FACULDADE PITÁGORAS Curso de Engenharia Química. Daniela Cristina José e Morais

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1 FACULDADE PITÁGORAS Curso de Engenharia Química Daniela Cristina José e Morais ESTUDO DA VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DA UTILIZAÇÃO DE GERADOR DE CLORO IN LOCO NO TRATAMENTO DE ÁGUAS DE PISCINAS ATUALMENTE TRATADAS COM HIPOCLORITO DE SÓDIO. Betim/MG 2013

2 Daniela Cristina José e Morais ESTUDO DA VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DA UTILIZAÇÃO DE GERADOR DE CLORO IN LOCO NO TRATAMENTO DE ÁGUAS DE PISCINAS ATUALMENTE TRATADAS COM HIPOCLORITO DE SÓDIO. Monografia apresentada à Banca Examinadora da Faculdade Pitágoras, campus Betim/MG, como exigência parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Química. Orientador: Prof. MSc. Daniel Bastos de Rezende Betim/MG 2013

3 Daniela Cristina José e Morais ESTUDO DA VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DA UTILIZAÇÃO DE GERADOR DE CLORO IN LOCO NO TRATAMENTO DE ÁGUAS DE PISCINAS ATUALMENTE TRATADAS COM HIPOCLORITO DE SÓDIO. Monografia submetida à Banca Examinadora designada pela Faculdade Pitágoras como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Química. Profº. MSc. Daniel Bastos de Rezende (Orientador) Faculdade Pitágoras Betim Profº. Dejanir José Campos Júnior (Avaliador) Faculdade Pitágoras Betim Profª. Giselle Aline dos Santos Gonçalves (Avaliadora) Faculdade Pitágoras Betim Profª: Simone Elza dos Santos Teodoro (Avaliadora) Faculdade Pitágoras Betim Betim, 16 de dezembro de 2013

4 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1: Produtos formados quando se adiciona um derivado clorado na água Figura 2: Gráfico de comparação da queda dos níveis de Cloro Residual Livre (CRL) em função da presença do estabilizante, o ácido cianúrico Figura 3: Gráfico de distribuição de ácido hipocloroso e íons hipoclorito em água em diferentes valores de ph e temperatura Figura 4: Gerador de ozônio Figura 5: Fluxograma da produção e introdução de ozônio na piscina Figura 6: Célula eletroquímica Figura 7: Esquema de montagem do gerador de cloro Figura 8: Gráfico da comparação entre os custos atuais e o sistema proposto Figura 9: Gráfico da comparação entre uma aplicação e a TIR

5 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Quantitativo das piscinas do clube em estudo Tabela 2: Dissociação iônica do ácido hipocloroso em função do ph Tabela 3: Principais derivados clorados disponíveis no mercado Tabela 4: Dosagem online de hipoclorito de sódio por ETA Tabela 5: Dosagem online de hipoclorito de cálcio por ETA Tabela 6: Dosagem online de dicloroisocianúrico por ETA Tabela 7: Dosagem e forma de aplicação de clarificante nas piscinas Tabela 8: Dosagem e forma de aplicação de algicida nas piscinas Tabela 9: Formas de aplicação de hipoclorito de sódio nas piscinas Tabela 10: Formas de aplicação de carbonato de sódio nas piscinas Tabela 11: Formas de aplicação de controlador de metais nas piscinas Tabela 12: Custo diário e mensal da produção de hipoclorito de sódio Tabela 13: Comparação entre os custos atuais e o sistema proposto Tabela 14: Fluxo de Caixa Tabela 15: Comparação entre uma aplicação e a TIR Tabela 16: Fluxo de caixa para cálculo do VPL... 57

6 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS CRL Cloro Residual Livre; CRC Cloro Residual Combinado; ETA Estação de Tratamento de Água; mv milivolt; nm - nanometro; ph potencial hidrogeniônico; ppm parte por milhão ou mg. L -1 ; Redox Potencial de Óxido-Redução; STD Sólido Total Dissolvido; TMA Taxa Mínima de Atratividade; THM Trihalometanos; TIR Taxa Interna de Retorno; UV ultravioleta; VPL Valor Presente Líquido.

7 DEDICATÓRIA Dedico este trabalho aqueles que sempre me deram apoio, incentivo e amor em todos os momentos da minha vida, especialmente no decorrer deste trabalho.

8 AGRADECIMENTOS A Deus, por dar-me força nesta conquista. Aos meus pais, pelo apoio e incentivo para vencer mais esta etapa. Aos meus irmãos Carlos, Wenderson e Hebert, pela confiança transmitida. Ao orientador, Prof. MSc. Daniel Bastos de Rezende, pelos ensinamentos passados, pela amizade, pela compreensão e pela brilhante orientação. Aos amigos e companheiros de jornada, pelo convívio de vários anos, pelas palavras carinhosas de incentivo e ajuda na correção deste trabalho. À Faculdade Pitágoras e aos professores. A todos que, de alguma forma, contribuíram para o meu êxito profissional.

9 Aprender é a única coisa que a mente nunca se cansa, nunca tem medo e nunca se arrepende. Leonardo da Vinci

10 RESUMO Este trabalho apresentou um estudo de viabilidade técnica e econômica da substituição do tratamento de água de piscinas com solução de hipoclorito de sódio por gerador de cloro in loco. Um modelo analítico foi realizado para a avaliação econômica de investimentos e a definição da alternativa com maior redução de custo financeiro para tratamento da água de piscina visando a comparação com dados reais. A metodologia de pesquisa utilizada foi pesquisa bibliográfica, estudo de caso e pesquisa documental. Como critério na análise do investimento foram utilizados conceitos de administração financeira, tais como Tempo de Recuperação do Investimento (PAYBACK), Valor Presente Líquido (VPL), Método da Taxa de Retorno (TIR). O modelo analítico se mostrou adequado para avaliação técnica e econômica de uma piscina utilizando gerador de cloro. Palavras-chave: Gerador de cloro, viabilidade técnica, viabilidade econômica.

