dr.ª Paula Pinto, da Direcção de Serviços do Ambiente.
À Márcia, por me ter ajudado na fase inicial do estágio, transmitindo-me todos os seus conhecimentos e apoiando-me sempre que necessário.
A toda a DPCA, Engª. Helena Fabião, Engª. Célia Leite e D. Helena Vital, agradeço a excelente forma como me acolheram, com respeito e amizade.
Por último, aos meus amigos de longa data, sem nenhuma ordem em particular, Ticha, Mariana, Fabi, Elisabete, Andreia, Alexandra, pelo carinho e amizade. Muito obrigada pelas mensagens de motivação e encorajamento!
Resumo
O trabalho apresentado descreve o estágio em curso na Comissão de Coordenação e Desenvolvimento Regional do Norte (CCDRN), no período entre 1 de Abril e 31 de Julho, que compreendeu duas fases:
1) Análise de processos de licenciamento industrial e ambiental de cerca de 30 instalações de variados tipos de actividades, como a indústria do calçado, têxtil, fundição, alimentar, entre outras.
2) Análise detalhada do licenciamento ambiental de uma unidade industrial, cuja actividade é a produção de vidro de embalagem, efectuando um estudo do processo produtivo e tendo em especial atenção as incidências deste no meio ambiente.
O trabalho descrito incide apenas sob a fase 2) e envolve a análise do processo industrial, a avaliação da conformidade do projecto com as Melhores Técnicas Disponíveis (MTD’s), a avaliação no local da indústria e a respectiva apreciação.
Em relação ao processo de produção de vidro, este envolve as etapas de composição, fusão, moldação e processos a jusante, como por exemplo tratamentos de superfície, que permitem melhorar as caraterísticas físico-mecânicas dos produtos. A visita à unidade industrial permitiu uma observação detalhada da indústria em estudo, no que se refere ao processo produtivo, bem como às MTD’s aplicadas.
O controlo das emissões para a atmosfera é uma das principais preocupações desta indústria no que se refere aos seguintes poluentes: partículas, óxidos de azoto e óxidos de enxofre. A eficiência energética é outra importante preocupação pois o processo produtivo, em particular o processo de fusão, implica um elevado consumo energético.
Verificou-se que a unidade industrial já apresenta várias MTD’s implementadas, nomeadamente no armazenamento de matérias-primas e na descarga de efluentes gasosos.
Assim, em termos de licenciamento ambiental concluiu-se que a indústria está em conformidade com as recomendações e disposições legais.
Abstract
This works resumes the work developed at the “Comissão de Coordenção e Desenvolvimento Regional do Norte (CCDRN)”, between April, 1st and July, 31th of 2008. It was divided in 2 phases.
1) The phase of acquisition of knowledge with the analysis of industrial and environmental licensing processes of approximately 30 plants of different kinds of activity, in particular footwear, textile, foundry, food industry among others.
2) A detailed assessment of the environmental licensing of a plant, whose activity is the production of glass containers. A study of the productive process was made paying a special attention to its environmental impact.
This report concernes only to the second phase of the work and it includes the analysis of the productive process, the assessment of the conformity of the project with the Best Available Technologies (BAT) and a visit to the plant location, as well as its evaluation.
The process of glass making involves different steps, as batch preparation, fusion, moulding and other finishing processes, like surface treatment, in order to improve the physical and mechanical properties of the products. The visit to the plant provided a detailed observation, regarding its productive process as well as its implemented Best Available Technologies.
The control of atmosphere emission, especially pollutants such as particles, nitrogen oxides (NOX) and
sulphur oxides (SOX) are of major concern for this industry. Another preoccupation is about energetic
efficiency, reminding that the production process, particularly the fusion step, demands an high amount of energy.
In fact this plant has already implemented several Best Available Technologies, especially in the storage of raw materials and in the discharge of gaseous emissions.
Índice
Índice... 1
Notação e Glossário ... iii
1. Introdução ... 1
1.1. Enquadramento e Apresentação do Projecto ... 1
1.2. Contributos do Trabalho ... 2
1.3. Organização da Tese ... 2
2. Estado da Arte ... 3
2.1. A indústria do Vidro ... 4
2.2. Níveis de Consumo (inputs) e Emissão (outputs)... 7
2.3. Técnicas a Considerar na Determinação das MTD’s ... 9
2.3.1. Emissões de efluentes gasosos... 9
2.3.1.1. Matérias-primas ... 9
2.3.1.2. Fusão ... 9
2.3.1.3. Actividades a jusante ... 15
2.3.2. Emissões de efluentes líquidos... 15
2.3.3. Resíduos sólidos ... 16
2.3.4. Energia ... 16
3. Descrição Técnica e Discussão dos Resultados... 18
3.1. Estudo de Caso... 18
3.1.1. Descrição do processo de fabrico... 19
3.1.2. Principais inputs/ outputs – Aspectos Ambientais a considerar ... 21
3.1.3. Matérias-primas ... 22
3.1.4. Recursos energéticos... 22
3.1.5. Água utilizada /consumida ... 23
3.1.6. Descarga de águas residuais ... 24
3.1.7. Emissões para a atmosfera ... 25
3.1.8. Operações de gestão de resíduos... 33
3.1.9. Resíduos ... 34
3.1.10. Controlo do ruído ... 35
4. Conclusões... 36
5. Avaliação do trabalho realizado ... 37
5.1. Objectivos realizados... 37
5.2. Outros trabalhos realizados... 37
5.3. Limitações e trabalho futuro ... 38
Referências ... 39
ANEXOS ... A1
Anexo 1 Procedimento e enquadramento legal do licenciamento ambiental ... A1
Anexo 2 Enquadramento das MTD’s [20] e [21]... A5
Anexo 3 Decreto-Lei nº. 194/2000, de 21 de Agosto ... A6
Anexo 4 Descrição dos vários fornos ... A22
Notação e Glossário
CCDRN Comissão de Coordenação e Desenvolvimento Regional do Norte LA Licenciamento Ambiental
MTD Melhor Técnica Disponível VEA Valores de Emissão Associados VLE Valores Limites de Emissão
IPPC Integrated Pollution Prevention and Control PCIP Prevenção e Controlo Integrado da Poluição BAT Best Available Techniques
BREF BAT Reference Documents UE União Europeia
I.S. Individual Section
PE Precipitador Electrostático FM Filtro de Mangas
SCR Redução Catalítica Selectiva SNCR REdução Não-Catalítica Selectiva TSQ Tratamento de Superfície a Quente TSF Tratamento de superfície a Frio
ETAR Estação de Tratamento de Águas Residuais
ETARI Estação de Tratamento de Águas Residuais Industriais LER Lista Europeia de Resíduos
1. Introdução
1.1.Enquadramento e Apresentação do Projecto
O projecto de mestrado foi desenvolvido nas instalações da Comissão de Coordenação e Desenvolvimento Regional do Norte (CCDRN), na Divisão de Prevenção e Controlo Ambiental (DPCA) que se insere na Direcção de Serviços de Ambiente (DSA).
Durante a realização deste estágio foram avaliados processos de licenciamento industrial e ambiental das mais variadas actividades, como por exemplo a indústria do calçado, têxtil, fundição, alimentar, entre outras. Os processos de licenciamento são avaliados por diversas entidades, sendo que a participação da CCDRN envolveu a avaliação de projectos de licenciamento e a realização de vistorias às indústrias.
A avaliação de projectos de licenciamento ambiental (LA) contemplou a apreciação do projecto em termos dos seguintes domínios: água utilizada/consumida, descargas de águas residuais, emissões para a atmosfera, gestão de resíduos e ruído.
Assim, no início do estágio realizou-se um estudo da legislação em vigor sobre os vários assuntos abordados e foram analisados vários processos de licenciamento já concluídos, de forma a tomar conhecimento dos procedimentos a aplicar. No anexo I faz-se uma descrição mais detalhada dos procedimentos a aplicar no âmbito do licenciamento ambiental, bem como a legislação em vigor.
