Clarificação de água: Melhorias tecnológicas

Mananciais poluídos e uso racional incentivam melhorias tecnológicas

A piora na qualidade da água dos mananciais, aliada à preocupação dos grandes consumidores em economizar o caro e escasso insumo, tem feito a etapa inicial do tratamento de água, a clarificação, ser cada vez mais valorizada por clientes e fornecedores.

E isso por motivos bem “claros”.

Com as fontes de abastecimento poluídas, a função dessa fase físico-química de remover sólidos em suspensão, turbidez, ferro e cor passou a ter peso redobrado para os tratadores.

Assim como a crescente tendência de reúso de água, sobretudo na área industrial, também gerou novas exigências à clarificação, a fim de facilitar a recirculação em etapas posteriores do tratamento, no processo produtivo ou em sistemas de resfriamento e de geração de vapor, e para reduzir a quantidade considerável de lodo gerado pelos decantadores.

Esse panorama vem gerando mudanças no mercado, envolvendo tanto os fornecedores de equipamentos, que passaram a projetar novos tipos de sistemas de decantação acelerada (em casos mais pontuais, com o uso de membranas de ultrafiltração), como os de formulações químicas, os quais se esforçam para convencer seus clientes a usar coagulantes modificados e polímeros para auxiliar e melhorar a floculação.

Além disso, também o aspecto comercial do setor de clarificação, em especial do mercado de coagulantes, demonstra estar aquecido, tendo em vista o ímpeto investidor de concorrentes importantes.

Ao se falar em clarificação devese ter em mente que se trata de processo físico-químico usado em tratamento de água e efluentes, para o setor público ou privado, com quatro objetivos: neutralização, coagulação, floculação e sedimentação, operações realizadas em decantadores que promovem a mistura dos agentes químicos.

Suas primeiras etapas, logo após a pré-cloração, necessária para evitar algas e entupimento dos equipamentos, envolvem a presença dos insumos químicos mais empregados nessa fase, os coagulantes inorgânicos, responsáveis por neutralizar as cargas eletrostáticas superficiais das partículas coloidais (que adsorvem íons da água), permitindo que elas se aglutinem (coagulem) formando flocos pequenos.

Depois da neutralização-coagulação, normalmente feita na parte central do clarificador, há a etapa de floculação, aquela em que os pequenos flocos formados precisarão fazer “ponte” entre si para ficarem maiores e assim poderem ser sedimentados.

Essa fase se realiza por meio de agitação suave na parte externa do clarificador, mas na maioria das vezes, ou preferencialmente, demanda a adição de polímeros floculantes, disponíveis como catiônicos (para águas com partículas com cargas negativas), aniônicos (para as positivas) ou não-iônicos (para águas com as duas cargas).

Esses auxiliares de floculação (como as poliacrilamidas, com peso molecular alto, na casa dos milhões, 106), dosados em percentuais pequenos (0,2 a 1,5 ppm), fazem a “ponte” molecular entre os flocos criados pelos coagulantes, aumentando assim o diâmetro e a densidade das partículas.

Com isso, há a decantação dos flocos agregados e a água clarificada se eleva para ser separada. O lodo formado é arrastado no tanque de sedimentação.

PAC em alta – Embora este processo seja dos mais tradicionais e antigos do tratamento de água, as recentes necessidades provocam algumas inovações em um mercado dominado pelo uso de coagulantes inorgânicos, commodities como o sulfato de alumínio (o mais usado), o sulfato férrico e o cloreto férrico.

Para começar pelo aspecto mais relevante em termos de volume, cresce a oferta e a demanda por coagulantes inorgânicos um pouco diferentes para a realidade brasileira.

Nesse sentido, merece destaque a expansão de uso do policloreto de alumínio (PAC), do sulfato férrico e de blendas de coagulantes inorgânicos com orgânicos, com o propósito de melhorar a capacidade do tratamento.

O PAC, uma solução com teor de Al2O3 na faixa de 10% a 18%, hoje conta com vários produtores locais, que utilizam o processo baseado na reação do ácido clorídrico com alumina hidratada na presença de temperatura e pressão (e seguintes resfriamento e filtração).