11 ABSTRACT This work presents a technical and economic feasibility study of the substitution of swimming pool water treatment with a solution of sodium hypochlorite for chlorinesite generator. An analytic model was constructed for the economic evaluation of investments and the definition of the alternative with the greatest reduction of financial costs for swimming pool water treatment. The research methodology used was the case study and bibliographic and desk research. As a criterion in the analysis of the investment concepts of financial management, such as Recovery Time Investment (PAYBACK), Net Present Value (NPV) and Method of Rate of Return (IRR) were used. The analytical model is suitable for technical and economic evaluation of a swimming pool using chlorine generator. Key-Words: Clorine generator, technical feasibility, economic feasibility

12 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Problema Objetivos Objetivo geral Objetivos específicos Justificativa REFERENCIAL TEORICO CONCEITOS GERAIS Potencial Hidrogeniônico (ph) Alcalinidade Dureza de Cálcio Sólidos Totais Dissolvidos Aspectos Gerais da Cloração Ácido Cianúrico Temperatura Potencial de Óxido-Redução (REDOX) PRODUTOS QUÍMICOS UTILIZADOS NO TRATAMENTO DE ÁGUA DE PISCINAS DO CLUBE EM ESTUDO Derivados Clorados Hipoclorito de Sódio Hipoclorito de Cálcio Dicloroisocianúrico DOSAGEM SEMANAL DE DERIVADOS CLORADOS Dosagem Semanal com Hipoclorito de Sódio Dosagem Semanal com Hipoclorito de Sódio, de cálcio e dicloroisocianúrico... 29

13 3.2.3 Redutor de ph Clarificante Algicidas e Algistáticos Carbonato de Sódio Sulfato de Alumínio Sulfito de Sódio Controlador de Metais Ozônio (O 3 ) GERADOR DE CLORO ASPECTOS DO PROJETO E OPERACIONAIS Consumo de Sal Custo da Operação Limpeza e Vida Útil dos Eletrodos AS PRINCIPAIS FERRAMENTAS DE ANÁLISE DE INVESTIMENTOS Tempo de Recuperação de Investimento (payback) Método do valor presente líquido (VPL) Taxa Mínima de Atratividade Taxa Interna de Retorno (TIR) METODOLOGIA Tipo de Pesquisa Mecanismo de Coleta de Dados APRESENTAÇÃO DE DADOS E RESULTADOS Caracterização da Empresa Apuração dos Custos Atuais Análise de Viabilidade Técnica Análise de Viabilidade Financeira Consumo x Custo... 53

14 8.4.2 Payback Taxa Interna de Retorno (TIR) Valor Presente Líquido - VPL Outros Aspectos Relevantes Análise financeira CONCLUSÃO REFERÊNCIAS... 61

15 1 INTRODUÇÃO Um estudo da viabilidade técnica e econômica para manutenção da qualidade da água de piscina torna-se necessário considerando os conceitos básicos e modernos de tratamentos. Um método para tratamento da água é a cloração para se anular a atividade de microrganismos patogênicos, algas e bactérias. O cloro é o agente fundamental para a limpeza e proteção da água. O consumo de cloro varia com a temperatura, a incidência solar, o número de banhistas e o grau de poluição. Quando adicionado à água da piscina, parte deste produto é consumido ao destruir os contaminantes que se encontram na água e o restante permanece na água, pronto para atuar contra novos contaminantes. (MACÊDO, 2003). O tratamento da água utilizando o cloro gerado in loco com alimentação de eletricidade contínua, no qual a reação ocorre através de um processo de eletrólise, gerando Cl 2 no anodo e H 2 no catodo é um meio para se obter a desinfecção da água de uma piscina. A geração de solução oxidante no local de uso é uma das tecnologias alternativas para desinfecção de água que tem se mostrado bastante promissora, e que se encontra disponível no mercado brasileiro. A solução é produto da reação eletroquímica do cloreto de sódio e contém o íon hipoclorito em equilíbrio com o ácido hipocloroso (cloro livre), outras espécies de cloro, além de traços de outros oxidantes. A solução pode ser produzida em batelada ou de forma contínua e, nesse caso, dosada diretamente na água a ser desinfetada. (OLIVEIRA JR, MARTINS, & OLIVEIRA, 2006). Por razões jurídicas o nome da empresa estudada não será citado. Contudo, todos os aspectos qualitativos e quantitativos serão rigorosamente considerados, vista a liberação formal das informações relevantes ao presente trabalho. Observados esses aspectos adotou-se o nome de fantasia de Clube em Estudo. 15

16 1.1 Problema É técnica e economicamente viável, no tratamento das piscinas do Clube em estudo, substituir a cloração com solução de hipoclorito de sódio adquirida pronta, por gerador de cloro que promove a produção in loco? 1.2 Objetivos Objetivo geral Estudar e comparar a viabilidade técnica e econômica da implantação do uso de gerador de cloro in loco nas piscinas do Clube em estudo, através de indicadores de investimentos Objetivos específicos Estudar o funcionamento do sistema de cloração utilizado atualmente; Avaliar os principais custos de manutenção e gastos para seu funcionamento; Conhecer os custos de implantação do gerador de cloro e seus principais gastos com manutenção e funcionamento; Demonstrar, através de métodos de análise de avaliação econômica de investimentos, a alternativa mais lucrativa e eficiente no tratamento de piscinas. 1.3 Justificativa As piscinas se apresentam como locais que facilitam a prática de esportes e de outras atividades importantes para a saúde, além de ser um local de encontro familiar e social voltado ao lazer. O tratamento da água utilizada na piscina é fundamental para que se possa garantir a qualidade da água, isentando-a ou minimizando a carga de bactérias, germes, vírus, fungos e outros agentes patogênicos ou não, que possam promover doenças ou danos aos usuários. 16

17 Esse estudo busca promover o tratamento adequado e econômico da água de piscina, mantendo a qualidade e baixando os custos quando comparado aos tratamentos convencionais. 17

18 2 REFERENCIAL TEORICO A Estação de Tratamento de Água (ETA), é um complexo de engenharia composto por motobombas de recirculação, tubulações, filtros de areia, medidores online de ph e de potencial de óxido-redução (Redox), bombas dosadoras de cloro e redutor de ph, geradores de ozônio e aquecedores a gás. Compreende o setor ETA, na unidade I do Clube em estudo, três Estações de Tratamento de Água de Piscinas, ETA 1, 2 e 3, independentes entre si, que tratam 11 piscinas, conforme especificado na tabela 1. Tabela 1: Quantitativo das piscinas do clube em estudo. ETA PISCINA DIMENSÕES VOLUME (m 3 ) ETA 1 Olímpica 50,00 X 25,00 X 1,80m 2.250,00 Toboágua 20,00 X 25,00 X 0,90m 450,00 Lazer Semiolímpica 25,00 X12,50 X 1,00m 312,50 620,00m 2 X 1,10m (prof. Lazer Irregular ETA 2 média) 682,00 Sauna Feminina 4,50 x 2,40 x 0,87 m 9,40 Sauna Masculina 8,85 x 2,40 x 0,87 m 18,50 Infantil Irregular 108,00m 2 X 0,40m 43,20 Infantil Bebês 20,00m 2 X 0,18m 3,60 ETA 3 Infantil Retangular 15,60 X 5,00 X 0,45m 35,10 Coberta 1 25,00 X 12,50 X 1,20m 375,00 Coberta 2 25,00 X 12,50 X 1,20m 375,00 VOLUME TOTAL (m 3 ) 4.554,30 Fonte: Elaboração própria Para a atuação na Estação de Tratamento de Água das Piscinas é fundamental o conhecimento nos conceitos gerais descritos no item

