REUSO DA ÁGUA NA INDÚSTRIA DE COURO WATER REUSE IN LEATHER INDUSTRY Evandro Oliveira Araujo Bacharel em Química - UNISALESIANO Flávio Policarpo Bacharel em Química - UNISALESIANO Rodolfo Correia da Silva Bacharel em Química - UNISALESIANO evandro.araujo@usinalins.com.br Prof. Orientador: Me. Olayr Modesto Junior UNISALESIANO olayr@unisalesiano.edu.br RESUMO A água garante a vida nos mais diferentes habitat, mesmo em áreas com pouca água, como nos desertos. O Brasil é privilegiado, por ter 11% da agua doce do mundo. No passado, pouco se pensou na preservação desse bem, hoje muitas indústrias estão buscando formas de diminuir o volume de efluentes gerados, dentre elas estão os curtumes, que formam o ramo industrial responsável pela transformação de peles em couros. Assim, traçou-se como objetivo para este trabalho avaliar a viabilidade do reuso da água nas etapas de caleiro e de curtimento a cromo, uma vez que na indústria de couro, essas etapas exigem um grande volume de água. Os dados foram obtidos em um curtume de Lins/SP. Através da integração das etapas, pode-se obter uma economia de até 70% no volume de água utilizada nessas etapas, 50% na dosagem inicial do Na2S e 40% na dosagem Ca(OH)2; em relação ao cromo, consegue-se precipitar 99% do cromo que seria descartado. Somando-se a isso a economia com o tratamento dos efluentes para descarta-los adequadamente, tornase viável a reutilização da água em curtumes. Palavras-chave: Química ambiental. Química industrial. Curtume. Reuso de água. INTRODUÇÃO Nos dias atuais, são grandes as preocupações com respeito ao meio ambiente e em particular com o volume de água disponível, no mundo, própria para consumo. Muito se ouve falar das empresas em geral, e em seus processos produtivos buscando redução/reutilização da água. Estima-se que aproximadamente 3% do volume total de água no mundo, estejam disponíveis para uso doméstico, industrial e outros fins. Cientes disso, bem como, do aumento demográfico; Angelo, Mello e Vomero (2000) alertam que com o mau uso e o desperdício, até o ano 2025, 2,7 bilhões de pessoas vão ficar sem água, aproximadamente 45% da população mundial. 1
No Brasil a grande disponibilidade de água produz um cenário, de certo forma, mais confortável que em outros países, pois possui 12% do total das reservas desse bem disponível no mundo. As terras brasileiras abriga o rio de maior extensão e maior bacia fluvial do mundo o Rio Amazonas (FERREIRA, 2015). Devido as atuais condições em que se encontra a disponibilidade de água no mundo e por isso o aumento do custo desse insumo, houve a necessidade de inovações tecnológicas e uso racional da água pelas empresas. Com isso diversas empresas estão inovando seus processos produtivos, com foco na qualidade final, mas também na redução do consumo de água, investindo cada vez mais em sistemas de tratamentos para reutilização da água. O consumo de água, por parte das industriais, no Brasil, está na proporção de 22% do total consumido (ÁGUA, 2015). Este setor da economia brasileira é o maior responsável pela produção de efluentes altamente contaminados e potencialmente poluentes. É o caso dos curtumes, que são indústrias que convertem peles em couros, e para isso utilizam grandes quantidades de água em suas etapas de operação produtiva, uma vez que a maioria das etapas do processo de curtimento de couro a cromo ocorre em meio aquoso, daí a grande necessidade de tanta água. Preocupados com o grande volume de água que utilizam e com o volume de efluentes com altas cargas contaminantes gerados, diversos curtume no país estão melhorando seus processos, adotando sistemas cíclicos, ou seja, a reutilização das águas de banhos como os de caleiro e de cromo, reduzindo a necessidade de captação de água do ambiente, tudo sem alterar a qualidade final do produto. OBJETIVOS Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade de reutilização da água das etapas de caleiro e curtimento do processo de produção de couros a cromo, através da integração entre as correntes do processo, de forma a torná-lo um processo produtivo semifechado. METODOLOGIA Os dados utilizados nesta pesquisa foram obtidos através de visitas técnicas a um curtume da região de Lins/SP, ao longo de um semestre; o qual estava em 2
