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OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Discutir os tipos de resíduos industriais: gasosos, líquidos e sólidos nos processos;
- Identificar as causas e fontes geradoras de resíduos;
- Caracterizar os diferentes tipos de resíduos quanto ao grau de toxicidade;
- Apresentar técnicas / medi- das de minimização de resí- duos nos processos;
- Discutir o Organograma Mestre das Ações para Pre- venção e Controle da Po- luição;
- Detalhar medidas de P2 e exemplificar;
- Permitir a percepção da di- ferença entre os enfoques Fim-de-tubo e P2.
MINIMIZAÇÃO DE RESÍDUOS
CAPÍTULO 3
Neste capítulo vamos discutir sobre “Resíduos”, mais especificamente sobre a sua “Minimização” e, se possível, sobre o banimento deles das nossas vidas. Vale salientar que minimizar resíduos significa:
- aumentar a eficiência ecológica da empresa – transformando toda a matéria- prima em produto;
- beneficiar-se das vantagens comerciais – aumentando a competitividade;
- minimizar custos de retrabalho;
- reduzir o impacto ambiental do processo produtivo.
O que farão com as velhas roupas? Faremos lençóis com elas. O que farão com os velhos lençóis? Faremos fronhas. O que farão com as velhas fronhas? Faremos tapetes com elas. O que farão com os velhos tapetes? Usá-los-emos como toalhas de pés. O que farão com as velhas toalhas de pés? Usá-las-emos como panos de chão. O que farão com os velhos panos de chão? Sua alteza, nós os cortaremos em pedaços, misturá-los-emos com o barro e usaremos esta massa para rebocar as paredes das casas. Devemos usar com cuidado e proveitosamente, todo o artigo que a nós foi confiado, pois não é “nosso” e nos foi confiado apenas temporariamente. Siddhartha Gautama – BUDA
Asher Kiperstok Universidade Federal da Bahia • UFBA • TECLIM
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Deu para sentir a importância de torná-los insignificantes e até mesmo inexistentes? Afinal, o que não é útil não justifica a existência. Concorda?
Resíduos são matérias-primas (na maioria das vezes adquiridas a alto preço) que não foram transformadas em produtos comercializáveis ou em matérias-primas a serem usadas como insumos em outro processo de produção. Eles incluem todos os materiais sólidos, líquidos e gasosos que são emitidos no ar, na água ou no solo, bem como o ruído e a emissão de calor. O processo de produção também compreende atividades que, freqüentemente, se tende a esquecer, tais como manutenção, serviços, limpeza e a área administrativa.
Minimizar resíduos e emissões, portanto, também significa aumentar o grau de utilização dos materiais e da energia usados para a produção (aumentando a eficiência ecológica) até que sua utilização garanta um procedimento livre de resíduos e emissões (este é o caso ideal!). Assim, para a empresa, a minimização de resíduos não é somente uma meta ambiental, mas, principalmente, um programa orientado para aumentar o grau de utilização dos materiais e, conseqüentemente, sua produtividade.
Esta situação pode ser também ilustrada pelo fato de que, tanto o tratamento e a disposição de resíduos e emissões são onerosos, quanto os custos decorrentes da perda de matérias-primas (que se tornam resíduos no próprio sentido da palavra) também são normalmente altos. A fim de trabalhar sistematicamente na minimização e evitar a geração de resíduos e emissões, você deve conhecer os fluxos de massa mais importantes em sua empresa, identificar e quantificar os resíduos gerados nas etapas do fluxo. Além disso, você deve, principalmente, conhecer as características e a importância em termos de toxicidade e efeitos ecológicos dos resíduos. Dessa forma, neste capítulo você vai obter informações sobre os vários tipos de técnicas e medidas aplicáveis em programas de Prevenção da Poluição, visando minimizar resíduos.