No âmbito do estágio efectuado procedeu-se de seguida à análise detalhada de um caso especifico de licenciamento ambiental, integrando conceitos adquiridos ao longo do curso, nomeadamente nas disciplinas de Operações de Transferência, Fenómenos de Transferência, Introdução à Engenharia Química e Projecto de Engenharia.
A realização deste relatório vai centrar a sua análise num caso concreto de licenciamento ambiental de uma indústria de produção de vidro de embalagem, efectuando um estudo do processo produtivo, tendo em especial atenção as incidências deste no ambiente, a aplicação das Melhores Técnicas Disponíveis (MTD’s), a apreciação das técnicas aplicadas, os valores emissão associados (VEA) à aplicação das técnicas e, ainda, a análise das dificuldades/limitações existentes na indústria portuguesa a ter em consideração na imposição dos valores limites de emissão (VLE) da licença ambiental. No anexo 2 apresenta-se uma descrição mais detalhada do enquadramento das MTD’s no presente trabalho.
Para uma melhor apreciação das questões abordadas neste trabalho efectuou-se uma visita à empresa em estudo, de modo a obter informações mais detalhadas dos processos aplicados.
1.2.Contributos do Trabalho
Este estágio e o relatório que se apresenta têm dois aspectos distintos que devem ser realçados:
• do ponto de vista de avaliação ambiental e verificação da conformidade com as MTD’s disponíveis em cada indústria estudada (não só a do vidro), este estágio apresenta a contribuição relevante para a CCDRN da apreciação dos processos e emissão de pareceres respectivos. Para o estagiário apresenta a contribuição da aprendizagem de procedimentos que não foram apresentados no curso, mas que integram muito bem os princípios básicos de engenharia química leccionados.
• do ponto de vista de inovação, a componente específica deste relatório tem a particularidade de apresentar e discutir detalhadamente ao processos industriais relacionados com a indústria do vidro de embalagem e a sua interferência no domínio ambiental e energético.
1.3.Organização da Tese
No capítulo do Estado da Arte é inicialmente apresentado um pequeno resumo sobre a indústria do vidro, em seguida são abordadas as principais MTD’s aplicadas à indústria do vidro e os níveis de emissão associados à sua aplicação.
Na Descrição Técnica e Discussão de Resultados faz-se uma avaliação pormenorizada de uma indústria de produção de vidro de embalagem, nomeadamente no que respeita ao seu processo fabril, e as MTD’s aplicadas, bem como as limitações/dificuldades na sua aplicação.
No capítulo quatro, apresentam-se as conclusões retiradas da realização deste trabalho, relativamente ao licenciamento ambiental e à aplicação das MTD’s da indústria do vidro.
No capítulo cinco, são descritos os objectivos do trabalho, outros trabalhos realizados durante o estágio, limitações do trabalho e ainda a apreciação final do trabalho desenvolvido.
2. Estado da Arte
A Directiva 96/61/CE, de 24 de Setembro de 1996, relativa à Prevenção e Controlo Integrado da Poluição (PCIP ou IPPC: Integrated Prevention Polution Control) veio estipular as bases para uma abordagem integrada de minimização da poluição assente na prevenção das emissões para o ar, a água e o solo. Esta Directiva aposta numa intervenção prioritariamente ao nível da fonte poluidora, evitando a transferência de poluição entre meios, e uma gestão prudente dos recursos naturais [1].
O Decreto-Lei n.º 194/2000, de 21 de Agosto (Anexo 3), também conhecido como diploma PCIP, transpõe para a ordem jurídica interna a Directiva nº. 96/61/CE e veio estabelecer o princípio da licença ambiental para determinadas actividades [2].
As empresas abrangidas pelo Decreto-Lei supracitado são sujeitas a um processo de licenciamento ambiental que resulta na emissão de uma licença ambiental. A licença ambiental é um documento escrito que define valores limite de emissão (VLE) de poluentes, medidas para a protecção do solo, das águas subterrâneas, controlo do ruído e gestão de resíduos [3].
Às empresas abrangidas pelo diploma PCIP é exigido que evidenciem a adopção de medidas preventivas adequadas ao combate à poluição, designadamente mediante a utilização das melhores técnicas disponíveis (MTD's), cumprimento dos valores limites de emissão, utilização eficiente da energia e adopção de medidas de prevenção de acidentes [4].
Os estabelecimentos industriais têm de cumprir os VLE incluídos nas respectivas licenças ambientais a conceder pela Autoridade Competente. De acordo com a Directiva, os VLE a aplicar devem ter em consideração as características técnicas da instalação, a sua implantação geográfica e as condições ambientais do local [3].
Os valores limite de emissão, bem como os parâmetros e medidas técnicas equivalentes a impor na licença ambiental, devem basear-se nas MTD’s, sem a imposição da utilização de qualquer técnica ou tecnologia específica mas tendo em conta as características técnicas das instalações em causa, a sua localização geográfica e as condições ambientais locais [4].
As MTD’s englobam essencialmente [3]:
• Técnicas primárias - medidas prioritárias, de natureza processual, que permitem a eliminação ou redução da formação de substâncias poluentes nos seus locais de origem, a redução de consumos de água, de energia e de recursos naturais.
• Técnicas secundárias - correspondentes a tratamentos e/ou instalações fim–de–linha, destinados à captação e eliminação de poluentes dos processos de fabrico, por forma a minimizar o seu impacte ambiental. Sempre que as técnicas primárias se revelem manifestamente insuficientes para manter as emissões nos níveis pretendidos ou quando não é tecnicamente possível a sua aplicação, torna-se então necessária a aplicação de técnicas secundárias [3].
Os BREF’s (BAT Reference Document) analisam e avaliam as MTD’s actualmente à disposição da indústria. São documentos de referência, não tendo qualquer carácter imperativo. Destinam-se apenas a fornecer informações sobre que técnicas podem ser consideradas MTD´s e sobre os níveis alcançáveis de emissão e consumo quando são utilizadas técnicas específicas [5].
Tendo enquadrado as recomendações e disposições legais existentes no domínio do licenciamento ambiental, apresenta-se de seguida uma breve introdução à indústria do vidro para depois se enquadrar na análise das MTD’s aplicadas, tendo como base o BREF da indústria do vidro e alguns documentos científicos relevantes.
2.1.A indústria do Vidro
A indústria do vidro encontra-se dividida em vários sectores de produção, consoante o tipo de vidro a ser fabricado: vidro de embalagem, vidro plano, fibra de vidro e fibras cerâmicas, vidro doméstico e vidro especial.
A produção de vidro de embalagem é o maior sector da indústria vidreira da União Europeia (UE), representando cerca de 60 % da produção total de vidro. O sector abrange a produção de embalagens de vidro, por exemplo garrafas e frascos, que são amplamente utilizados para o acondicionamento de bebidas, alimentos, perfumes e cosméticos, embora também seja produzida neste sector alguma louça fabricada mecanicamente [6].
O vidro de embalagem é produzido em todos os estados membros da UE, à excepção da Irlanda e Luxemburgo. Em 2000, a produção de vidro de embalagem na UE foi superior a 17,7 milhões de toneladas. A UE é a maior região produtora de vidro de embalagem, com cerca de 140 instalações pertencentes a 70 empresas [7]. O sector das bebidas é responsável por consumir aproximadamente 75% da tonelagem total de embalagens de vidro. Os principais concorrentes são os materiais de embalagem alternativos como o aço, o alumínio, os compósitos de cartão e os plásticos [8].
O aumento da utilização de vidro reciclado constituiu um desenvolvimento significativo para o sector do vidro de embalagem. A taxa média de utilização de vidro reciclado na UE, é de aproximadamente 50% da matéria-prima total, com algumas instalações a utilizarem até 90 % de vidro reciclado [8]. Na figura 1 está representado esquema produtivo geral na indústria do vidro.