19 2.1 CONCEITOS GERAIS Potencial Hidrogeniônico (ph) Escala logarítmica da concentração de íons H + que varia de 0 a 14, sendo 7,0 a neutralidade, valores menores que 7,0 a acidez e maiores que 7,0 a alcalinidade. A título de exemplo, as faixas típicas de ph da lágrima e do sangue são 7,3 a 7,4 e 7,3 a 7,5, respectivamente. Com ph menor que 7,1, a água se torna irritante para os olhos e mucosas. (MACÊDO, 2003). A faixa de ph adotada pelo Clube em estudo é de 7,1 a 7,8. De acordo com a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) a faixa de ph considerada ideal é de 7,0 a 8,0 (DECRETO 5616 de 15 de maio de 1987). A legislação do Ministério da Saúde determina que o ph da água potável deve estar na faixa entre 6,0 a 9,5, parâmetros tomados como referência. (PORTARIA 2914/2011). A faixa de ph adotada pelo Clube em estudo está consoante com as legislações vigentes. Quando há a necessidade da correção do ph, utiliza-se uma base para elevá-lo, usualmente o carbonato de sódio, e um ácido para reduzi-lo, geralmente o ácido clorídrico Alcalinidade É a medida da concentração de íons carbonatos (CO 3- ), bicarbonatos (HCO 3- ) e hidróxidos (OH - ). A concentração dos íons encontrados na água depende do ph e podem ser encontrados os seguintes compostos: (MACÊDO, 2003). ph entre 4,4 e 8,3: apenas bicarbonatos; ph entre 8,3 e 9,4: carbonatos e bicarbonatos; ph acima de 9,4: hidróxidos e carbonatos (alcalinidade cáustica). A alcalinidade na concentração ideal promove um efeito tampão no sistema, ou seja, limita as variações bruscas de ph. (MAIERÁ, 1999). 19

20 A faixa sugerida para tratamento de piscinas no Brasil é de 80 a 120 ppm. De acordo com Macêdo (2003): A variação de 80 a 120 mg.l -1 para os níveis de alcalinidade a bicarbonato, utilizado nas piscinas do Brasil satisfaz aos requisitos de uma qualidade de água. Deve-se ressaltar que, em função da temperatura média do Brasil, sendo a temperatura um fator que influencia na transformação da dureza temporária em dureza permanente, o nível máximo de concentração de alcalinidade a bicarbonatos deve ser de 150 mg.l -1 e não de 200 mg.l -1 (MACÊDO, 2000, MACÊDO, 2003, p. 99). O produto mais indicado para o ajuste da alcalinidade é o bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ). O carbonato de sódio (NaCO 3 ) não deve ser utilizado pois, altera somente o ph e não contribui para o aumento da alcalinidade. Um pequeno erro na utilização do carbonato de sódio pode elevar o ph da piscina sendo necessário aplicação de redutor de ph, aumentado o custo do tratamento. (MACÊDO, 2003) Dureza de Cálcio Dureza de cálcio é o conteúdo de sais de cálcio e magnésio dissolvidos na água. A dureza é expressa em mg.l -1 (ppm). Caso seja necessário aumentar a dureza cálcica, basta adicionar um sal a base de cálcio e, para reduzi-la, deve-se substituir parte da água. Uma água dura pode provocar incrustações no sistema de tratamento, entupimento dos filtros, dentre outros problemas. Em contrapartida uma água com escassez de cálcio torna a água agressiva, provocando corrosão no sistema. (MACÊDO, 2003) A faixa sugerida para o tratamento de piscinas é de 200 a 400 ppm como CaCO 3. Esta faixa pode variar em função de outros fatores do sistema no somatório total do Índice de Langelier. (MAIERÁ, 1999). O índice de Langelier ou índice de saturação (IS) mede a tendência corrosiva ou incrustante de uma água. Os parâmetros utilizados para o cálculo do índice são temperatura, ph, dureza e alcalinidade total (bicarbonatos em águas naturais). 20

21 Algebricamente, o índice de Langelier é calculado da seguinte maneira, (MACÊDO, 2003 e MAIERÁ, 1999). ÍNDICE DE SATURAÇÃO (IS) = ph + A + D + T STD Onde: A = fator referente à alcalinidade D = fator referente à dureza T = fator referente à temperatura STD = constante de ajuste conforme quantidade de sólidos dissolvida: 12,1 = para STD (< 1000 ppm) 12,2 = para STD (entre 1000 e 2000 ppm) 12,3 = para STD (> 2000 ppm) De acordo com o resultado encontrado a água encontra-se: IS = 0, água estabilizada; IS < 0, água com tendência corrosiva; IS > 0, água com tendência a formar incrustações calcárias Sólidos Totais Dissolvidos Sólidos totais dissolvidos (STD) correspondem à massa total dos constituintes minerais presentes na água, por unidade de volume. De acordo com Poolandspa (2003) citado por Macêdo (2003) a concentração de sólidos totais dissolvidos acima de ppm há corrosão, no caso de piscinas. A correção do parâmetro é feita através do processo de clarificação com sulfato de alumínio, floculação, coagulação, decantação, filtração e posterior descarte de água através da retrolavagem dos filtros. 21

22 Retrolavagem ou contralavagem consiste na passagem da água através do filtro em sentido contrário ao fluxo de filtragem com o objetivo de remover partículas orgânicas e inorgânicas retidas no meio filtrante. A água da retrolavagem pode ser reutilizada em lavagem de pátio, irrigação de jardins ou descartada. 2.2 Aspectos Gerais da Cloração A desinfecção é uma das etapas mais importantes no tratamento da água de piscina, pois garante a redução de microrganismos a níveis seguros, impedindo assim a transmissão de doenças aos banhistas. Geralmente o processo de desinfecção é realizado através da dosagem de derivados clorados, pois o cloro apresenta vantagens em relação aos outros métodos de desinfecção. Ele possui bom efeito desinfetante (mata os microrganismos em baixas concentrações e num curto espaço de tempo), é um bom oxidante, têm ótimo efeito residual (permanece na água, só sendo consumido quando desinfeta ou age como oxidante) e baixo custo. (MACÊDO, 2003). Os produtos formados quando se adiciona um derivado clorado na água estão representados na figura 1. Uma quantidade insuficiente de derivado clorado não desinfeta corretamente a água, enquanto uma quantidade excessiva é responsável por reações alérgicas e irritação nas mucosas dos usuários, além aumentar os custos do tratamento. (MAIERÁ, 1999). Existem dois tipos de derivados clorados, os de origem inorgânica e os de origem orgânica, que também são chamados de cloraminas orgânicas (MACÊDO, 1992, ANDRADE e MACÊDO, 1996 citado por MACÊDO, 2003). De acordo com Macêdo (2003): Os compostos inorgânicos apresentam uma menor estabilidade e se decompõe com maior facilidade quando na presença da luz ultravioleta do sol, apresentam também, maior poder de oxidação sobre a matéria orgânica, quando comparados com os derivados clorados orgânicos. (ANDRADE e MACÊDO, 1996) citado por (MACÊDO, 2003, p. 126) 22

