Química Ambiental - Unidade III

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QUÍMICA AMBIENTAL
Unidade III
7 PRODUÇÃO MAIS LIMPA (P+L)
Produção Mais Limpa (P+L) é definida como a aplicação contínua de uma estratégia ambiental 
preventiva integrada para processos, produtos e serviços a fim de aumentar a eficiência global e reduzir 
os riscos para os seres humanos e o meio ambiente. 
• Nos processos de produção, a P+L aborda a economia de matérias-primas e energia, 
eliminando matérias-primas tóxicas e a redução da quantidade e toxicidade dos resíduos e 
das emissões. 
• No desenvolvimento e no design de produtos, a P+L aborda a redução dos impactos negativos 
durante todo o ciclo de vida do produto, desde a extração de matérias-primas até o descarte.
• Nos serviços, a P+L incorpora considerações ambientais na concepção e na prestação de serviços. 
A P+L é a aplicação contínua de uma estratégia e de uma metodologia preventiva. Nesse contexto, é 
importante dizer que cada empresa tem características próprias e que esse conhecimento especializado 
é essencial. Consequentemente, a P+L só terá sucesso se cada membro da empresa apoiar e promover o 
conhecimento de todas as operações de produção. A P+L é principalmente um estímulo de novas ideias 
e segue uma determinada metodologia constituída pelos elementos mostrados na figura a seguir.
A coleta de dados (inventário) é um dos passos básicos mais importantes, embora muitas vezes muito 
demorado, para a descrição adequada da situação atual. Quanto melhor se conhecem os processos e os 
dados reais, melhor é a aplicação de métodos apropriados de P+L. 
Na etapa de reflexão, após a coleta de dados, pode-se analisar onde e por que os resíduos são 
gerados e refletir sobre os princípios da P+L. Depois, com base na reflexão, várias opções de P+L podem 
ser geradas. Nessa fase, podem surgir ideias novas e criativas, visando a uma redução de resíduos na 
fonte, à aplicação de boas práticas, a modificações do produto ou processo, a mudanças organizacionais 
e/ou à implementação de reciclagem interna ou externa.
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Unidade III
Fluxos de massa, fluxos de energia, custos, higiene e 
segurança
Onde os resíduos são gerados?
O que se pode fazer com os resíduos são gerados?
Como evitar/minimizar a geração de resíduos?
É viável (tecnológica e/ou economicamente) 
evitar/minimizar a geração de resíduos?
Aplicação da opção de P + L selecionada
Qual o desempenho do sistema após a aplicação da 
opção de P+L selecionada?
Coleta de dados
Reflexão
Opções
Viabilidade
Implementação
Controle
Figura 11 – Elementos essenciais para aplicação de P+L
Um estudo vai analisar a viabilidade econômica, técnica e ecológica da implementação das opções 
de P+L consideradas. A implementação da opção selecionada é o passo seguinte, considerando as 
vantagens e a viabilidade da opção selecionada. O controle é, provavelmente, o aspecto mais significativo 
e desafiador para o estabelecimento de uma forma sistemática de melhoria contínua e bem-sucedida. 
São os resultados do controle que permitem estabelecer novas metas e objetivos para a implementação 
de melhoria contínua (GIANNETTI; ALMEIDA, 2005). 
Os passos para a aplicação do controle de um programa de P+L podem ser utilizados em vários níveis 
(dentro e fora da empresa) e os resultados podem ser empregados para diferentes finalidades e públicos, 
como mostra o quadro a seguir: 
Quadro 3 – Os usos para um programa de controle de P+L
Documentos gerados A quem interessam
Relatório de desempenho ambiental da empresa Direção 
Plano de Controle Ambiental Atendimento à legislação e gestão interna de resíduos
Análise de fragilidades ambientais / econômicas Direção e gestores
Sistema de Gestão Ambiental (ISO 14001) Investidores e clientes
Relatório Ambiental Público
 Lembrete
É sempre importante gerar documentos para cada nível hierárquico 
da empresa.
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QUÍMICA AMBIENTAL
7.1 Resíduos e emissões
Os resíduos e as emissões incluem todos os sólidos, gases e líquidos emitidos para a atmosfera, a 
água ou o solo, e podem englobar ainda o ruído e o calor residual. Esses materiais são matérias-primas 
e materiais de processo – a maioria comprada a um custo muito alto – que não são transformados em 
produtos comercializáveis ou em matérias-primas que possam ser usadas como entrada em outros 
processos de produção. 
