Reúso de Água em Processos Químicos - Modelo Integrado para Gerenciamento Sustentável

De Ewerton Emmanuel da Silva Calixto, Fernando Luiz Pellegrini Pessoa, Lídia Yokoyama e Reinaldo Coelho Mirre

Esta nova edição do livro Reúso de Água em Processos Químicos: Modelo Integrado para Gerenciamento Sustentável traz um enfoque atual do modelo de gestão industrial de recursos hídricos denominado P+ÁGUA. A metodologia é composta por um conjunto de ferramentas tecnológicas que orientam para a seleção técnica e econômica de cenários de reaproveitamento de água em processos industriais. Esta abordagem foi pensada para ser um caminho alternativo que auxilie na tomada de decisão com foco no uso racional da água, tornando sua aplicação adaptável às características do processo a ser analisado.
A ferramenta central do livro é o chamado Diagrama de Fontes de Água (DFA), um procedimento que auxilia o engenheiro de processos a identificar oportunidades de reaproveitamento de água a partir da caracterização química das correntes que compõem o balanço hídrico do fluxograma de processos original. Os cenários com proposta de realinhamento de correntes industriais voltados para um máximo reúso das fontes de distribuição de água são submetidos a um processo de triagem, com procedimentos e critérios de avaliação técnica, econômica e ambiental que procuram demonstrar o potencial para implementação de cenários promissores. A metodologia é aplicada a dados representativos de processos hídricos de uma refinaria de petróleo. Por meio de um modelo que combina gestão industrial, métodos sistemáticos e valoração de impactos ambientais, pode-se gerar e selecionar propostas com mínima captação de água e descarte de efluentes, com reflexo positivo na disponibilidade hídrica das fontes de abastecimento para consumo humano. Assim, os autores esperam que o conteúdo apresentado possa servir como suporte adicional e estratégico ao gerenciamento sustentável de recursos hídricos na indústria.
O texto tende a despertar o interesse de engenheiros de processos, especialmente aqueles com formação nas áreas de química e/ou ambiental, e que estão em busca de conhecimentos que levem soluções tecnológicas ao setor industrial. Também será útil para complementar a formação técnica na graduação e/ou na pós-graduação, em áreas como Engenharia Química, Engenharia Ambiental e Sanitária e Gestão e Tecnologia Ambiental, além de atender a interessados na discussão do tema de Sustentabilidade Industrial.

• Idioma: Português
• Editora: Editora Appris
• Data de lançamento: 2 de jul. de 2021
• ISBN: 9786525002996

Pré-visualização do livro

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COMITÊ CIENTÍFICO DA COLEÇÃO SUSTENTABILIDADE, IMPACTO, DIREITO, GESTÃO E EDUCAÇÃO AMBIENTAL

Aos pesquisadores e profissionais perseverantes que acreditam no valor da Ciência como um dos instrumentos para o alcance de uma sociedade consciente e responsável.

AGRADECIMENTOS

Ao Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial do Centro Universitário SENAI CIMATEC, pelo interesse em apoiar a publicação desta segunda edição.

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pelo suporte financeiro.

Ao Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos (Escola de Química/UFRJ), pela oportunidade de desenvolver o estudo que resultou nesta publicação.

À Editora Appris, pelo interesse demonstrado em publicar este trabalho.

Aos alunos, técnicos, pesquisadores e docentes do Laboratório de Integração de Processos Carlos A. Guimarães Perlingeiro (GIPQ), pelo profissionalismo e convívio harmonioso ao longo dos anos.

Ao Programa de Recursos Humanos da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, por meio do PRH 27.1 ANP/FINEP/SENAI CIMATEC, pelo apoio na publicação desta obra.

E a todos aqueles que contribuíram direta ou indiretamente para a realização deste trabalho, os nossos sinceros agradecimentos.