23 Figura 1: Produtos formados quando se adiciona um derivado clorado na água. Fonte: MACÊDO, 2003 Segundo Macêdo (2003), quando um derivado clorado é adicionado à água, é esperado que exista no meio apenas HClO (ácido hipocloroso) e ClO - (hipoclorito) que é denominado cloro residual livre (CRL) e é responsável pelo processo de desinfecção. A dissociação iônica do ácido hipocloroso (HClO) em íon clorito (ClO - ) ocorre em função do ph. Quanto mais alto o ph, menor é o poder desinfecção dos derivados clorados (Macêdo, 2003), conforme os percentuais da tabela 2: Tabela 2: Dissociação iônica do ácido hipocloroso em função do ph Ph Porcentagem HClO Porcentagem ClO - 6,0 97% 3% 7,0 73% 27% 7,2 63% 37% 7,3 59% 41% 7,5 50% 50% 7,9 24% 76% 8,5 8% 92% Fonte: MAIERÁ, Devido a reação da amônia (NH 3 ) com o HClO há a formação de cloraminas, o que é denominado cloro residual combinado (CRC). O CRC é responsável pelo odor 23

24 característico de cloro e por diminuir a disponibilidade do HClO na piscina. (MACÊDO, 2003). Os trihalometanos (THMs) também são produzidos durante a cloração e essa produção se dá através da reação entre o cloro e matéria orgânica presentes na água. É um produto indesejado, pois é potencialmente cancerígeno. (MACÊDO, 2003). Os derivados clorados existentes no mercado são apresentados na tabela 3: Tabela 3: Principais derivados clorados disponíveis no mercado. INORGÂNICOS TEOR % ph (solução 1%) Cloro gás 100% 0,0 Hipoclorito Sódio 10% 11,0 13,0 Hipoclorito Cálcio 65-70% 10,0-11,0 ORGÂNICOS TEOR % ph (solução 1%) DicloroIsocianúrico 60% 6,0 7,0 TricloroIsocianúrico 90% 2,0 3,0 Fonte: Adaptado MACÊDO, Ácido Cianúrico O ácido cianúrico (C 3 N 3 O 3 H 3 ) é um ácido fraco, encontrado comercialmente na forma pura ou agregado à formulação de derivados clorados de origem orgânica, como por exemplo, dicloroisocianurato de sódio [NaCl 2 (NCO 3 ) 3 ]. É utilizado como estabilizador de cloro em piscinas abertas e em dias ensolarados, reduzindo a perda de cloro, conforme equação (1). A faixa de controle está entre 30 e 50 mg.l -1. O excesso de ácido cianúrico só pode ser corrigido com a substituição parcial da água. (MACÊDO, 2003). ClO - Cl - + ½ O 2 (meio solar) (1) Em duas horas de exposição a sol intenso 80% do cloro é eliminado da piscina Quanto se adiciona um estabilizador essa perda cai para apenas 20% ou seja, uma perda 5 vezes menor. (MAIERÁ, 1999). 24

25 O gráfico da figura 2 apresenta os resultados da medição do residual de cloro livre (CRL), em duas piscinas num dia de sol sem banhistas, tratadas com derivado clorado estabilizado e não estabilizado. Devido à atuação do ácido cianúrico, presente no derivado clorado estabilizado, o consumo de íons clorito pela ação do sol é reduzido.. Figura 2: Gráfico de comparação da queda dos níveis de Cloro Residual Livre (CRL) em função da presença do estabilizante, o ácido cianúrico. Fonte: REVISTA PISCINA 1999, MACÊDO Temperatura Para Maierá (1999) a dissociação do ácido hipocloroso é bastante afetada pelo ph da água e relativamente pouco a afetada pela temperatura. O gráfico da figura 3 apresenta a distribuição do ácido hipocloroso e o íon clorito em água para diferentes faixas de ph e temperatura. Observa-se que quanto maior a temperatura, maior é a dissociação do ácido em íon, reduzindo potencial oxidante do derivado clorado. 25

26 Figura 3: Gráfico de distribuição de ácido hipocloroso e íons hipoclorito em água em diferentes valores de ph e temperatura. Fonte: NASCIMENTO FILHO, 2005 Fonte: NASCIMENTO FILHO, Potencial de Óxido-Redução (REDOX) O Potencial de óxido-redução ou Índice de Sanitização da Água mede a atividade química do sanitizante, ou seja, seu poder oxidação. A unidade de medida adotada é o milivolt (mv). Neste parâmetro é observado o conjunto formado pelo ph e o teor de cloro livre que garantem a sanitização da água. Um ph alto e baixa qualidade de água afetarão o potencial de óxido-redução adversamente. A faixa de ph adotada para o tratamento das piscinas (7,0 7,8) permite medições seguras do parâmetro. (MAIERÁ, 1999). Segundo Clérin (1982) a partir de 650 mv já existe residual de oxidante eficiente para ação bactericida. A faixa de acompanhamento do potencial de óxido redução adotada pelo Clube em estudo é de mv. O potencial de óxido-redução varia conforme a demanda de matéria orgânica e demais compostos oxidados pelo ozônio. Em piscinas que utilizam um oxidante adicional para manter residual ativo, como os derivados clorados, o potencial de óxido-redução variará também em função de seu consumo na piscina. (CLÉRIN, 1982). 26

27 3 PRODUTOS QUÍMICOS UTILIZADOS NO TRATAMENTO DE ÁGUA DE PISCINAS DO CLUBE EM ESTUDO. 3.1 Derivados Clorados Hipoclorito de Sódio Também conhecido como cloro líquido, é um líquido amarelado, altamente corrosivo, de odor asfixiante de cloro. Eleva o ph da água da piscina de forma intensa e geralmente necessita de dosagem de redutor de ph para manter o equilíbrio do sistema. (MAIERÁ, 1999). É utilizado para oxidar a matéria orgânica presente na água, eliminando bactérias e secreções prejudiciais à saúde e mantém o cloro residual livre na água. Cada 1,2 ml de hipoclorito de sódio diluído em ml de água produz 1 ppm de CRL. (MACÊDO, 2003) A dosagem deste produto é online, através de bombas dosadoras. O preparo nos tanques de diluição é feito conforme as orientações da tabela 4: Tabela 4: Dosagem online de hipoclorito de sódio por ETA. ETA litros do produto e 250 litros de água (Solução a 50%) ou sem diluição. ETA litros do produto e 300 litros de água (Solução a 70%) ou sem diluição. ETA 3 25 litros do produto e 25 litros de água (Solução a 50%) ou sem diluição. Fonte: Manual do Tratamento de Água de Piscinas do Clube em Estudo Hipoclorito de Cálcio Também chamado de cloro granulado é apresentado em forma de grânulos brancos, altamente corrosivo, de odor asfixiante de cloro. Eleva o ph da água de forma 27