Minimizar resíduos e emissões significa aumentar a utilização de materiais e energia utilizados 
na produção (aumento da ecoeficiência), sem esquecer de incluir atividades que muitas vezes são 
negligenciadas, como manutenção, reparação, limpeza e atividades da área administrativa. Em um 
caso ideal, a meta seria usar 100% dos materiais comprados, garantindo um processo sem emissões e 
aumentando a ecoeficiência da sua empresa. Dessa forma, para a empresa, a minimização de resíduos 
não será apenas uma meta ambiental, e sim um programa orientado para aumentar a utilização 
comercial de materiais. 
Por outro lado, a minimização de resíduos pode reduzir os custos de tratamento e a eliminação de 
resíduos e as emissões, que são muito caros, juntamente com a economia de matérias-primas.
Figura 12 
 Saiba mais
Para saber mais sobre Produção mais Limpa, leia: PROGRAMA DAS 
NAÇÕES UNIDAS PARA O MEIO AMBIENTE (PNUMA).1999. Disponível 
em: http://www.pnuma.org/eficienciarecursos/documentos/pmlcp00e.pdf. 
Acesso em: 15 fev. 2014.
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Unidade III
Exemplo:
Aplicar uma camada de pintura em uma bicicleta pode ser um processo que emprega quantidade de 
materiais e gera quantidade de emissões abundante. Uma tinta convencional à base de solvente pode 
conter cerca de 60% de materiais não voláteis. Se a pintura é aplicada por um pintor sem treinamento, 
que usa uma pistola de pulverização mal regulada, a aplicação de 100 g de tinta pode consumir uma 
quantidade de material de cerca de 1 kg de matéria-prima. Escolhendo uma tinta com menor teor de 
solvente volátil e empregando uma pistola de pulverização adequada (com bomba de dosagem) – ou 
seja, a melhor tecnologia disponível –, pode-se reduzir o consumo de matéria-prima necessária para a 
aplicação da mesma camada de tinta para pouco mais de 200 g (como mostra a tabela). Pensando nos 
custos, pode-se, também, compensar o investimento requerido (para a compra da pistola e o treinamento 
do pintor) após algumas aplicações, a menos que a tinta com menor teor de solventes voláteis custe três 
vezes mais que a tinta convencional. 
Tabela 14 – Minimizando resíduos e emissões na pintura de uma bicicleta: materiais
Antes Ações Depois
Quantidade de tinta aplicada 200 g 200 g
Quantidade desperdiçada 200 g
Treinamento do pintor
Compra de pistola de pulverização 
adequada
50 g
Quantidade de tinta 400 g 250 g
Quantidade de solventes voláteis 60% Compra de matéria-prima com menos solventes voláteis 20%
Quantidade de matéria-prima 
comprada 1.000 g 312,5 g
Considerando que a tinta convencional custa R$ 20 por quilograma e a tinta com menor teor 
de solvente, 40 R$/kg, pode-se calcular a economia com a minimização do uso de matéria-prima no 
processo (como mostar a tabela a seguir). Apesar de a tinta aplicada “parecer” mais custosa com a 
mudança da tinta usada, as economias relativas às perdas de materiais voláteis e aos desperdícios 
causados pelo mau desempenho do pintor compensam o investimento. Com uma economia total de 
R$ 7,5 reais por bicicleta pintada, pode-se compensar um investimento de, por exemplo, R$ 1.000 para 
compra da pistola e treinamento, após aproximadamente 140 pinturas (R$ 1.000/R$ 7,50).
Tabela 15 – Minimizando resíduos e emissões na pintura de uma bicicleta: custos
 Antes Depois Economia
Quantidade de tinta aplicada 200 g R$ 4 200 g R$ 8 - R$ 4,00
Quantidade desperdiçada 200 g R$ 4 50 g R$ 2 R$ 2,00
Quantidade de tinta 400 g R$ 12 250 g R$ 2,50 R$ 9,50
Quantidade de solventes voláteis 60% 20 %
Quantidade de matéria-prima 
comprada 1000 g R$ 20 312,50 g R$ 12,50 R$ 7,50
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QUÍMICA AMBIENTAL
7.2 O final de tubo não resolve?
Figura 13 
Até recentemente, as tecnologias ambientais convencionaisestavam sendo usadas para o 
tratamento dos resíduos existentes e das emissões, como a filtragem de poluentes, o tratamento de 
efluentes, a incineração de resíduos, o tratamento de iodo etc. Como esse método trata dos problemas 
no final do processo de produção, também é chamado de tecnologia de “fim de tubo” (GIANNETTI; 
ALMEIDA, 2005). Esse tipo de abordagem traz custos adicionais para a empresa e apenas muda o 
problema de lugar, por exemplo, filtrando os poluentes de emissões gasosas, mas gerando um resíduo 
sólido contaminado (filtro). 