processo de implantação de ações para reuso da água nas etapas de caleiro e de curtimento á cromo. Durante a vivência na empresa foram acompanhados os processos de tratamento dos efluentes de caleiro e de curtimento com vistas a reutilização da água e de outros insumos, dentre os quais pode-se citar sulfeto de sódio, óxido de cálcio e sulfato de cromo III. 1 REUSO DA ÁGUA NO PROCESSO DE CURTIMENTO DE COUROS A CROMO Estima-se que a água seja um dos fatores de conflitos geopolíticos do século XXI. Com o aumento da população mundial, prevê-se que daqui a 50 anos, 70% dos habitantes deste planeta sofrerão com a escassez de água, sendo que 16% deles, não terão agua o suficiente para cultivar seus alimentos básicos (PENA, 2014). Os países enfrentam hoje o dilema de terem que se desenvolver sem destruir o meio ambiente, sendo necessária a mediação do Estado para melhor gerir seus recursos naturais, incluindo a água, pois ela, ao se tornar um bem dotado de valor econômico, passa a ser potencial gerador de conflito entre seus usuários (SILVA, 1998). Os países que não forem capazes de adotarem uma politica de gerenciamento da água terão que confrontar os vizinhos para aumentar ou defender seus recursos hídricos. O Brasil tem o privilégio de possuir a maior disponibilidade de água potável. Mas mesmo com seus 11%, ainda sofre com a má distribuição, ficando a maior parte em regiões menos habitadas e pouco agricultáveis (PENA, 2014). O fato de que a água é um recurso vital e escasso, mudou a consciência da geração atual, que tem o dever de passar isso para as gerações futuras. O paradigma higiênico/sanitário contribuiu para uma reformulação dos planos urbanísticos, o que fez com que todas as cidades abrissem vias, canais e redes de abastecimento de água e coleta de esgoto, mesmo que ainda não atenda 100 % da população (SILVA, 1998). No entanto, o seu mau uso, e a falta de tratamento adequado, vem reduzindo sua disponibilidade seja através da péssima manutenção das fontes e dos rios, ou pela poluição. 3
Com grande preocupação sobre o consumo de água de seus curtumes, nas diversas etapas do processo de curtimento de couros, e ao mesmo tempo com o volume de efluentes líquidos gerados, diversos empresários desse segmento estão adotando medidas que visam reutilizar de maneira eficiente e integrada a água e os insumos presentes nos efluentes de seus curtumes. As constantes buscas por métodos e técnicas que permitam o reuso direto de águas de banhos de caleiro e curtimento, ou de reciclagem das águas tratadas adequadamente nas (estação de tratamento de efluente) ETEs ou (sistema de tratamento de águas residuárias) STARs, visam tornar o processo produtivo um circuito semifechado, gerando ganhos financeiros e ambientais. (CÂMARA; GONÇALVES FILHO, 2006). A busca contínua na redução de água nos processo industrial ocorre principalmente por fatores econômicos, ou seja, quanto menor o consumo de água para obter a mesma produção, menor serão os custos operacionais do sistema e maior a rentabilidade sobre o produto final (FARENZEMA et al., 2004). A integração das etapas requer modificações de processo e operações com o objetivo de reutilizar massa e energia. Isto deve ser feito com critérios muito bem estabelecidos, para manter os padrões de qualidade já alcançados em cada etapa do processo (FARENZEMA et al, 2004). 1.1 Água de caleiro Devido a grande carga de contaminantes, o reciclo da água de caleiro foi um dos primeiros passos para o fechamento do processo (SENNA, 2007). Há duas alternativas distintas de se realizar o tratamento adequado desse efluente para promover seu retorno ao processo, como mostrado na figura 1, sem implicar em danos ou prejuízos ao produto final como explica Pacheco (2005). A primeira alternativa consiste em um processo no qual a água utilizada nos banhos seja encaminhada para tanques de armazenamento, que possuem agitadores para manter os sólidos em suspensão, e em seguida passam por peneira para a retirada de materiais grosseiros, enquanto seguem para um decantador. Após a decantação o líquido superficial vai para tanques de estocagem, passam por análises para quantificar a presença de insumos e se determinar a necessidade de complementos de insumos permitindo seu reuso. O lodo do decantador vai para disposição final em aterro sanitário industrial. 4
