Escola Politécnica UFBA Rede de Tecnologias Limpas da Bahia DEA - Departamento de Engenharia Ambiental PEI - Programa de pós graduação em Engenharia Industrial www.teclim.ufba.br Asher Kiperstok
Fim de Tubo?
Mas, se a produção mais limpa é algo tão obvio, porque temos que fazer tanto esforço para divulgar a proposta? Porque ela não ocorre naturalmente nos negócios??
Os limites do planeta estão cada vez mais próximos, mas nem todo mundo o percebe. A pressão ambiental veio de fora Algumas lógicas predominantes Efeito Javali???
Ser verde também e ser competitivo Porter, van der Linde, 1995 Economia vs Ecologia : visão estática. Conexão entre melhorias ambientais e produtividade de recursos. Maior produtividade de recursos torna as empresas mais competitivas. Poluição = ineficiência.
Obstáculos para minimizar a geração de resíduos (Paul Palmer, 1982 apud Huisingh, 1993) Financeiros 30% Subsídios a disposição 10% Escassez de dinheiro 10% Força da ind. de disposição 10%
Obstáculos para minimizar a geração de resíduos (Paul Palmer, 1982 apud Huisingh, 1993) Técnicos 10% Falta de informação 5% Falta de assistência 5%
Obstáculos para minimizar a geração de resíduos (Paul Palmer, 1982 apud Huisingh, 1993) Políticos 60% Resistência Burocrática 20% Conservadorismo 10% Legislação 10% Sensacionalismo da mídia 10% Outros 10%
Consumo Sustentável Ecologia Industrial Modificação do produto Modificação do processo Melhoria na Operação Prevenção Reciclagem Tratamento Disposição de resíduos Fim de Tubo
Prevenção Fim de Tubo Fonte: adaptado de LaGrega, 1994
INSUMOS Matéria Prima Material Auxiliar Energia Ar Água Processo industrial PROCESSO INDUSTRIAL Produtos finais, principais e secundários Resíduos: gasosos, líquidos, sólidos energia, radiações, vibrações. Produto fora de especificação
Óleo Cru Águas de navios Recuperação e dessulfurização de gases Alquilação Propano Gás combustível Combustível BTX BTX Olefinas Tancagem. de óleo cru Desulfu-rização o Reforma catalítica Petroquímicos Petroquímicos Desalgação Destilação atmosférica Hidrocraquea-mento Hidrotratamento Mistura de gasolinas Gasolina Destilação a vácuo Sweetening de gasolina Kerosene Craqueamento catalítico Desulfu-rização Óleo combustível Craqueamento térmico Planta de enxofre Usina de asfalto Lubrificantes Enxofre Óleos lubrificantes Asfalto Refinaria de petróleo
Águas de navios Recuperação de gases / sweetening Alquilação Tancagem. de óleo cru Desulfu-rização o Reforma catalítica Desalgação do óleo cru Destilação atmosférica Hidro- tratamento Mistura de gasolinas Hidrocraquea-mento Destilação a vácuo Sweetening de gasolina Emissões Atmosféricas Craqueamento catalítico Desulfu-rização Efluentes líquidos Resíduos sólidos e pastosos Craqueamento térmico Planta de enxofre Usina de asfalto Lubrificantes Origem das emissões, origem das soluções
Águas de navios Recuperação de gases/sweetening sssssssssssssswees weetening Alquilação Tancagem. de óleo cru Desulfu-rização o Reforma catalítica Desalinização do óleo cru Destilação atmosférica Hidrocraqueamento Hidro- tratamento Mistura de gasolinas Destilação a vácuo Sweetening de gasolina Craqueamento catalítico Desulfu-rização Craqueamento térmico Planta de enxofre Lubrificantes Usina de asfalto Redes de coleta de resíduos, a lógica FIM DE TUBO
PREVENÇÃO DA POLUIÇÃO PRODUÇÃO MAIS LIMPA PRODUÇÃO LIMPA
Prevenção Fim de Tubo Fonte: adaptado de LaGrega, 1994
Prevenção Fim de Tubo Fonte: adaptado de LaGrega, 1994
1. Manter o produto PRODUTO PRODUTO 2. Reciclar sub-montagens reciclagem Instalar submontagens antigas ou novas Novas submontagens 3. Reciclar componentes Novos componentes Reciclar as submontagens anteriores Instalar novos e antigos componentes PRODUTO Reciclar velhos componentes Remover submontagens Remover produto e recuperar componentes Montar produto com materiais reciclados e novos produtos PRODUTO Remover produtos e recuperar materiais Reciclar materiais 4. Reciclar Materiais Novos produtos Fabricar produtos Materiais virgens
Fonte: institutoaqualung.com.br
Fonte: baruerinaweb.com.br
Fonte: ambiente.hsw.uol.com.br blogdoclaret.com Fonte: flickr.com
Reciclagem (em ciclo fechado) Matéria prima ou processo A Produção e uso ou processo B Tratamento (ou não) Coleta para disposição ou processo C Disposição ou processo D
Reuso (Ciclo aberto) Matéria prima para o produto 1 ou processo A Matéria prima para o produto 2 ou processo D Produção e uso do produto 1 ou processo B Tratamento ou não. Produção e uso do produto 2 ou processo E Disposição do produto 1 ou processo C Disposição do produto 2 ou processo E
