Água recuperada de esgoto supre demanda industrial

Meio Ambiente - Recuperação da água de esgoto reduz custos para indústrias e contorna a crise hídrica

Com crises hídricas recorrentes, principalmente nas regiões mais industrializadas do país, pensar em reúso de efluentes está longe de ser apenas parte de um discurso da moda ou um tema reservado para nações mais desenvolvidas.

De novo enfrentando escassez de chuvas, a pior dos últimos 91 anos, que promete se agravar no Sudeste pelo menos até o fim de 2021, está mais do que na hora de o Brasil aproveitar a oportunidade de tratar esgotos domésticos para fins industriais.

Um estudo recente da Secretaria Nacional de Saneamento (SNS), de 2018, identificou um potencial no Brasil para produzir de 10 até 15 metros cúbicos por segundo de água para fins industriais, agrícolas e de recarga de aquífero a partir do reúso de esgoto doméstico, no período de 2023 a 2028.

Desse total estimado, cerca de 50% foram identificados no Sudeste e principalmente para uso nas muitas indústrias da região.

Trata-se de salto considerável para a atual capacidade instalada de reúso, de cerca de 2 m3/s, dos quais o destaque fica por conta do projeto que opera em Mauá-SP, o Aquapolo, que fornece ao polo petroquímico de Capuava 650 l/s de água de reúso tratada a partir do esgoto da ETE ABC, da Sabesp, que tem sociedade com a coreana GSI Inima no empreendimento.

A partir dessa estimativa de potencial, a Confederação Nacional da Indústria (CNI), em outro estudo apresentado no fim do ano passado, quis saber o quanto seria necessário investir para se atingir esse volume estimado de água de reúso especificamente para o setor industrial.

O cálculo da CNI, baseado na simulação de custo de uma planta de médio porte de reúso, concluiu que seria demandado R$ 1,89 bilhão, dos quais R$ 1 bilhão para a aquisição de máquinas e equipamentos e os restantes R$ 890 milhões para a construção das obras.

Para essa estimativa, a CNI utilizou cenário ponderado médio do estudo da SNS, de 12,81 m3/s.

Para a CNI, esse investimento, além do atributo óbvio de aliviar o consumo da água de abastecimento público com uma fonte alternativa e viável para a indústria, geraria ganhos econômicos expressivos.

Chegar a esse potencial de reúso médio no curto e longo prazo, com a implantação e operação das estações, resultaria em expansão da produção nacional de aproximadamente R$ 6 bilhões, gerando 96 mil empregos, R$ 999,7 milhões em massa salarial e R$ 464 milhões em arrecadação de impostos, sendo R$ 36,17 milhões em IPI e próximos R$ 237 milhões em ICMS.

Membranas – A estimativa de investimentos da CNI, cujo montante principal se volta para aquisição de máquinas e equipamentos, se baseia na tecnologia de membranas, mundialmente considerada a mais apta e viável para recuperar os efluentes para uso industrial e que, por sinal, é empregada no Aquapolo Ambiental, em Mauá.

No caso da simulação dos custos, assim como na estação pioneira paulista, a escolha recaiu sobre as membranas de ultrafiltração, empregadas como tratamento terciário, após o secundário, onde ocorre a redução da demanda bioquímica de oxigênio (DBO), e do primário, que remove sólidos em suspensão e areia.

Mas há outras opções de sistemas com membranas, empregados em várias plantas pelo mundo, cujas aplicações variam conforme as demandas de tratamentos.

As de microfiltração são para sólidos suspensos, coloides e bactérias; as de ultrafiltração retêm vírus e moléculas de grande peso molecular; as de nanofiltração, moléculas de peso molecular médio; e, por fim, a osmose reversa é aplicada quando há necessidade de desmineralização ou dessalinização de sais dissolvidos na água.

A efetividade e importância das membranas para o reúso, aliás, fez o estudo da CNI apontar como uma necessidade para o país a nacionalização da tecnologia, hoje dependente de importações que elevam o capex dos projetos.

Segundo o estudo, no caso da produção nacional de membranas de nanofiltração, ultrafiltração e microfiltração, a substituição das importações traria ganhos expressivos.