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vezes dois), para se dar a eles um tratamento que os torne menos impactantes ao corpo receptor. A questão ambiental passa a ser considerada neste momento. O que fazer com esta água contaminada? Como destruir os compostos indesejáveis para poder descartá-la cumprindo a legislação, ou, pelo menos, tentando cumpri-la.
Raciocínio semelhante é praticado com as emissões oriundas da queima de combustíveis nas caldeiras. Estas são vistas como inerentes a estes equipamentos e ao tipo de combustível utilizado. Mas, na realidade, tanto os efluentes líquidos quanto as emissões atmosféricas (o mesmo se aplica para outros resíduos) têm sua origem num determinado ponto do processo. Suas causas podem ser várias e relacionadas a outros pontos que não apenas aqueles onde eles são visualizados. O vapor inserido numa coluna de destilação, por exemplo, sai no seu topo, é condensado e se transforma num efluente que é lançado numa canaleta.
Esta situação, no entanto, poderia ser diferente. Uma otimização do processo, por exemplo, reduziria a quantidade utilizada e outras medidas poderiam reduzir o conteúdo de hidrocarbonetos, que são nada menos que o produto principal da refinaria. Por outro lado, será que esta corrente não tem utilidade para outro processo? Se ela é tachada de “efluente”, provavelmente não. Mas, se ela for vista como um possível insumo, a questão será outra. Que processo ou processos precisam dela? O que tem que ser feito para que ela possa ser considerada insumo para outros processos? O pensamento corriqueiro tem sido tratar dos resíduos a partir da sua segregação como matéria indesejável. Com base neste raciocínio, só resta sua coleta, tratamento e disposição no ambiente. É a lógica da rede de coleta de resíduos, também chamada de FIM-DE-TUBO.
No caso das emissões geradas pelos processos de combustão, a sua minimização não depende apenas da eficiência das caldeiras e fornalhas, ou do combustível utilizado. A eficiência energética da planta toda é que tem que ser analisada. Nesse caso, a “rede de efluentes” é menos perceptível, pois se trata de uma rede invisível de incompetências ou perdas energéticas que inclui, desde a eficiência energética de cada processo e equipamento, até a qualidade da integração energética de toda a planta.
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Consideremos, a seguir, algumas das principais fontes de emissões atmosféricas, efluentes líquidos e resíduos sólidos geradas nos processos industriais.
RESÍDUOS GASOSOS Emissões de resíduos gasosos são freqüentemente maiores em quantidade do que emissões de resíduos sólidos e líquidos, no ar e nas águas. As fontes principais de resíduos gasosos são:
- lançamento de vapores e gases da queima de combustíveis fósseis, seja de fontes fixas ou móveis;
- perdas de produtos voláteis em tanques de armazenamento, pontos de carga e descarga, pontos de alívio de pressão, vazamentos de equipamentos e outras denominadas emissões fugitivas;
- perda de solventes de tintas e processos de limpeza de superfícies e equipamentos;
- perdas de gases refrigerantes;
- uso de gases propelentes de produtos aplicados na forma de aerossóis.
Diversos compostos são emitidos das fontes citadas. A seguir revisaremos alguns deles:
- Gás carbônico – Esta emissão ocorre principalmente devido a processos de transformação de energia. É um produto da queima de combustíveis fósseis. Não obstante, emissões de CO 2 podem ser reduzidas, aumentando-se a qualidade dos sistemas de combustão intensiva, aumentando-se a eficiência de equipamentos, processos e sistemas, usando formas de energia não baseadas no carbono (isto será discutido mais extensivamente no Capítulo 7).
- Metano – As fontes de emissão de metano incluem vazamentos de gás natural (já que o metano é seu componente principal) e redução anaeróbia, que ocorre naturalmente, e também devido à atividade humana (por exemplo, agricultura, carvão, minas e refinamento de petróleo).
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- Halons – Usados em extintores de incêndio. Emissões de halon contêm bromo, o que pode conduzir à diminuição de ozônio. Esforços para reduzir emissões de halon estão focados na minimização ou eliminação de seus usos, na preferência de materiais alternativos.
