Baixe Relatório Final de Estágio - Paulo Arnaldo e outras Provas em PDF para Química Industrial, somente na Docsity! UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL TECNOLOGIA SUCROALCOOLEIRA RELATÓRIO FINAL DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO Schaeffeler Brasil Ltda. Relatório Final de Estágio apresentado como parte dos requisitos para aprovação na disciplina de Estágio Supervisionado no Curso de Graduação em Tecnologia Sucroalcooleira da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). ESTAGIÁRIO: Paulo Arnaldo Machado ORIENTADOR: Prof. Daniel Braatz Antunes de Almeida Moura ITAPETININGA 2012 IDENTIFICAÇÃO Dados do aluno Nome: Paulo Arnaldo Machado RA: 311332 Curso/Ano: Tecnologia Sucroalcooleira/ano 2012 Polo: Itapetininga Empresa: Schaeffeler Brasil Ltda. Área de estágio: Estação de Tratamento de Água e Efluentes (ETAE) Dados do Supervisor de Estágio (Empresa) Nome: Jorge Luiz de Oliveira e Luciana H. Lisboa Cargo: Operador responsável ETAE e Técnica da Qualidade Tel.: (15) 3335-1500 Endereço: Av. Independência, 3500-A. Bairro Éden. Sorocaba – SP. CEP 18087-101 Dados do Professor Responsável (UFSCar) Nome: Daniel Braatz Antunes de Almeida Moura Tel.: (16) 3351-9535 Endereço: Rod. Washington Luís, km 235. DEP-UFSCAR. São Carlos-SP. CEP 13565-905. 2. EMPRESA A Schaeffler é uma empresa fundada pelo Dr. George Schaeffler e Wilhelm Schaeffler em 1946 na Alemanha, onde hoje o grupo Schaeffler tem sua matriz na cidade de Herzogenaurach. O grupo possui 80 fábricas espalhadas pelo mundo todo, contando com aproximadamente 76 mil colaboradores, que gerou mais de 10 bilhões de euros de vendas em 2011. No Brasil, suas atividades começaram praticamente em 1958, com a inauguração da Rolamentos Schaeffler, fábrica em Santo Amaro. A Schaeffler desenvolve e produz rolamentos, rótulas, buchas e produtos lineares de alta qualidade no mundo todo sob as marcas INA e FAG. Aplicações em mais de 60 áreas da indústria e um grande número de aplicações automotivas estão cobertas por cerca de 40.000 produtos de catálogo fabricados em série. Sistemas de embreagem, sistemas de transmissão e amortecedores torcionais da marca LuK são um sinônimo de força inovadora, foco no cliente e qualidade para numerosos produtos em transmissão automotiva. Além do segmento automotivo, a Schaeffler atua no segmento industrial e aeroespacial. O estágio se desenvolveu na fábrica de Sorocaba, onde, a partir de 1997 a Rolamentos Schaeffler transferiu toda a produção, e onde o grupo produz produtos das três marcas. Figura 1: Vista aérea da fábrica do grupo em Sorocaba-SP (Fonte: www.schaeffler.com.br) A empresa possui uma estrutura organizacional do tipo mista, juntando as características da estrutura funcional, que aloca no mesmo departamento especialistas de determinada área, com a estrutura por produto, que segue um agrupamento setorial com base nos produtos que oferece. Tal análise se faz a partir do que observa Guimarães, 2009 (Apostila de Teoria das Organizações da Prof.ª. Márcia Regina Neves Guimarães, para o 5 curso de Tecnologia Sucroalcooleira da UAB/UFSCar, páginas 24-31). No organograma (Figura 2) podemos visualizar que o setor de ETAE, subordinado ao departamento de engenharia de materiais, está vinculado ao setor de qualidade da empresa, que por sua vez, está ligado diretamente ao presidente da mesma na América do Sul. Figura 2: Organograma da empresa, com logotipos das marcas (Adaptado de apresentação institucional) O setor de ETAE possui oito colaboradores, sendo uma responsável pela ETAE (cargo de Técnica da Qualidade), um operador responsável, quatro operadores que trabalham em turnos de 12 horas a cada 2 dias e dois operadores que trabalham em no 1º e 2º turno (6:00 às 14:00H, 14:00 às 22:00H segunda a sexta-feira e aos sábados das 06:00 às 12:00H e 12:00 às 18:00H). É um dos setores da fábrica que não param, mantendo pelo menos um colaborador nas vinte e quatro horas do dia. 6 3. ATIVIDADES OBSERVADAS  Estação de