No estudo de custo da CNI, as membranas de ultrafiltração representam 17% dos gastos com aquisição de equipamentos, ou cerca de R$ 170 milhões.

Trata-se de investimento considerável, ainda mais porque as membranas, após a vida útil, precisam ser repostas e, durante a operação, demandam manutenção, inclusive com dosagem de químicos para limpeza.

Caso o Brasil passasse a fabricar as membranas, além do produto se tornar mais barato para os projetos, a CNI calculou um efeito multiplicador de quase R$ 680 milhões em valor agregado à economia nacional, gerando 9.230 postos de trabalho e R$ 114,5 milhões em massa salarial.

Seriam ainda gerados em impostos cerca de R$ 60 milhões.

E essa oportunidade seria apenas para a aplicação das membranas associadas ao reúso (ultra ou microfiltração), sem contar as várias demais aplicações e tipos de membranas, como as de osmose reversa para processo industrial, desmineralização de água de caldeiras ou dessalinização ou vários outros sistemas, como as membranas de nanofiltração para remoção de sulfato em poços offshore de petróleo.

Para a CNI, o panorama macroeconômico também é favorável para a nacionalização da tecnologia de membranas, por conta da queda taxa de juros e a desvalorização cambial, o que poderia deixar o produto nacional ainda mais competitivo.

Esse movimento poderia substituir de imediato uma importação média de membranas de nanofiltração, ultrafiltração e microfiltração, entre 2014 e 2019, de US$ 114 milhões por ano e que cresceu US$ 10 milhões (6,8%) em 2019 em relação ao ano anterior.

Em volume, as importações de membranas cresceram 87% entre 2004 e 2019.

Aquapolo – Não é por falta de um “cartão de visitas” para a solução alternativa e ambientalmente mais correta para abastecer a indústria que o Brasil terá dificuldades para aproveitar o potencial do reúso. Isso porque, desde 2012, a Aquapolo Ambiental fornece 650 litros por segundo de água de reúso de alta qualidade para o polo petroquímico de Capuava, onde há cinco empresas e dez plantas industriais, e mais quatro empresas vizinhas (Bridgestone, Paranapanema, Vitopel e Hydro).

Com capacidade para produzir mil litros por segundo de água de reúso, o processo começa quando a unidade da Aquapolo recebe o efluente secundário da ETE ABC, da Sabesp, a uma taxa de capacidade nominal de bombeamento de 750 l/s.

O efluente passa então pela primeira operação unitária de filtração, por meio de uma bateria de filtros tipo disco, com taxa de filtração da ordem de 400 micrômetros.

Dessa primeira etapa, o efluente vai para a chamada estação de produção de água industrial (Epai), para passar por reator biológico (anóxico e aeróbio) tipo carrossel, que remove sólidos e cujo sistema de aeração mantém o nível de oxigênio dissolvido ao longo de todo o sistema, por conta da criação de zonas de aeração com diferentes concentrações de oxigênio dentro do tanque. Isso garante o tratamento da Demanda Química de Oxigênio e da amônia contida no esgoto.

Na sequência, é feita a separação física do lodo ativado com membranas de ultrafiltração do sistema de biorreator a membranas da alemã Koch (TMBR – Tertiary Membrane Biological Reactor), com capacidade instalada de ultrafiltração de 650 l/s e que pode chegar a mil l/s com as adaptações já implementadas.

Embora a água da ultrafiltração seja de alta qualidade, parte dela segue para a unidade de osmose reversa para reduzir a condutividade de sais dentro de parâmetros exigidos pelo polo.

Esse volume desmineralizado (225 l/s com condutividade de até 30 µS/cm a 23°C, com recuperação do sistema da ordem de 75%) é misturado ao restante da água de reúso.

Depois disso, há uma desinfecção final com dosagem de dióxido de cloro e feita a correção de pH.

Pronta, a água de reúso é entregue ao polo por adutora de 17 quilômetros, que atravessa São Paulo, São Caetano do Sul e Santo André, às margens do Rio Tamanduateí e da Avenida do Estado.