PRIMEIRO PREFÁCIO À SEGUNDA EDIÇÃO

Desde o lançamento da primeira edição deste livro, em 2015, o tema sustentabilidade industrial se tornou cada vez mais recorrente diante da necessidade de adaptação tecnológica para o uso racional de recursos naturais. O emprego de metodologias e ferramentas técnicas que possam facilitar esse processo na tomada de decisão é um importante fator para o alcance deste paradigma de eficiência de produtividade.

Nesta nova edição, consideramos algumas modificações visando a melhoria na exposição dos recursos técnicos adotados. Um novo autor foi acrescentado a esta obra, Ewerton Emmanuel da Silva Calixto, com o propósito de oferecer uma visão diferenciada na aplicação das ferramentas.

O Capítulo 1 foi reestruturado a partir da combinação dos capítulos 1 e 2 da versão anterior. Assim, foi possível disponibilizar com mais detalhes o método diagrama de fontes de água (DFA) no Capítulo 2, mostrando o passo a passo de sua aplicação envolvendo máximo reúso, regeneração com reúso e regeneração com reciclo. Também foi estendida uma parte referente aos sistemas de regeneração de efluentes, complementando a abordagem do modelo P+ÁGUA na avaliação dos cenários de fluxogramas de água gerados com o DFA. Já o Capítulo 3 foi mantido, por se tratar do aspecto conceitual da valoração ambiental como ferramenta de auxílio à tomada de decisão dentro do modelo proposto de avaliação de cenário na visão da sustentabilidade. Nos Capítulos 4 e 5, a apresentação do modelo P+ÁGUA e sua aplicação ao caso industrial de uma refinaria de petróleo mantiveram sua essência, com pequenas atualizações. Assim, esperamos que o novo texto tenha alcançado eventuais melhorias no sentido de torná-lo mais palpável na apresentação do conteúdo.

Aproveitamos para registrar os agradecimentos ao Centro Universitário SENAI CIMATEC, especialmente representado pelo Prof. Alex Álisson Bandeira Santos, coordenador do Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial, pelo interesse demonstrado na obra, e o apoio financeiro da Instituição, tornando realidade esta segunda edição.

Os autores

Salvador, maio de 2020.

SEGUNDO PREFÁCIO À SEGUNDA EDIÇÃO

Esta segunda edição do trabalho dos autores, professores do Grupo de Integração de Processos Químicos da Escola de Química da UFRJ, renova uma abordagem muito desejada de enfrentamento ao contínuo processo de degradação ambiental a que estamos submetendo o nosso planeta.

A abordagem tem como foco a necessidade de desenvolver e aprimorar procedimentos de melhoria e otimização do uso dos recursos naturais nos processos industriais sem perder de vista a questão mais ampla dos diversos fatores que concorrem para que estejamos, enquanto sociedade global, nos afastando a cada dia da utopia da sustentabilidade.

Mas se a sustentabilidade for uma utopia, para que nos esforçamos tanto? Ora, as utopias não são para isso? Para nos estimular a lutar para conseguir aquilo que sabemos que é o correto mesmo que hoje isso não se apresente como possível? Alguém seria capaz de se declarar contra a luta pela paz? Mesmo que esta seja utópica? Afirmar que a sustentabilidade ambiental é uma utopia nos ajuda a combater o uso equivocado do adjetivo "sustentável", hoje repetido ad nauseam, para glorificar produtos e processos que muitas vezes nem sequer contribuem com a melhoria do desempenho ambiental da sociedade.

Quero destacar duas das contribuições deste livro, o método DFA, diagrama de fontes de água e o modelo P+água, que ilustram a abordagem ampla que este livro propõe.

O DFA apresenta uma metodologia que aponta para as melhores interações possíveis para se recuperar água, assim como outros componentes, dentro da planta industrial. Para tanto, se utiliza de conceitos da termodinâmica e da matemática que, ao invés de colocar de lado a intuição que se espera que o engenheiro tenha, a desenvolve. Nesse sentido, ela potencializa as suas habilidades como gestor de um processo industrial, se diferenciando da modelagem que alimenta a automação industrial e que contribui para a relegação do papel do engenheiro.