Tratamento de Água: vista geral das instalações, onde é realizado o tratamento da água para uso industrial. Por exigência de normas ambientais a captação, que é feita de águas superficiais, é limitada em até 100 m³ por dia, imposta pelo DAE (Departamento de Água e Esgoto de SP). A ETA é composta por: 01 tanque de armazenagem de água bruta (sem tratamento), com capacidade de 23,3 m³, 01 tanque de armazenagem de água tratada, também com capacidade de 23,3 m³, um tanque em que a realizada a decantação de sólidos suspensos, um filtro de areia (retro- lavável), 01 tanque misturador de sulfato de alumínio, 01 tanque de hipoclorito de sódio, responsável pela sanitização da água potável e 02 bombas dosadoras para os tanques. Sob o mesmo galpão, ao lado das instalações da ETA, encontra-se o maquinário responsável pela recuperação de óleo mineral (briquetadeira). A ETA também possui área administrativa e um laboratório para análises físico-químicas e microbiológicas de monitoramento da água e dos efluentes. Anexo à ETA há o tratamento de efluentes, formando o setor de ETAE (Estação de Tratamento de Água e Efluentes). As tarefas da ETAE estão definidas dentro da empresa conforme descrição abaixo:  Tratamento e controle de descarte de efluentes;  Tratamento e controle de água da nascente;  Controle da água potável e industrial;  Acompanhamento de tratamento das torres de resfriamento e águas geladas;  Recuperação do óleo de lapidação (briquetagem);  Tratamento e controle de descarte de efluentes do Corrotec (setor de galvanoplastia).  Descrição dos equipamentos do laboratório, nome e função, conforme tabela 1: Tabela 1: Equipamentos utilizados laboratório ETAE Schaeffler Descrição Função Aparelho para ensaios Jar-Test de bancada Milan JT 102 Ensaios piloto de floculação em escala de bancada (Testes de Jarro) Balança analítica Mettler-Toledo AB 204 Pesagem em escala bem menor que 0,1 g, ou seja, mais precisas 7 Figura 4: Fluxograma detalhado da linha de clarificação dos demais efluentes da indústria O fluxograma acima representa a sequência de tratamento que é descrito abaixo: a) O efluente que procede de linhas de produção não oleosas é recebido por um tanque onde será bombeado para dois tanques de recebimento, onde é decantado os sólidos e partículas mais densas. O decantado (lodo) é enviado para outros dois tanques (tanques de lodo) e o efluente segue para o processo de clarificação; b) Antes de chegar ao tanque de floculação, são adicionados aditivos com o propósito de acelerar e aperfeiçoar o processo. Esses aditivos são: o sulfato de alumínio não ferroso, que faz a floculação propriamente caracterizada, um polímero eletrolítico para melhorar a floculação e ácido para correção de pH. No tanque se faz a mistura dos aditivos no efluente a ser tratado; c) Depois do tanque de floculação, o efluente vai para o decantador, que é responsável pela retirada do lodo contendo os sólidos solúveis floculados pela parte inferior do mesmo. Livre da maior parte dos sólidos solúveis o efluente segue para um tanque de deságue, que o encaminhará para a filtragem em filtros de areia que reterá partículas menores que não decantaram; 10 d) Após a filtragem, parte do efluente tratado será armazenado para a operação de retro lavagem dos filtros e a maior parte seguira para o tanque de descarte. Após análise, o efluente, agora clarificado, seguirá para a rede coletora de esgoto da cidade. Figura 5: Fluxograma do desaguamento do lodo a) O lodo que é gerado no processo de tratamento de efluentes para clarificação (nas duas linhas descritas anteriormente) é encaminhado através de bombas denominadas Nemo para a retirada de água ainda presente em filtros do tipo prensa, que funcionam por processos de batelada, aplicado a suspensões cuja formação de torta seja incompressível (PASOTTO, 2009, p. 16-17). O filtro prensa funciona pela pressão mecânica que se faz em placas e quadros em seu interior. O meio filtrante é colocado de forma a recobrir o quadro, retendo