Avaliação da pegada hídrica de uma fábrica de celulose branqueada de eucalipto produzida pelo processo kraft
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/5740 https://doi.org/10.31414/eq.2025.d.132051 |
Resumo: | A água é um recurso de vital importância e está presente em todos os processos industriais, sendo crucial para o funcionamento da sociedade moderna. A indústria de celulose e papel, em particular, é uma das maiores consumidoras de água, o que torna essencial o uso consciente e adequado desse recurso limitado. A análise da pegada hídrica surge como uma ferramenta valiosa para entender e gerenciar o uso da água na indústria, em particular, na indústria de celulose, no caso deste trabalho. A pegada hídrica examina o uso da água ao longo de toda a cadeia produtiva, desde a extração das matérias-primas até a produção final. Dessa forma, o objetivo principal do trabalho é estimar a pegada hídrica de uma fábrica de celulose branqueada produzida pelo processo Kraft considerando capacidade de operação de 100% e 120%, avaliando cenários de operação em quatro configurações operacionais distintas. A metodologia utilizada neste trabalho envolveu a aplicação da abordagem da pegada hídrica para avaliar o uso da água direta e indiretamente em diferentes etapas do processo produtivo, desde o cultivo das árvores até a produção de polpa celulósica branqueada pelo processo Kraft, considerando as pegadas hídricas verde, azul e cinza. A coleta de dados incluiu parâmetros locais como evapotranspiração, produtividade de madeira e consumo hídrico nas etapas florestal e industrial, sendo comparados a valores de referência na literatura e fábricas semelhantes. A fábrica estudada neste trabalho passará por uma reforma para aumento de capacidade em 20%. Os resultados obtidos indicaram que, antes da reforma, ou seja, no que foi denominado Caso Base, a pegada hídrica total da fábrica analisada foi de 1.591,01 m³/ADt, no qual “ADt” (Air-Dry Ton) representa uma tonelada de celulose seca ao ar, considerando um teor padrão de 10% de umidade. Esse resultado foi calculado a partir das contribuições das etapas florestal e industrial. Ele é ligeiramente maior do que o valor registrado na literatura através de estudos realizados na Europa, que alcança 1.334,0 m³/ADt. Essa diferença se deve, em grande parte, às variações climáticas e ao tipo de madeira utilizada, aspectos que diferenciam as florestas brasileiras das europeias. Considerando os diferentes cenários de operação, a pegada hídrica na etapa industrial variou entre 5,9 m³/ADt até 6,2 m³/ADt entre fábricas semelhantes, mantendo-se igual ou inferior ao valor registrado no Caso Base, o que indica uma melhoria geral na eficiência hídrica da fábrica mesmo com maior capacidade. Esses resultados evidenciam que as intervenções estruturais propostas contribuem para um uso mais sustentável da água, mesmo com o aumento da produção. Além disso, o estudo abrangeu um comparativo entre fábricas de diferentes regiões geográficas. As fábricas A e B, localizadas na região Y, apresentaram uma pegada hídrica na etapa florestal de 1.900,85 m³/ADt e 1.895,94 m³/ADt, respectivamente. Já as fábricas do Caso Base e a Fábrica C, ambas da região X, apresentaram uma pegada hídrica na etapa florestal igual a 1.461,25 m³/ADt e 1.534,33 m³/ADt, respectivamente. Esses dados evidenciam que a localização geográfica tem uma influência significativa na pegada hídrica da etapa florestal, destacando a importância das condições regionais no uso da água |
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Ieno, Daniela SchiavonNovazzi, L. F.2025-04-07T20:39:49Z2025IENO, Daniela Schiavon. <b> Avaliação da pegada hídrica de uma fábrica de celulose branqueada de eucalipto produzida pelo processo kraft.</b> 2025. 63 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2025. Disponível em: Texto na íntegra.https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/5740https://doi.org/10.31414/eq.2025.d.132051A água é um recurso de vital importância e está presente em todos os processos industriais, sendo crucial para o funcionamento da sociedade moderna. A indústria de celulose e papel, em particular, é uma das maiores consumidoras de água, o que torna essencial o uso consciente e adequado desse recurso limitado. A análise da pegada hídrica surge como uma ferramenta valiosa para entender e gerenciar o uso da água na indústria, em particular, na indústria de celulose, no caso deste trabalho. A pegada hídrica examina o uso da água ao longo de toda a cadeia produtiva, desde a extração das matérias-primas até a produção final. Dessa forma, o objetivo principal do trabalho é estimar a pegada hídrica de uma fábrica de celulose branqueada produzida pelo processo Kraft considerando capacidade de operação de 100% e 120%, avaliando cenários de operação em quatro configurações operacionais distintas. A metodologia utilizada neste trabalho envolveu a aplicação da abordagem da pegada hídrica para avaliar o uso da água direta e indiretamente em diferentes etapas do processo produtivo, desde o cultivo das árvores até a produção de polpa celulósica branqueada pelo processo Kraft, considerando as pegadas hídricas verde, azul e cinza. A coleta de dados incluiu parâmetros locais como evapotranspiração, produtividade de madeira e consumo hídrico nas etapas florestal e industrial, sendo comparados a valores de referência na literatura e fábricas semelhantes. A fábrica estudada neste trabalho passará por uma reforma para aumento de capacidade em 20%. Os resultados obtidos indicaram que, antes da reforma, ou seja, no que foi denominado Caso Base, a pegada hídrica total da fábrica analisada foi de 1.591,01 m³/ADt, no qual “ADt” (Air-Dry Ton) representa uma tonelada de celulose seca ao ar, considerando um teor padrão de 10% de umidade. Esse resultado foi calculado a partir das contribuições das etapas florestal e industrial. Ele é ligeiramente maior do que o valor registrado na literatura através de estudos realizados na Europa, que alcança 1.334,0 m³/ADt. Essa diferença se deve, em grande