Proteger o meio ambiente deve significar mais do que mudar os problemas de lugar. Os meios de 
produção devem ser integrados aos objetivos ambientais da P+L, que visa incluir os objetivos ambientais 
no processo de produção para reduzir os resíduos e as emissões em termos de quantidade e de toxicidade, 
além de reduzir os custos. Em comparação com a eliminação de serviços externos ou tecnologias de fim 
de tubo, a P+L tem várias vantagens: 
• apresenta possíveis soluções para melhorar a eficiência econômica da empresa, uma vez que 
ajuda a reduzir a quantidade de materiais e energia utilizados; 
• minimizando resíduos e emissões, geralmente induz a um processo de inovação dentro da empresa; 
• reduz os riscos da responsabilidade ambiental eliminando e reduzindo resíduos; 
• auxilia a dar um passo em direção a um desenvolvimento econômico mais sustentável. 
Temos que reconhecer que o chamado resíduo zero é uma meta ideal que não pode ser alcançada, 
entretanto temos de pensar no que podemos fazer com os resíduos e as emissões existentes. 
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Unidade III
As questões levantadas pela P+L em qualquer processo são:
De onde vêm nossos resíduos e emissões?
Por que se tornaram resíduos?
Devemos buscar a fonte dos resíduos. Portanto, a diferença essencial reside no fato de que a P+L 
não lida apenas com as consequências, e sim tenta chegar à fonte do problema. 
Há produtos bastante comuns que, durante sua fabricação, geram uma grande quantidade de 
resíduos. Por exemplo, uma empresa que vende anéis isolantes de borracha vermelhos de diâmetro 
10 mm e azuis de 6 mm (figura a seguir). Na unidade da estamparia, descobre-se que os resíduos 
sólidos do corte de anéis de borracha correspondem a mais de 70% da matéria-prima comprada e 
que não há possibilidade de comercialização desses resíduos.
Antes
Depois
Figura 14 – Processos de corte de anéis de borracha antes e depois 
da aplicação do programa de minimização de resíduos
O investimento em uma ferramenta de corte, que permite o corte simultâneo dos dois tipos de 
anéis, pode reduzir a quantidade de resíduos sólidos em aproximadamente 10% (como mostra a 
tabela a seguir), e a empresa entende que o seu problema não é o que fazer com os resíduos sólidos, 
mas melhorar os processos de produção. Como benefício extra, a empresa pode também reduzir 
os custos com energia e manutenção, já que diminui o número de operações de cortes e o uso da 
máquina pela metade.
Tabela 16 – Minimizando os resíduos com o melhor aproveitamento da matéria-prima
mm2 Perdas
Área de manta vermelha 2.904
Área dos anéis f 10 mm 678
Total de resíduos 2.226 76,6%
Área de manta azul 1.176
Área dos anéis f 6 mm 377
Total de resíduos 799 68,0%
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mm2 Perdas
Área total da manta verde 2.904
Área dos anéis f 6 e 10 mm 1.055
Total de resíduos 1.849 63,7%
O fabricante ainda conta com um “resíduo” de anéis de 8 mm de diâmetro, que 
podem ser facimente comercializados no mercado.
Área total da manta verde 2.904
Área dos anéis f 6, 8 e 10 mm 1.582
Total de resíduos 1.321 45,5%
Medidas relativamente simples, em níveis de organização e tecnológicos, ajudam a reduzir 
significativamente o consumo de matérias-primas. Uma característica adicional de P+L é a ideia de 
considerar a empresa como organismo. Isso significa que matérias-primas, energia, produtos, resíduos 
sólidos e emissões para a água e o ar estão intimamente ligados ao longo do processo de produção. O 
quadro a seguir ilustra a diferença entre as tecnologias fim de tubo e P+L, no sentido de proteção ao 
ambiente integrada à produção.
Quadro 4 – Comparação entre as abordagens de final de tubo e P+L
Final de tubo P+L
Como tratar resíduos e emissões? De onde vêm os resíduos e as emissões?
Reage a um problema. Atua no problema.
Traz custos adicionais. Pode reduzir custos.
Cumpre a legislação com filtros e unidades de 
tratamento.
Ajuda a cumprir a legislação reduzindo os 
resíduos e a necessidade de tratamento.
Só lida com a proteção ao ambiente no final 
do processo.
Lida com a proteção ao ambiente durante 
todo o processo.
A proteção ambiental é um problema para 
especialistas.
A proteção ambiental é um problema de 
todos.
A tecnologia é, em geral, comprada. A tecnologia é, em geral, desenvolvida dentro da empresa (inovação).
Aumenta o consumo de material e energia. Reduz o consumo de material e energia.