o sólido e permeando o líquido; b) A água retirada dos filtros prensa é recebida num tanque que a bombeia para o começo do processo de tratamento de oleosos, visto que a água está contaminada com resíduos de óleo que precisam ser retirados antes de seu descarte para a rede coletora de esgoto. O lodo seco é armazenado em caçambas e retirado por empresa terceirizada, que o conduzirá para queima em fornos siderúrgicos. O que podemos observar dos fluxogramas apresentados é que se coadunam com o conceito de tratamento primário relatado por Pasotto (2010), cujo objetivo é a remoção de 11 sólidos grosseiros, gordura, areia, terra e outros particulados através de operações de decantação, flotação e até filtragem, no caso da linha de clarificados.  Observação da distribuição de água da torre, de acordo com sua destinação final, conforme esquema representativo abaixo: Figura 6: Esquema representativo da caixa d'´água industrial da empresa A maior parte da água é abastecida por empresa terceirizada, uma vez que existe a limitação de captação que a ETA pode tratar. A água tratada pela estação é bombeada para o reservatório abaixo da caixa d'água (com capacidade de 70 m³), cuja finalidade é de uso industrial (máquinas e equipamentos).  Estudo da lei 8468 de 08/09/76 Cap. II Seção II, artigos 18 e 19A, que trata dos parâmetros do efluente a ser descartado na rede coletora de esgotos da cidade, que é a principal legislação da qual se ocupa os procedimentos analíticos no laboratório da ETAE, principalmente os parâmetros elencados no artigo 19A, transcrito abaixo: “Art. 19-A - Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados em sistema de esgotos, provido de tratamento com capacidade e de tipo adequados, conforme previsto no § 4º deste artigo se obedecerem às seguintes condições: 12 NOTAS: (1) Valor máximo permitido. (2) Unidade de Turbidez. (3) Este valor deve atender ao padrão de turbidez de acordo com o especificado no § 2º do art. 30. Tabela 4: Padrão de potabilidade para substâncias químicas que representam risco à saúde Parâmetro CAS(1) Unidade VMP(2) INORGÂNICAS Antimônio 7440-36-0 mg/L 0,005 Arsênio 7440-38-2 mg/L 0,01 Bário 7440-39-3 mg/L 0,7 Cádmio 7440-43-9 mg/L 0,005 Chumbo 7439-92-1 mg/L 0,01 Cianeto 57-12-5 mg/L 0,07 Cobre 7440-50-8 mg/L 2 Cromo 7440-47-3 mg/L 0,05 Fluoreto 7782-41-4 mg/L 1,5 Mercúrio 7439-97-6 mg/L 0,001 Níquel 7440-02-0 mg/L 0,07 Nitrato (como N) 14797-55-8 mg/L 10 Nitrito (como N) 14797-65-0 mg/L 1 Selênio 7782-49-2 mg/L 0,01 Urânio 7440-61-1 mg/L 0,03 ORGÂNICAS Acrilamida 79-06-1 μg/L 0,5 Benzeno 71-43-2 μg/L 5 Benzo[a]pireno 50-32-8 μg/L 0,7 Cloreto de Vinila 75-01-4 μg/L 2 1,2 Dicloroetano 107-06-2 μg/L 10 1,1 Dicloroeteno 75-35-4 μg/L 30 15 1,2 Dicloroeteno (cis + trans) 156-59-2 (cis) 156-60-5 (trans) μg/L 50 Diclorometano 75-09-2 μg/L 20 Di(2-etilhexil) ftalato 117-81-7 μg/L 8 Estireno 100-42-5 μg/L 20 Pentaclorofenol 87-86-5 μg/L 9 Tetracloreto de Carbono 56-23-5 μg/L 4 Tetracloroeteno 127-18-4 μg/L 40 Triclorobenzenos 1,2,4-TCB (120-82-1) 1,3,5-TCB (108-70-3 1,2,3- TCB (87-61-6) μg/L 20 Tricloroeteno 79-01-6 μg/L 20 AGROTÓXICOS 2,4 D + 2,4,5 T 94-75-7 (2,4 D) 93-76-5 (2,4,5 T) μg/L 30 Alaclor 15972-60-8 μg/L 20 Aldicarbe + Aldicarbesulfona +Aldicarbe- sulfóxido 116-06-3 (aldicarbe) 1646-88-4 (aldicarbe- sulfona) μg/L 10 1646-87-3 (aldicarbe sulfóxido) Aldrin + Dieldrin 309-00-2 (aldrin) 60-57-1 (dieldrin) μg/L 0,03 Atrazina 1912-24-9 μg/L 2 Carbendazim + benomil 10605-21-7 (carbenda- zim) 17804-35-2 (benomil) μg/L 120 Carbofurano 1563-66-2 μg/L 7 Clordano 5103-74-2 μg/L 0,2 Clorpirifós + clorpirifós-oxon 2921-88-2 (clorpirifós) 5598-15-2 (clorpirifós- oxon) μg/L 30 DDT+DDD+DDE p, p'-DDT (50-29-3) p, p'-DDD (72-54-8) μg/L 1 16 p, p'-DDE (72-55-9) Diuron 330-54-1 μg/L 90 Endossulfan (α β e sais) (3) 115-29-7; I (959-98-8); II μg/L 20 (33213-65-9); sulfato (1031-07-8) Endrin 72-20-8 μg/L 0,6 Glifosato + AMPA 1071-83-6 (glifosato) 1066-51-9 (AMPA) μg/L 500 Lindano (gama HCH) (4) 58-89-9 