28 moderada. Reduz a quantidade de redutor de ph a ser utilizado no sistema. A faixa de ph ideal para dosagem é de 7,2 a 7,4. (MAIERÁ, 1999). É utilizado para oxidar a matéria orgânica presente na água, eliminando bactérias e secreções prejudiciais à saúde e mantém o cloro residual livre na água. Cada 1,43 g de hipoclorito de cálcio diluído em ml de água produz 1 ppm de CRL. (MACÊDO, 2003). A dosagem deste produto é online, através de bombas dosadoras reguladas automaticamente. O preparo nos tanques de diluição é feito conforme as orientações da tabela 5: Tabela 5: Dosagem online de hipoclorito de cálcio por ETA. ETA 1 10 kg do produto dissolvido em 300 litros de água (Solução a 3,30%). ETA 2 10 kg do produto dissolvido em 300 litros de água (Solução a 3,30%). ETA 3 Não é utilizado. Fonte: Manual do Tratamento de Água de Piscinas do Clube em Estudo Dicloroisocianúrico O dicloroisocianúrico de sódio também pode ser chamado de dicloro-s-triazina-triona ou isocianurato de sódio ou simplesmente cloro estabilizado é apresentado em forma de pó branco de alta solubilidade em água, têm pequena influência no ph. Quando adicionado á piscina dissocia-se em ácido hipocloroso e em sal sódico cianúrico, este último é que reage com a água produzindo ácido cianúrico, responsável por reduzir a ação do sol nos íons clorito. A faixa de ph ideal de dosagem é maior ou igual a 7,5. (MAIERÁ, 1999). É utilizado para oxidar a matéria orgânica presente na água, eliminando bactérias e secreções prejudiciais à saúde e mantém o cloro residual livre na água. Cada 1,7 g de dicloroisocianúrico diluído em ml de água produz 1ppm de CRL. (MACÊDO, 2003). 28

29 A dosagem deste produto é online, através de bombas dosadoras reguladas automaticamente. O preparo nos tanques de diluição é feito conforme as orientações da tabela 6: Tabela 6: Dosagem online de dicloroisocianúrico por ETA. ETA 1 10 kg do produto dissolvido em 300 litros de água (Solução a 3,30%). ETA 2 10 kg do produto dissolvido em 300 litros de água (Solução a 3,30%). ETA 3 Não é utilizado. Fonte: Manual do Tratamento de Água de Piscinas do Clube em Estudo. 3.2 DOSAGEM SEMANAL DE DERIVADOS CLORADOS Dosagem Semanal com Hipoclorito de Sódio A dosagem do hipoclorito de sódio deve ser realizada conforme acompanhamento do residual de cloro livre para atendimento da faixa adotada. Este derivado clorado irá aumentar o ph da água, sua correção acontecerá com a dosagem de redutor de ph no decorrer da semana, para atendimento da faixa adotada de ph. Pode-se utilizar uma dosagem de estabilizador de cloro dicloroisocianúrico - para evitar o consumo do cloro livre pela ação do sol. Com a adição do estabilizador de cloro há uma redução na utilização de hipoclorito de sódio que pode gerar uma redução no custo mensal de operação, caso o custo do dicloroisocianúrico esteja favorável. Ocorrendo situações adversas no decorrer da semana o programa deve ser alterado conforme orientações do responsável técnico da ETA e as observações de ph, limpidez e CRL Dosagem Semanal com Hipoclorito de Sódio, de cálcio e dicloroisocianúrico Para a desinfecção da água de piscina usando mais de um derivado clorado o Clube em estudo adotou o seguinte esquema: 29

30 Sábado e Domingo: a adição hipoclorito de sódio tem como objetivo a elevação do ph até 7,8, evitando a dosagem de redutor de ph. Segunda, Terça e Quarta: a adição de dicloroisocianúrico tem como objetivo a redução do ph até 7,2. Alcançando este ph antes do prazo, utilizar o passo seguinte. Quinta e Sexta a adição de hipoclorito de cálcio tem como objetivo a elevação do ph até 7,4. Alcançando este ph antes do prazo, retomar o esquema de cloração de sábado e domingo. Esta proposta permite manter no sistema com estabilizador de cloro a partir do dicloroisocianúrico, gerando uma redução na utilização de redutor de ph que pode gerar uma redução no custo mensal de operação, caso o custo dos derivados clorados sólidos estejam em oferta no mercado. Ocorrendo situações adversas no decorrer da semana o programa deve ser alterado conforme orientações do responsável pela ETA e as observações de ph, limpidez e CRL Redutor de ph Também conhecido com ácido muriático, é um líquido claro a ligeiramente amarelo, cujo principal componente químico é o ácido clorídrico. Possui odor pungente e penetrante, a percepção de odor no ar se dá a partir de 1ppm. Possui ph extremamente ácido, aproximadamente 1,1. (MAIERÁ, 1999). É utilizado para reduzir o ph da água das piscina de forma a mantê-lo dentro da faixa de controle. No cálculo da quantidade de ácido clorídrico para redução do ph deve-se levar em conta a alcalinidade pois, quanto maior a alcalinidade maior a quantidade de ácido deve ser adicionado à água. (MACÊDO, 2003). A dosagem deste produto é online, através de bombas dosadoras. O preparo da solução no tanque de diluição é feito misturando-se 30 litros do produto em 150 litros de água, ou sem diluição conforme a necessidade do sistema. 30

31 3.2.4 Clarificante O clarificante é apresentado em forma de solução, é um líquido levemente amarelado e turvo, cujo principal componente químico é o policloreto de alumínio ou PAC (Poli-AluminumCloride). Além de clarificante funciona também como floculante e auxiliar de filtração, conforme concentração aplicada na água. (MACÊDO, 2003). É utilizado para coagular as partículas mais densas de sujidades da água, que em função da quantidade dosada, pode decantar na piscina ou ficar retido no filtro. O ph da piscina deve estar entre 7,6 e 7,8 para devida atuação do composto químico. Deve-se retrolavar o filtro antes de sua aplicação e acompanhar a evolução do manômetro do filtro para fazer nova retrolavagem após o período de retenção das partículas. A tabela 07 apresenta a dosagem recomendada e forma de aplicação: Tabela 7: Dosagem e forma de aplicação de clarificante nas piscinas. ÁGUA DA PISCINA QUANTIDADE A SER APLICADA Limpidez 3 ou limpeza de leve turvação 1,0 a 1,5 ml por ml de água da que pode gerar baixa decantação na piscina. piscina. Limpidez 2 ou limpeza de turvação acentuada que formará decantação na 3,0 ml por ml de água da piscina. piscina. Limpidez 1 ou limpeza de turvação 6,0 ml por ml de água da piscina extrema e coloração esverdeada que ou, conforme grau de sujidade, formará acentuada decantação na substituição por sulfato de alumínio e piscina e retenção no filtro. carbonato de sódio. Aplicar diretamente no reservatório da FORMA DE APLICAÇÃO piscina, ou após fechamento do clube, diretamente na superfície da piscina. Fonte: Manual do Tratamento de Água de Piscinas do Clube em Estudo. 31