Apesar de mais caro do que o sulfato de alumínio (mais do que o dobro do preço), o PAC começa a ser empregado com certa freqüência tanto em clarificação de água para uso industrial como na usada para abastecimento público.

Isso principalmente por causa de suas vantagens no custo global do tratamento, visto que sua dosagem, para realizar uma melhor coagulação do que os sulfatos, é até cinco vezes menor do que o sulfato de alumínio.

E ainda com a vantagem, segundo explicou o líder de marketing técnico da GE Water Technologies, Alexandre Moreira, de remover mais cor e gerar muito menos lodo, por causa de sua acidez livre que requer muito menos cal hidratada para alcalinização.

Estudos comparativos indicam, por exemplo, que para clarificar um mesmo tipo de água o consumo de PAC é 35% menor do que o sulfato férrico, reduzindo também em 39,5% o uso de cal.

Na opinião de Moreira, quando a venda é essencialmente técnica, passando longe da visão financista dos departamentos de compra, o PAC tem grande chance de ser adotado.

 Química e Derivados, Alexadnre Moreira, líder de marketing técnico da GE Water Technologies, Clarificação da Aguá - Mananciais poluídos e uso racional incentivam melhorias tecnológicas
Alexandre Moreira: o ideal seria usar só o PAC

“O custo operacional acaba sendo bem menor, tanto em virtude da dosagem menor do produto como de cal”, explicou. A GE compra PAC de dois fornecedores locais, revende a seus clientes e faz blendas com coagulantes orgânicos quando necessário.

Blendas – Aliás, o uso crescente do PAC, mercado considerado em ascensão por vários competidores, incentiva a formação de blendas com coagulantes orgânicos catiônicos para melhorar sua operacionalidade.

É o que vem sendo feito na própria GE e há pouco mais de um ano pela Kurita, tradicional formuladora química para tratamento de água e efluentes.

A empresa de origem japonesa tem formulado PAC com coagulantes orgânicos em um percentual de 1% a 20%. São empregadas na mistura poliacrilamidas de baixo peso molecular (na ordem de 103) de marca comercial ZetaAce.

Química e Derivados, Antonio Ricardo Carvalho, líder da área técnica da Kurita, Clarificação da Aguá - Mananciais poluídos e uso racional incentivam melhorias tecnológicas
Antonio Ricardo Carvalho: blendas de coagulantes inorgânicos com os orgânicos

“A quantidade de coagulante orgânico na fórmula é proporcional ao tipo de água a ser tratada. Se for efluente, ou água muito poluída, será preciso mais polímeros”, explicou o líder da área técnica da Kurita, Antonio Ricardo Carvalho.

O princípio da união dos dois tipos de coagulantes, segundo Carvalho, é aproveitar o melhor de cada um deles. Os inorgânicos dão mais peso ao fl oco e os inorgânicos promovem a ponte entre os flocos, aumentando a densidade e facilitando ainda mais a sedimentação.

A união feliz, informou o engenheiro químico Carvalho, faz com que as blendas tenham grande aceitação no mercado, em virtude de suas vantagens operacionais: dosagens menores, pouca geração de lodo complicado (os coagulantes inorgânicos geram lamas com metais), flexibilidade de operação nos casos de oscilações da água de entrada e melhor desempenho da formação dos flocos.

Atuante exclusivamente no mercado industrial, a introdução das blendas de coagulantes foi facilitada por causa do perfil mais tecnológico dos clientes.

De acordo com o superintendente da Kurita, José Aguiar Jr., isso fez em apenas um ano as vendas do PAC modificado representarem 8% dos negócios.

Também para a GE Water, segundo revelou Alexandre Moreira, os negócios com as blendas têm crescido, principalmente por causa da ampliação do mercado de reúso de água industrial.

“Daqui a uns três anos será difícil encontrar uma indústria sem alguma iniciativa para reusar sua água. E nesse ponto o tratamento físico-químico de clarificação, mais eficiente, será a bola da vez”, afirmou.

A Kurita compra o PAC no mercado de empresas como Produquímica e Panamericana e faz a mistura com os coagulantes orgânicos com base em formulações-padrão da empresa de origem japonesa.