Além dos argumentos em favor da P+L, outras vantagens podem ser citadas (STIGSON, 1999):
• evita o aumento de custos por causa da gestão de resíduos; 
• menos suscetível a entraves (espaço para armazenamento de resíduos, licenças ambientais, 
capacidade de incineração etc.); 
• menos problemas em virtude das obrigações civis; 
• melhor imagem; 
• menor número de protestos de vizinhos. 
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Unidade III
7.3 Começando a pensar de acordo com a P+L
Questionando sobre os fatores que influenciam a geração de resíduos e emissões, deve-se investigar 
a tecnologia utilizada na empresa. Certamente, ela desempenha um papel importante neste contexto. 
Mas isso não deve levar à conclusão de que apenas as medidas tecnológicas podem ajudar a desenvolver 
uma produção eficiente e limpa. Há uma infinidade de outras áreas a considerar, e é possível aplicar 
estratégias em vários níveis e estratégias de P+L (como mostra figura a seguir).
Minimizar 
resíduos e 
emissões
Modificação 
do processo
Modificação 
do produto
Redução na fonte
Boas práticas
Novos materiais
Novas tecnologias
Reciclagem interna
P 
+ 
L
Figura 15 – Algumas estratégias de P+L
O objetivo principal é encontrar medidas para resolver o problema na fonte (redução ou reciclagem 
interna). Essas alterações incluem tanto o processo de produção como produto em si (GIANNETTI; 
ALMEIDA, 2005). 
As modificações de produtos podem facilitar a produção, o uso e o descarte. Pode-se realizar a 
substituição do produto por outro, usar diferentes materiais ou aumentar a vida útil do produto durante 
o projeto. Nesse contexto, o termo eco-design ganhou importância nos últimos anos. 
As modificações do processo podem ajudar a reduzir os resíduos e as emissões. Para o processo, 
o que abrange as matérias-primas diretas, mas também o uso de materiais auxiliares, materiais de 
limpeza, material de escritório, água e energia. Uma boa gestão das matérias-primas e dos materiais de 
processo, que deriva de mudanças organizacionais, pode ser facilmente implementada e, na maioria dos 
casos, é economicamente viável. Essas mudanças podem incluir treinamento e motivação de pessoal, 
alterações no funcionamento dos equipamentos, instruções de manuseio de materiais, recipientes etc. 
A substituição de matérias-primas e materiais tóxicos nos ajuda a reduzir os volumes de resíduos e 
as emissões. Já as mudanças tecnológicas podem variar de simples a grandes mudanças no processo 
de fabricação e incluem medidas de economia de energia, implantação de processos de reciclagem, 
aproveitamento de material para fabricar um novo etc. Temos como exemplo os nuggets, que são 
aparas de frango, sem valor comercial, prensadas e empanadas.
 Observação
Há vários outros produtos no mercado que foram concebidos com 
base nessas ideias, como o uso de aparas de madeira para fabricação de 
compensados e o uso de cascas de frutas (resíduos de hotéis e restaurantes) 
para fabricação de ração animal. 
153
QUÍMICA AMBIENTAL
7.4 Coleta de dados
A base para a P+L e para descobrir as medidas adequadaspara sua aplicação, na maioria dos 
casos, parte da coleta de dados ou de banco de dados atualizado. Os dados representam a base 
para o planejamento.
Antes de coletar os dados, é preciso ser capaz de responder às seguintes perguntas: 
• Quais são os dados de que preciso? 
• Onde posso obtê-los? 
• Quais as fontes de informação que existem na empresa?
Depois se estabelece uma fronteira, em que se pode considerar a empresa como um todo, ou uma 
determinada área (como mostra a figura a seguir).
materiais
processo
B
processo
A
administração
emissões
produtos
energia
Figura 16 – A caixa verde mostra a fronteira que considera toda a empresa. As linhas 
pontilhadas mostram possíveis cortes, para avaliação de setores
Ao definir os limites do objeto de interesse, balanço de massa e energia ajudam a entender o sistema 
e verificar fontes de desperdícios, perdas, resíduos e emissões. Dentro de empresa orientada para a 
produção industrial, todos os materiais e recursos energéticos podem ser monitorados em três pontos: 
• no ponto de entrada da empresa: isto é, no momento em que são adquiridos. Aqui podem 
ser consultados documentos de contabilidade e custos, recibos de entrega, documentos de 
fornecedores sobre a composição de produtos, contabilidade interna de embalagens etc.
• no ponto de saída: isto é, na forma de produto, de emissões, resíduos sólidos e/ou líquido e 
desperdícios de calor. Para isso, pode-se consultar a lista dos produtos, a composição, documentos 
internos sobre resíduos e emissões, recibos de venda, contas de empresas etc. 