32 3.2.5 Algicidas e Algistáticos Os algicidas são produtos destinados a matar as algas e os algistáticos inibem seu crescimento. Os princípios ativos que se destacam como algicidas e algistáticos são o sulfato cúprico e o quaternário de amônio. (MACÊDO, 2003). De acordo com Macêdo (2003): Deve ser ressaltado que a diferença fundamental dos produtos considerados de manutenção e de choque está na concentração do princípio ativo, ou seja, para alguns produtos a diferença de ação, como algicida ou como algistático, está simplesmente na diferença de concentração indicada. (MACÊDO, 2003, p. 112). O ph da piscina deve estar entre 7,4 e 7,6 para devida atuação do composto químico. Não deve ser aplicado em conjunto com os derivados clorados. Um intervalo de 8 horas é recomendado entre a aplicação do algicida e a aplicação do cloro. A dosagem recomendada e a forma de aplicação estão descritas na tabela 8: Tabela 8: Dosagem e forma de aplicação de algicida nas piscinas. ÁGUA DA PISCINA Formação de algas acentuada nas bordas e fundo da piscina. Formação de algas pontuais e/ou prevenção de algas. QUANTIDADE A SER APLICADA 7,0 ml por ml de água da piscina a cada 24 horas até a remoção total das algas. 4,0 ml por ml de água da piscina a cada 24 horas até a remoção total das algas. Desligar a dosagem de cloro da piscina a partir das 13 horas. Aplicar a quantidade calculada diretamente na superfície da piscina, próximo ao local FORMA DE APLICAÇÃO de maior formação de algas, após o fechamento do clube. Desligar a filtração por 4 horas. Retornar a cloração da piscina a partir da 05 horas da manhã do dia seguinte. Fonte: Manual do Tratamento de Água de Piscinas do Clube em Estudo. 32

33 3.2.6 Carbonato de Sódio Também chamado de barrilha, o produto é apresentado em forma de grânulos branco e inodoro. É utilizado para elevar o ph da água da piscina em situações que o cloro livre já está estabilizado e principalmente nos processos de decantação de águas muito turvas e esverdeadas, em conjunto com o sulfato de alumínio. (MACÊDO, 2003). Cada 16 g de carbonato de sódio diluídos em ml de água eleva em 0,2 o seu ph, aproximadamente; ou 16 g de carbonato de sódio por ml de água para 40 g de sulfato de alumínio por ml de água para procedimentos de decantação, (MACÊDO, 2003), conforme tabela 9. Para elevar o ph Em processos de decantação Tabela 9: Formas de aplicação de hipoclorito de sódio nas piscinas FORMA DE APLICAÇÃO Diluir a quantidade calculada em pequenas frações na água da piscina com a ajuda de um balde. Aplicar no reservatório recomendado - ou na superfície da piscina, após fechamento do Clube em estudo. Durante o funcionamento do clube, diluir a quantidade calculada em aproximadamente 50 litros e aplicar por bomba dosadora. Diluir a quantidade calculada em pequenas frações na água da piscina com a ajuda de um balde. Aplicar sobre a superfície da piscina, com filtração ligada. Desligar a filtração após 1 hora. Fonte: Manual do Tratamento de Água de Piscinas do Clube em Estudo Sulfato de Alumínio O sulfato de alumínio é apresentado em forma de grânulos brancos ou pó e possui odor ligeiramente ácido. É um produto altamente corrosivo, com ph em torno de 3,5 em solução a 5%. Uma restrição do seu uso é a baixa solubilidade em água. O uso do sulfato de alumínio provoca instabilidade do ph e favorece o crescimento de algas pois ele consome a alcalinidade da água de piscina para reagir e formar flocos. (MACÊDO, 2003). 33

34 É utilizado para coagular as partículas mais densas de sujidades da água e metais oxidados, em situações em que a piscina se apresenta muito turva e esverdeada, clarificando a água através de intensa decantação, combinado com prévia aplicação de carbonato de sódio. O ph da piscina deve estar entre 7,6 e 7,8 para devida atuação do composto químico. Cada 16 g de carbonato de sódio por ml de água para 40 g de sulfato de alumínio por ml de água promove a decantação do sistema (MACÊDO, 2003), conforme tabela 10. Tabela 10: Formas de aplicação de carbonato de sódio nas piscinas FORMA DE APLICAÇÃO Após a dosagem do Carbonato de Sódio, e ainda com a filtração ligada; Aplicar diretamente na superfície da piscina a quantidade calculada, em pequenas frações, com a ajuda de uma peneira ou por imersão de saco de linhaça. Prosseguir com o desligamento da filtração após 1 hora, a partir da dosagem do carbonato. Proceder a aspiração do sistema após 6 a 8 horas. Religar a filtração. Fonte: Manual do Tratamento de Água de Piscinas do Clube em Estudo Sulfito de Sódio Também conhecido como sulfito dissódico é apresentado em forma de pó branco ou cristais, inodoro, ph 8,5 a 10,5 em solução aquosa 50 g. L -1. (MACÊDO, 2003). É utilizado para reduzir a toxicidade residual do cloro e de seus compostos combinados, presentes na água de rede, equipamentos dosadores ou derramamentos. É recomendado o uso de soluções aquosas de até 5% de concentração Controlador de Metais O princípio ativo do controlador de metais é o ácido organo-fosfônico, apresentado em solução aquosa transparente de odor parecido com vinagre. Ele atua como complexante (sequestrante) de metais presente na água, provenientes do processo 34

