Meio Ambiente – Mercado de químicos para tratar água vai crescer

E requer soluções mais eficientes dos insumos para água e efluentes

O mercado de produtos químicos para tratamento de água no Brasil, segundo estimativas de agentes do setor, oscila na casa dos US$ 600 milhões a US$ 700 milhões.

Trata-se de um universo bastante amplo de soluções para água bruta, efluentes, condicionamento de água para torres de resfriamento e caldeiras, reúso ou mesmo pré-tratamento e limpeza química de operações com membranas de filtração.

Essas demandas tendem a crescer ainda mais nos próximos anos. Isso por conta da perspectiva de ampliação do mercado de saneamento básico, que conta com novo marco regulatório, desde 2020.

O mérito do novo cenário é o aumento da participação no setor de concessões do setor privado, um tipo de cliente que os fornecedores da área, principalmente aqueles com mais tecnologias inovadoras, preferem em comparação ao setor público, este último dependente de licitações, nas quais o menor preço é determinante, e pouco afeito a modernidades no tratamento.

Para se ter uma ideia do potencial de crescimento, com base na meta de universalização dos serviços de água e esgoto até 2033, a estimativa para a commodity mais empregada para desinfecção e potabilização da água, o cloro, é de um aumento de demanda da ordem de 700 mil toneladas por ano no Brasil, volume que fará a produção local ficar 40% maior do que a atual, que em 2019 chegou a 1,57 milhão de toneladas.

Trata-se de volume equivalente à produção de duas grandes fábricas de cloro que poderiam ser construídas no país. Apenas 3,4% (em 2019) e 3,07% (em abril 2020) da produção de cloro são destinados ao tratamento de água, o que deve mudar substancialmente por conta do novo marco do saneamento, que deve também puxar o consumo de outros químicos empregados no tratamento.

Já incluindo o PVC, utilizado para tubos e conexões, e que faz com que o mercado de tratamento de água represente 60% da oferta da indústria de cloro-soda, o marco do saneamento puxará ainda mais o mercado.

A rede de tubulações de PVC no Brasil, que em 2012 era de 542.500 km, precisaria ser elevada para 613.400 km em 2033. Também seria necessário realizar a manutenção de 381 mil km de tubulações nos próximos 13 anos, prazo previsto para se atingir a meta de universalização dos serviços.

Mas, por enquanto, segundo avaliação da Unipar, uma das líderes do mercado, o setor de cloro-álcalis tem condições de atender a demanda, pois a indústria está operando abaixo da sua capacidade.

O nível de utilização da indústria, no período de janeiro a abril deste ano, estava em 53,6% (no mesmo período de 2019 esse índice estava em 66,9%).

Se for considerado o período de 12 meses até abril, o nível de utilização é ainda menor, de 51,6%.

Segundo o diretor comercial de químicos da Unipar, Rogério da Costa Silva, atualmente a empresa garante o fornecimento integral para os principais players do setor do saneamento básico.

No Estado de São Paulo, por exemplo, mais de 90% da água tratada utiliza produtos da Unipar, permitindo o fornecimento de cloro para 28 milhões de pessoas, apenas na região.

Com a demanda tanto de cloro como de PVC para saneamento, na fabricação de tubos e conexões, e considerando o cenário da universalização, além das três atuais plantas da Unipar – em Cubatão-SP e Santo André-SP, no Brasil, e em Bahía Blanca, na Argentina –, a empresa avalia novas operações no Nordeste do país.

O plano de expansão para o Nordeste considera aquisições ou investimento na construção de uma nova fábrica, com acesso a insumos essenciais para a produção, como sal, energia renovável e gás natural.

Monocloramina – Além do tradicional cloro, o cenário pode favorecer o uso de novas soluções tecnológicas de biocidas, hoje empregados de forma inicial para usos na indústria, mas que em países mais avançados já fazem parte do portfólio de tratamentos municipais em substituição a sistemas de desinfecção tradicionais, como o gás de cloro ou o hipoclorito de sódio.

Um exemplo é a aplicação da monocloramina, produzida em reatores in situ a partir da reação de sais de amina (precursores da amônia) com hipoclorito de sódio.