- Traços de metais – Por exemplo, alumínio, arsênico, cádmio, cromo, cobre, mercúrio, níquel, chumbo, antimônio, selênio, prata, incluindo metais pesados. Emissões gasosas contendo metais, mesmo que em pequena concentração, são associadas principalmente com as atividades de mineração, indústrias de produção de metais, tintas, pesticidas, eletrônica, cimento, tratamento de superfícies, química, de baterias e couro, entre as principais.
- Compostos odoríficos – Por exemplo: aminas, sulfetos e mercaptanas. As fontes desses resíduos incluem indústrias que usam essas substâncias em processamento de alimentos, tratamento de couro, celulose e papel. Às vezes compostos odoríficos são intencionalmente adicionados a gases tóxicos para permitir a identificação de vazamentos (por exemplo, gás natural), enquanto que em outras situações eles não são desejáveis. Em último caso, seu uso deve ser minimizado ou cuidadosamente controlado através da sua captura e neutralização.
EFLUENTES LÍQUIDOS
Entre as principais fontes de efluentes líquidos na indústria, incluem-se:
- Processos industriais – Alguns processos usam água como diluente, como meio de transferir energia (na forma de vapor) ou para absorver outros compostos. Nesses casos a água entra em contato com correntes de outras matérias-primas e, quando descarregadas, arrastam compostos indesejáveis, tornando-se efluentes residuais.
- Efluentes de processo também utilizados para carregar outras perdas, como, por exemplo, descartes de amostragens, perdas em válvulas, conexões e gaxetas.
- Águas de lavagem e águas de chuva contaminadas de áreas de processo, pátios de carga e descarga, tancagem.
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- Drenagem de águas ácidas de minas (normalmente atribuível aos enxofres metálicos presentes em minérios que podem reagir para formar ácido sulfúrico).
- Atividade agrícola envolve grandes quantidades de terra e o escoamento é de difícil controle. Além disso, o processo de irrigação arrasta muitos resíduos de animais, fertilizantes, pesticidas e herbicidas. Os contaminantes presentes nos efluentes líquidos geram grande preocupação pela facilidade de atingir cursos d’água, sejam superficiais ou subterrâneos, e desta forma atingir a cadeia alimentar, cujo elo final é o próprio homem. A depender das suas características, os impactos podem ser muito variados. Podemos citar alguns dos principais contaminantes:
Compostos Orgânicos Biodegradáveis Alteram as condições ambientais por consumir o oxigênio dissolvido na água dos corpos receptores. A matéria orgânica é atacada por microorganismos que utilizam o oxigênio da água no processo de digestão, reduzindo sua concentração a níveis que podem afetar a vida de outras espécies. Caso sejam atingidas condições anaeróbias, com concentrações muito baixas de O 2 , a decomposição da matéria orgânica gera problemas adicionais de mau cheiro, provocados, entre outros, pelo desprendimento de compostos reduzidos de enxofre. Entre outras fontes de compostos orgânicos biodegradáveis, podem ser considerados os esgotos sanitários e os efluentes das indústrias de alimentos, bebidas, papel e celulose.
A depender do corpo receptor, a disposição de efluentes com as características acima, pode ser feita apenas se administrando a relação entre a carga orgânica a ser disposta e a capacidade do meio de degradá-la em condições controladas e adequadas. Se o corpo receptor não comporta a carga de um determinado efluente, este pode ser tratado biologicamente. O lodo digerido resultante destes processos pode ser usado como condicionador de solos para uso agrícola. Um aspecto fundamental para a adequada disposição desses resíduos é estes não estarem contaminados por compostos biorresistentes e tóxicos.