parte, às variações climáticas e ao tipo de madeira utilizada, aspectos que diferenciam as florestas brasileiras das europeias. Considerando os diferentes cenários de operação, a pegada hídrica na etapa industrial variou entre 5,9 m³/ADt até 6,2 m³/ADt entre fábricas semelhantes, mantendo-se igual ou inferior ao valor registrado no Caso Base, o que indica uma melhoria geral na eficiência hídrica da fábrica mesmo com maior capacidade. Esses resultados evidenciam que as intervenções estruturais propostas contribuem para um uso mais sustentável da água, mesmo com o aumento da produção. Além disso, o estudo abrangeu um comparativo entre fábricas de diferentes regiões geográficas. As fábricas A e B, localizadas na região Y, apresentaram uma pegada hídrica na etapa florestal de 1.900,85 m³/ADt e 1.895,94 m³/ADt, respectivamente. Já as fábricas do Caso Base e a Fábrica C, ambas da região X, apresentaram uma pegada hídrica na etapa florestal igual a 1.461,25 m³/ADt e 1.534,33 m³/ADt, respectivamente. Esses dados evidenciam que a localização geográfica tem uma influência significativa na pegada hídrica da etapa florestal, destacando a importância das condições regionais no uso da águaWater is a resource of vital importance and is present in all industrial processes, playing a crucial role in the functioning of modern society. The pulp and paper industry, in particular, is one of the largest water consumers, making the conscious and appropriate use of this limited resource essential. The analysis of the water footprint emerges as a valuable tool for understanding and managing water use in the industry, particularly in the pulp industry, as considered in this study. The water footprint examines water usage throughout the entire production chain, from raw material extraction to final production. Thus, the main objective of this study is to estimate the water footprint of a bleached pulp mill produced by the Kraft process, considering an operational capacity of 100% and 120%, evaluating operational scenarios in four distinct configurations. The methodology used in this study involved applying the water footprint approach to assess direct and indirect water use at different stages of the production process, from tree cultivation to the production of bleached pulp through the Kraft process, considering green, blue, and gray water footprints. Data collection included local parameters such as evapotranspiration, wood productivity, and water consumption in the forestry and industrial stages, which were compared to reference values in the literature and similar mills. The mill studied in this work is undergoing a capacity expansion of 20%. The results obtained indicated that, before the expansion—referred to as the Base Case—the total water footprint of the analyzed mill was 1,591.01 m³/ADt, where "ADt" (Air-Dry Ton) represents a ton of air-dried pulp, considering a standard moisture content of 10%. This result was calculated based on contributions from both the forestry and industrial stages. It is slightly higher than the value reported in the literature from studies conducted in Europe, which reached 1,334.0 m³/ADt. This difference is largely due to climatic variations and the type of wood used, which distinguish Brazilian forests from European ones. Considering different operational scenarios, the water footprint in the industrial stage ranged from 5.9 m³/ADt to 6.2 m³/ADt among similar mills, remaining equal to or lower than the value recorded in the Base Case. This indicates an overall improvement in the mill's water efficiency, even with increased capacity. These results demonstrate that the proposed structural interventions contribute to more sustainable water use, even with higher production levels. Additionally, the study included a comparative analysis of mills from different geographical regions. Mills A and B, located in region Y, had a forestry-stage water footprint of 1,900.85 m³/ADt and 1,895.94 m³/ADt, respectively. Meanwhile, the Base Case mill and Mill C, both in region X, recorded forestrystage water footprints of 1,461.25 m³/ADt and 1,534.33 m³/ADt, respectively. These data highlight that geographical location significantly influences the forestry-stage water footprint, emphasizing the importance of regional conditions in water useCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESporpt_BRCentro Universitário FEI, São Bernardo do CampoIndústria de celuloseSustentabilidadeÁguaWater footprintPulp industryWater consumptionSustainabilityBleached pulpAvaliação da pegada hídrica de uma fábrica de celulose branqueada de eucalipto produzida pelo processo kraftinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório do Conhecimento Institucional do Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI)instname:Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI)instacron:FEIinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALfullttext.pdfapplication/pdf1383019https://repositorio.fei.edu.br/bitstreams/757d0409-6194-480d-a09c-568e12e294cd/download3a8ae7be11aa40c18fdd46025be1a1f9MD51trueAnonymousREADTEXTfullttext.pdf.txtfullttext.pdf.txtExtracted texttext/plain103924https://repositorio.fei.edu.br/bitstreams/696a1a89-8c87-42b9-b897-c4abffffce49/download55bf5f7cefb64f6d18fa4fef2363fac8MD52falseAnonymousREADTHUMBNAILfullttext.pdf.jpgfullttext.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2484https://repositorio.fei.edu.br/bitstreams/bb0f62e4-efad-4c57-ba47-8d0a51f90571/download38bc04f35fa47883ce3fda36438834e9MD53falseAnonymousREADFEI/57402025-11-21 22:55:32.469open.accessoai:repositorio.fei.edu.br:FEI/5740https://repositorio.fei.edu.brBiblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://sofia.fei.edu.br/pergamum/biblioteca/PRIhttps://repositorio-api.fei.edu.br/server/oai/requestcfernandes@fei.edu.bropendoar:2025-11-21T22:55:32Repositório do Conhecimento Institucional do Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI) - Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI)false |
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