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Unidade III
• no ponto de utilização: na máquina ou na unidade de produção. Aqui também, dependendo 
da estrutura organizacional, haverá medições de desempenho das máquinas e instalações, 
informação pessoal sobre o horário de trabalho e mudanças de turno, especificações do produto 
para as máquinas, identificação do modelo etc. 
De início, a informação não pode ser completa, em qualquer um desses pontos. Por exemplo, a 
falta de informação sobre certos materiais voláteis (solventes evaporados) ou a quantidade de calor 
residual no processo; mas, após a coleta de todos os dados, você deve ser capaz de responder às 
seguintes perguntas: 
• Quanto de matéria-prima e materiais auxiliares se usa no processo? 
• Qual a quantidade de energia usada? 
• Qual a quantidade/qualidade dos resíduos e emissões? 
• Em qual parte do processo os resíduos e as emissões são gerados? 
• Quais produtos geram, são resíduos perigosos ou controlados, por quê? 
• Quanto da matéria-prima torna-se resíduo? 
• Quanto da matéria-prima é perdido na forma de emissões voláteis? 
• Quais são os custos incorridos por causa da eliminação de resíduos e da perda de matérias-primas? 
O próximo passo é classificar os resíduos. Resíduos e emissões podem se originar a partir de diferentes 
matérias-primas e por várias razões. Por meio do estabelecimento de uma lista de possíveis fontes, os 
resíduos e as emissões podem ser classificados em categorias (como mostra o quadro a seguir). Para cada 
categoria, diferentes estratégias podem ser aplicadas para evitar ou minimizar a geração de resíduos, 
desperdícios ou emissões. 
Tabela 17 – Estratégias para evitar resíduos ou emissões
Resíduo Exemplos Estratégias
Matéria-prima que não se torna 
produto
Sobras de placas
Rebarbas
Resíduos de tintas e vernizes
Resíduos em águas de lavagem
Mudança de tecnologia
Automação
Treinamento de pessoal
Troca da matéria-prima
Mudança no projeto do produto
Impurezas ou substâncias 
secundárias
Gordura
Cascas de frutas
Troca da matéria-prima
Aproveitamento 
Subprodutos não desejados Lodo do tratamento de águaSolvente evaporado
Mudanças no processo
Troca de matéria-prima
Mudança no produto
Materiais auxiliares descartados
Lubrificantes
Solventes
Pincéis
Reciclagem interna
Limpeza e manutenção
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QUÍMICA AMBIENTAL
Resíduo Exemplos Estratégias
Embalagens
Vidros de produtos químicos
Caixas de papelão ou madeira
pallets
Reciclagem externa
Reúso
Retorno ao fornecedor
Produtos não comercializáveis Peças com defeitoProduto fora do padrão de qualidade
Mudança de tecnologia
Mudança de produto
Treinamento de pessoal
Automação
Controle de qualidade
Resíduos de manutenção
Panos de limpeza
Filtros
Lubrificantes
Melhorar a vida útil
Trocar os materiais
Terceirizar o serviço
7.5 Balanços de massa e energia
Balanços de massa e energia auxiliam a conhecer um processo, a identificar os fluxos de materiais 
e energia que atravessam o processo, a estabelecer os locais de geração de resíduos ou desperdício de 
energia de forma quantitativa. Somente com o conhecimento detalhado desses fluxos é possível propor 
opções para minimização de resíduos e emissões ou de consumo de energia.
As quantidades de material processado nas indústrias podem ser descritas por balanços de massa 
(como mostra a figura a seguir). 
Energia
Produtos
Resíduos
Emissões
Matérias-primas
Operação Unitária
Processo
Empresa
Materiais e Energia
armazenados
Figura 17 – Balanço de massa e energia
Esses balanços obedecem ao Princípio de Conservação da Massa e Energia. Se não houver um 
armazenamento, o que entra no processo deve sair. Esse balanço de material deve ser atualizado toda 
vez que ocorrer qualquer alteração no processo. 
 Observação
Balanços energéticos são também utilizados na análise das várias 
fases de um processo, ao longo de todo o processo e também de toda a 
cadeia produtiva. 
156
Unidade III
Balanços energéticos são também utilizados na análise das várias fases de um processo, ao longo de 
todo o processo e também de toda a cadeia produtiva. Esses balanços podem ajudar a estudar os meios 
de reduzir o consumo de energia nos processos de transformação. 
7.5.1 Balanço de massa
A análise do fluxo de massa é um procedimento sistemático que objetiva fornecer uma visão geral 
dos materiais usados na empresa, identificar os pontos de origem, as quantidades e as causas dos 
resíduos e emissões, criar uma base para avaliar e propor opções para melhorias e definir estratégias 
para ações futuras.