μg/L 2 Mancozebe 8018-01-7 μg/L 180 Metamidofós 10265-92-6 μg/L 12 Metolacloro 51218-45-2 μg/L 10 Molinato 2212-67-1 μg/L 6 Parationa Metílica 298-00-0 μg/L 9 Pendimentalina 40487-42-1 μg/L 20 Permetrina 52645-53-1 μg/L 20 Profenofós 41198-08-7 μg/L 60 Simazina 122-34-9 μg/L 2 Tebuconazol 107534-96-3 μg/L 180 Terbufós 13071-79-9 μg/L 1,2 Trifluralina 1582-09-8 μg/L 20 DESINFETANTES E PRODUTOS SECUNDÁRIOS DA DESINFECÇÃO(5) Ácidos haloacéticos total (6) mg/L 0,08 Bromato 15541-45-4 mg/L 0.01 Clorito 7758-19-2 mg/L 1 Cloro residual livre 7782-50-5 mg/L 5 Cloraminas Total 0599-903 mg/L 4,0 17 4. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS Considerando a carga necessária de pelo menos 120 horas distribuída em 05 horas diárias e 25 semanais, o cronograma do estágio ficou distribuído da seguinte maneira: • 1ª semana: vista geral da ETAE; • 2ª semana: análises diversas e rotina laboratorial; • 3ª semana: tratamento de efluentes de oleosos/clarificado; • 4ª semana: simulações de Jar-test; • 5ª semana: legislação e recuperação de óleo mineral (Briquetador). Sendo assim, a visualização geral da ETA, tratamento de efluentes e recuperação de óleo mineral, bem como a observação da legislação está detalhado dentro das atividades observadas. As análises realizadas dentro da rotina laboratorial e as simulações de Jar-test estão detalhadas a seguir:  Realizado amostragem da água utilizada nas dependências da empresa em frascos de aproximadamente 150 ml em vários pontos, sendo alguns variáveis semanalmente e oito fixos. A amostragem é realizada em duplicidade, pois uma será realizada análises físico-químicas e outra microbiológica. A finalidade da amostragem é a monitoramento da água potável servida na indústria. Os pontos normalmente são bebedouros distribuídos para atender os colaboradores e caixas d 'água;  Análises de pH de cada amostra, em ph-metro da marca Micronal (como o da foto abaixo). O valor do pH da amostra é dado pelo eletrodo do aparelho, sendo anotados em relatório; Figura 8: Foto de ph-metro marca Micronal 20  Adição de reagente Colitag nos frascos para determinação de presença de coliformes totais e armazenamento na estufa por 24 horas a 35°C. A presença desta classe de bactérias é identificação de contaminação microbiológica;  Medição de pH e cloro (kit medição Merck, conforme figura 8 abaixo) nos frascos. Os valores do cloro se obtêm transferindo uma porção da amostra para um frasco (célula) junto com um pó indicador de cloro colocado por um dosador pequeno do kit. A intensidade da coloração rosa é comparada com um disco que indicará o valor do residual de cloro pela comparação; Figura 9: Kit medidor de cloro Merck  Análises de parâmetros legais da água de descarte, que tem sido realizado através de leitura em espectrofotômetro da amostragem dos pontos de descarte. Estas análises são feitas através da utilização de kits de leitura para cada elemento (marca Hach-Dr. Lange). Os kits possuem soluções preparadas para serem diluídas com uma quantidade da amostra, e prontas num frasco com código de barras que informa ao aparelho que faixa de leitura específica fazer. 21 Figura 10: Kit de análise espectrofotométrica Hach-Dr. Lange A preparação da leitura de cada elemento é feita seguindo os seguintes passos:  Alumínio : Pipetar 2,0 ml da solução A no frasco → pipetar 3,0 ml da amostra → adicionar uma dose pó B → agitar → descansar 25 minutos → leitura no aparelho e anotar o resultado;  Cianeto : Pipetar 1,0 ml da amostra no frasco do kit → fechar o frasco com o lado contrário da tampa, que contém um reagente → agitar → pipetar 1,0 ml de solução A do kit → agitar → descansar 3 minutos → agitar → colocar o frasco para leitura no aparelho e anotar o resultado;  Cromo: Pipetar 2,0 ml da amostra no frasco → fechar com o outro lado da tampa → agitar → aquecer (termostato) por 1 hora a 100°C → esperar resfriar a 18-20°C → trocar pela tampa B que contem outro reagente → agitar → descansar 2 minutos → leitura e anotar