Já o P+água serve de guia para integrar o processo de gestão da produção com o da gestão ambiental da fábrica. Isto é fundamental. Se a preocupação ambiental não tiver início no interior do processo produtivo estaremos caindo nas chamadas medidas fim de tubo que apresentam baixa efetividade para o controle da poluição industrial.

Os autores, contudo, apresentam esses instrumentos no contexto mais amplo das interações que ocorrem nas cadeias produtivas, estudadas pela Ecologia Industrial, como também, avançam, ainda que timidamente, para a relação entre produção e consumo.

Não sei se o leitor vai aproveitar diretamente todos e cada um dos itens abordados neste livro. Tenho certeza, sim, que ele vai enriquecer sua visão sobre a necessidade de melhoria e otimização do uso dos recursos naturais nos processos industriais e poderá colocar em prática alguns dos conhecimentos que aqui se apresentam. Sei também que ele irá se esforçar para que outros colegas, da fábrica ou da academia, se empolguem com sua leitura e se envolvam na aplicação de conceitos e práticas que digam mais a respeito das suas habilidades e responsabilidades.

Asher Kiperstok

Professor titular aposentado da Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia

Salvador, maio de 2020.

PREFÁCIO À PRIMEIRA EDIÇÃO

A ameaça de escassez de água no planeta já preocupa muitos governos. Há os que afirmam que, dentro em pouco tempo, este problema será mais grave do que o do petróleo.

No Brasil, a escassez de recursos hídricos repercute diretamente na oferta de energia e de água de processo para a indústria, com reflexos negativos na produção industrial e, consequentemente, no nível de atração de investimentos indispensáveis à sua manutenção e expansão.

Em diversos países, o problema motivou a academia a desenvolver estudos voltados à minimização de efluentes industriais e de consumo de água na indústria. Surgiram diversas abordagens segundo a vocação de cada grupo de pesquisa. As principais se pautam pela Engenharia de Processos, que encara os processos químicos como sistemas integrados e oferece ferramentas para a sua criação e análise por meio de procedimentos sistemáticos consagrados pela prática. No âmbito da Engenharia de Processos encontra-se a Integração de Processos, sua face voltada à Integração Energética e à Integração Mássica, esta última relacionada ao tema deste livro. O objetivo final é o projeto de redes de água a serem incorporadas a processos químicos visando o seu reaproveitamento máximo sem necessidade direta de investimento em sistemas de regeneração ou tratamento de final de tubo.

Dentre as abordagens existentes, a que produz a rede ótima se baseia na organização das configurações plausíveis sob a forma de uma superestrutura modelada como um problema de otimização. Entretanto, dependendo da complexidade do sistema, esta abordagem leva a frustrantes problemas de convergência.

Uma abordagem alternativa consiste em abrir mão da solução ótima em favor de outra mais facilmente obtida por meio de algoritmos baseados em regras heurísticas consagradas pela prática. Dependendo da qualidade das regras e do algoritmo concebido, os resultados podem ser muito próximos daqueles obtidos por otimização.

Foi nesse contexto que o Grupo de Integração de Processos Químicos (GIPQ) da Escola de Química da UFRJ, a que pertencem os autores, apresentou, em 2001, a sua primeira contribuição com o procedimento Diagrama de Fontes de Água (DFA). No decorrer dos anos seguintes este procedimento

foi sofrendo sucessivos aprimoramentos contemplando um maior número de contaminantes, possibilidades de reúso e/ou reciclo de correntes, implementação computacional, que possibilitam a sua utilização prática na indústria, como em recentes experiências bem sucedidas em refinarias. Mais recentemente, o Grupo vem dedicando atenção aos procedimentos baseados em otimização.

Este livro traz uma contribuição importante e inédita ao estender o âmbito da análise ao meio externo que circunda a unidade industrial.