Quem está difundindo a tecnologia no Brasil nos últimos anos é a norte-americana Buckman, com unidade produtiva em Sumaré-SP.

Segundo o gerente da divisão de tratamento de água para a América Latina, Jorge Augello, a tecnologia se demonstra mais efetiva do que as tradicionais por ter ação oxidante seletiva, agindo diretamente na inibição do crescimento proteico, quebrando as ligações de dissulfeto das moléculas de proteína e, consequentemente, inibindo o crescimento de lodo e bactérias em geral.

Sua seletividade ainda faz com que o residual de cloro total seja até seis vezes maior do que o do hipoclorito, altamente reativo e que por isso demanda dosagens muito mais altas do que a monocloramina para manter residual do cloro.

Química e Derivados - Meio Ambiente - Mercado de insumos químicos para tratar água e efluentes vai crescer ©QD Foto: iStockPhoto
Jorge Augello, gerente da divisão de tratamento de água para a América Latina da Buckman, Jorge Augello

“Os biocidas tradicionais oxidam tudo que encontram, inclusive as superfícies metálicas, provocando corrosão. Além, disso, a monocloroamina, por não agir pelo cloro livre e cloratos, pode ser usada também em aplicações na indústria de alimentos e bebidas”, explicou Augello.

A Buckman tem instalado os reatores, importados da Inglaterra, em clientes de vários tipos, como na indústria de etanol e açúcar, em potabilização em indústrias, para pré-tratamento de osmose reversa e, em breve, em aplicações municipais.

É ponto crucial da aplicação, segundo Augello, o controle da geração in situ, já que se trata de reação muito instável, daí a necessidade de ser feita no local.

“O nosso reator gera somente monocloroamina, mas é comum outros equipamentos no mercado gerarem também poliaminas, triaminas e diaminas, que são proibidas por legislações de potabilidade da água por serem precursores cancerígenos”, disse.

Por não gerarem os trialometanos (THMs), o que ocorre com a presença de cloro livre, continua o gerente, a tecnologia de monocloramina tem sido muito aplicada, por exemplo, em potabilização de água pública em locais com legislações mais restritivas, como na Califórnia, nos Estados Unidos.

“A maior parte das ETAs na Califórnia estão optando pelo processo”, disse.

Uma aplicação que virou estudo de caso no Brasil foi em indústria siderúrgica (aços especiais), que substituiu o gás cloro utilizado no controle de água industrial e potável pela monocloramina grada pela tecnologia da Buckman.

No local, o gás era utilizado desde a captação de uma média de 1.800 m3/h de água bruta de rio até a fase de clarificação, de onde a empresa dividia 1.400 m3 para uso industrial e o restante para produção de água potável.

O sistema antigo demandava alto controle dos riscos operacionais provocados pelo cloro livre, com alto poder corrosivo no duto de 8 km, por meio da medição do residual nas linhas.

A proposta de substituição com a monocloroamina visou reduzir o risco operacional com a manipulação do cloro gás e o impacto ambiental e ainda simplificar a operação.

“Depois da aplicação, o nível de cloro total, para garantir a desinfecção, ficou entre 1 e 2,2 ppm na linha de água potável e objetivo de diminuir o risco operacional foi alcançado com taxa de corrosão da água clarificada diminuindo de 40 mpy (milésimos de polegada por ano), do tratamento anterior, para menos de 5 mpy com a monocloramina”, revelou Augello.

Para garantir o desempenho, a Buckman automatiza o monitoramento contínuo da operação com seu sistema Ackumen, que inclui algoritmo de inteligência artificial e emprega traçante nos produtos para otimizar a dosagem conforme os parâmetros da água.

Essa tecnologia, segundo o gerente, pode ser empregada para toda a gama de produtos da empresa, em sistemas grandes ou pequenos de resfriamento ou caldeiras, entre outras aplicações.

Digitalização – O tratamento de água caminha cada vez mais para a digitalização, com uso de sistemas automatizados, que incluem machine learning e Big Data e, em algumas ofertas, com produtos químicos com traçantes que permitem o monitoramento e o controle on-line do desempenho do sistema.