35 corrosivo de equipamentos ou tubulações e íons metálicos contidos na água de abastecimento, por exemplo, água de poço artesiano. (MACÊDO, 2003). É utilizado para inibir a ação prejudicial dos metais na água da piscina, prevenindo e eliminando eventuais manchas no revestimento da piscina. Sua aplicação é feita conforme tabela 11. Para manutenção Tabela 11: Formas de aplicação de controlador de metais nas piscinas FORMA DE APLICAÇÃO 15,0 ml por ml de água da piscina, aplicado diretamente na piscina. Repetir a aplicação mensalmente ou a cada reposição de água, conforme sua natureza (poço artesiano, por exemplo). Liberar a piscina para uso após 1h. 50,0 ml por ml de água da piscina, aplicado diretamente na piscina, ou inicialmente escovado/aplicado na região de Para remoção maior formação de manchas. Repetir a aplicação durante 5 a 7 de manchas dias. Dar intervalo de uma semana para reiniciar o procedimento. Liberar a piscina para uso após 3 horas da aplicação. Fonte: Manual do Tratamento de Água de Piscinas do Clube em Estudo Ozônio (O 3 ) É um gás formado por três átomos de oxigênio, extremante instável, com odor característico percebido a partir de 0,01 ppm no ar. Ele é o sanitizante e o oxidante mais potente encontrado no mercado, com potencial de óxido-redução de 2,07 E (V) (elétron volt), enquanto o do ácido hipocloroso é de 1,49 E (V). (MAIERÁ, 1999) Por ser um poderoso oxidante o ozônio é utilizado no tratamento de água potável e de processos, efluentes, na desinfecção de alimentos, de piscinas, de laboratórios de análises clínicas, entre muitas outras aplicações. Ozônio pode ser produzido de duas formas, por lâmpada UV ou por descarga elétrica. O processo de produção por lâmpadas UV consiste na passagem de ar por lâmpadas que emitem luz ultravioleta a um comprimento de onde entre 180 e 190 nm (nanômetro), produzindo ozônio. Utilizado para produção em pequena escala. Já 35

36 em processo em larga escala a produção é realizada por descarga elétrica do tipo corona. Conforme Bassani (2003) este processo consiste em: Aplicar uma corrente elétrica em um fluxo gasoso de ar ou oxigênio. O campo elétrico aplicado fornece suficiente energia aos elétrons para que estes rompam as duplas ligações da molécula de O 2, gerando dois átomos de oxigênio. Estes átomos de oxigênio reagem com outra molécula de O 2 para formar as moléculas de O 3. A geração de ozônio a partir do ar necessita de um pré-tratamento do ar. As etapas desse pré-tratamento são: filtração, compressão, resfriamento e desumidificação. (BASSANI, 2003). Figura 4: Gerador de ozônio Fonte :Hidrogeron Em pequenas ou médias instalações, utiliza-se sistema de secagem a frio, seguido de materiais dessecadores (peneira molecular) como os usados nos grandes 36

37 equipamentos. É indispensável que a temperatura de ponto de orvalho seja igual ou inferior a 80ºC. Isto é recomendável, pois se o gás apresentar vapores de água o rendimento cai e produzem-se óxidos de nitrogênio, os quais reagem com água e formam ácidos nítricos, que destrói as câmaras de geração de ozônio. (BASSANI, 2003). Mais de 80% da energia elétrica aplicada na geração de O 3 é convertida em calor. O calor excessivo causará rápida decomposição do produto, de ozônio para oxigênio. A refrigeração apropriada das células é fundamental ao rendimento da produção e à vida útil do equipamento. A introdução de ozônio na piscina é realizada por meio de injetores o tipo venturi. Este dispositivo cria um vácuo com o diferencial de pressão quando a água passa por sua extensão ou de bombas colocadas na tubulação de retorno. Figura 5: Fluxograma da produção e introdução de ozônio na piscina. Fonte: Manual Ozoxi. Há muitas vantagens do uso de ozônio, tais como não produção e redução de trihalometanos (THM's) na piscina (os THM S são potencialmente cancerígenos), desinfecção bacteriológica, elevação do potencial redox no meio, promoção da remoção de ferro solúvel e manganês por oxidação, não alteração do ph, da alcalinidade e da dureza da água. (MAIERÁ, 1999). Como em todos os processos, existem também desvantagens no uso do ozônio; entre elas, alto custo de implantação do sistema de geração de ozônio, elevada toxicidade mesmo em baixas concentrações, a não manutenção de residual na água e limitações de uso definidas na Norma Regulamentatória nº 15 Portaria 3214 do 37

38 Ministério do Trabalho, que limita a exposição ocupacional a 0,08 ppm por até 48h/semana. (MACÊDO, 2003) 38

39 4 GERADOR DE CLORO Os equipamentos que produzem cloro líquido também podem ser chamados de salinizadores ou clorificadores. Eles são constituídos basicamente por duas partes, uma cuba eletrolítica que é o conjunto dos elétrodos e do recipiente destinado à eletrólise, uma fonte de corrente contínua e painel de controle. Para produção eletroquímica do cloro é necessária a combinação de três elementos, sal (NaCl sem iodo), água e eletricidade. (NORA, 2012). O hipoclorito de sódio é produzido a partir da eletrólise do cloreto de sódio em solução aquosa (salmoura). Neste processo também são produzidos gás cloro (Cl 2 ), peróxido de hidrogênio, hidróxido de sódio (NaOH) e hidrogênio (H 2 ). O Cl 2 é gerado no anodo e o H 2 no catodo, conforme figura 6. Coffey (2002) citado por Macêdo (2003) diz que: Deve ser ressaltado que não existe inicialmente neste processo de produção de hipoclorito de sódio e sim gás cloro (Cl 2 ) que em contato com a água gera ácido hipocloroso e ácido clorídrico, sendo o ácido clorídrico neutralizado pelo hidróxido de sódio. (MACÊDO, 2003, p. 193) Figura 6: Célula eletroquímica Fonte: Danish Clean Water A/S 39

40 O processo pode ser descrito como se segue nas equações 3, 4, 5 e 6: 2 NaCl (s) 2 Na + (aq) + 2 Cl - (aq) (3) Catodo (redução): 2 H 2 O (l) + 2e - H 2(g) + 2 OH - (aq) (4) Anodo (oxidação): 2 Cl - (aq) Cl 2(g) + 2 e - (5) Reação global: 2 H 2 O (l) + 2 Cl - (aq) Cl 2(g) + H 2(g) + 2 OH - (aq) (6) Para tratamento de piscina existem dois tipos de salinizadores, os que se adiciona sal diretamente á piscina e os que utilizam reservatório de salmoura. Os geradores de cloro nos quais se acrescenta sal á água utilizam o chamado sistema em-linha que contém células eletrolíticas instaladas no retorno da água para piscina. Por esse motivo o cloreto de sódio é adicionado diretamente á água, em uma concentração de 2000 a 6000 ppm, concentração de sal que não gera desconforto ao banhista, tomando como referência a água do mar cuja concentração está na faixa de g.l -1. (MACÊDO, 2003). Os clorificadores objeto deste estudo utilizam reservatório contendo salmoura a uma concentração de 3%. A solução de salmoura dentro de um reservatório entra no reator sofrendo eletrólise e é transformada em solução de hipoclorito de sódio pronta para ser utilizada, conforme esquematizado na figura 7. Figura 7: Esquema de montagem do gerador de cloro. Fonte: Hidrogeron 40