É apresentado um novo modelo, denominado P+ÁGUA, resultado de uma tese de doutorado, que insere o método DFA no contexto de aplicação de Produção mais Limpa, modelo de gestão ambiental lançado pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (Unep).

Com isso, a análise deixa de visar apenas à redução de vazão e de custos da unidade industrial, mas considera também a influência da qualidade do efluente a ser descartado no corpo receptor, incorporando o valor do impacto negativo na qualidade da água ao custo operacional. Neste caso, pode-se priorizar o uso de água de melhor qualidade não somente para abastecimento público como também para a manutenção da vida aquática.

Abre-se, assim, uma nova fronteira para o tema, motivando a geração de conhecimentos voltados ao gerenciamento sustentável dos recursos hídricos. Espera-se que a obra contribua para a discussão deste tema, favorecendo novas ideias e questionamentos, e que consolide o interesse para o desenvolvimento e a aplicação de técnicas voltadas para a redução do impacto ambiental.

Carlos Augusto G. Perlingeiro

Professor emérito da Universidade Federal do Rio de Janeiro

APRESENTAÇÃO

O aumento de demanda e a possibilidade de escassez de recursos hídricos evidenciam a dificuldade de se implantar uma estratégia que permita o acesso eficiente de água potável às populações. A crescente urbanização tende a contribuir para uma ocupação não planejada, com desperdício hídrico e poluição de mananciais, bem como saneamento ambiental deficiente.

De outro lado, a indústria necessita de uma parcela considerável de água para desenvolver suas atividades produtivas e impulsionar a economia.

A tendência de aumento de custos associados ao consumo, ao tratamento de água e ao descarte e consequente impacto de efluentes, incentiva o desenvolvimento de técnicas voltadas para o máximo reúso e o gerenciamento de recursos hídricos. A Integração de Processos Químicos, campo de conhecimento da Engenharia de Processos e Sistemas, desenvolve métodos algorítmicos, heurísticos, evolutivos, técnicas gráficas e de otimização matemática, as quais orientam a busca pela mínima vazão de água e de efluentes industriais.

A Integração de Processos considera a unidade entre operações e processos industriais, os quais são tratados como sistemas de produção integrados, o que, por esta razão, constitui a base para a implantação de estratégias de soluções sustentáveis nas empresas. Uma dessas estratégias é denominada Diagrama de Fontes de Água (DFA), procedimento algorítmico que sistematiza a busca do melhor direcionamento de correntes entre fontes e sumidouros de água no processo industrial. Com este método, é possível gerar redes de água (fluxogramas de processo) considerando máximo reaproveitamento (reúso e/ou reciclo de correntes), sem que haja a necessidade direta de investimento em sistemas de regeneração (tratamento de correntes no processo visando à recuperação de qualidade da água) ou tratamento final de tubo. O método DFA apresenta uma estrutura de resolução que permite alcançar resultados próximos dos tradicionais métodos de programação matemática, com a vantagem de menor esforço computacional, o que incentiva sua utilização no meio industrial.

Este livro resulta de um trabalho realizado para uma tese de doutorado cuja proposta foi apresentar uma abordagem para identificação de oportunidades promissoras de reúso de água que apresentem menor impacto negativo sobre a qualidade do recurso hídrico. O novo modelo apresentado nesta obra, denominado P+ÁGUA, insere o método DFA no contexto de aplicação de Produção mais Limpa, modelo de gestão ambiental lançado pelo UNEP e que colabora para a melhoria da eficiência de produção e o gerenciamento de riscos ambientais. A adoção de um modelo de gestão industrial, como a Produção mais Limpa, que busque melhorias no aproveitamento de água, representa uma relevante iniciativa para se alcançar a responsabilidade ambiental nas empresas.