Para chegar à decisão de usar a blenda, a empresa realiza o chamado teste do jarro (jar test), procedimento repetido por todos os tratadores para saber qual a melhor formulação para a clarificação.

Química e Derivados, José Aguiar Jr., superintendente da Kurita, Clarificação da Aguá - Mananciais poluídos e uso racional incentivam melhorias tecnológicas
José Aguiar Jr.: segurança no tratamento leva cliente a usar PAC modificado

“Pode ser que a blenda não seja a mais indicada”, lembrou Aguiar.

Há casos, por exemplo, em que a quantidade de coagulante inorgânico para o tratamento precisa ser muito grande e daí o melhor é o cliente fazer a compra direta.

Quando isso ocorre, normalmente a opção recai sobre os coagulantes mais baratos, como o sulfato de alumínio, procedimento possível de ser complementado com a dosagem separada de um polímero orgânico fornecido pela Kurita para melhorar a coagulação.

Mas, quando a opção é mesmo pelo PAC modificado, o jar test se repete para avaliar as blendas do portfólio até se chegar à formulação ideal. Para Aguiar, a escolha pelo PAC normalmente se baseia na necessidade do cliente de ter mais segurança no tratamento, prevenindo-se de eventuais mudanças na água de alimentação.

Tradição mantida – Apesar de confiar na ascensão das novas opções, os tratadores não deixam de indicar e reconhecer o valor das commodities da coagulação, ainda uma solução viável e muitas vezes a ideal, técnica e economicamente.

Não por menos, grandes estações de tratamento da indústria, em unidades importantes como nas centrais petroquímicas Copesul, de Triunfo-RS, e na Braskem, em Camaçari, na Bahia, ainda empregam o sulfato de alumínio como o principal coagulante inorgânico da clarificação.

Segundo o líder técnico Carvalho, da Kurita, quando os parâmetros da decantação são bem controlados, sobretudo mantendo-se o pH entre 5 e 7,2, o sulfato de alumínio ainda é imbatível.

“Seu floco é o melhor, o mais denso”, afirmou. Isso sem falar no seu baixo custo, fácil transporte e o fato de ser produzido em diversas regiões do país.

Embora a melhor indicação de tratamento só seja possível depois de um bem-feito jar test, há considerações genéricas sobre a escolha correta de coagulantes inorgânicos para cada tipo de água ou efluente/esgoto.

O sulfato férrico e o cloreto férrico possuem capacidade de operar com uma faixa de pH mais ampla, de 5 a 11, sendo que o primeiro ainda conta com a vantagem de ter melhor desempenho em águas de cor elevada ou ácidas e o segundo normalmente tem boa aceitação para tratar esgotos.

Por outro lado, o cloreto férrico, apesar de mais barato do que o sulfato de alumínio, apresenta como problema a alta corrosividade, o que dificulta sua manipulação.

Há ainda a se considerar uma pequena vantagem do sulfato férrico com relação à sua maior capacidade de remoção de algas.

Em uma situação hipotética ideal tecnicamente, porém, há quem imagine a substituição completa dos coagulantes inorgânicos mais convencionais. É o caso de Alexandre Moreira, da GE Water.

Para ele, há a possibilidade de se adotar sempre o PAC para a coagulação e, na fase seguinte da clarificação, depois deste estar 100% misturado ao efluente, optar-se por dosagem de pequeno percentual dos auxiliares de floculação catiônicos, aniônicos ou não-iônicos.

“A economia com a dosagem de produtos e a menor geração de lodo, cuja destinação é cada vez mais cara, pagam o investimento rapidamente”, afirmou.

Esse cenário idealizado pelo técnico, aliás, é por costume receitado pela Kurita quando recomenda o uso do PAC modificado. “Mesmo com esse coagulante mais eficaz ainda é necessário o auxiliar de floculação para completar o bom tratamento”, emendou Antonio Ricardo Carvalho.

Onda de aquisições – A despeito de idealizações, ocorre que o mercado de coagulantes inorgânicos, com os seus sais de ferro e alumínio, deve continuar a ser prevalente no país.

Seu preço baixo e a funcionalidade técnica, tanto no mercado industrial como na sua grande aplicação em tratamento de água municipal, são motivos mais do que sufi cientes para crer no futuro desses insumos.