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Substâncias Tóxicas Persistentes (PTS) São elementos ou compostos que pelas suas características se degradam muito lentamente no meio ambiente. Fenômenos físicos e biológicos contribuem para sua dispersão no meio físico e sua concentração no meio biótico. Neste grupo incluem-se os metais pesados e os compostos orgânicos tóxicos. Nos seres vivos, provocam mutações genéticas (mutagenicidade), câncer (carcinogenicidade) e alterações fetais (teratogenicidade). A presença dessas substâncias no meio ambiente é mais difícil de ser monitorada em razão das baixas concentrações em que podem se apresentar, diferentemente do que ocorre com os chamados poluentes convencionais, anteriormente citados (material biodegradável, por exemplo). No entanto, a presença dos compostos tóxicos persistentes é de extrema relevância, mesmo em concentrações não detectáveis, pela sua persistência e capacidade de se concentrar na cadeia alimentar.
Para esses compostos aplica-se o Princípio da Precaução, popularizado na conferência de Maastrich. Este princípio propõe que seja dado o devido espaço à ignorância científica com relação às substâncias cujo comportamento nos ecossistemas não é, ainda, devidamente compreendido. Nestes casos caberia ao poluidor provar que estes são inócuos antes de serem despejados no meio ambiente.
Se vivemos como se importasse e não importa, então não importa. Se vivemos como se não importasse e importa, então importa. Conferência Internacional sobre a Agenda da Ciência para o Meio Ambiente e o Desenvolvimento para o Século 21, Viena, 1991
Observe na Tabela 3.1 os compostos considerados no programa voluntário de redução de tóxicos dos Estados Unidos (USEPA TRI 33/50).
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TABELA 3.1 – COMPOSTOS CONSIDERADOS NO PROGRAMA Benzeno Metil etil cetona Cádmio e compostos Metil isobutil cetona Tetracloreto de carbono Níquel e compostos Clorofórmio Tetracloroetileno Cromo e compostos Tolueno Cianeto e compostos 1,1,1-Tricloroetano Diclorometano Tricloroetileno Chumbo e compostos Xylenos Mercúrio e compostos
Fonte: USEPA TRI 33/50.
Metais Pesados Diferentemente das substâncias tóxicas orgânicas, criadas pelo homem, os metais possuem concentrações de fundo, background, na natureza, provenientes da dissolução de rochas e minerais (Schnoor, 1996). As quantidades totais de metais na natureza mantêm- se constantes. Porém, a forma como eles se apresentam muda. Metais originalmente confinados nas suas jazidas naturais são extraídos e inseridos no processo produtivo. Eles acabam sendo colocados à disposição da cadeia alimentar, onde se bioconcentram, acumulam e magnificam, ultrapassando as concentrações naturais e colocando em risco as espécies vivas e o homem. O reconfinamento, após passar pelo processo produtivo, tem sido uma das formas de reduzir o impacto desses elementos.
Os metais formam complexos com outros compostos, modificando sua toxicidade e comportamento no meio ambiente. Geralmente, mas nem sempre, o metal livre é mais tóxico que os complexos que ele forma (Sawyer et al., 1994).
Muitos metais são micronutrientes indispensáveis à vida aquática, mas tornam-se tóxicos quando em concentrações que excedem os níveis necessários à alimentação. É o caso do zinco, cobre, ferro, manganês, cobalto e selênio. Outros metais como mercúrio, chumbo e cádmio não são importantes à manutenção da biota, mas provocam efeitos adversos em concentrações tóxicas (LaGrega, 1994).
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- resíduos de processo como, por exemplo, cinzas de combustão, resíduos sólidos extraídos de soluções líquidas;
- resíduos de produto como, por exemplo, excesso de material, produtos fora de especificação;
- resíduos de embalagens como, por exemplo, o empacotamento e a cobertura protetora de materiais que geram uma quantidade muito grande de resíduos;
- resíduos de escritório;
- outros resíduos sólidos misturados.