A água de reúso chega à central de matérias-primas do polo (Unib), da Braskem, onde há tanque de equalização e a partir da qual o insumo é direcionado para as demais unidades industriais (da Braskem e das demais empresas do polo).

Um volume é direcionado para outra unidade de osmose reversa, da Braskem, que condiciona a água desmineralizada para uso em caldeiras de alta pressão.

Química e Derivados - Meio Ambiente - Recuperação da água de esgoto reduz custos para indústrias e contorna a crise hídrica ©QD Foto: Divulgação
Marina Rossi, gerente de desenvolvimento sustentável da Braskem

“Mesmo que a água já tenha passado pela osmose do Aquapolo, a condutividade precisa ser ainda mais reduzida para poder alimentar caldeiras e gerar vapor a alta pressão”, disse a gerente de desenvolvimento sustentável da Braskem, Marina Rossi.

Segundo a gerente, a primeira demanda para o projeto Aquapolo foi a segurança hídrica, tendo em vista que o polo sofria historicamente com a baixa vazão e o alto custo para tratar a água do poluído rio Tamanduateí e que ainda assim demandava ser misturada com a água potável adquirida da companhia de saneamento. Além de ser processo trabalhoso, o custo era alto e chegava a ameaçar o futuro do polo petroquímico.

Mas depois que a água de reúso passou a ser utilizada, foi notada uma grande vantagem também no custo operacional das unidades industriais. Isso porque a qualidade da água do Aquapolo tornou a operação menos suscetível aos problemas de alta carga orgânica que antes eram comuns.

A nova fonte reduziu principalmente os custos com tratamento químico das torres de resfriamento, diminuindo a necessidade do chamado blown-down (purga) e de água de reposição e, consequentemente, aumentando os ciclos de concentração das torres.

Como resultado, houve redução de aproximadamente 150 m3/h de consumo de água em comparação com a época em que o polo utilizava o Rio Tamanduateí como fonte principal de abastecimento.

Outros projetos – O índice de reúso da Braskem, em suas 41 unidades industriais espalhadas por Brasil, México, Estados Unidos e Europa, é de 25%.

Desde 2012, com o Aquapolo e ações internas dentro das fábricas, a empresa deixou de captar mais de 176 milhões de m3 de água, o equivalente a 70 mil piscinas olímpicas.

Outro indicador que demonstra sua preocupação com a água é o consumo médio específico de 4,3 m3 por tonelada de produto.

Segundo Marina Rossi, trata-se de índice seis vezes melhor do que a média global das indústrias químicas, segundo dados do ICCA (International Council Chemical Associations).

Para a Braskem, a solução do Aquapolo foi de tal forma aprovada ao longo dos anos que tem chances de ser replicada nas unidades de polímeros em Duque de Caxias (DCX), no Rio de Janeiro.

Segundo Marina Rossi, a empresa está empenhada em encontrar uma solução via reúso de esgoto doméstico pré-tratado da companhia de saneamento recém-privatizada, a Cedae, de quem hoje a planta consome água potável.

“Há um problema crônico de água na região e a bacia hidrográfica de lá apresenta um alto risco de abastecimento”, disse. Segundo ela, porém, o possível projeto ainda não teve sua “costura institucional” desenvolvida.

Embora o reúso em Duque de Caxias ainda não tenha sido definido, há uma grande probabilidade de que seja esta a escolha. Isso porque, além da experiência positiva herdada do Aquapolo, a empresa tem a meta de elevar seu nível de segurança hídrica, hoje em 83%, para 100% até 2030.

E o reúso é garantia certa de abastecimento, já que as estações de tratamento de esgoto são praticamente perenes.

A meta de segurança hídrica, além de novos projetos de reúso, também motiva outras ações, como a tentativa de procurar explorar água de aquíferos. Isso ocorreu no ano passado na Bahia, no polo petroquímico de Camaçari, que deixou de ter como fonte principal de abastecimento a água de rio, também considerado crítico na região, para a garantia de suprimento futuro das operações.