Figura 1: Esquema produtivo geral na Indústria do vidro (retirado [9]).
Os quatro maiores processos no fabrico de vidro são: composição, fusão, moldação e processos a jusante.
• Composição: Quantidades específicas de matérias-primas são misturadas para conseguir a composição de determinado tipo de produto. [10]
• Fusão: Existem três passos importantes na fusão do vidro. O primeiro consiste na fusão das matérias-primas em que estas são convertidas num líquido homogéneo. Em seguida são removidas as bolhas da matéria fundida. E por fim procede-se à homogeneização, variações térmicas e químicas são eliminadas do vidro fundido [10].
• Moldação: Após a fusão, o vidro fundido é moldado na forma desejada utilizando tecnologias que são significativamente diferentes para cada tipo de vidro [10]. No caso do fabrico do vidro de embalagem, as máquinas de moldação mais usualmente utilizadas são as maquinas I.S. (secção individual). As máquinas são capazes de manipular uma variedade de tipos e tamanhos de moldes e podem produzir em média cerca de 100 unidades por minuto [11].
• Processos a jusante: Depois de tomar a sua forma final, o vidro pode ser sujeito a tratamentos de superfície, polimento, corte ou decoração. [10].
A face central do processo de produção de vidro é a fusão, que consiste na combinação das matérias-primas a altas temperaturas para formarem o vidro fundido. O processo de fusão é um complexo conjunto de reacções químicas e processos físicos, podendo ser dividido em várias fases: aquecimento, fusão primária, afinação, homogeneização e acondicionamento [8].
A operação de fusão processa-se a altas temperaturas, pelo que a maioria dos poluentes atmosféricos provenientes do processo de fabrico são gerados nos fornos e advêm quer do processo de combustão, quer da decomposição das matérias-primas adicionadas [8].
O fabrico de vidro é uma actividade de elevado consumo energético, pelo que a escolha da fonte de energia, das técnicas de aquecimento e do método de recuperação de calor são questões centrais para a concepção do forno, tendo em vista o uso racional de energia. Estas mesmas escolhas são igualmente alguns dos factores mais importantes que afectam o desempenho ambiental e a eficiência energética da operação de fusão. As três principais fontes de energia utilizadas no processo de fabrico do vidro são o gás natural, o fuelóleo e a electricidade [8].
Existem diversos tipos de fornos de fusão de vidro, entre os quais os fornos regenerativos, os fornos de recuperação, os fornos de oxigénio-combústivel, os fornos eléctricos, a fusão combinada de combustível fóssil e fusão eléctrica e as unidades de fusão de carga descontinua, diferindo entre si fundamentalmente na forma de recuperação de energia dos gases de exaustão. Destes os mais predominantemente usados na produção de vidro de embalagem são os fornos de regenerativos [12].
Em anexo, descreve-se os diversos tipos de fornos de fusão de vidro. Neste capítulo apenas se dedica a atenção aos fornos usados na empresa em estudo, que são os fornos regenerativos.
Os fornos regenerativos (figura 2) utilizam sistemas regenerativos de recuperação de calor. Usualmente colocam-se queimadores dentro ou por baixo das portas de admissão de ar/exaustão de gases. O calor dos gases de exaustão é usado para pré-aquecer o ar antes da combustão, através da passagem dos gases de exaustão por uma câmara de material refractário que absorve o calor. O forno só é ligado de um lado de cada vez. Passados cerca de 20 minutos, reverte-se a combustão e o ar de combustão passa através da câmara previamente aquecida pelos efluentes gasosos. Podem ser atingidas temperaturas de pré-aquecimento até 1400 °C, o que origina eficiências térmicas muito elevadas. [8].
O tamanho do forno depende da radiação térmica emitida pela chama durante a fusão do vidro, da composição do vidro, da velocidade de fusão, do tipo de combustível e da velocidade de produção [13].
As fases do processo de fabrico e o modo de funcionamento de cada um dos equipamentos afectam os níveis de consumos energéticos e hídricos, os níveis de poluição de poluentes e resíduos formados [8].
2.2.Níveis de Consumo (inputs) e Emissão (outputs)
As entradas para o processo de fabrico, inputs, podem ser divididas em quatro categorias principais: matérias-primas, energia, água e materiais auxiliares (materiais de limpeza, produtos químicos para o tratamento de água, entre outros). As matérias-primas para a indústria do vidro são maioritariamente compostos inorgânicos sólidos, tanto minerais de ocorrência natural como produtos sintéticos. Estes variam desde materiais de granulometria grosseira até pós finamente divididos. O armazenamento e o manuseamento das matérias-primas constituem potencial significativo para a emissão de partículas para a atmosfera [8].
A indústria do vidro na sua generalidade não é grande consumidora de água, utilizando-a principalmente para arrefecimento, limpeza e humidificação da carga vitrificável.
O fabrico de vidro é um processo de elevado consumo energético e consequentemente os combustíveis são um inputs mais significativos. As principais fontes de energia na indústria do vidro são o fuelóleo, o gás natural e a electricidade [8].
As saídas do processo, outputs, podem ser divididas em cinco categorias principais: produto, emissões para a atmosfera, efluentes líquidos, resíduos sólidos e energia [8].
O fabrico do vidro é uma actividade efectuada a elevadas temperaturas, com elevado consumo energético, resultando na emissão de produtos de combustão e na oxidação a alta temperatura de azoto atmosférico [8], assim, o maior desafio ambiental para a indústria do vidro é o controlo das emissões para a atmosfera e o consumo de energia.
A maioria das emissões para a atmosfera, provenientes do processo de fabrico do vidro de embalagem, são gerados no forno de fusão e são quer do processo de combustão, que ocorre a altas temperaturas, quer da decomposição das matérias primas adicionadas [14]. As emissões para a atmosfera mais significativas são originadas por: combustão do combustível, partículas resultantes da volatilização e subsequente condensação de materiais voláteis durante a fusão, produtos da reacção aquando da fusão dos componentes da mistura, e arrastamento de materiais (partículas finas) da composição ainda não fundida (“carry over”) [15].
As emissões para a atmosfera incluem como componentes maioritários partículas, óxidos de enxofre, óxidos de azoto e dióxido de carbono e minoritários como metais pesados, ácido fluorídrico e clorídrico, monóxido de carbono e sulfureto de hidrogénio. As emissões mais significativas provenientes das actividades de fusão na indústria do vidro encontram-se resumidas na tabela 1 [8]. Deve salientar-se que existem estabelecidos na legislação nacional valores limites de emissão de poluentes atmosféricos, Decreto-Lei nº. 78/2004, de 3 de Abril e Portaria nº. 286/93, de 12 de Março, entre outros. No entanto o diploma PCIP prevê que a licença ambiental estabeleça os valores limite de emissão baseados nas MTD’s para cada situação em particular, sem a imposição da utilização de qualquer técnica ou tecnologia específica, mas tendo em conta as características técnicas das instalações em causa, a sua localização geográfica e as condições ambientais locais [4].
Tabela 1: Emissões para a atmosfera provenientes de actividades de fusão [15].
Poluente Origem
Partículas • Produto de combustão de combustíveis fósseis (cinzas)
• Condensação de compostos voláteis da composição durante a fusão
• Arrastamento de materiais (partículas finas) da composição ainda não fundidas
Óxidos de azoto • NOX térmico derivado das altas temperaturas de fusão
• Decomposição de materiais com azoto da composição (pequenas quantidades)
• Oxidação de azoto dos combustíveis Óxidos de enxofre • Oxidação de enxofre dos combustíveis
• Decomposição de compostos de enxofre das matérias da composição durante a fusão
• Oxidação de H2S nas operações de altos-fornos de cúpula
HCl • Impureza de algumas matérias-primas (Na2CO3)
• Casco externo
• Uso de poeiras dos filtros de depuração
HF • Impureza de algumas matérias-primas
• Quando adicionado como agente de afinação
• Casco externo (contaminado com vidro opaco)
• Uso de poeiras dos filtros de depuração Metais pesados (ex: Pb, Ni,
Cr, Cu, As, Cd) •
Impureza de algumas matérias-primas e combustíveis (caso do níquel e vanádio)
• Componentes da composição (ex: colorantes, descolorantes, etc)
• Casco externo
CO • Produto de combustões incompletas
H2S • Formado a partir do enxofre das matérias-primas e combustíveis
em algumas zonas redutoras do forno.