Os produtos normalmente encontrados como resíduos sólidos são:
- Traços de metais – Algumas das formas principais de assentamento de metais são cinzas de processos de combustão, processos siderúrgicos, metalúrgicos e metal-mecânicos. Escórias e resíduos de catalizadores normalmente apresentam concentrações altas de diversos metais, incluindo alguns preciosos. Peças metálicas de grande porte, incluindo latas de bebidas, são cada vez menos considerados resíduos, devido a seu alto valor e conseqüente aproveitamento como matéria-prima na siderurgia;
- Plásticos;
- Papel;
- Biológicos – Por exemplo, organismos fabricados, vacinas, remédios. Este tipo de resíduo normalmente requer um cuidado especial no seu manuseio.
- Radioativos – Por exemplo, radionuclídeos para equipamento médico e detetores de fumaça. Estes resíduos normalmente requerem cuidado especial na sua disposição. Pode-se evitar ou minimizar seu uso, particularmente quando existem outros materiais não-radioativos que os substituem.
- Borras – Pode-se tratar este resíduo minimizando sua quantidade ou encontrando um outro uso para ele (mesmo que para isso seja necessário um tratamento adicional).
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- Resíduos heterogêneos – Como é muito mais difícil a reciclagem ou reuso de resíduos heterogêneos do que dos homogêneos, sua mistura deve ser evitada. Resíduos heterogêneos são particularmente problemáticos quando um deles é tóxico, pois desta forma todo fluxo tem que ser tratado cuidadosamente.
3.2 COMO ABORDAR O PROBLEMA DOS RESÍDUOS, EMISSÕES E EFLUENTES NA INDÚSTRIA
Você já deve ter notado que para revisar os tipos de resíduos gerados na indústria optamos por classificá-los pela forma como eles são produzidos e o corpo receptor onde serão lançados. Esta é a forma tradicional de abordar o assunto. É parte da visão fim-de- tubo que discutimos no primeiro capítulo deste módulo. Provavelmente, se seguirmos esta lógica, no passo seguinte nos veríamos procurando tecnologias para abater, destruir, tratar ou dar uma destinação adequada a esses resíduos. Isto é, estaríamos, desde já, assumindo que os resíduos são inevitáveis, inerentes aos processos produtivos. Nessa altura da discussão estaríamos identificando novos apetrechos para colocar no nosso amigo retirante citado no Capítulo 1.
Vamos inverter o enfoque e questionar: Por que geramos esses resíduos? Onde erramos? O que fizemos para transformar matéria-prima em produto sem valor ou com valor negativo porque, além do mais, ainda vai provocar um efeito nefasto nas nossas vidas? A Figura 3.2 mostra que o problema pode ser enfocado de várias maneiras, sugerindo uma evolução destas, de forma a se procurar maior ecoeficiência. Na medida em que se sobe a escada, aumenta-se a racionalidade e a produtividade no uso dos recursos naturais, aliando-se ganhos ambientais e econômicos.
Nos degraus mais baixos da escada encontram-se as denominadas medidas fim-de- tubo (end of pipe). Neles assume-se que os resíduos são inevitáveis e procura-se apenas reduzir o impacto do seu lançamento no meio ambiente. Para isso gasta-se energia e outros insumos.
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Fonte: Construção própria. FIGURA 3.2 – DO FIM-DE-TUBO À SUSTENTABILIDADE AMBIENTAL
Para orientar este novo enfoque, consideremos o organograma a seguir que detalha alguns aspectos da Figura 3.3. Ele é muito utilizado por diversos autores, com algumas variações.
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baseado em LaGrega (1994)
FIGURA 3.3 – ORGANOGRAMA MESTRE DAS AÇÕES PARA PREVENÇÃO E CONTROLE DA POLUIÇÃO,
Não interessa pensar agora se a perda vai ser para o ar, o solo ou um rio. Vamos focar nossa atenção em como não gerar resíduos.
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Questão para reflexão:
- Pesquise outros exemplos e avalie criticamente esta opção de substituir produtos por serviços.