Para auxiliar no gerenciamento sustentável de recursos hídricos, o modelo P+ÁGUA segue três vertentes: (i) aplicação do método DFA e sua incorporação às etapas do modelo de gestão Produção mais Limpa; (ii) seleção de cenários de reúso promissores, por meio de técnicas de estatística descritiva e critérios auxiliares; e (iii) incorporação de um custo adicional de impacto ao custo operacional.

Uma das vantagens do método DFA é o levantamento de diferentes cenários ou possibilidades de redes de água envolvendo reúso e/ou reciclo de correntes hídricas do processo. O enfoque dado pelo modelo P+ÁGUA sugere que nem sempre a indicação de cenários promissores será o resultado unilateral do método de Integração de Processos, em termos de redução de vazão e de custos; porém, ao se avaliar a influência do conjunto de cenários analisados, é possível apontar aqueles plausíveis de serem implantados na prática, em conformidade com a realidade dos processos industriais. Por outro lado, a influência da qualidade do efluente a ser descartado no corpo receptor corrobora o investimento em alternativas de reúso sustentável, permitindo estender a análise incorporando o valor do impacto negativo na qualidade da água ao custo operacional. Deste modo, cria-se uma oportunidade para atenuar a captação das fontes para uso industrial, atendendo à prioridade de direcionar o recurso para abastecimento público, e com menor impacto sobre a vida aquática.

O fato de as técnicas serem apresentadas de forma isolada, destituídas de uma plataforma integrada de gestão, dificulta sua popularização no meio industrial. Uma motivação para lançar este livro está na tentativa de estreitar esta relação, apontando o caminho da geração de conhecimentos e sua utilidade para o gerenciamento sustentável dos recursos hídricos. Assim, nossa expectativa é que este livro estimule o surgimento de novas ideias que permitam o desenvolvimento de mecanismos estruturados para a conservação de recursos hídricos e a redução de impacto ambiental.