resultado;  Dureza : Pipetar 4 ml da solução A → agitar → 2 minutos → leitura (para gerar no aparelho um padrão) → pipetar 0,2 ml da amostra → agitar → descansar 30 segundos → leitura;  Fenol : Pipetar 2,0 ml da amostra no frasco → pipetar 0,2 ml da solução A → agitar → descansar 2 minutos → pipetar 0,2 ml solução B → agitar → descansar 2 minutos → leitura e anotação;  Ferro : Pipetar 2,0 ml da amostra no frasco → agitar → descansar 15 minutos → leitura e anotação;  Fosfato : Pipetar 2,0 ml da amostra → fechar com outro lado da tampa, contendo reagente → agitar → aquecer a 100°C durante 60 minutos no termostato → resfriar a temperatura ambiente → pipetar 0,2 ml da solução B → fechar com a 22 u) Colocar o balão em banho maria a 70°C até total evaporação; v) Esfriar o balão em dessecador por 30 minutos e anotar o peso (P2). A pesagem dos balões é feita em balança analítica de precisão. Cálculos:  mg/L de óleos e graxas = (P2 – P1) *1000000 / ml amostra filtrada, onde: P2 = peso do balão vazio (mg); P1 = peso do balão com resíduo de óleos e graxas (mg);  Admite-se um desvio padrão de 0,9 mg e eficiência de 93% no método.  Ensaios de Jar-test: Os ensaios de Jar-test (testes de jarro) servem para realização de testes de dosagem dos aditivos utilizados nas linhas de tratamento em escala de bancada. Com isso, podem-se avaliar conjuntamente várias dosagens escolhendo a melhor. O teste se faz com amostras em béqueres de 1,0 a 2,0 litros do líquido a ser tratado (efluente ou água) colocando-o num equipamento que realizará a mistura da amostra com a dosagem que se deseja testar, num tempo pré-ajustado. A figura 12 abaixo traz a representação do teste em equipamento próprio (floculador): Figura 12: Esquema representativo de ensaio de jar-test As pás do aparelho que fazem a mistura da amostra com a dosagem do aditivo se movimentam em velocidade pré-ajustada tal qual o tempo, no painel do aparelho. Ao final da movimentação, ainda observa-se um tempo de descanso para avaliar a reação da dosagem do aditivo à amostra. No caso da ETAE da Schaeffler, os aditivos avaliados por jar-test são: 25 Para a linha de tratamento de oleosos: • Quebrador de emulsão água-óleo: responsável pela separação água e óleo. Neste caso, observa-se a separação de fases pela flotação (subida) do óleo, que é menos densa que a água. A melhor dosagem é a que demora menos tempo para fazer a separação; • Coagulante: atua como neutralizador de cargas elétricas da matéria em suspensão e favorece a aglutinação das mesmas, para que se tornem maiores e possam sedimentar rapidamente; • Polieletrólito: coadjuvante que ajuda na neutralização de cargas elétricas que dificultam a agregação das partículas suspensas; • Sequestrante de metais: aditivo que atua especificamente na remoção de íons metálicos; Para a linha de tratamento de clarificação: • Sulfato de alumínio: atua como coagulante de matérias em suspensão na água, facilitando sua aglutinação e posterior sedimentação. No teste procura-se observar o comportamento dos flocos e sua velocidade de decantação, conforme ilustrado na figura 13: Figura 13: Formação de flocos e sua decantação em ensaio de jar-test • Polieletrólito: coadjuvante que ajuda na neutralização de cargas elétricas que dificultam a agregação das partículas suspensas. Procura-se observar o comportamento dos flocos, a exemplo da dosagem de sulfato e juntamente com este; • Ácido sulfúrico: aditivado à linha de tratamento para correção de pH (redução de seu valor). • Além dos parâmetros visuais do ensaio de jar-test, retira-se sub-amostras da fase clarificada (água limpa) para avaliação de outros como pH e turbidez para avaliação global da melhor dosagem do aditivo em questão. Quanto mais neutro o pH e menor a turbidez, melhor será para a escolha da dosagem, junto com a visualização do comportamento do ensaio. 26 A atuação específica de alguns aditivos não pode ser detalhada por conta de segredo industrial resguardada por contrato entre fornecedor e empresa. 27