A geração de resíduos e emissões em uma empresa surge nos locais em que os materiais são utilizados, 
processados e transformados. Dessa forma, empresas que pretendem obter uma solução estratégica 
para amenizar os problemas ambientais devem ter conhecimento profundo de seus fluxos de materiais. 
Essas empresas deverão criar um sistema de informação que permita aos engenheiros e administradores 
seguir os fluxos de material dentro da empresa, possibilitando o controle sobre esses fluxos e garantindo 
e uso eficiente de cada um deles.
Uma análise dos fluxos de massa é a reconstrução sistemática dos caminhos que um material toma 
dentro da empresa, e essa análise é normalmente baseada em um balanço de massa. Para visualizar 
os caminhos dos materiais dentro da empresa, é imprescindível a representação gráfica, que parte do 
fluxograma de processo.
Para efetuar uma análise de fluxo de materiais, é necessário seguir estes passos:
• definição dos objetivos e das variáveis a considerar;
• limitação do espaço de análise;
• limitação do tempo de análise;
• representação gráfica dos fluxos – qualitativa;
• representação gráfica dos fluxos – quantitativa;
• interpretação e conclusões.
Conhecendo-se, então, os caminhos dos materiais por meio do processo, pode-se (com os dados 
levantados e obedecendo ao Princípio de Conservação de Massa) atribuir valores numéricos a cada fluxo 
(como mostra a figura a seguir). Os valores numéricos dos materiais empregados no processo podem ser 
obtidos em notas de compra ou no controle do estoque. A análise de fluxos de materiais avalia todo o 
processo, identificando os materiais empregados e também os resíduos e as emissões. 
No processo de fabricação de solda, são importantes o estanho, o chumbo, o material que pode ser 
recuperado (borra) e a sucata comprada de terceiros. O limite de espaço pode ser estabelecido na operação 
157
QUÍMICA AMBIENTALde fabricação, e o limite de tempo pode ser estabelecido em um ano. Para a representação gráfica dos 
fluxos de materiais, é necessário conhecer as etapas de operação do processo. No caso da fabricação 
de solda, foram identificadas as seguintes etapas: fusão e recuperação. Foram, também, identificados 
equipamentos necessários para a operação: fornos de fusão e recuperação. Após a identificação dos 
componentes do processo, pode-se representar cada etapa da operação com retângulos e os fluxos de 
materiais são representados por setas. O balanço de massa pode ser efetuado, lembrando que o Princípio 
da Conservação de Massa deve ser observado: todos os materiais que entram em cada etapa do processo 
devem sair na forma de produto, resíduo ou emissões (figura a seguir). 
Fusão
Forno de
recuperação
Empresa de
recuperação Aterro
Cliente
13.200 kg
30.800 kg
44.000 kg
53.800 kg
solda
273.000 kg
borra
68.100 kg
sucata
29.700 kg
ch
um
bo
69
.5
00
 k
g
es
ta
nh
o
11
8.
00
0 
kg
Figura 18 – Balanço de massa do processo de fabricação de solda 
De posse do balanço de massa do sistema de interesse, pode-se interpretar os resultados, 
identificando pontos de geração de resíduos e emissões, estabelecendo relações entre a quantidade de 
resíduo gerado e a de produto e calculando a eficiência do processo. Se o objetivo da análise for a busca 
de melhorias para o processo existente, pode-se, por exemplo, calcular a eficiência do processo atual e, 
se for identificada a possibilidade de aplicação de uma opção de produção mais limpa, compará-la com 
a eficiência do novo processo. 
 Saiba mais
Para saber mais sobre balanços de massa aplicados à Produção mais 
Limpa, leia: MADUREIRA, M. A. Avaliação em emergia para tomada de 
decisão na substituição das soldas à base de estanho e chumbo. 2009. 
Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção)– Universidade Paulista 
(UNIP), São Paulo, 2009.
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Unidade III
Para calcular a eficiência da produção, por exemplo, divide-se a massa de solda vendida pela 
quantidade de matéria-prima que entra no processo de produção.
η= massa solda vendida/massa de matéria-prima
No caso do exemplo da figura anterior:
η= (273000) / (118000+69500+29700+68100) = 0,96 ou 96%
A eficiência calculada é alta e indica que o fabricante, que já utiliza soluções de P+L, emprega 
eficientemente os materiais. Esse valor poderia ser comparado com os obtidos, se:
1) deixasse de recolher a borra dos clientes e usasse apenas sucata. A tabela a seguir mostra os 
benefícios econômicos da recuperação da borra.
Tabela 18 – Simulação do retorno de borra da solda 63 –Estanho37/Chumbo
Retorno da borra Total R$/ano
Sem retorno de borra 6.179.729
Atual 5.866.785
2) não se comprasse sucata de terceiros.