Mas uma prova mais concreta da perspectiva positiva do segmento é o fato de grupos estrangeiros demonstrarem firme interesse em investir nessa área no Brasil.

Pelo menos dois concorrentes internacionais, a alemã Süd-Chemie e a fi nlandesa Kemira, se movimentam nos últimos anos com certa agressividade comercial no mercado de coagulantes inorgânicos e polímeros.

A primeira, em um ritmo um pouco mais tímido, conta com fábrica com capacidade para 165 mil t/ano de coagulantes em Jacareí-SP e vem tentando adquirir outras unidades.

Já a Kemira demonstra resultados mais práticos de um plano de expansão ambicioso que se baseia na aquisição de unidades produtivas de origem nacional.

Há dez anos no país, antes da onda de aquisições a empresa apenas contava com unidade em São Bernardo do Campo-SP, onde produz 100 mil t/ano de vários coagulantes inorgânicos (sulfatos férrico e de alumínio, cloreto férrico, PAC), e outra na Bahia, no site de dióxido de titânio da Millennium, em Camaçari, onde usa o subproduto sulfato ferroso para gerar 90 mil t/ano de sulfato férrico.

Mas com a decisão estratégica de crescimento a aquisição de empresas nacionais começou a dar reforçada projeção ao competidor de origem finlandesa.

Em 2007, foi comprada a Dalquim, produtora de sulfato de alumínio com duas unidades em Santa Catarina e uma no Paraná, totalizando 100 mil t/ano de produção.

Já em 2008 foi concluída a aquisição da Nheel, com unidade em Rio Claro-SP, a qual produz sulfato de alumínio, sulfato férrico, cloreto férrico e PAC, com capacidade instalada de 120 mil t/ano.

O interessante é que a Nheel, antes dessa negociação, esteve para ser adquirida pela Süd-Chemie. Mas na última hora o acordo de compra foi desfeito.

A estratégia da Kemira, segundo explicou seu vice-presidente para a América Latina, Fred Schuurman, é conseguir se estabelecer com várias unidades produtivas, por todo o país, para poder colocar em prática o que considera ideal para viabilizar o fornecimento de coagulantes inorgânicos: estar com fábrica a no máximo 300 quilômetros do cliente.

Química e Derviados, Fred Schuurman, vice-presidente da Kemira para a América Latina, Clarificação da Aguá - Mananciais poluídos e uso racional incentivam melhorias tecnológicas
Fred Schuurman: limite de 300 km para vender os inorgânicos

“Mais longe do que isso, o custo do frete, para um produto com preço médio de R$ 400 a tonelada, já torna a venda inviável”, afirmou.

A única exceção, entre os produtos, seria a comercialização do PAC, cujo preço médio de R$ 800/t torna pouco mais interessante o transporte para regiões mais distantes. Mas não se deve esquecer ainda que boa parte dos coagulantes é vendida diluída, o que se traduz também por transporte de água.

Com as duas aquisições, o interior de São Paulo, com a unidade da Nheel, em Rio Claro, e o Paraná e Santa Catarina, com as fábricas oriundas da Dalquim, ficam dentro do razoável na visão comercial da empresa também compartilhada pelos outros competidores.

E aí só fi cariam faltando poucos mercados para a Kemira completar sua base nacional de atuação.

Na esteira do plano estratégico, de acordo com Schuurman, cogita-se comprar ainda unidades no Rio de Janeiro e no Rio Grande do Sul, mercados em que não consegue participar competitivamente sem produção local.

Novas unidades? – Para a expansão da Kemira no Brasil, em vez de comprar fábricas, a outra alternativa, construir novas unidades, na avaliação da empresa não seria viável. Isso porque o mercado de coagulantes inorgânicos opera com ociosidade de até 30%.

O consumo atual envolve cerca de 1 milhão de t/ano, entre sais férricos e de alumínio, e possíveis aumentos na demanda ainda contam com certa folga de oferta tendo-se em vista a capacidade instalada nacional.

Mas nada impede que novas fábricas sejam erguidas no país, sobretudo ao se lembrar das boas perspectivas com o saneamento básico, que começa a ser levado para regiões mais distantes por meio de liberações de verbas públicas.

