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Enquadramento
da Questão Ambiental |
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As
operações industriais, em particular de processos químicos, estão profundamente
associadas a significativos impactes ecológicos. Estes podem ser qualificados
[2.1] segundo categorias (índices) de impacte ambiental:
Face a problemas ambientais, no passado,
a solução tem passado essencialmente por tratamentos de fim-de-linha.
Estes consistem em equipamento final que transforma os resíduos (na
fase sólida, líquida, ou gasosa) em matérias mais inócuas, a partir
da fronteira da instalação. Contudo, esta via possui inúmeras desvantagens:
Assim, é hoje largamente reconhecido
que a abordagem mais fundamental e sustentável para minimizar a poluição
industrial é endereçar as causas de raiz,
através da remodelação de processos, produtos, e práticas operatórias,
de forma a minimizar impactes negativos no ambiente. Estas mudanças
de projecto podem fazer-se para processos novos ou para processos existentes
(retrofitting).
Se no passado o principal factor motivador
era a procura de redução de custos e aumento de qualidade, hoje em dia,
a incorporação de preocupações ambientais nas primeiras etapas de projecto
de processos novos ou existentes é imperativa e resultará em ganhos
ambientais significativos.
As grandes motivações, que funcionam
como driving-forces para toda a evolução que se espera nesta área, residem
necessariamente na indústria. Robert Sylvester [2.2], da DuPont, explica porque
é que uma análise ambiental não é um encargo despropositado para uma
equipa de projecto já sobrecarregada com objectivos ambiciosos, um orçamento
limitado, e planeamento difícil:
Uma análise ambiental permite... |
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Em 1992, a DuPont, em colaboração com
a norte-americana EPA (Environmental Protection Agency), iniciou um
projecto de análise ambiental a 15 processos. Conclui-se que se poderia
poupar 14.900.000 USD anualmente (11% de poupanças em custos variáveis
de gastos de resíduos, 15% de uma melhor recuperação de produtos, 74%
de melhorias no processo feitas na fase de análise do projecto). O momento que traduz maiores oportunidades
para esta melhoria ambiental, económica, e organizacional é a fase conceptual
de projecto de processo. O gráfico abaixo ilustra qualitativamente oportunidades
e custos associados a diferentes fases do projecto de um processo químico.
Fig.
2.1 – Ciclo de Vida de um Processo. [2.3] Por
nível conceptual de projecto de processo entende-se:
1 - Determinação da fronteira
do sistema 2 - Objectivos e funções
objectivo 3 - Restrições 4 - Síntese de caminhos
de reacção - tornar mais verdes produtos, matérias primas e materiais
auxiliares, optimização de caminhos de reacção 5
- Geração de flowsheets alternativos, sistemas de separação, redes de
recuperação de calor e massa, sistema de utilidades, sistema de tratamento
de resíduos 6 - Determinação de critérios
ambientais 7 - Selecção de métodos
de optimização 8 - Análise de sensibilidade
Esta problemática é relativamente recente, estando
a ser desenvolvidas nestes últimos anos ferramentas e metodologias para
preencher estas lacunas. Tal acontece a todos os níveis, do mais macroscópico
ao mais microscópico, do ponto de vista de operação até ao ponto de
vista da estratégia da empresa.
De uma forma
muito sucinta, os temas abordados são: |
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i) |
Análise Ambiental e
Revisão do Projecto
Avaliação do desempenho ambiental
e incorporação de preocupações ambientais no projecto, por parte da gestão de
topo. |
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ii) |
Integração do
Processo para o Ambiente
Ênfase na unidade do processo. |
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iii) |
Síntese do Processo e
Determinação de Tecnologias Preventivas
Metodologias e ferramentas para
alcançar flowsheets aceitáveis (para fábricas novas ou já existentes) |
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iv) |
Projecto Macroscópico
e Avaliação de Impacte Ambiental
Conhecer os efeitos dos resíduos
fora das fronteiras físicas da fábrica - LCA (Life
Cicle Analysis): contabilização do impacte ambiental no ciclo de vida do
processo e produto; - avaliação de Impacte Ambiental: impacte
de emissões/descargas na saúde humana, etc.; -
utilização de resíduos entre unidades fabris: os resíduos de uma fábrica
podem ser matérias-primas ou aditivos de outra. |
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v) |
Projecto Molecular e
Selecção
Projecto de produtos finais e
intermédios não tóxicos: -
solventes, produtos, fluidos de refrigeração “verdes”, meios reaccionais e
meios de separação não tóxicos; - síntese e
catálise “verdes”, reacções ambientalmente não nocivas e minimização de
subprodutos. |
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As grandes necessidades exprimem-se
através da falta de abordagens sistemáticas, que resultam numa análise
difusa, em particular nesta fase inicial. O próximo passo terá de ser
o desenvolvimento de procedimentos de projecto que sejam sistemáticos
e largamente aplicáveis.
Se as grandes empresas vêem a via da
prevenção de poluição como a melhor do ponto de vista do negócio, precisam
de procedimentos que reconciliem métricas de custo, qualidade, segurança,
e impacte ambiental. [2.4] |
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Bibliografia [2.1]
Yang, Y. e Shi, L.; Integrating environmental impact minimization into
conceptual chemical process design – a process systems engineering review;
Computers & Chemical Engineering, 24 (2000), 1409-1419. [2.2]
Sikdar, S. e El-Halwagi, M.; Process Design Tools for the Environment; 1ª
ed., Taylor&Francis, E.U.A. (2001). [2.3]
Cano-Ruiz, A.; Decision Support Tools for Environmentally Conscious Chemical
Process Design; PHD Thesis in Chemical Engineering, Massachusetts Institute
of Technology, E.U.A. (2000). [2.4] Holliday, C. et al; Walking the Talk – The
Business Case for Sustainable Development; 1ª ed., Greenleaf Publishing,
Reino Unido (2002). |
[
Custos e Impactes Ambientais no Projecto de Processos Químicos ]
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Âmbito do Trabalho ]
[ Enquadramento da Questão Ambiental ]
[ Indicadores para Análise Ambiental ]
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Ferramentas para Análise Ambiental de Processos Químicos
] [ Projecto de Caminhos
Reaccionais ]
[
CASE STUDY - Produção de Etanol ]
[ Conclusões ]
[ Nomenclatura ]