Os autores

Rio de Janeiro, Maio de 2014

Sumário

INTRODUÇÃO 21

CAPÍTULO 1

SUSTENTABILIDADE INDUSTRIAL E INTEGRAÇÃO DE PROCESSOS 27

1.1. Desenvolvimento sustentável 27

1.2. Sustentabilidade nas organizações 28

1.3. Gestão ambiental empresarial e redução da poluição 30

1.4. Gestão industrial sustentável: o modelo de produção mais limpa 34

1.5. Outros modelos de gestão industrial sustentável 43

1.5.1. Produção Limpa 43

1.5.2. Ecoeficiência 43

1.5.3. Ecologia Industrial 44

1.5.4. Produção e Consumo Sustentáveis 45

1.6. Abordagens para o uso sustentável de recursos 46

1.7. Um exemplo de conhecimento aplicado: a Rede de Tecnologias Limpas da Bahia –

Teclim (UFBA) 47

1.8. Integração de processos para a sustentabilidade 49

1.9. Água: recurso estratégico para a sustentabilidade 52

1.9.1. Reúso de águas e efluentes para conservação e uso racional 55

CAPÍTULO 2

O MÉTODO DIAGRAMA DE FONTES DE ÁGUA: FERRAMENTA PARA REÚSO E REGENERAÇÃO 59

2.1. DFA: breve histórico 59

2.2. O procedimento algorítmico 65

2.2.1. Um exemplo para um contaminante, na condição de máximo reúso 67

2.2.2. Uma abordagem mais ampla: máximo reúso para múltiplos contaminantes 83

2.3. Software para aplicação do método DFA 84

2.4. Simulação e síntese de sistemas de tratamento de efluentes aquosos 88

2.4.1. Simulação de sistemas de tratamento 88

2.4.2. Síntese de sistemas de tratamento 89

2.4.3. Software para simulação e síntese de sistemas de tratamento de efluentes 90

2.4.4. Exemplos 91

2.5. O DFA como ferramenta sustentável 95

2.6. Contribuições para a integração da sustentabilidade 96

CAPÍTULO 3

VALORAÇÃO AMBIENTAL PARA TOMADA DE DECISÃO EM SISTEMAS DE REÚSO 101

3.1. Valoração ambiental para o uso racional da água ١٠١

3.2. As externalidades ambientais 105

3.3. Contribuições da valoração ambiental para a sustentabilidade dos

recursos hídricos 107

CAPÍTULO 4

METODOLOGIA DE GERENCIAMENTO INTEGRADO SUSTENTÁVEL PARA O REÚSO DE ÁGUAS E EFLUENTES INDUSTRIAIS 109

4.1. O modelo P+ÁGUA 109

4.2. Etapas da metodologia para integração mássica com o DFA 113

4.3. Metodologia de busca orientada por filtragem aplicada de cenários de reutilização hídrica 117

4.4. Análise do sistema de água de resfriamento 119

4.5. Procedimento para seleção de cenários promissores de reutilização hídrica 131

4.6. Procedimento para alocação de processos regenerativos em cenários de

reutilização hídrica 140

4.7. Valoração de qualidade dos recursos hídricos e danos ambientais 153

4.8. Comentários gerais 172

CAPÍTULO 5

APLICAÇÃO INDUSTRIAL DO MODELO P+ÁGUA 173

5.1. Definição do estudo de caso: obtenção de dados e balanço hídrico do cenário base 173

5.2. Geração de cenários de reutilização de correntes para máximo reúso – um contaminante 182

5.3. Estudo de melhorias de condições operacionais dos ciclos de concentração das torres de resfriamento 192

5.4. Aplicação do DFA: flexibilização para aumento de 20% nas concentrações de entrada dos contaminantes 202

5.5. Flexibilização para limite de 16 ciclos de concentração na operação das torres de

resfriamento 204

5.6. Geração de cenários de reutilização de correntes para máximo reúso – múltiplos

contaminantes 206

5.7. Aplicação de procedimento para seleção de cenários promissores 212

5.8. Aplicação de procedimento para alocação de sistemas de regeneração de correntes 220

5.9. Influência da qualidade dos recursos hídricos sobre os custos de impactos de efluentes 248

CAPÍTULO 6

CONSIDERAÇÕES FINAIS 251

REFERÊNCIAS 257

DIAGRAMAS 275

INTRODUÇÃO

A expansão da economia no mundo foi acelerada pelo desenvolvimento de organizações empresariais e pelas transformações ocasionadas pela Revolução Industrial, no século XVIII. A partir deste período, a humanidade passou a perceber o progresso industrial como um fator de crescimento de centros urbanos e desenvolvimento social. As transformações sucedidas com o advento de tecnologias levaram ao aumento da expectativa de vida da sociedade e à maior utilização de matéria e energia, para a produção de bens de consumo e serviços. Como reflexo, iniciou-se uma maior competitividade entre as indústrias, alimentando o desenfreado desejo pelo aumento de sua produtividade.

Desde o período paleolítico (ou Idade da Pedra Lascada) que as atividades humanas são pautadas pelo desperdício e pelo consumo desenfreado de recursos naturais, em particular aqueles potencialmente renováveis, como água, solo e vegetação. Durante muito tempo, porém, os interesses de produção das atividades industriais estiveram à frente de qualquer preocupação com a qualidade e a preservação dos recursos naturais, sejam eles renováveis ou não renováveis, tais como petróleo e carvão mineral. Para o historiador britânico Eric Hobsbawn (Alexandria, 1917), durante a Era de Ouro capitalista (1947-1973), a ideologia de progresso dominante associava a poluição e a deterioração ecológica como um subproduto do avanço da humanidade. O velho lema Onde tem lama, tem grana, que associava poluição a dinheiro, guiou as atitudes de construtores de estradas e incorporadores imobiliários, em uma época de lucros praticamente garantidos (HOBSBAWN, 1995, p. 257).