Água Matérias primas Processo A Processo B Processo C Processo D Produto Parcialmente reciclável Efluente Sedimentação gravitacional Floculação / Precipitação Lodos ativados Filtração Adsorção com carvão ativado Efluente tratado Disposição Dois modelos de tratamento de efluentes de processo (Akehata, 1991)
Água Mat.primas Processo A Processo B Processo C Processo D Produto reciclável Troca iônica Filtração Filtração Floculação / /precipitação Sedimentação gravitacional Floc.- precipit Filtração Adsor -ção carvão ativad o Efluente tratado Dois modelos de tratamento de efluentes de processo (Akehata, 1991)
Redes de transferência de massa e de calor (MEN, HEN) F1 F2 F3 F4 t 1 t 2 t 3 t 4 T 1 T 2 T 3 T 4 t 5 T 5 Q5 t 1 T 6 Q6 Braskem-água T 7 T 7 Q7 t 8 T 8 Q8
Redes de transferência de massa e de calor (MEN, HEN), (cont.) F1 F2 F3 F4 t 1 t 2 t 3 t 4 T 1 T 2 T 3 T 4 t 5 t 1 t 7 t 8 T 5 T 6 T 7 T 8 Q5 Q6 Q7 Q8
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Uso de energia na fabricação de latas de alumínio, em kw-hr/kg. (Associação internacional da indústria do petróleo para a conservação do meio ambiente, em Graedel e Allenby, 1995) Minério no solo 70,4 Produção de aluminio 7,3 Produção de láminas Produção de lingotes 3,9 0,07 16,6 Transporte Produção de latas Transporte 0,07 Latas 23% de reciclage m
Boas práticas Good housekeeping Uso de esguichos para se reduzir as perdas de água. Varrição de material inerte depositado em pátios de estacionamento para se reduzir a geração de lodos contaminados em estações de separação de óleo. Varrição antes da lavagem de pisos. Isolamentos, limpeza e manutenção de trocadores de calor, uso de pontos de aquecimentos ao longo de tubulações longas e áreas de estocagem.
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26/04 Concurso de projetos da Dow Química, Lousiana, EUA. (em Graedel e Allenby, 1995) ANO 1982 1984 1986 1988 1990 1992 Projetos ganhadores 27 38 60 94 115 109 Retorno anual sobre o investimento (%) 173 208 106 182 122 305
15/04/2010 Exemplos de substituição de insumos DDT Óleo cru com menores teores de enxofre Óleo combustível por Gás natural. Produtos químicos em pellets em vez de pó. Uso de papel não branqueado no lugar de papel branqueado. Exemplos inversos: Crescimento, na matiz energética brasileira do uso de combustíveis fósseis.
Modificação de processos Melhoria dos sistemas de controle e melhoria do processo de produção: especificação final dos produtos, redução na produção de produtos secundários de menor valor e resíduos. Catalisadores: EnviroCats. Novas técnicas de separação : extração supercrítica
Procurar água para as novas unidades, dentro da fábrica, em vez de procurar no meio ambiente
Para tanto NÃO EXISTEM PROCESSOS GERADORES DE EFLUENTES Existem processos cuja eficiência no uso de água tem que ser melhorada: Otimização no processo Existem processos fornecedores e compradores de água Reuso e reciclo
Reuso e reciclo: Cascatas de uso Use a pior água possível
Metodologia Quantificar e qualificar entradas e saídas de água (balanços hídricos)
Metodologia 1.
Metodologia 2
Metodologia a b c
Metodologia a b c
Metodologia a b c
Metodologia a b c
Metodologia a b c
Metodologia a b c
Metodologia a b c
só que...
BALANÇO HÍDRICO UTA
BALANÇO HÍDRICO VC COPENE Ficha VC COPENE-QI UTA Qualinfo 7,4
QUALIDADE DE INFORMAÇÃO 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ATRIBUIÇÃO DE VALORES PARA QUALIDADE DE INFORMAÇÃO 10,0 9,0 8,0 7,2 5,7 5,2 3,7 4,1 2,6 2,9 0,0 SI BPNB PNB BPNA PNA BMP MP BMI MI BMT MT PARÂMETROS
BALANÇO HÍDRICO da UTA
BH GLOBAL RECONCILIADO TOTAL: 19 correntes (a) Figura 4: (a) Distribuição do número de correntes medidas e sem medição. (b) Distribuição do número de correntes de acordo com seus respectivos QI s para os fluxos aquosos do volume de controle global (entradas + saídas). (b)
Atmosfera Vapor = 135,1m 3 /h (2.9%) Torres = 870,0m 3 /h (18.7%) Entradas Joannes + Aquífero: 4.396,5 m 3 /h BH 2002 E/S = 5,4% Efluentes SO = 506,0 (10,9%) SN = 435,0 ( 9.3%) Vendas Água = 2062,3m 3 /h (44.3%) Vapor = 490,9m 3 /h (10,6%) RS = 150 m3/h (3.2%)
SIG (SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS) Georreferenciar os locais de consumo de água e de geração de efluentes da empresa O projeto esta dividido em: REPRESENTAÇÃO ESPACIAL Criação na plataforma SIG (plantas, mapas, imagens e dados da área de estudo) CRIAÇÃO DE BANCO DE DADOS Identificação e inserção das correntes do BH no SIG CICLO HIDRÍCO REGIONAL Visualização espacial e consulta de dados dos recursos hídricos da região.