Essa tendência digital é presente em todos os principais fornecedores e, de certa forma, foi estimulada durante a pandemia, com as restrições de acesso a plantas de muitos clientes para evitar aglomerações.

Um exemplo desse movimento ocorre com uma das empresas pioneiras na digitalização do tratamento, a Nalco, do grupo Ecolab, com seu sistema 3D Trasar, que se baseia no controle e comunicação de dados dos tratamentos a partir de sensores de campo e PLCs integrados que identificam os marcadores fluorométricos presentes em todos os produtos.

Com a tecnologia, a dosagem dos produtos pode ser controlada para obter as medidas ideais para manutenção dos parâmetros da água demandada para o circuito, seja ele de resfriamento ou de caldeiras.

O acompanhamento dos parâmetros dos tratamentos pode ser programado para envio periódico aos clientes ou acessado pelo computador pessoal.

No mundo todo, há mais de 45 mil unidades controladas pelo sistema e, no Brasil, mais de mil. Toda essa informação coletada alimenta um imenso banco de dados, um Big Data, cujos dados são “tratados” para entregar valor às demandas diárias das unidades com o sistema.

Com a comprovação dos ganhos que o sistema tem proporcionado desde que começou a ser implementado no fim da década de 80, em 2022 a Nalco dará um passo a mais na tecnologia e a estenderá para médios e pequenos clientes.

Segundo a líder estratégica do negócio água da Ecolab para a América Latina, Thais Gervásio, a tecnologia passará a atender qualquer tipo de sistema, em aplicações de resfriamento e caldeira, seja em indústrias, seja no chamado mercado institucional, como shopping centers, hotéis e prédios comerciais.

Segundo o gerente de inovação para América Latina, Bráulio Barbosa, atualmente a opção do controle para uso em torres de resfriamento, para uso de produtos sólidos, é para sistemas com vazões menores do que 100 m3/h de recirculação e, acima disso, com a plataforma NewGen. Mas a partir de 2022, diz, com mudanças de hardware e estrutura, não haverá mais limites para o 3D Trasar.

“Vamos ter uma oferta robusta, capturando informações, fazendo monitoramento e controle on-line, dando visibilidade aos dados e entregando savings, não importando o porte do sistema”, afirmou.

A ampliação, afirma Barbosa, será muito benéfica para a base de dados global do 3D Trasar, que contará com muito mais informações para serem processadas, o que resultará em qualidade de água e impacto financeiro positivo para as operações.

As informações coletadas nos equipamentos de monitoramento Trasar, em análises de campo e laboratoriais, segundo Thais Gervásio, são armazenadas em plataforma digital na nuvem, batizada de Ecolab 3D.

A partir delas, em outra ferramenta da plataforma, que mira impactos financeiros dos tratamentos, são calculadas possibilidades de economias e melhorias, que são compartilhadas e propostas como projetos para os clientes.

“Isso tudo é feito na plataforma digital e está sempre disponível para o cliente checar os dados”, disse.

Também outra competidora, a Veolia, está ofertando um sistema de monitoramento inteligente do tratamento de água.

Denominado Hubgrade, em janeiro de 2021 a empresa de origem francesa passou a utilizá-lo no país em indústrias de bebidas e alimentos, farmacêuticas, fundição e siderurgia, depois de já ter empregado a solução em mais de 30 países.

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Luiz Felipe Guimarães, gerente de desenvolvimento de negócios da Veolia

Com tecnologia de inteligência artificial (machine learning e big data), de acordo com o gerente de desenvolvimento de negócios da Veolia, Luiz Felipe Guimarães, o Hubgrade emite relatórios, realiza análises, transforma dados em CO2 para verificar em qual nível está a pegada de carbono do cliente e como melhorá-la, além de contribuir com a performance operacional da planta.

Operando como centro de monitoramento inteligente integrado, a solução pode oferecer análises completas para circuitos de torre de resfriamento, caldeiras, ETEs e ETAs, através de dados coletados por sensores nas plantas.

Mais químicos – Embora a maior parte dos avanços em tratamento de água atuais seja no campo da digitalização das operações, há também mais algumas novidades em soluções químicas, muito por conta de novas exigências e demandas dos clientes.