Também na Bahia, por conta da criticidade da água, recentemente foram feitas melhorias no tratamento da água das torres de resfriamento, que reduziram o consumo de 60 m3/h de água clarificada e geraram economia de R$ 500 mil por mês também com redução de consumo de químicos.

Segundo Marina, a busca pela segurança hídrica é a base da gestão da Braskem, que constantemente avalia as bacias hidrográficas onde estão as fábricas, levando em conta se haverá competição pelo uso da água no médio e longo prazo.

Além da unidade de Duque de Caxias e da Bahia, a de Maceió, em Alagoas, cuja planta de cloro-soda voltou a operar no ano passado, é outra considerada crítica.

Mas, por enquanto, a avaliação de algum projeto de reúso no local está adiada. Isso por conta da prioridade que hoje o grupo tem na capital alagoana de atender o remanejamento de famílias e com as ações resultantes do afundamento de solo provocado pela exploração da mina de sal-gema.

Nas unidades fora do Brasil, segundo a gerente, não há locais preocupantes em disponibilidade de água.

Na Argentina – O fato de a Braskem não ter problemas de segurança hídrica em suas unidades estrangeiras não significa que o problema é exclusividade do Brasil.

Na Argentina há um projeto em execução para gerar água de reúso para o polo petroquímico de Bahía Blanca, local considerado crítico em disponibilidade hídrica, a partir do tratamento terciário do esgoto.

Química e Derivados - Meio Ambiente - Recuperação da água de esgoto reduz custos para indústrias e contorna a crise hídrica ©QD Foto: Divulgação
Site da Dow em Bahía Blanca (Argentina) receberá água retirada de esgotos domésticos

Para dispor de mais água de abastecimento para a população da cidade, que muitas vezes sofre com estiagem e esvaziamento da represa local, a concessionária Águas Bonaerenses (Absa) propôs às empresas do polo, há cerca de dois anos, que fosse implementado um tratamento terciário em uma ETE recém-construída para atender a região.

O projeto, quando implementado, deve liberar um adicional de cerca de 30% de água potável para a população, volume que hoje é fornecido para uso industrial.

Uma das principais empresas do polo argentino, a Dow, que tem dois crackers petroquímicos e quatro plantas de polietileno no local, apoia o empreendimento e tem muito interesse na finalização do seu cronograma de obras, segundo disse o diretor de sustentabilidade para América Latina, Matias Campodonico.

Química e Derivados - Meio Ambiente - Recuperação da água de esgoto reduz custos para indústrias e contorna a crise hídrica ©QD Foto: Divulgação
Matias Campodonico, diretor de sustentabilidade para América Latina da DOW

“É muito importante para a segurança hídrica do polo, que não precisa disputar água potável com a população”, afirmou o executivo.

A Dow e as demais empresas em Bahía Blanca se comprometeram a adquirir a água da concessionária que, segundo Campodonico, já está operando o tratamento primário e implantando o secundário.

O investimento na estação, ao contrário do Aquapolo, será totalmente da concessionária responsável pelo saneamento da Província de Buenos Aires.

Aliás, por conta própria, a Dow tem procurado em suas fábricas na Argentina praticar o reúso.

Em novembro de 2020, revela Campodonico, a empresa obteve aprovação para reutilizar os efluentes da planta de produção de polietileno de alta densidade para irrigação dos parques e jardins do local, em projeto que vem sendo implementado de forma gradual desde 2007, com projeção anual de economia de água de 22 milhões de litros, o equivalente ao consumo anual de aproximadamente 200 famílias.

A Dow tem meta global de reduzir em 20% o seu consumo de água até 2025, em comparação com o consumido em 2015.

Esse objetivo faz o grupo buscar formas de reusar e racionalizar o uso em praticamente todas as suas plantas pelo mundo.

Por exemplo, no complexo fabril em Breu Branco, no Pará, que produz silício metálico, a partir de 2019, com o investimento para construção de nova usina de carvão vegetal, foram instalados novos fornos que não demandam resfriamento e que resultaram, nas primeiras etapas implementadas, em redução de consumo médio de 360 mil litros por mês.

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