Para a avaliação do papel da captação de sucata no desempenho da empresa, pode-se considerar 
a quantidade adquirida e avaliar os efeitos do aumento da captação de sucata de terceiros. Os ganhos 
financeiros devidos à captação de sucata são mostrados na tabela a seguir:
Tabela 19 – Simulação da captação anual de sucata da solda 63 Estanho/37 Chumbo
Captação de sucata Custo total das matérias-primasR$/ano
Sem compra de sucata 5.454.246
Atual 5.301.785
sucata x 2 5.125.825
sucata x 3 4.949.865
É fácil também observar na tabela anterior que o aumento na captação de sucata leva à 
diminuição do custo total das matérias-primas. Quando se duplica a quantidade de sucata, por 
exemplo, obtém-se uma redução de custo de aproximadamente 6%, além daquela já obtida pela 
captação de borra. 
159
QUÍMICA AMBIENTAL
O objetivo da análise pode ser o de melhorar o processo ou conhecer todos os principais fluxos 
de materiais que compõem o sistema. Entretanto, a análise pode ser direcionada a um determinado 
material de acordo com vários critérios (custo, risco, quantidade, toxidade etc). 
Comparando a informação referente à real eficiência do processo com valores de referência, pode-se 
detectar mais facilmente os pontos fracos do processo. Os principais problemas devem ser classificados 
em ordem de prioridade e, por meio da atualização regular dos dados, um instrumento para o controle 
técnico da empresa é criado, permitindo o controle dos fluxos de materiais e de seu uso.
A utilização de material na fabricação de soldas pode ainda ser melhorada, de várias maneiras:
• Boas práticas de produção: manuseio cuidadoso das matérias-primas e materiais auxiliares 
(treinamento de pessoal, reutilização das embalagens, cuidados com emissões etc). 
• Substituição de matérias-primas: uso de borra e sucata pode reduzir a quantidade de material 
que vai para o aterro.
• Modificações no processo: a automação de algumas etapas poderia reduzir o uso de materiais 
auxiliares no processo.
7.5.2 Balanço de energia 
A base teórica para um balanço energético é a primeira lei da Termodinâmica, segundo a qual 
a energia não pode ser criada ou destruída, apenas modificada na sua forma. Na Física, o balanço 
energético é uma apresentação sistemática dos fluxos de energia e das transformações em um sistema. 
As fontes de energia são, portanto, entradas e saídas do sistema em observação (como mostra a 
figura a seguir). Os balanços energéticos são utilizados para quantificar a energia utilizada ou produzida 
por um sistema, e são muito semelhantes a um balanço de massas, mas existem algumas diferenças: 
1) Um sistema específico pode ser fechado em um balanço de massas, mas 
aberto para o balanço energético
e,
2) embora seja possível ter mais de um balanço de massas para um 
sistema, só pode haver um balanço energético.
Em um balanço do total de energia:
Entrada = Saída + Armazenado
160
Unidade III
A análise dos fluxos de energia examina o consumo de energia de um sistema, um processo ou 
instalação, com a finalidade de:
• determinar as formas de energia utilizadas;
• analisar a utilização da energia;
• verificar os dados atuais e investigar as práticas e os procedimentos operacionais; 
• identificar áreas de perdas e desperdícios de energia;
• desenvolver as medidas possíveis para reduzir o consumo de energia. 
O levantamento visa identificar e corrigir perdas energéticas mais óbvias, como: 
• vazamentos (óleo, vapor, gás);
• superfícies que necessitam de isolamento;
• ajustes de queimadores;
• saídas de gases com alta temperatura;
• movimentação desnecessária de materiais;
• instrumentos de controle defeituosos ou descalibrados;
• excesso de iluminação;
• uso excessivo de aquecimento ou ar condicionado.
Energia Saída
FORNO
Calor armazenado
Perdas no gás de escape
Perdas pelas paredes
Perdas pela abertura 
do forno
Perdas por 
resfriamento
Pré-aquecedor
Energia 
recuperada
Figura 19 – Balanço de energia de um forno
161
QUÍMICA AMBIENTAL
Um exemplo típico de balanço de energia aplicado a um equipamento da empresa é o balanço para 
melhoria do desempenho de caldeiras. Caldeiras são equipamentos comuns em muitas indústrias e têm 
a função de produzir vapor por meio do aquecimento da água. Em geral, são empregadas para alimentar 
máquinas térmicas, autoclaves para esterilização de materiais diversos, cozimento de alimentos com o 
uso do vapor ou calefação ambiental.