Não por menos, nos últimos cinco anos várias empresas entraram no mercado de coagulantes, nas regiões Sudeste, Norte e Nordeste do país (Pluriquímica, em Teresina-PI; Reluz Nordeste, em Marechal Deodoro-AL; Süd- Chemie, em Jacareí-SP; Cloral, no Rio; e, por fim, a própria Nheel, adquirida pela Kemira).

Essa aparente contradição de o mercado operar ocioso, ao mesmo tempo em que novas empresas foram inauguradas recentemente, pode ser explicada pelo fato de a produção local não contar com boa distribuição geográfica, ou seja, dentro do limite de 300 km que torna competitiva a venda dos coagulantes.

Daí o surgimento de novos competidores em locais como Alagoas e Piauí, por exemplo. Isso sem considerar o fato de não ser muito caro e difícil investir em uma unidade de coagulantes.

Há a estimativa genérica de que uma fábrica multipropósito para 25 mil t/ano custe R$ 1 milhão e leve um ano para entrar em operação. Nada tão vultoso em se considerando investimentos industriais.

Cade aprova – Mas o perfil e as perspectivas do mercado brasileiro de saneamento ainda não foram suficientes para convencer a Kemira a deixar de lado sua estratégia mais pragmática de crescimento: comprar empresas e participações.

Em primeiro lugar, por um motivo óbvio: a empresa tem recursos para tal, tratase de grupo global com faturamento bilionário (2,8 bilhões de euros em 2007, 10 mil funcionários e presença em 40 países).

Depois, com as aquisições, o grupo evita esperar o tempo de maturação de uma fábrica nova e não corre o risco de sofrer com a atual ociosidade do mercado.

Por outro lado, essa estratégia de aquisições, com promessa de continuidade, trouxe também os holofotes para a empresa finlandesa e com eles alguns dissabores.

O principal deles foi a denúncia de ato de concentração de mercado, levada ao Conselho Administrativo de Defesa Econômica (Cade) depois da aquisição da Nheel.

A denúncia foi feita pela companhia municipal de saneamento de Campinas-SP, a Sanasa, como parte interessada por ser consumidora dos coagulantes inorgânicos fornecidos pelas duas empresas.

Ocorre que o processo de aquisição foi analisado pelo conselho e aprovado sem restrições em julho. Isso porque o órgão chegou à conclusão de que a Sanasa pode recorrer a produtos substitutos, como sulfato de alumínio, mais abundante no mercado, caso sinta a necessidade de trocar coagulantes em sua ETA por problema de preço.

Embora ainda não esteja definido se recorrerá da decisão, segundo a advogada da Sanasa, Sonia Marques Dobler, a companhia continua considerando que haverá concentração nos mercados de sulfato férrico, policloreto de alumínio e cloreto férrico.

A insatisfação com o veredicto reforça sua alegação principal de que suas estações de tratamento de água foram concebidas para operar apenas com esses coagulantes.

Mas segundo informações de Wanderley Ferreira, diretor de marketing e vendas da Kemira, a Sanasa antes de operar na atualidade com 80% de PAC e 20% de sulfato férrico, dosava no passado, na mesma estação, apenas sulfato de alumínio e, um pouco mais para frente, 50% de cloreto férrico e 50% de sulfato de alumínio.

A nova participação de mercado da Kemira, depois da aquisição da Nheel, passa de 9% para 29% no Sudeste e de 25% para 37% no Sul do país.

Esse fato, embora não tenha sido suficiente para vetar a negociação, mereceu uma observação do Cade em seu relatório final sobre o julgamento, por meio do qual o órgão avisa que continuará a investigar o caso, tendo em vista a participação da Kemira ter ultrapassado os 20% nas duas regiões.

Nas outras regiões, não há problema aparente: no Centro- Oeste, há uma elevação mínima, de 1%, elevando para 12% a participação nas vendas de coagulantes na região. J

á no Norte e Nordeste, em virtude de a Nheel nunca ter atuado por lá, nada foi alterado (2% no Norte e 22% no Nordeste).