Como levar em conta a proximidade dos equipamentos - Logística Base de dados na interface GIS.
Banco de dados referente a cada ponto-fonte e ponto-consumidor para obter respostas imediatas das correntes e a sua distância em relação às demais. Figura 6: Área 1 com seus respectivos pontos georreferenciados; no canto superior é visto o banco de dados específicos de um ponto (ArcGIS).
Compreensão dos principais recursos hídricos da região com o intuito de potencializar os estudos de BH através de informações georreferenciadas. Figura 9. Visualização espacial, destacando a área industrial em estudo.
OPORTUNIDADES Gerenciar oportunidades de melhorias operacionais e comportamentais para redução do consumo de água na refinaria. BANCO DE IDEIAS Ambiente de acesso fácil e seguro para registro das ideias provenientes de integrantes da empresa e universidade (www.teclim.ufba.br)
BANCO DE IDEIAS (BI): 1.Coleta e processamento das ideias (TECLIM/RLAM) Procedimento Ideias 4. Priorização das oportunidades (TECLIM/RLAM) Projetos conceitua 5. Projeto is conceitual (TECLIM/RLAM) Oportunid ades Carteira de projetos conceitual 2. Priorização das idéias (TECLIM/RLAM) Oportunid ades 3. Processamento das oportunidades (TECLIM/RLAM) 6. PAN (RLAM-BA)
RESULTADOS OPORTUNIDADES (Oficinas) Tabela 06: Potenciais de economia das ideias priorizadas na oficina que puderam ser estimados Nº Tipo de água Potencial estimado de economia de água (m³/h) Economia de água em relação à captação (%) Retorno econômico (R$ 1000,00/ano) Economia de água Redução de efluente 86 Água industrial + desmineralizada 10 0,8 140 130 4,0 78 Água industrial 4 0,3 18 50 4,0 52 Água Retificada 8 0,7 71 110 8,0 51 Água bruta 42 3,4 130 540 4,0 47 Água industrial 27 2,2 130 350 4,0 44 Água industrial 20 1,6 93 250 4,0 38 Água desmineralizada 1 0,1 10 8 4,0 31 Água clarificada 9 0,7 42 120 2,0 18 Água potável 8 0,1 7 20 6,0 17 Água potável 10 0,8 43 140 6,0 13 Água clarificada 45 3,6 210 580 4,0 11 Água bruta 1 0,1 4 16 0,4 10 Água bruta 50 4,0 230 650 0,4 9 Água bruta 30 2,4 95 390 4,0 6 Água desmineralizada 10 0,8 160 130 2,0 1 Água bruta 50 4,0 160 650 0,4 TOTAL 319 25,5 1600 4100 *3,0 Custos (R$/m3): efluente 1,50; água bruta 1 0,37; água bruta 2 0,53; água industrial 0,55; água clarificada 0,54; água filtrada 0,43; água desmineralizada 1,88; água potável 0,48. Base de cálculo: 2010. *QI ponderado: relação entre os QI s individuais e as vazões QI
TREINAMENTOS 400 funcionários treinados. Oficina para engenheiros e TO s para 33 funcionários, com geração de 35 ideias. Agendamento de 5 turmas para capacitação de 500 operadores.
II Atmosfera Joannes Vendas Aquífero cetrel
II Atmosfera Joannes Vendas cetrel Aquífero
Estudo da disponibilidade hídrica Área de contribuição considerada
2,50 Evolução do índice SN/nafta (m3/t) BRASKEM - UNIB 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0/1 30/1 29/2 30/3 29/4 29/5 28/6 28/7 27/8 26/9 26/10 25/11 d (dia) d=0 01/01/2003
4,50 Evolução do índice SO/nafta (m3/t) Braskem-UNIB 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0/1 30/1 29/2 30/3 29/4 29/5 28/6 28/7 27/8 26/9 26/10 25/11 d (dia) d=0 01/01/2003
Lyondell Media continua de 12 meses 190.0 178.0 166.0 Cu M / MT TiO2 154.0 142.0 130.0 118.0 Lyondell water program s start up Lyondell trainings water 106.0 94.0 82.0 70.0 J M M J S N J M M J S N J M M J S N J M M J S N J M M J S N J M M J S N J M M J S N J M M 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Antes Depois Fotos 101 22/05/2011 Vazão total de efluente: 2560 litros por hora