As descargas de efluentes líquidos são relativamente baixas e existem poucas questões relevantes específicas da indústria do vidro. No entanto, existem actividades realizadas em alguns sectores que
especial e da fibra de vidro [8]. No Decreto-Lei nº. 236/98, de 1 de Agosto estão definidas as condições legais aplicáveis à descarga de águas residuais.
A utilização de vidro reciclado no processo de fabrico de vidro é de extrema importância, uma vez que, a partir de uma tonelada de casco, pode produzir-se uma tonelada de vidro novo. Trata-se de um rendimento de 100 %, logo uma situação extremamente favorável à indústria do vidro de embalagem. Para obter a mesma quantidade de vidro a partir de matéria-prima seria necessário 1,2 toneladas da mesma. Por cada 10 % de casco adicional que é introduzido num forno, obtém-se 2,5 a 3 % de poupança no consumo de energia. Caso fosse possível obter casco em qualidade e quantidade suficiente, para ser 100 % o valor de incorporação deste num forno, então a poupança seria de 25 a 30 %. É de salientar que as fábricas de vidro de embalagem existentes em Portugal (algumas delas bastante antigas) possuem de um modo geral a melhor tecnologia disponível internacionalmente, pois caso contrário não teriam capacidade competitiva [17].
2.3.Técnicas a Considerar na Determinação das MTD’s
De seguida, é importante considerar as recomendações existentes no domínio das melhores técnicas disponíveis relativas à indústria do vidro, nomeadamente ao nível das emissões de efluentes gasosos, das emissões de efluentes líquidos, dos resíduos sólidos e da energia.
2.3.1. Emissões de efluentes gasosos
No que respeita às emissões gasosas há que considerar as resultantes do manuseamento da matéria-prima, da operação de fusão e dos processos a jusante do processo de fusão.
2.3.1.1. Matérias-primas
Todos os sectores no âmbito da indústria do vidro envolvem o uso de matérias-primas de pequena granulometria. O armazenamento e manuseio desses materiais representa um potencial significativo de emissão de partículas. As técnicas que melhor se adequam ao controlo de partículas são a utilização de transportadores de materiais fechados, a humidificação da matéria-prima, o armazenamento dos materiais de pequena granulometria em silos fechados equipados com filtros e ainda sistemas de alimentação fechados [8].
2.3.1.2. Fusão
Muitos dos sectores da indústria do vidro utilizam fornos contínuos de elevadas dimensões com tempos de vida até doze anos. Estes fornos representam um elevado investimento de capital e a operação contínua do forno, bem como a sua reconstrução periódica implica um ciclo natural de investimento no processo. As mudanças extremas da tecnologia de fusão são implementadas de uma forma mais económica se forem coincidentes com a reconstrução do forno, e tal pode igualmente
acontecer para as complexas medidas de redução secundárias. No entanto, são possíveis vários melhoramentos na operação do forno durante o funcionamento operacional, incluindo a instalação de técnicas secundárias [8].
No processo de fusão há que destacar vários tipos de poluentes:
a) Partículas - As técnicas para o controlo de emissões de partículas incluem medidas primárias e medidas secundárias, geralmente precipitadores electrostáticos e filtros de mangas.
As técnicas de controlo primário são baseadas fundamentalmente em mudanças nas matérias-primas, redução da temperatura do forno, alterações nos queimadores. Na maioria das aplicações, as técnicas primárias não são capazes de atingir níveis de emissão comparáveis aos dos filtros de mangas e dos precipitadoes electrostáticos [8].
Um precipitador electrostático (PE) é um equipamento que permite recolher as partículas resultantes da combustão de gases [18]. O PE consiste numa série de eléctrodos de descarga de alta voltagem e os correspondentes eléctrodos colectores. As partículas são carregadas electricamente e subsequentemente separadas da corrente gasosa pela influência de um campo eléctrico. Os PE são particularmente eficientes na captação de partículas de dimensões compreendidas entre 0,1 µm e 10
µm [8]. Quando comparado com um separador mecânico de partículas, tal como por exemplo, um ciclone, um PE permite obter uma eficiência de captação de partículas superior a 99% [18]. O desempenho varia principalmente com as características do efluente gasoso e com a concepção do PE. Em princípio, esta técnica é aplicável a todas as instalações novas ou já existentes, contudo os custos são provavelmente maiores para as instalações fabris já existentes, em particular naquelas em que se verificam restrições de espaço. Na maioria das aplicações, pode esperar-se que um PE de duas ou três etapas, moderno e bem concebido, a consiga reduzir as emissões de partículas até uma concentração de 20 mg/Nm3. Os custos variam muito, dependendo bastante da eficiência pretendida
e do volume de efluente gasoso a tratar. Os custos de capital (incluindo remoção de gases ácidos) são geralmente compreendidos entre 0,5 e 2,75 milhões de euros, com custos de operação anuais de 0,03 a 0,2 milhões de euros [8].
Os sistemas de filtros de mangas (FM) usam membranas de tecido permeável ao gás, mas capazes de reter as partículas. Estas ficam depositadas no tecido ou sobre o tecido e à medida que camada de partículas aumenta torna-se o meio de filtração dominante. A direcção do fluxo gasoso pode ser do interior para o exterior da manga ou vice-versa. Os FM são altamente eficientes e podem ser esperadas eficiências de captação de 95-99 %. Podem atingir-se emissões de partículas entre 0,1 mg/Nm3 e 5 mg/Nm3 e, na maior parte das aplicações, podem ser esperados níveis consistentemente
abaixo de 10 mg/Nm3. A capacidade de atingir níveis tão baixos pode ser importante se for
sectores. No entanto, devido à possibilidade de colmatagem das mangas em certas circunstâncias, não são a melhor escolha em todas as aplicações. Na maioria dos casos existem soluções técnicas para estes problemas, mas podem ter um custo associado. Os custos de operação e de capital são bastante comparáveis aos do PE [8].
b) Óxidos de azoto - Devido às elevadas temperaturas necessárias ao processo de fabrico do vidro durante a operação de fusão, verifica-se que as emissões atmosféricas de óxidos de azoto (NOX) são extremamente altas. Na figura 3 é representado graficamente a evolução das emissões
atmosféricas de NOX em função da temperatura no ar na combustão, para um forno sem técnicas de
redução das emissões atmosféricas deste poluente [19].
Figura 3: Concentração de NOX em função da temperatura do ar de combustão (adaptado de [18]).
Apesar das temperaturas elevadas as emissões de NOX podem ser reduzidas drasticamente usando
medidas primárias, tais como, fusão com oxigénio-combustível, redução química pelo combustível, redução catalítica selectiva e redução não catalítica selectiva [8]. As medidas primárias podem ser divididas em dois tipos principais: modificações "convencionais" na combustão e concepções especiais de fornos ou pacotes de concepções optimizadas de combustão. As modificações à combustão convencional são normalmente baseadas em razões ar/combustível reduzidas, temperatura de pré-aquecimento reduzida, combustão em estádios e queimadores de baixo NOX; ou uma combinação
destas técnicas. Os custos de capital são, de modo geral, bastante baixos e os custos de operação frequentemente reduzidos devido à utilização de menores quantidades de combustível e à melhor eficiência de combustão. Foram conseguidos grandes progressos nesta área, mas a redução das emissões alcançável depende claramente do ponto de partida. São frequentes reduções de NOX de
40-60 % e alcançaram-se níveis de emissão inferiores a 650-1100 mg/Nm3 para algumas aplicações [8].