A Ecolab, por exemplo, tem notado demanda em alta por inibidores de corrosão isentos de fosfato, por conta de restrições ambientais em alguns locais, aliadas ao desejo de clientes de evitar o risco de incrustação da superdosagem do ortofosfato e também em razão de políticas corporativas de algumas empresas preocupadas com suas condutas ambientais.

Embora não possa revelar quais são as moléculas dos novos inibidores, Thais informa que a solução já consegue substituir os fosfatos em quase todas as aplicações e os inibidores já contam com traçantes na formulação para serem monitorados pelo equipamento do Trasar.

Por sua vez, a Veolia está lançando um coagulante à base de tanino, desenvolvido no Brasil. Segundo Luiz Felipe Guimarães, as aplicações têm sido principalmente em estações de tratamento de efluentes (ETE) em indústrias do setor alimentício, por conta de a molécula ser atóxica.

Apesar de ter custo unitário maior do que os coagulantes convencionais, diz o gerente, por ser utilizado com uma dosagem muitas vezes menor, acaba tendo melhor custo-benefício.

Outra solução química da Ecolab, em expansão de uso no Brasil, é o dióxido de cloro, por meio da geração in situ do biocida.

Além do uso em torres de resfriamento e sanitização para água potável em indústrias e municípios, o sistema da empresa, batizado de Purate, ultimamente ganhou uso também em processos de fermentação de açúcar.

A rota empregada para a produção parte da reação do clorato de sódio com o ácido clorídrico.

Segundo Thais Gervásio, a tecnologia conquista mercado do cloro gás por conta do alto nível de segurança do seu uso e também do hipoclorito de sódio, que tem complicantes de manuseio e dosagem.

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Thais Gervásio, líder estratégica do negócio água da Ecolab para a América Latina

“Além da segurança, o dióxido de cloro tem muito menos subprodutos, ao contrário do cloro que gera ácido clorídrico e o hipoclorídrico e, principalmente, os cloretos no sistema, que aumentam o potencial de corrosão”, completou.

“Já no dióxido de cloro, a geração de cloretos é muito menor, até mesmo porque as dosagens são também muito menores”, disse.

Alta nos custos – Um desafio atual para o mercado das empresas de soluções químicas para tratamento de água é a alta no custo das matérias-primas e a crise logística, com falta de contêineres, navios e consequente frete mais caro.

A situação provocada pela baixa oferta global provocada pela pandemia fez algumas empresas recorrerem a nacionalizações para compensar os custos elevados.

A Buckman, por exemplo, segundo Jorge Augello, registra aumento de 40% dos custos de matéria-prima e de até 35% na logística. Isso fez a empresa, desde o ano passado, recorrer a novas opções de fornecedores locais.

“Nossa equipe de pesquisa e desenvolvimento trabalhou nesse período para mudar muitos produtos, matérias-primas, tropicalizando o que foi possível”, diz.

Como resultado, em uma ação que contou, por exemplo, com parcerias com empresas como Oxiteno e Basf, a Buckman passou a contar com portfólio 85% nacional de produtos, entre polímeros, antiespumantes, inibidores de corrosão e anti-incrustantes.

“Copolímeros que trazíamos dos Estados Unidos, agora compramos aqui”, completa. A dificuldade, porém, é repassar os aumentos para os clientes, que também sofrem com a crise na ponta da cadeia.

A Ecolab também sentiu os impactos da alta nos custos de matéria-prima e logística por conta da pandemia, o que reforçou a necessidade de nacionalizações e reduções de custos.

Apesar disso, segundo Thais Gervásio, o momento criou também uma oportunidade.

Com as restrições de circulação e o afastamento social, o que em vários clientes industriais significou a proibição de visitas dos técnicos da empresa nas fábricas, o processo de digitalização e de monitoramento remoto dos tratamentos foi favorecido.

“No passado, convencer o cliente a não ter um engenheiro na planta para acompanhar um processo era impossível, mas as ferramentas digitais permitem isso e, hoje, por conta da necessidade da pandemia, essa mudança foi acelerada”, disse.

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