Otimização do uso de recursos hídricos em uma usina de produção de etanol

Palavras-chave: Agroindústria canavieira, Economia, Reúso de água, Saccharum officinarum L.

Resumo

O estudo objetivou avaliar, em um processo industrial de uma usina para a produção de etanol a partir de cana-de-açúcar, alternativas possíveis para a otimização do uso dos recursos hídricos com consequente economia na redução da captação de água sem prejuízo à qualidade do produto, à eficiência do processo de conversão e ao equilíbrio financeiro do processo produtivo. Para tanto, foram analisadas as correntes por meio de balanço hídrico e observadas as perdas de água e energia nos sistemas de captação de água; de vapor/condensado; de coleta e tratamento de águas residuárias; de destilação; de refrigeração; de fermentação; de embebição da cana, de lavagem de gases e recuperação de fuligem. Os resultados indicaram que é possível alcançar uma economia de água de 222,1 m³/h contra um consumo atual avaliado de 579,0 m³/h, representando 38,4% de redução no consumo de água, bem como atingir o consumo de 1,0 m³/ton de cana processada conforme ao limite determinado pelo órgão ambiental paulista. Os ganhos na melhoria dos processos de produção têm potencial para produzir um superávit anual de cerca de nove milhões de reais.

Biografia do Autor

Giampaolo Foschini Di Donato, Universidade de Taubaté - UNITAU
Mestre em Ciências Ambientais pela Universidade de Taubaté (UNITAU), Brasil.
Marcelo dos Santos Targa, Universidade de Taubaté - UNITAU
Doutor em Agronomia na área de Irrigação e Drenagem pela Universidade de São Paulo ESALQ/USP. Professor nos Programas de Pós-Graduação em Ciências Ambientais Acadêmico e Profissional da Universidade de Taubaté (UNITAU), Taubaté (SP), Brasil.
Ana Aparecida da Silva Almeida, Universidade de Taubaté - UNITAU
Doutora em Agronomia, docente do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais (PPGCA) da Universidade de Taubaté (UNITAU), Taubaté (SP), Brasil.

Referências

ALMEIDA, R. G. Aspectos legais para a água de reuso. Revista Vértices, v. 13, n. 2, p. 31-43, 2011. Campos de Goytacazes. 2011. Disponível em: http://essentiaeditora.iff.edu.br/index.php/vertices/article/view/1809-2667.20110012/701. Acesso em: 03 nov. 2015.

BAUM, D. Reuso de água na indústria química: estudo de caso de uma unidade produtiva de nitrocelulose, 2011. 130f. Tese (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade de São Paulo. 2011. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-09032012-145822/en.php. Acesso em: 23 set. 2015.

BRASIL. Lei nº 9.433 de 8 de janeiro de 1997. Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos. Cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos e dá outras Providências. Diário Oficial da União, Poder Executivo, Brasília. 9 jan. 1997.

BUARQUE, D. C.; PEDROSA, V. A.; CARVALHO, G. S.; FREIRE, C. C. Critérios de demandas hídricas para a outorga de uso da água: setor sucro-alcooleiro. In: SIMPOSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HIDRICOS, 15., Curitiba, 2003. Anais [...]. Disponível em: http://www.ctec.ufal.br/professor/vap/criteriosoutorga.pdf. Acesso em: 23 set. 2015.

CAMARGO, C. A.; USHIMA, A. H.; RIBEIRO, A. M. M.; SOUZA, M. E. P.; SANTOS, N. F. Manual de recomendações: conservação de energia na indústria do açúcar e do álcool. São Paulo: Instituto de Pesquisas Tecnológicas, 1990.

CARVALHO, C. C.; SILVA, C. L.; Redução da quantidade de vinhaça através da evaporação. Fórum Ambiental de Alta Paulista, v. 6, 2010. Disponível em: http://www.amigosdanatureza.org.br/publicacoes/index.php/forum_ambiental/article/viewFile/58/61. Acesso em: 22 out. 2015.