A combustão oxi-combustível envolve a substituição do ar de combustão por oxigénio. A eliminação da maior parte do azoto da atmosfera de combustão reduz o volume de emissão de NOX em cerca
de dois terços. Desta forma, é possível economizar energia porque passa a ser desnecessário aquecer o azoto atmosférico à temperatura da chama. A formação de NOX térmico é fortemente reduzida
pois o único azoto presente na atmosfera de combustão é o azoto residual da mistura oxigénio-combustível, o azoto proveniente da decomposição do nitrato e o proveniente de ar parasita [8]. Os princípios da combustão de oxigénio-combustível encontram-se bem estabelecidos e, em princípio, pode considerar-se aplicável à indústria na sua globalidade. No entanto, alguns sectores (particularmente o de vidro plano e o de vidro doméstico) ainda consideram esta técnica como tecnologia em desenvolvimento com potenciais riscos financeiros elevados. Está a ser levado a cabo um trabalho de desenvolvimento considerável e a técnica está a tornar-se amplamente mais aceite à medida que o número de instalações fabris aumenta. A competitividade económica da técnica depende largamente da escala de redução dos custos energéticos (e dos custos relativos de técnicas de redução alternativas) em comparação com o custo de oxigénio. A sua viabilidade técnica e económica depende em boa medida de questões locais específicas [8].
A redução química por combustível descreve as técnicas em que se adiciona combustível à corrente de efluente gasoso de modo a reduzir quimicamente NOX a N2 através de uma série de reacções. O
combustível não é queimado, mas sofre pirólise formando radicais que reagem com os componentes do efluente gasoso. As duas principais técnicas que foram desenvolvidas para aplicação na indústria do vidro são o processo 3R e o processo Reburning. Ambas as técnicas estão, actualmente, restringidas a fornos regenerativos. O processo 3R foi completamente desenvolvido para aplicação na indústria do vidro e o processo Reburning tem sido aplicado à escala industrial, apresentando resultados promissores. O processo 3R pode atingir níveis de emissão inferiores a 500 mg/Nm3
correspondentes a um aumento da quantidade de combustível utilizado de 6-10 %. Espera-se que o processo Reburning possa atingir níveis de emissão comparáveis após desenvolvimento. O aumento dos gastos de energia em ambas as técnicas pode ser amplamente reduzido pela utilização de sistemas de recuperação de energia e por combinação destas técnicas com medidas primárias [8].
A redução catalítica selectiva (SCR) envolve a reacção de NOX com amoníaco num leito catalítico,
geralmente a cerca de 400 °C. A maior parte das aplicações na indústria do vidro necessitarão de um sistema em três etapas, incluindo redução de partículas e lavadores de gases ácidos. Os sistemas são normalmente concebidos de modo a alcançar reduções de 75-95 % e, em geral, são alcançáveis níveis de emissão inferiores a 500 mg/Nm3. O custo da SCR depende essencialmente do volume de efluente
gases) são da ordem de 1 milhão a 4,5 milhões de euros, com custos anuais de operação de 0,075 a 0,5 milhões de euros. Em princípio, a SCR pode ser aplicada à maioria dos processos na indústria do vidro e tanto a processos novos como a processos já existentes. Existem, no entanto, várias questões que podem limitar a aplicabilidade da técnica em alguns casos. Por exemplo, a técnica não foi experimentada em fornos de vidro que utilizem como combustível fuelóleo pesado [8].
A redução não-catalítica selectiva (SNCR) opera segundo os mesmos princípios que a SCR, mas as reacções ocorrem a temperaturas mais elevadas (800-1100°C) sem necessidade de catalisador. A SCNR não exige redução de partículas nem remoção de gases ácidos. São geralmente alcançáveis eficiências de redução de 30-70 %, sendo o factor crítico a disponibilidade de amoníaco suficiente na gama correcta de temperaturas. Os custos de capital são da ordem de 0,2 a 1,35 milhões de euros e os custos anuais de operação vão de 23 000 a 225 000 euros, dependendo do tamanho do forno. Em princípio, esta técnica é aplicável a todos os processos do vidro, tanto em instalações fabris novas como nas já existentes. A maior limitação à aplicabilidade da SNCR é a possibilidade de introduzir o reagente num ponto do sistema de efluentes gasosos em que seja possível manter a temperatura correcta durante um tempo de reacção adequado. Tal efeito é particularmente relevante para as instalações fabris já existentes e para os fornos regenerativos [8].
c) Óxidos de enxofre - As principais técnicas para o controlo de emissões de óxidos de enxofre (SOX) são a selecção adequada do combustível, a formulação da carga vitrificável, a remoção
de gases ácidos e a optimização da composição de modo a evitar a entrada de excesso de sulfatos.
Nos processos de combustão com fuel a maior fonte de SOX é proveniente da oxidação de enxofre
do combustível. A quantidade de SOX proveniente da carga vitrificável varia conforme o tipo de
vidro, mas, em geral, sempre que se utiliza fuel na combustão, as emissões de SOX proveniente do
combustível são substancialmente superiores às resultantes da carga vitrificável. O modo mais óbvio de reduzir as emissões de SOX consiste na redução do conteúdo em enxofre do combustível. Existe
fuelóleo disponível com várias concentrações de enxofre (<1 %, <2 %, <3 % e >3 %) e o gás natural não contém praticamente enxofre. A conversão para combustão de gás requer queimadores diferentes e uma série de outras modificações. Os preços dos vários combustíveis variam substancialmente ao longo do tempo e entre os Estados-Membros, mas, de um modo geral, os combustíveis com menores teores de enxofre são mais caros. No entanto, quando se utiliza combustão com gás natural, as emissões de SOX são usualmente menores; quando a combustão
utiliza fuel, consideram-se MTD o uso de combustíveis com teores de enxofre iguais ou inferiores a 1%. O uso de combustíveis com teores de enxofre superiores pode também representar uma MTD se se utilizarem técnicas de redução que permitam alcançar níveis de emissão equivalentes [8].
No fabrico de vidro, os sulfatos são a principal fonte de emissões de SOX dos materiais da carga
oxidantes. Na maioria dos fornos de vidro modernos os níveis de sulfato na carga vitrificável foram reduzidos ao mínimo praticável, que por sua vez varia com o tipo de vidro [8].
Os princípios de operação dos lavadores por via seca e semi-seca são semelhantes. O material reactivo (o absorvente) é introduzido e disperso na corrente de efluente gasoso. Este material reage com as espécies SOX formando um sólido que deve ser removido da corrente de efluente gasoso por
um precipitador electrostático ou por um sistema de filtro de mangas. Os absorventes seleccionados para a remoção de SOX são também eficientes na remoção de outros gases ácidos. No processo por
via seca, o absorvente é um pó seco (usualmente Ca(OH)2, NaHCO3 ou Na2(CO)3 ).
No processo semi-seco, o absorvente (usualmente Na2CO3, CaO ou Ca(OH)2) é adicionado sob a
forma de uma suspensão ou solução e a evaporação da água arrefece a corrente gasosa. As reduções alcançadas com estas técnicas dependem de um número de factores, incluindo a temperatura do efluente gasoso, a quantidade e tipo de absorvente adicionado (ou, mais correctamente, da razão molar entre reagente e poluentes) e a dispersão do absorvente e em vários processos [8].
Nos casos em que é tecnicamente possível, a reciclagem completa das partículas dos filtros, incluindo os resíduos sulfatados, é frequentemente considerada uma opção razoável do ponto de vista ambiental e financeiro. A redução global das emissões de SOX encontra-se limitada (por
considerações de balanços de massa) à redução na fonte obtida por substituição do sulfato nas matérias-primas pelas partículas provenientes dos filtros. Claramente, esta medida é adicional a outras medidas primárias apropriadas para reduzir a quantidade total de enxofre presente na alimentação do sistema. Consequentemente, para reduzir as emissões de gases ácidos, pode ser necessário considerar uma via de remoção externa para uma parte do material recolhido. A determinação daquilo que representa a melhor protecção do ambiente no seu todo pode ser frequentemente específica do local e envolver o balanço das prioridades, potencialmente conflituosas, de minimização de resíduos e da redução das emissões de SOX. Quando for este o caso, é essencial
proceder a um balanço do enxofre no processo para determinar os níveis de emissão comensuráveis com as MTD’s [8].