A modificação de um produto para evitar a geração de resíduos depende de uma avaliação de mercado e requer uma visão de longo prazo por parte do produtor. Contudo, oportunidades de menor complexidade podem surgir se esta opção for considerada. Shen (1995) sugere os seguintes critérios para o projeto de novos produtos:
- usar recursos naturais renováveis;
- usar material reciclado;
- usar menos solventes tóxicos ou substituí-los por produtos menos tóxicos;
- reutilizar sucatas e materiais em excesso;
- usar tintas com base de água em vez de solventes orgânicos;
- reduzir o uso de embalagem;
- produzir produtos com mais partes substituíveis ou que possam ser consertadas;
Óbvio, todos já perceberam que os macacos logo entenderam a utilidade deste feliz instrumento. A vida voltou à normalidade e a felicidade voltou a reinar entre a macacada. Mas como cientista que se preza não pode deixar os outros em paz por muito tempo, logo começaram a jogar um jato de água gelada nas costas dos macacos que ficavam no chão, olhando para o colega que subia na escada para pegar as bananas. Incomodados com este tratamento, os macacos passaram a bater no infeliz que ousasse usar a escada para pegar o cacho, e voltaram à prática milenar de pegar o alimento com estressantes acrobacias. Aos poucos os macacos condicionados com jato de água gelada foram sendo substituídos por outros que não tinham passado por esta experiência. Após sete semanas, não restava um único macaco que tivesse passado pelo desprazer de levar um jato de água gelada nas costas cada vez que um colega usava a escada para alcançar as bananas. Mas, mesmo assim, cada vez que um novo macaco era introduzido e ousava usar o maldito instrumento, apanhava horrores... O grupo de cientistas continuou seus afazeres em outras experiências, deixando em paz os macacos por um bom tempo. Meses depois um inquieto estudante, na hora do almoço, ficou observando nossos amigos e achou muito estranho eles ficarem se matando de esforço para alcançar o cacho ao invés de usar a escada. Armou-se de coragem para fazer a pergunta, mesmo correndo o risco de fazer um papelão.
- Professor, mas por que os macacos não usam a escada???? Ao que o professor respondeu:
- Sei lá, sempre foi assim...
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- produzir bens mais duráveis;
- produzir bens e embalagens que possam ser reutilizados pelos consumidores;
- fabricar produtos recicláveis. Esta é uma tendência futura, considerada pelos ecologistas industriais, que exige uma mudança profunda na forma como se produz atualmente. Esta tendência será analisada com mais detalhe num momento posterior, quando discutiremos a Ecologia Industrial e o Projeto para o Meio Ambiente.
Questão para reflexão:
- Apresente um exemplo que ilustre a mudança de produto com sensíveis ganhos ambientais.
Se uma mudança no produto não pode ser implementada de imediato, pode-se, pelo menos, voltar a atenção para o processo produtivo existente e considerar alterações nos insumos, nas tecnologias de produção ou práticas de gestão que minimizem a geração de perdas para o meio ambiente. É o denominado Controle na Fonte.
MUDANÇA DE INSUMOS O lançamento de óxidos de enxofre na atmosfera, oriundos de processos de combustão, pode ser reduzido ou minimizado pelo uso de óleos combustíveis com baixo teor de enxofre (BTE). O Programa e Plano Nacional do Reino Unido para a Redução de Emissões de SO (^) x e NO (^) x de Plantas de Combustão de Grande Porte, lançado em 1990 (DOE, 1990), para atender à Diretiva Européia 88/609/EEC, favoreceu uma migração para o uso, quase que exclusivo, de petróleo e gás natural do Mar do Norte, com baixo teor de enxofre, no lugar do carvão na alimentação do sistema termoelétrico. É um exemplo, em nível nacional, de controle da poluição na fonte através da mudança no uso de insumos.
Questão para reflexão:
- Apresente um exemplo que ilustre a mudança de insumos.