CHAVEZ-RODRIGUEZ, M. F.; MOSQUEIRA-SALAZAR, K. J.; ENSINAS, A.V.; NEBRA, S. A. Water reuse and recycling according to stream qualities in sugar-ethanol plants. Energy Sustain. Dev., v. 17, p. 546-554, 2013.

CUNHA, A. H. N.; MILHARDES, A. L.; FERREIRA, R. B.; FRANÇA, J. B. A.; GRASSI, M. T. Reuso da água no Brasil. In: VIII SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 8., JORNADA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO, 5. Anais [...]. Universidade Federal de Goiás, 2010. Disponível em: http://www,prp2.ueg.br/sic2010/apresentacao/trabalhos/pdf/agrarias/seminario/reuso_de_agua_no_brasil.pdf. Acesso em: 30 set. 2015.

ELIA NETO, A.; SHINTAKU, A.; PIO, A. A. B.; CONDE, A. J.; FRANCESCO, F.; DONZELLI, J. L. Manual de conservação e reúso de água na agroindústria sucroenergética. Brasília: ANA; FIESP; ÚNICA; CTC - Centro de Tecnologia Canavieira, 2009. Disponível em: www.fiesp.com.br/arquivo-download/?id=1616. Acesso em: 06 nov. 2015.

ELIA NETO, A. Gestão dos recursos hídricos na indústria canavieira. In: FÓRUM NACIONAL SUCROENERGÉTICO, 2013. Fórum [...]. Disponível em: www.unica.com.br/download.php?idSecao=17&id=22413381. Acesso em: 24 set. 2015.

FATARELLI, D. P.; SILVA, A. C.; SILVA, A. C.; MODESTO JUNIOR, O. Gerenciamento de Recursos Hídricos na Indústria Canavieira no Setor de Fermentação e Destilação. Universitári@ - Revista Científica do Unisalesiano, v. 2, n. 5, p. 659-668, 2011. Disponível em: http://www.salesianolins.br/universitaria/artigos/no5/artigo73.pdf. Acesso em: 22 jun. 2016.

FREITAS, M. D.; ROMANO, F. P. Tipos de contaminações bacterianas presentes no processo de fermentação alcoólica. Bioenergia em Revista: Diálogos, v. 3, n. 2, p. 29-37, 2013.

HUGOT, E. Handbook of cane sugar engineering. 3. ed. Amsterdam: Elsevier Science Publishers, 1986; IMBIL, Catálogo técnico de bombas ITA. 2016. Disponível em: http://www.imbil.com.br/Imbil/Portugues/Upload/Cat%C3%A1logos/ITAP_web.pdf. Acesso em: 12 nov. 2016.

LAMONATO, D. T. Pró-álcool: de sua criação aos dias atuais. Jusbrasil, 2014. Disponível em: https://danilotlamonato.jusbrasil.com.br/artigos/120002732/pro-alcool-de-sua-criacao-aos-dias-atuais. Acesso em: 15 jul. 2017.

MANDALOUFAS, M. A. A utilização do bagaço de cana como fonte de energia, conforme diretrizes do mecanismo de desenvolvimento limpo. 2010. 127f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade de Taubaté. 2010. Disponível em: http://www.bdtd.unitau.br/tedesimplificado/tde_arquivos/5/TDE-2012-09-25T145612Z-247/Publico/Melissa%20Mandaloufas.pdf. Acesso em: 12 mar. 2017.

MARQUINI, M. F.; MARIANI, D. C.; MEIRELLES, A. J. A.; SANTOS, O. A. A.; JORGE, L. M. M. Simulação e análise de um sistema industrial de colunas de destilação de etanol. Acta Scientiarum: Technology, v. 29, n. 1, p. 23-28, 2007. Disponível em: http://www.periodicos.uem.br/ojs/index.php/ActaSciTechnol/article/view/81/55. Acesso em: 22 jun. 2016.

MELISSA, A. S. S.; GRIEBELER, N. P.; BORGES, L. C. Uso de vinhaça e impactos nas propriedades do solo e lençol freático. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 11, n. 1, p. 108-114, 2007. Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/rbeaa/v11n1/v11n1a14.pdf. Acesso em: 27 out. 2015.