Com a reciclagem das partículas do filtro, os níveis de emissão de SOX observados actualmente são
geralmente da ordem de 200-800 mg/Nm3 para combustão com gás natural e de 800-1600 mg/ Nm3
com fuelóleo com 1 % de enxofre. A maioria dos sistemas de lavadores de SOX instalados operam
por remoção com cal seca a uma temperatura de cerca de 400°C, que é a temperatura do efluente gasoso obtida com um forno regenerativo eficiente. A estas temperaturas, podem conseguir-se reduções de SOX de cerca de 50 %. Podem ser atingidas das melhores taxas de redução de SOX a
temperaturas de cerca de 200°C e com uma atmosfera húmida, mas tais condições envolvem considerações adicionais [8].
d) Cloretos e Fluoretos - As emissões de fluoretos (HF) e cloretos (HCl) são, de um modo geral, provenientes da volatilização de fluoretos e cloretos existentes nos materiais da carga vitrificável, quer sob a forma de impurezas, quer adicionados intencionalmente de modo a proporcionar características específicas ao produto ou ao seu processamento. As principias técnicas para a redução destas emissões são modificações na composição da carga vitrificável ou a utilização de lavadores de gases. Quando os halogenetos estão presentes como impurezas, as emissões podem ser geralmente controladas por selecção das matérias-primas, embora se utilizem frequentemente os lavadores de gases quando a selecção das matérias-primas não é suficiente ou o lavador de gases é utilizado para controlar outras substâncias. No caso de os halogenetos serem usados para conferir características específicas aplicam-se duas abordagens principais: utilização de lavador de gases ou reformulação da carga vitrificável de modo a atingir as mesmas características por outros meios [8].
2.3.1.3. Actividades a jusante
A principal fonte de emissão de efluentes gasosos, excluindo a actividade de fusão, na produção de vidro de embalagem é o tratamento de superfície a quente (TSQ). As principais técnicas para a minimização das emissões resultantes do TSQ são [9]:
• A extracção de gases e sua emissão directa para a atmosfera garantindo uma boa dispersão dos gases. Esta técnica apenas é considerada adequada quando as emissões de poluentes são muito baixas.
• A recolha e tratamento dos gases de exaustão através de medidas de fim-de-linha, nomeadamente lavadores de gases de via húmida.
• A combinação dos gases de exaustão com os gases de exaustão do forno, quando estes últimos sofrem um tratamento de fim-de-linha.
• A combinação dos gases de exaustão com os gases de alimentação do forno.
Os valores de emissão associados (VEA) associados à aplicação das MTD’s para os poluentes seguidamente especificados são [8]:
• Partículas < 20 mg/Nm3
• Cloretos (expresso em HCl) < 30 mg/Nm3
• Estanho (Sn) < 5 mg/Nm3
• Organoestânicos < 1 mg/Nm3
2.3.2. Emissões de efluentes líquidos
As descargas de efluentes líquidos são relativamente baixas e existem poucas questões essenciais que sejam específicas para a indústria do vidro. A água é utilizada essencialmente para limpezas e arrefecimento e pode ser facilmente reciclada ou tratada utilizando técnicas padronizadas [8].
As potenciais técnicas principais para o controlo de emissões de efluentes líquidos estão apresentadas na tabela seguinte:
Tabela 2: Potenciais técnicas de tratamento de efluentes líquidos (adaptado do [8]).
Tratamento Físico/Químico • Peneiração • Neutralização • Escumação • Arejamento • Sedimentação • Precipitação • Centrifugação • Coagulação • Fltração • Floculação Tratamento Biológico • Lama activada • Biofiltração 2.3.3. Resíduos sólidos
Uma das características da indústria do vidro é que a maioria das actividades produzem níveis relativamente baixos de resíduos sólidos. A maioria dos processos não apresenta correntes inerentes de subprodutos que sejam significativas. Os resíduos fundamentais do processo são restos de matéria-prima não utilizada, restos de vidro que não foram convertidos em produto e restos de produto. Outros resíduos sólidos incluem restos de material refractário e partículas recolhidas em equipamento de fim de linha ou exaustores. Os resíduos não-fibrosos são geralmente reciclados directamente para o processo e encontram-se em desenvolvimento técnicas para reciclar outros resíduos [8].
Em geral, as técnicas mais apropriadas à minimização da produção de resíduos são: reciclagem do casco ou outros resíduos do processo, reciclagem de partículas recolhidas do efluente gasoso e maximização da utilização de casco e produtos recicláveis de proveniência interna ou externa [9].
2.3.4. Energia
O fabrico de vidro é um processo de elevado consumo energético e a selecção da fonte de energia, da técnica de aquecimento e do método de recuperação de calor são aspectos fundamentais na concepção do forno e no desempenho económico do processo. Estes aspectos são também alguns dos factores mais importantes que afectam o desempenho ambiental e a eficiência energética do processo de fusão [8].
Em geral, a energia necessária à fusão do vidro representa mais de 75 % da energia total necessária ao fabrico do vidro. O custo da energia para a fusão é um dos maiores custos de operação para as
instalações de vidro e existe um incentivo significativo para que os operadores diminuam a utilização de energia [9].
Apresentam-se seguidamente as principais técnicas para redução da utilização de energia [8]:
• Técnica de fusão e concepção do forno (por exemplo, regeneradores, recuperadores, fusão eléctrica, combustão oxi-combustível e apoio eléctrico).
• Controlo da combustão e selecção de combustível (por exemplo, queimadores de baixo NOX,
combustão estequiométrica, combustão de fuel/gás).
• Utilização de casco.
• Caldeiras de recuperação de calor.
3. Descrição Técnica e Discussão dos Resultados
3.1.Estudo de Caso
No âmbito do estágio realizado na CCDRN analisa-se um caso concreto de licenciamento ambiental no sector do vidro, efectuando um estudo do processo produtivo tendo em especial atenção as incidências deste no ambiente.
No caso da indústria vidreira as empresas estão sujeitas a licenciamento ambiental sempre que satisfaçam o critério do ponto 3.3 do anexo I do Decreto-Lei nº. 194/2000, de 21 de Agosto, que diz respeito às instalações de produção de vidro, incluindo as destinadas a produção de fibras de vidro, com capacidade de fusão superior a 20 ton/dia.
A unidade industrial em estudo tem como actividade principal o fabrico de vidro de embalagem, com uma capacidade instalada de cerca de 700 ton/dia. A indústria encontra-se assim abrangida pela actividade 3.3 do Decreto-Lei mencionado anteriormente.
Na instalação são também realizadas operações de gestão de resíduos, de acordo com o Anexo III da Portaria n.º 209/2004, de 3 de Março: tratamento de casco de vidro proveniente do exterior, e valorização de casco de vidro, de lamas provenientes do tratamento de águas residuais industriais e de resíduos do tratamento de efluentes gasosos provenientes do precipitador electrostático, através da sua incorporação no processo de fabrico de vidro de embalagem em substituição de matéria-prima e armazenamento temporário do casco de vidro proveniente do exterior.
3.1.1. Descrição do processo de fabrico
A indústria dedica-se à produção de vidro de embalagem da cor verde e âmbar, nomeadamente garrafas, frascos e boiões. A figura 3 representa o esquema do processo de produção do vidro de embalagem.
Figura 3: Esquema do processo de produção de vidro de embalagem.