41 O reservatório de cloro é equipado com boia de nível superior e quando o reservatório está cheio o equipamento desliga, parando a produção do cloro. Quando a boia de nível superior abaixa até um nível programado o equipamento se liga novamente e a automação reinicia o processo de fabricação até encher o reservatório de cloro produzido novamente, caracterizando um sistema de produção autônomo. (HIDROGERON). Macêdo (1999) citado por Macêdo (2003, p. 194) ressalta as vantagens do gerador de cloro, baixo custo operacional; maior segurança operacional; requer baixa mão de obra; mantém a cloração constante; a supercloração ocorre na célula eletrolítica, o que destrói as cloraminas; (...) entre outras. É ecologicamente correto, porque produz cloro no mesmo local de utilização, evitando os com gastos com transporte, reduzindo os riscos ambientais e de acidente de trabalho. Oliveira Jr., Martins e Oliveira (2006) citam que a produção eletrolítica do cloro é um processo que oferece riscos, uma vez que o cloro produzido é um oxidante, explosivo, corrosivo e com toxidez elevada. Maierá (1999) apresenta como principal desvantagem no emprego do gerador de cloro o alto custo inicial. 41

42 5 ASPECTOS DO PROJETO E OPERACIONAIS 5.1 Consumo de Sal De acordo com a especificação do fornecedor para cada 1 kg de cloro ativo produzido são necessários 4,5 kg de cloreto de sódio. 4,5kg NaCl ,0 kg NaClO X kg NaCl ,0 kg NaClO X = 54,0 Kg NaCl/dia Serão necessários 54 kg de sal para a produção de 12 kg de cloro ativo por dia. Ressaltando-se que o sal deve ser livre de cálcio e iodo, pois eles impregnam os eletrodos. 5.2 Custo da Operação Foi coletado no mercado local o preço do cloreto de sódio. O saco com 25 kg de sal custa R$ 10,90 (0,436 R$/kg). O preço da eletricidade é de R$ 0,31 kw/h, conforme conta da Cemig do Clube em estudo. Conforme especificação do fornecedor para cada 1 kg de cloro ativo produzido são consumidos 5 kw/h de energia elétrica. A água utilizada no processo será a do retorno da piscina, não gerando custo adicional ao projeto. A tabela 12 apresenta os custos da produção diária e mensal. Tabela 12: Custo diário e mensal da produção de hipoclorito de sódio. Insumo Quantidade Valor Unitário Valor Mensal Diária Eletricidade 60 kw/h R$ 0,31 R$ 558,00 NaCl 54 kg R$ 0,44 R$ 712,80 TOTAL: R$ 1.270,80 Fonte: Elaboração própria. 42

43 5.3 Limpeza e Vida Útil dos Eletrodos Os clorificadores são prejudicados pelo cálcio porque este impregna as placas eletrolíticas do aparelho, diminuindo sua eficiência ou sua vida útil. A manutenção preventiva dos eletrodos ou células eletrolíticas deve ser mensal ou conforme necessidade específica do usuário. Essa manutenção consiste na limpeza das células com solução de redutor de ph na proporção de 9 partes de água para uma parte de redutor de ph por 10 minutos. A concentração da solução de limpeza e o tempo devem ser rigorosamente respeitados, pois podem remover o revestimento do eletrodo comprometendo sua produção e diminuindo sua vida útil. Também não devem ser utilizadas na limpeza buchas abrasivas, palhas e esponjas de aço. A vida útil de uma célula projetada pelo fornecedor é de 8 anos, desde que respeitado o processo de manutenção preventiva. 43

44 6 AS PRINCIPAIS FERRAMENTAS DE ANÁLISE DE INVESTIMENTOS A análise de investimentos permite a racionalização na utilização dos recursos. Dentro da complexidade do mundo atual onde uma das premissas do mercado é fazer mais por menos, é necessário o conhecimento de técnicas de análise de investimentos buscando administrar a limitação dos recursos frente às necessidades ilimitadas procurando otimizar sua utilização. (FERREIRA, 2007). A performance de uma vasta classe de investimentos pode ser medida em termos monetários e, neste caso, utilizam-se técnicas de engenharia econômica, um conjunto de técnicas que permitem a comparação, de forma científica, entre os resultados de tomadas de decisão referentes a alternativas diferentes, que é fundamentada na ciência chamada matemática financeira que, por sua vez, descreve as relações do binômio tempo e dinheiro. (FERREIRA, 2007). A verificação de todas as variáveis que influenciam no sistema devem ser estudadas no processo decisório. O número e as características dessas alternativas podem variar de problema para problema, ou, melhor dizendo, para cada tipo de tomada de decisão. (FERREIRA, 2007). Baseado no investimento que se deseja adquirir verificou-se que as ferramentas de análise de investimento mais adequadas são as relacionadas nos itens 6.1 a Tempo de Recuperação de Investimento (payback) É uma ferramenta simples, fácil e direta para calcular o tempo necessário para retorno do investimento (BRUNI, 2008). O cálculo do payback simples não leva em conta o valor do dinheiro no tempo, basta verificar o período em que o saldo do investimento torna-se zero. 44

45 A empresa deve estipular um período-limite apropriado para a recuperação do montante investido. Para BRUNI (2008, p. 232) os critérios de aceitação de um novo investimento com base no payback simples são: Se o payback simples for menor que o prazo máximo de recuperação do capital investido, o projeto deve ser aceito; Se o payback simples for igual ao prazo máximo de recuperação do capital investido, é indiferente aceitar ou não o projeto; Se o payback simples for maior que o prazo máximo de recuperação do capital investido, o projeto não deve ser aceito. (BRUNI, 2008, p. 232). No cálculo do payback descontado, o valor do dinheiro no tempo é levado em conta (BRUNI, 2008). Segundo Bruni (2008, p. 235), uma das principais vantagens do payback descontado em relação ao payback simples é: Seu valor pode ser interpretado como prazo de recuperação do capital investido remunerado de acordo com o custo de capital do projeto. Valores situados além da data do payback descontado contribuirão com lucros extras. (BRUNI, 2008, p. 235) O uso do payback (simples ou descontado) deve ser utilizado como complemento de outros métodos, como valor presente líquido (VPL) ou taxa interna de retorno (TIR). (BRUNI, 2008). Neste estudo será utilizado somente o calculo do payback simples. 6.2 Método do valor presente líquido (VPL) De acordo com Brealey, Myers & Allen (2008, p. 76), a diferença entre o valor de um projeto e o seu custo é o valor presente líquido (VPL). O VPL significa o somatório do valor presente das parcelas periódicas do lucro econômico gerado ao longo da vida útil desse projeto. Algebricamente o VPL é representado pela seguinte expressão: VPL = C + C (1 + i) 45