A segunda alternativa é mais simples, mais econômica e sem muitos investimentos, consiste apenas em peneirar a água que sai dos tanques de banho, para a retirada de sólidos grosseiros, e enviá-la para os tanques de armazenamento onde são coletadas amostras para análises e determinação das necessidades de correção para o reuso dessas águas. Vale ressaltar que durante o período de estocagem acontecerá espontaneamente a decantação dos sólidos suspenso, formando ao longo do tempo um lodo altamente alcalino, necessitando no futuro de limpeza desses tanques e descarte adequado do lodo. Figura 1: Reciclagem da água de caleiro. Fonte: (PACHECO, 2005 pag.55) 1.2 Água dos banhos de cromo A reutilização da água de cromo é semelhante ao processo de reutilização da água de caleiro no qual após tratamento fazem seus ajustes para reuso, tanto na etapa de recurtimento, quanto no curtimento de novos lotes de pele. Da mesma forma há mais de uma maneira de se proceder a essa reutilização (PACHECO, 2005). 5
Na primeira alternativa é necessário saber se a píquel e o curtimentos são realizados simultaneamente; praticamente seguem a mesma sequência de operações, diferindo apenas na separação das águas ou não. Após a etapa de curtimento a água residuária passa por uma peneira fina (0,5 a 5 mm), para a retirada de materiais suspensos (resíduos das peles), em seguida é feita uma analise química para saber o teor de cromo, e assim posteriormente fazer a complementação do insumo para o curtimento de um novo lote de pele ou para o recurtimento, no caso de curtumes que fazem o recurtimento (PACHECO, 2005). A segunda alternativa, mostrada na figura 2, é mais complexa e requer mais investimento para se obter bons resultados. Este processo consiste na precipitação do cromo (Cr 3+ ) como hidróxido e limpeza do precipitado. Após isso, o precipitado é redissolvido com acido sulfúrico, pelo qual se obtém novamente o sulfato de cromo, esse produto líquido obtido é estocado e posteriormente utilizado como curtente em novo processo de curtimento ou de recurtimento, apenas com a necessidade de se dosar o teor de pureza do sulfato de cromo III recuperado (PACHECO, 2005). Figura 2: Esquema de precipitação do Cromo dessas águas. Fonte: (PACHECO, 2005 p. 61). 6
RESULTADOS E DISCUSSÃO Para avaliação da viabilidade da reutilização da água contida nos efluentes das etapas de caleiro e de curtimento, foram acompanhados os processos de tratamento desses efluentes, bem como, as quantificações de insumos utilizados nessas etapas. Após o acompanhamento pode-se confirmar que as vantagens de reutilização dos efluentes de um curtume são muitas. No caso da água de caleiro, a reutilização chega a média a 80% do volume de água utilizada nesta etapa, o que evita proporcionalmente a captação de água dos mananciais locais. Além disso, confirmouse também uma economia de até 50% de sulfeto de sódio e 40% de óxido de cálcio ou cal, pois esse percentual dos citados insumos permaneceram nos efluentes após tratamento para sua reutilização. É necessário, também, citar a redução da DBO/DQO dos efluentes entre 30 e 40% e a economia do que deixou-se de gastar para tratar o volume todo de efluente para poder descarta-lo adequadamente. Já as vantagens da reutilização da água de curtimento com cromo, também não esta somente na redução do consumo de água, de aproximadamente 80%, mais também na redução da compra de sais de cromo, já que através do reuso pode-se recuperar até 99% do cromo que seria descartado, já que o teor de cromo final nos couros é de apenas 3,5 a 5%. Há ainda, as vantagens associadas à redução dos custos com o tratamento de efluentes, e com o lodo gerado. Já que este demanda gastos para descarte adequado devido ao seu alto teor de cromo. Na figura 3, mostra-se a comprovação dos benefícios apurados, em três das principais etapas de um curtume, através levantamento comparativo do consumo de água antes e após a implantação dos tratamentos para reuso. O gráfico mostra uma economia bastante significa em relação ao processo original, ou seja, no qual não se reutiliza a água dos banhos. A economia pode chegar a 70%, em relação ao custo desse insumo no processo. Já que há um pequeno custo para poder reaproveita-lo. 7