Para a produção deste tipo de produto está instalado o seguinte processo de fabrico no estabelecimento industrial:
a) Tratamento de casco - O casco (resíduos de vidro) é sujeito a várias operações que tem como objectivo a remoção de contaminantes, tais como, pedras, materiais cerâmicos, metais ferrosos e não ferrosos, plásticos e outros de modo a obter um produto com as qualidades que permita a sua introdução como matéria-prima na produção de vidro.
Matérias-primas b) Composição c) Fusão d) Moldação e) Recozimento f) Escolha e Controlo de Qualidade g) Embalagem i) armazém de Produto Acabado a)Casco h) Decoração Ar comprimido Água Energia R R R EG EG EG R R EG EL R Resíduos EL Efluentes líquidos EG Efluentes gasosos Expedição Legenda:
O casco pode ter origem interna (vidro produzido pela fábrica e resultante de rejeições) ou externa quando recepcionado dos clientes e/ou de fornecedores externos e tem que ser processado antes da utilização.
b)Composição - As matérias-primas utilizadas no processo de fabrico de vidro de embalagem são, principalmente, a areia, o carbonato de sódio, o calcário, feldspato e ainda pequenas quantidades de corantes.
Depois de as matérias-primas serem recebidas nas instalações e de a sua qualidade ter sido controlada, as diversas matérias-primas são enviadas para silos de armazenagem.
Após a recepção, tem lugar a etapa de composição, onde as matérias-primas são pesadas separadamente e enviadas a uma misturadora, onde lhes é adicionada uma pequena quantidade de água, casco de vidro e ainda fuelóleo ou carvão.
c) Fusão - Após preparada e bem homogeneizada a mistura é fundida na “zona de fusão” num forno a cerca de 1550 ºC, passando de seguida para a “zona de afinação” para homogeneização e refinação da massa fundida.
A instalação possui em laboração 3 fornos, cujas características são as especificadas no seguinte quadro:
Tabela 3: Fornos utilizados na instalação e suas características.
A capacidade total de fusão instalada é de cerca de 700 ton/ano.
Nesta unidade industrial todos os fornos são do tipo regenerativo com queimadores de chama em U, sendo constituídos por câmaras de regeneração, tanque de fusão e zona de trabalho.
d)Fabricação/ Moldação – Após a etapa de fusão, o vidro fundido passa para as máquinas de moldação através de canais aquecidos a gás natural. A máquina de moldação possui um sistema de corte gota-a-gota, que encaminha as gotas de vidro para as várias secções da mesma (máquinas de I.S. – individual section machines). Inicialmente a gota cai num molde e a embalagem é formada de seguida num segundo molde após aplicação de sopro de ar comprimido.
e)Recozimento – A embalagem segue posteriormente para as arcas de recozimento, para aliviar as tensões internas resultantes do seu arrefecimento.
Designação do forno Côr de vidro produzido Combústivel Capacidade de Fusão (ton/ano) A Âmbar Gás natural 250 B Verde Gás natural 110 C Verde Gás natural 340
f) Inspecção - À saída da arca de recozimento os produtos prosseguem para uma linha onde é efectuada a respectiva inspecção, com vista à rejeição de produto não conforme. Todo o material eliminado é posteriormente reciclado na forma de casco.
g) Embalagem - Depois de submetidos ao controle de qualidade, as embalagens de vidro são armazenadas em paletes, as quais são posteriormente protegidas com plástico e seladas.
h)Decoração – Uma parte dos produtos poderá passar pela secção de decoração, onde as embalagens são desembaladas e posteriormente poderão ser serigrafadas, pirogravadas ou/e rotuladas.
i) Expedição - Os produtos então decorados são conduzidos aos paletizadores para embalamento e expedição.
Na produção de embalagens podem ser utilizados dois tipos de tratamentos de superfície, nomeadamente:
• Tratamento de superfície a quente (TSQ) – Este tratamento consiste na deposição de uma película protectora na superfície exterior das embalagens de vidro com o objectivo de melhorar as suas características físico-mecâncas. Esta película é formada nas embalagens imediatamente após a moldação e mediante a sua passagem por um túnel onde, por evaporação, uma preparação de tricloreto de monobutil-estano e metanol entra em contacto com a superfície do vidro.
• Tratamento de superfície a frio (TSF) – Após o recozimento as embalagens são pulverizadas com uma emulsão de água e polietileno que destina a impedir que as embalagens se risquem quando estas sofrem abrasão ao serem friccionadas
.
3.1.2. Principais inputs/ outputs – Aspectos Ambientais a considerar
O balanço de massa é efectuado com base nos principais tipos de materiais e de energia utilizados.
As entradas para o processo de fabrico podem ser divididas em quatro principais categorias: matérias-primas (materiais que fazem parte do produto), energia (combustíveis e electricidade), água e materiais auxiliares (auxiliares do processo, materiais de limpeza, produtos químicos para o tratamento de água residual, etc).
Em termos de output o processo de produção de vidro, podem ser divididos em cinco categorias: produto (vidro de embalagem), emissões para a atmosfera, efluentes líquidos, resíduos do processo e energia (essencialmente sob a forma de calor).
3.1.3. Matérias-primas
No quadro seguinte apresentam-se a listagem das principais matérias-primas e seus componentes químicos, utilizadas no sector de produção de vidro de embalagem.
Tabela 4: Principais matérias-primas utilizadas no processo de fabrico do vidro.
Matéria-prima Componentes químicos % utilizada
Areia Óxido de silicio (SiO2) 71-73
Carbonato de sódio Óxido de sódio (Na2O) 12-14
Calcário Óxido de cálcio (CaO) 9-12
Feldspato/Areia/Alumina Óxido de alumínio (Al2O3) 1-3
Areia/Feldspato/Calcário Óxido de potássio (K2O) 0,3-1.5
Sulfatos e Fuel Trióxido de enxofre (SO3) 0,05-0.3
Corantes e Descorantes Agentes de refinação e
coloração vestígios
No que se refere à implementação de MTD’s às matérias-primas, a empresa aplica as seguintes: 1) As matérias-primas são armazenadas em silos próprios, providos de filtros de mangas, que
permitem reduzir as emissões de partículas para valores inferiores a 5 mg/Nm3. Os valores de
emissão de partículas dependerão da granulometria das matérias-primas e da quantidade de matérias-primas armazenadas.
2) Todos os sistemas de transporte das matérias-primas são efectuados através de sistemas pneumáticos e por transportadores de correia cobertos.
3) As principais matérias-primas que entram na composição do processo de fabrico do vidro são a areia e o casco (resíduos de vidro). É de referir que a instalação tem vindo a aumentar a integração de casco na composição do vidro, o que se traduz numa diminuição de consumo de matérias-primas virgens, numa redução do consumo energético, uma vez que as temperaturas são mais baixas e ainda na diminuição das emissões para a atmosfera.
Pode referir-se que em termos de matérias-primas a empresa apresenta já implementadas várias MTD’s. Assim, podemos referir que a empresa apresenta várias técnicas para protecção do ambiente circundante.
3.1.4. Recursos energéticos
Os tipos, usos e consumos anuais de energia previstos, são os seguintes:
• Energia eléctrica proveniente da rede exterior utilizada no processo produtivo, iluminação e ventilação das instalações.
• Gás natural utilizado na fusão e acondicionamento térmico, moldação, recozimento e embalagem.
• Gasóleo utilizado nas pás carregadoras
• Em caso de corte do abastecimento de gás natural está previsto o uso de fuel-óleo como combustível de emergência.
No que respeita aos recursos energéticos a empresa tem implementadas as seguintes MTD’s: 1) Técnica de fusão e concepção do forno (regenerativos com queimadores de chama em U). 2) Utilização de casco.
3) Caldeiras de recuperação de calor.
O fabrico de vidro é um processo de elevado consumo energético e consequentemente os combustíveis podem constituir um input significativo dos processos. A selecção da fonte de energia, da técnica de aquecimento e do método de recuperação de calor são aspectos fundamentais na concepção dos fornos para o desempenho económico do processo.