MIERZWA, J. C.; HESPANHOL, I. Água da indústria: uso racional e reuso. São Paulo: Oficina de Textos, 2005.

OLIVEIRA, L. M.; VALDÉS SERRA, J. C.; MAGALHÃES, K. B. Estudo comparativo das diferentes tecnologias utilizadas para produção de etanol. Revista Eletrônica do Curso de Geografia, n. 10, p. 1-23, 2012. Disponível em: http://www,revistas,ufg,br/index,php/geoambiente/article/view/26058/15029. Acesso em: 06 nov. 2015.

REIN, P. Cane sugar engineering. Berlim: Bartens, 2007. 768p.

SANTOS, F. F.; MORALES, A. G.; BERNARDO, C. H. C. Revista organizacional de uma agroindústria Sucroalcooleira: uma análise de conteúdo da temática ambiental. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, v. 10, n. 3, p. 891-914, 2017.

SÃO PAULO (Estado). Resolução SMA-088/08 - Diretrizes técnicas para o licenciamento de empreendimentos do setor sucroalcooleiro no Estado de São Paulo. Dezembro/2008. Disponível em: www.ambiente.sp.gov.br/legislacao/etanol/resolucao-sma-88-2008. Acesso em: 20 set. 2019.

SÃO PAULO (Estado). Etanol verde: Resultados Safra 2017-2018. Disponível em: http://www.ambiente.sp.gov.br/etanolverde. Acesso em: 02 ago. 2019.

SÃO PAULO (Estado). Protocolo Agroambiental do Setor Sucroenergético. Disponível em: http://www.ambiente.sp.gov.br/protocolo-agroambiental-do-setor-sucroenergetico-263-da-area-agricultavel-de-sao-paulo-esta-comprometida-com-boas-praticas. Acesso em: 02 abr. 2018.

SIGRH, Sistema integrado de gerenciamento de recursos hídricos do Estado de São Paulo. São Paulo, 2017. Disponível em: www.sigrh.sp.gov.br/main. Acesso em: 15 jun. 2017.

SILVA, J. O. M. Princípios básicos de tratamento de água de resfriamento. Cursos CRQ-IV Conselho Regional de Química, São Paulo. 2009. Disponível em: http://www.crq4.org.br/sms/files/file/resfr_apostila_site.pdf. Acesso em: 13 abr. 2017.

SILVA, F. C.; CESAR, M. A. A.; MORAES, J.; VILELA, M.; MENDES, C. Diagnóstico hídrico em destilarias de álcool em São Paulo. Bioenergia em Revista: Diálogos, v. 1, n. 1, p. 93-117, 2011. Disponível em: http://www.fatecpiracicaba.edu.br/revista/index.php/bioenergiaemrevista/article/ view/18/11. Acesso em: 23 set. 2015.

SPAROVEK, G. Dimensionamento de sistemas de drenagem. Piracicaba: ESALQ, 2005. Disponível em: www.esalq,usp,br/gerd/SolosIV/DIMV23P_v260905,xls. Acesso em: 16 jun. 2017.

TLV. Cálculo de perda de vapor em orifícios. 2017. Disponível em: http://www.tlv.com/global/BR/steam-theory/cost-of-steam-trap-losses.html. Acesso em: 26 abr. 2017.

UDOP - União dos Produtores de Bioenergia. Energia da cana-de-açúcar no Brasil. 2016. Disponível em: http://www.udop.com.br. Acesso em: 9 mai. 2018.

WALTER, A.; DOLZAN, P.; QUILODRAN, O.; OLIVEIRA, J. G.; SILVA, C.; PIACENTE, F.; SEGERSTEDT, A. Sustainability assessment of bio-ethanol production in Brazil considering land use change, GHG emissions and socio-economic aspects. Energy Policy, v. 39, p. 5703-5716, 2011.

Publicado
2021-01-31
Seção
Meio Ambiente