Figura 3: Volume de água utilizada nas diversas etapas do processo de curtimento agrupadas por constituintes. Fonte: Evandro, Flávio e Rodolfo, 2014. Outro fator favorável para a adesão ao reuso de água de banhos nos curtumes, é diminuição significativa do volume (m³) de água captada ao final do dia, que esta diretamente relacionada ao volume de efluente não gerado. Junto a isso esta a redução da quantidade de agentes contaminantes que vão para a estação de tratamento de esgoto - ETE, assim como DQO e a DBO. No gráfico da Figura 4, mostra-se a redução dos valores de alguns parâmetros encontrados nos efluentes dos curtumes por tonelada de couros. Figura 4: Redução (%/ton.) de alguns parâmetros em efluentes do curtume após implantação do reuso. Fonte: Evandro, Flávio e Rodolfo, 2014. 8
Através da integração das etapas pode-se obter uma economia de até 40% na dosagem inicial do hidróxido de sódio. Em relação ao cromo consegue-se precipitar e reaproveitar até 99% do cromo que seria descartado. Considerando-se que ficam retidos nos couros entre 3,5 e 5% do teor de cromo dos banhos, é necessário apenas completar os produtos de acordo com a formulação inicial. A economia alcançada pode ser ampliada com a integração de outras etapas dentro do mesmo conceito. Por fim, foi feito um estudo para avaliação da qualidade do produto final. Este não apresentou alterações de qualidade em comparação com os couros produzidos antes do reuso dos efluentes. CONCLUSÃO Através das várias publicações encontradas durante a realização desta pesquisa, foi possível observar a preocupação com respeito ao uso racional da água e do seu reuso no segmento industrial. Com este trabalho pode-se confirmar a viabilidade do reuso de efluentes das etapas de caleiro e de curtimento a cromo com a implantação de processos de tratamento. Diversas vantagens foram observadas para a reutilização dos efluentes de um curtume. No banhos de caleiro, a economia na captação, pode chegar a 80% do volume de água utilizada. Além da água, confirmou-se uma economia de até 50% de sulfeto de sódio e até 40% de óxido de cálcio ou cal. Já as vantagens da reutilização da água dos banhos de curtimento, também não esta somente na redução da captação de água, que se aproxima de 80%, mais também na redução de sais de cromo, já que se pode recuperar até 99% do cromo que seria descartado. Além disso, é necessário computar a redução da DBO/DQO dos efluentes que ainda restaram, algo entre 30 e 40%. Soma-se a isso, a economia do montante que deixou-se de gastar para tratar esse volume todo de efluente para poder descarta-lo adequadamente. Assim, de acordo com os resultados obtidos, a reutilização de água dos banhos de caleiro e de curtimento no processo de curtimento de couro a cromo não é apenas 9
viável é uma ação estratégica para aumentar a competitividade da empresa, uma vez que reduz custo sem reduzir produção. REFERÊNCIAS ÁGUA: um recurso cada vez mais ameaçado. Disponível em: http://www.mma.gov.br/estruturas/secex_consumo/_arquivos/3%20- %20mcs_agua.pdf. Acesso em: 02 mai. 2015. ANGELO, C; MELLO, M; VOMERO, M. F. A era da falta d água. 2000. Disponível em: <http://super.abril.com.br/ciencia/a-era-da-falta-dagua>. Acesso em: 10 jul. 2015. CÂMARA, R. P.; GONÇALVES FILHO, E. V. Processamento de couro e a logística reversa, In: XIII SIMPEP, de 06 a 08 de novembro de 2006 - Anais... BAURU, 2006. FARENZEMA, M. et al. Curtumes: do desperdício á sustentabilidade. 2006. Disponível em: <http://www.ppgeq.ufrgs.br/projetos/curtumes/arqs/ artigo_cobeq_curtumes.pdf >. Acesso em: 28 jul. 2014. FERREIRA, T. Brasil tem 12% da reserva de água doce do mundo e sofre com escassez. 2015. Disponível em: <http://g1.globo.com/jornal-daglobo/noticia/2015/08/com-12-da-reserva-de-agua-doce-do-mundo-brasil-sofre-comescassez.html>. Acesso em: 18 ago. 2015. PACHECO, José W. F., Curtumes. Série P+L. CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental). São Paulo: 2005. PENA, Rodolfo F. A. A distribuição da água no mundo. Disponível em: <www. mundoeducaçao.com/geografia/a-distribuição-agua-no-mundo.htm>. Acesso em: 23 jul.2014. SENNA, Roseli G. Curtume: aspectos ambientais. Brasília, Biblioteca Digital da Câmara dos Deputados, 2007. SILVA, Elmo R. da. O curso da água na história: simbologia, moralidade e gestão de recursos hídricos. Rio de Janeiro; s. ed.; 1998. 10