Muito se passou até que as preocupações ambientais começassem a entrar em conflito com os interesses empresariais, impulsionados pela ambição de uma produtividade ascendente. Somente no século XX é que se firmou um compromisso oficial, passando a fazer parte da agenda de órgãos governamentais dos países e da sociedade civil organizada. Entretanto, o modelo de produção praticado no século XX baseou-se em algumas premissas e percepções; uma das mais importantes residia na crença de que o planeta Terra teria capacidade ilimitada. Outra concepção considerava a geração de poluentes como algo inevitável, e que não seria possível produzir bens e serviços sem o lançamento de resíduos sólidos, efluentes líquidos e emissões atmosféricas. Amparados nessa lógica equivocada, destituída de qualquer sensibilidade ambiental, os poluentes gerados pelas indústrias eram então descartados no meio ambiente, sem uma preocupação com os prováveis efeitos que tal prática pudesse incorrer. Afinal, reinava a crença que o planeta seria fonte inexaurível de matérias-primas, e que, portanto, poderia receber e assimilar resíduos indefinidamente. No âmbito mundial, a partir de 1970 essa cômoda concepção começou a declinar diante das evidências de que era perfeitamente possível aliar desenvolvimento econômico e social com preservação ambiental, despertando para um estágio embrionário dos contornos conceituais da chamada sustentabilidade.

Como forma de evitar a geração descomedida de impactos negativos sobre o meio ambiente, foram criados organismos de controle da poluição, instituindo legislações ambientais e medidas para o monitoramento da qualidade ambiental, assim como o licenciamento e a fiscalização. Para atender a real necessidade de controle de poluição, foram desenvolvidas técnicas visando à implantação de unidades de tratamento que levassem à redução da poluição ao final do processo industrial, enquadrando o seu descarte no ambiente, em níveis entendidos como toleráveis pela legislação.

Cumpre lembrar aqui as evidências de que o desenvolvimento industrial, intrinsecamente econômico, levou (e ainda tem levado) a danos ao meio ambiente, em função de seus processos produtivos. Entretanto, as tecnologias empregadas que impulsionam o desenvolvimento e permitem a degradação ambiental também podem ser utilizadas visando um maior aproveitamento dos recursos naturais no processo, onde a maior eficiência traduz-se na diminuição dos impactos. O aumento da produção industrial, porta-voz do crescimento econômico, deve ser acompanhado pela redução nos níveis de poluição, mediante mudanças tecnológicas que permitam alcançar padrões de sustentabilidade ambiental, e que preservem evidentemente os recursos naturais para as futuras gerações.

As tecnologias ambientais utilizam uma coleção de técnicas, processos e equipamentos que têm a função de reduzir os impactos significativos ao meio ambiente dos resíduos dos recursos naturais processados no sistema. Com base nisso, é prudente observar que o aprimoramento destas tecnologias, obtidas por inovações ambientais, tem o compromisso de aumentar a eficiência operacional dos processos, não somente do ponto de vista energético e ambiental como também de consumo de matérias-primas.

A competitividade empresarial, emergida do fenômeno da globalização dos mercados, sofre influência direta da pressão dos consumidores. As sociedades sustentáveis caracterizam-se pelo grau avançado de educação ambiental, as quais demandam produtos que apresentem elevado padrão de desempenho e qualidade, e que sejam preferencialmente produzidos por empresas que se preocupam em gerar o mínimo impacto ambiental pelas suas atividades. Assim, a proteção ambiental tornou-se um diferencial competitivo para as empresas, sendo vista como uma oportunidade de mercado no contexto das estratégias empresariais, e demonstradas na necessidade de se dispor de novas tecnologias, implantar sistema de gestão ambiental, e promover o uso racional dos recursos naturais.

O cenário econômico do final da década de 1970 e início da de 1980 trouxe a necessidade de se buscar soluções tecnológicas que viabilizassem o aproveitamento racional de matérias-primas e de recursos energéticos para o sistema de produção industrial. Nessa época, o desenvolvimento científico levou à criação da Integração de Processos, no âmbito da Engenharia de Processos (PERLINGEIRO,