Considera-se que em termos de consumo de energia outras técnicas poderiam também ser aplicáveis, como por exemplo, o pré-aquecimento da matéria vitrificável ou de casco.
3.1.5. Água utilizada /consumida
A água utilizada na instalação é proveniente da rede pública de abastecimento, de quatro captações próprias de água subterrânea e de uma captação superficial.
A água proveniente da rede de abastecimento público é utilizada tanto no processo produtivo como no consumo humano, nomeadamente, nos balneários, instalações sanitárias e rede de incêndio.
A água proveniente das captações subterrâneas e da captação superficial são utilizadas no processo industrial, nomeadamente em tanques de homogeneização, reposição de águas das maceiras, cortinas do arrefecimento, refrigeração de fornos e compressores.
O consumo total anual de água previsto é proveniente em 52% da rede pública de abastecimento e 48% das captações próprias de água.
As captações de água subterrânea existentes e a captação de água superficial deverão estar devidamente licenciadas ou notificadas de acordo com o Decreto-Lei nº. 226-A/2007 de 31 de Maio. Segundo o disposto neste Decreto-Lei todas as captações de águas, superficiais ou subterrâneas estão sujeitas a licenciamento quando a potência da bomba de extracção excede 5 cv ou, no caso das captações subterrâneas, quando o furo ou poço tenha profundidade superior a 20 m.
Na tabela 5 estão indicadas as profundidades, a potência da bomba e o consumo diário médio de cada captação.
Tabela 5: Captações de água e respectivas características: Captação Profundidade (m) Potência bomba (cv) Consumo (m3/dia) A 120 1.5 20 B 55 4 7 C 30 4 5 D 150 7,5 30 E - 2x35 76
A água proveniente dos três furos sofre previamente um tratamento num filtro de areia antes de ser utilizada. Adicionalmente a água destinada ao tratamento de superfície a frio (TSF) é tratada através de osmose inversa e a destinada à refrigeração do sistema de “boosting” eléctrico dos fornos é previamente descalcificada.
Os principais consumos de água ao nível do processo de fabrico estão associados a tratamentos de superfície, a operações de limpeza (lavagens de equipamentos), circuitos de arrefecimento de equipamentos e circuitos de arrefecimento de vidro.
A água de arrefecimento é utilizada nos vários equipamentos e movimenta-se em circuito fechado, sendo os consumos muito minimizados porque se referem apenas a reposição de perdas por evaporação e purgas.
3.1.6. Descarga de águas residuais
A descarga de águas residuais do tipo doméstico e industrial é efectuada em curso de água, após o seu tratamento em duas Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) e numa Estação de Tratamento de Águas Residuais Industriais (ETARI). As duas ETAR’s são compostas pelas seguintes etapas de tratamento: gradagem, lamas activadas e decantador secundário. A ETARI possui uma capacidade máxima de tratamento de cerca de 400 m3/dia e é composta pelas seguintes etapas de
tratamento: desoleador, homogeneização, arrefecimento, coagulação, floculação e decantação.
A instalação possui ainda duas fossas sépticas com poço absorvente para o tratamento de águas residuais domésticas, com capacidade para 40 e 5 habitantes equivalentes.
A descarga de águas residuais para linha de água ou para o solo devem estar devidamente licenciadas de acordo com o Decreto-Lei n.º 226-A/07 de 31/5 e Dec-Lei n.º 236/98 de 1/8.
As MTD’s já aplicadas na empresa associadas às emissões de poluentes para a água são:
1) Tratamento do efluente residual doméstico por duas Estações de tratamento de águas residuais; 2) Tratamento do efluente residual industrial por uma Estação de tratamento de águas residuais
Uma vez que as descargas de efluentes líquidos são relativamente baixas no processo de fabrico de vidro de embalagem pode-se considerar que a empresa já apresenta tecnologia suficiente na protecção do meio circundante, nomeadamente no que respeita ao domínio hídrico.
A tabela 6 indica os parâmetros necessários a monitorizar e os valores limites de emissão para as águas residuais industriais descarregadas em linha de água.
Tabela 6: Monitorização das águas residuais industriais.
Parâmetro Valor Limite de Emissão
(VLE) unidades
pH 6,0-9,0 Escala de Sorensen
Carência Química de Oxigénio
(CQO) 150 mg/L O2
Carência Bioquímica de Oxigénio
(CBO5, 20ºC) 40 mg/L O2
Sólidos Suspensos Totais (SST) 60 mg/L
Azoto total 15 mg/L N
Fósforo total 10 mg/L
Óleos e gorduras 15 mg/L
Óleos minerais 10 mg/L
3.1.7. Emissões para a atmosfera
As emissões gasosas inerentes ao funcionamento da instalação fabril estão associadas a fontes fixas correspondentes à exaustão dos fornos de fusão do vidro, do Sistema de Tratamento de Superfície a Quente (TSQ), dos postos de reparação de moldes, da lavagem de peças das máquinas I.S. e da arca de serigrafia.
No que diz respeito às emissões provenientes da exaustão de fornos, os principais poluentes são o dióxido de carbono, fluoretos, cloretos, monóxido de carbono, dióxido de enxofre, óxidos de azoto e metais pesados.
Nas fontes fixas associadas às oficinas de moldes e de lavagem de peças das máquinas de moldação I.S. os principais poluentes são os compostos orgânicos voláteis e os metais pesados.
O sistema de tratamento a quente apresenta como principais poluentes os compostos orgânicos voláteis, os cloretos e o estanho.
A arca de serigrafia apresenta como poluentes o dióxido de carbono, compostos orgânicos voláteis, monóxido de carbono, dióxido de enxofre, óxidos de azoto e metais pesados.
A instalação possui as seguintes nove fontes pontuais de emissão de poluentes para a atmosfera:
Tabela 7: Fontes fixas existentes na instalação, equipamento associado e altura da chaminé.
Fonte Equipamento associado Altura da
chaminé (m)
A Forno A e B e TSQ das linhas do forno A 51,0
B Forno C 44,0
C Exaustão da lavagem de peças das
máquinas IS 20,0
D Exaustão 1 da arca serigráfica 9,0
E Exaustão 2 da arca serigráfica 9,0
F Exaustão dos postos de reparação de
moldes 3,0
G Exaustão da caldeira de AQS 18,0
H TSQ do forno B 14,0
I TSQ do forno C 20,0
O cálculo da altura das chaminés das fontes pontuais deverá ter em consideração o disposto no D.L. 78/2004, de 3 de Abril e Portaria nº. 263/2005, de 17 de Março, permitindo uma dispersão apropriada dos poluentes atmosféricos.
Verifica-se que o cálculo da altura das chaminés das fontes pontuais A, B, F, H, e I se encontra de acordo com o D. L. supracitado. Relativamente à altura das chaminés das fontes pontuais C, D, E, e G apesar de não possuir a altura adequada de acordo com a Portaria nº. 263/2005, de 17 de Março, apresentam a totalidade dos seus caudais mássicos dos seus poluentes abaixo do Limiar Mássico Mínimo estabelecido pela Portaria n.º 80/2006, de 3 de Abril, pelo que a sua altura poderá ser 3 m acima da cota máxima do obstáculo mais desfavorável [15].
A monitorização das emissões atmosféricas das fontes pontuais deve ser realizada duas vezes em cada ano civil, com um intervalo mínimo de dois meses entre medições. Quando os resultados de monitorização obtidos demonstrem que o caudal mássico de emissão do poluente em questão é inferior ao limiar mássico mínimo estipulado na legislação, a monitorização desse poluente pode ser efectuada apenas uma vez, de 3 em 3 anos, com solicitação prévia à CCDR [15].
Nas tabelas seguintes estão apresentados os valores limites de emissão (VLE) estabelecidos na legislação nacional, DL 78/2004, para os parâmetros a monitorizar nas nove fontes fixas.