Essas diferenças regionais, reforçadas pelo fato de a logística cara tornar inviáveis as vendas distantes das unidades produtivas, fazem a Kemira não temer novas ações antitruste, que lhe custaram, além de honorários advocatícios, também muitas viagens a Brasília, segundo afirmou o diretor Wanderley Ferreira.

 Química e Derivados, Wanderley Ferreira, diretor de marketing e vendas da Kemira, Clarificação da Aguá - Mananciais poluídos e uso racional incentivam melhorias tecnológicas
Wanderley Ferreira: plano da Kemira ainda contempla unidades no RS e RJ

“O Cade só avaliará novas acusações de concentrações por região e, nos locais para onde queremos ir no futuro [RJ e RS], partiremos do zero, apenas assumindo o controle de empresas da região”, explicou Ferreira.

Nesses casos, não haverá sobreposição da participação da empresa nas regiões em que atua com mais força, com destaque para as regiões Sudeste e Nordeste.

Polímeros em ação – O interessante de usar o exemplo da Kemira para compreender o desempenho do mercado da clarificação é saber que a empresa também conta com uma nova aquisição, esta em nível mundial, voltada para aproveitar aplicações em crescimento na área.

Desde 2006, o grupo finlandês adquiriu os negócios de polímeros da Cytec, assumindo o controle de duas fábricas da empresa norte-americana nos Estados Unidos e duas na Europa.

Esse importante portfólio se soma à linha de coagulantes orgânicos e auxiliares de floculação da Kemira, que existe por meio da produção de unidade na Finlândia e de outras duas na Colômbia e no México.

Com a linha da Cytec, anteriormente vendida no Brasil por meio de escritório de representação local, a Kemira, segundo Wanderley Ferreira, cresceu mais de 400% nas vendas de polímeros.

Trata-se de grades de auxiliares de floculação de poliacrilamidas (catiônicos, aniônicos e não-iônicos) e de coagulantes orgânicos de poliaminas e de polidadmac.

“Por causa de nossa forte penetração no mercado de saneamento público, temos conseguido introduzir os polímeros em áreas onde eles até então eram desconhecidos”, explicou Ferreira.

Um exemplo é o uso de poliaminas para controlar algas na água captada da represa de Guarapiranga, em São Paulo, pela Sabesp.

“Elas são excelentes auxiliares de coagulação, que acabam com esse sério problema que causa um gosto muito ruim na água potabilizada”, disse.

Para complementar esse novo tratamento, aliás, a Kemira ainda recomendou e forneceu o permanganato de potássio para substituir a pré-cloração.

Com esse portfólio ampliado, a empresa tenta promover nas companhias de saneamento brasileiras um conceito muito enraizado em países desenvolvidos.

Segundo explicou Ferreira, é comum as estações de países como os Estados Unidos, por exemplo, contarem com vários tipos de tratamento estabelecidos para atender os casos de oscilações da qualidade da água.

E para isso recorre-se com muita freqüência aos polímeros especiais.

“Eles prevêem o uso de formulações mais simples, apenas com coagulantes inorgânicos, para momentos menos críticos, e determinam de forma também planejada o tratamento com auxiliares de coagulação e floculação mais sofisticados para os picos de piora da qualidade da água durante o ano”, disse.

No Brasil, o mais comum é o cliente determinar apenas um tipo de tratamento para sua estação, o que pode colocar em risco a integridade do sistema ao longo do tempo.

A intenção é explicar essa realidade estrangeira aos clientes nacionais e tentar não só vender os mais rentáveis polímeros como também melhorar o desempenho do tratamento de água do Brasil.

A confiança nas vendas dos polímeros para floculação também faz parte do humor dos outros competidores. A GE Water, segundo afirmou Alexandre Moreira, está padronizando globalmente sua linha constituída por 60 produtos, fruto de um trabalho de integração que envolveu todas as bases operacionais espalhadas pelo mundo.

“Fizemos um kit com 27 novos polímeros para serem comercializados no Brasil e cujas informações já estão disponíveis no SAP da empresa”, explicou Moreira. Cada engenheiro da GE passará a ter o kit, com polímeros específicos para as principais aplicações noBrasil.

“Dependendo do cliente, o técnico leva a amostra mais apropriada para fazer um jar test”, finalizou.

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