Exemplo: 
Antes das melhorias propostas, a análise do gás de escape mostrou 8% de excesso de oxigênio e 
temperatura do gás de saída de 343 oC, com a eficiência da caldeira calculada em 75% (como mostra a 
figura a seguir). 
Toda combustão exige a medida correta de oxigênio, excesso ou falta de oxigênio podem causar 
efeitos indesejáveis. A falta de oxigênio resulta na formação de monóxido de carbono, fuligem e até 
mesmo explosão, se a fuligem acumulada e o combustível não queimado ficarem expostos, de repente, há 
oxigênio suficiente para queimar rapidamente. Os queimadores de caldeira são normalmente ajustados 
manualmente numa base periódica para cerca de 3% de excesso de oxigênio, que corresponde a cerca 
de 15% de excesso de ar. Dessa forma, garante-se que haverá oxigênio disponível suficiente para acombustão completa do combustível, evitando a emissão de CO e a formação de fuligem.
Energia 100% VaporCaldeira
Calor armazenado 3%
Perdas no gás de escape 18%
Temperatura = 343 ºC
8% de oxigênio
Perdas pelas paredes 4%
Eficiência de 75%
Figura 20 – Balanço de energia da caldeira antes das melhorias propostas
Entretanto, o excesso de O2 significa que há mais ar na combustão do que deveria haver. Isso inclui 
também a umidade do ar. A qualidade do ar no entorno da caldeira, assim como a temperatura do 
ar, também afeta a quantidade de oxigênio. Estudos empíricos mostram que o excesso de O2 é quase 
diretamente proporcional à eficiência perdida, ou seja, 3% mais O2 significa 3% menos de eficiência. 
Embora seja possível controlar e ajustar o queimador diariamente de acordo com as condições locais, 
esse procedimento não é prático. Dessa forma, uma opção de Produção mais Limpa é a instalação de 
sistemas de monitorização contínua automática dos gases de combustão para ajustar o abastecimento 
de ar dos queimadores.
Proposta de melhoria A – instalação de sistemas de monitorização contínua automática dos gases 
de combustão.
162
Unidade III
A análise do gás de escape mostrou 4% de excesso de oxigênio e temperatura do gás de saída de 
329 oC, com a eficiência da caldeira calculada em 79,6%. Além disso, o uso de combustível na entrada 
caiu em 5,8%. Há ainda a possibilidade de instalação de um “economizador”. Trata-se de trocadores 
de calor que, aproveitando a alta temperatura dos gases de escape, são empregados para aumentar a 
temperatura da água de entrada.
Proposta de melhoria B – instalação de trocador de calor para elevar a temperatura da água de entrada.
A análise do gás de escape mostrou 4% de excesso de oxigênio e temperatura do gás de saída de 
194 oC, com a eficiência da caldeira calculada em 86,2%. Além disso, o uso de combustível na entrada 
caiu em 7,7%.
O objetivo dos balanços de massa e energia é avaliar o uso de matérias-primas, a energia, os 
materiais auxiliares e a eficiência da conversão (matéria prima + energia = produto), de produção 
e de perdas. Os balanços de massa e energia, usados em conjunto com um diagnóstico voltado 
à busca de soluções benéficas ao meio ambiente, são uma ferramenta poderosa para a melhoria 
dos processos de produção, tanto no que se refere à sua eficiência como à redução dos impactos 
ambientais causados pela indústria.
 Lembrete
Os balanços de material são essenciais para o controle do processo, 
especialmente dos rendimentos de cada produto, e podem ser 
empregados no projeto de um novo processo, na melhoria de uma 
unidade, na operação da planta e como instrumento de controle de 
produção contínua. 
Os balanços de material são essenciais para o controle do processo, especialmente dos rendimentos 
de cada produto, e podem ser empregados no projeto de um novo processo, na melhoria de uma unidade, 
na operação da planta e como instrumento de controle de produção contínua. 
7.6 Metabolismo industrial
Essa abordagem leva além das operações unitárias de cada processo, analisando toda a cadeia produtiva.
O que é metabolismo? 
Quais são as etapas do metabolismo?
 
163
QUÍMICA AMBIENTAL
Todo ser vivo é caracterizado pelo seu metabolismo. O metabolismo de um indivíduo é uma 
complexa troca de materiais entre o indivíduo e o meio ambiente exterior (ambiente), compreendendo 
as seguintes etapas:
Consumo à Processamento à Assimilação à Expulsão
Na natureza, as substâncias eliminadas por um indivíduo são utilizadas no metabolismo de outro ser 
vivo, como o dióxido de carbono produzido pela respiração humana, que é utilizado na fotossíntese das 
plantas, ou o álcool etílico produzido por leveduras, que é utilizado por bactérias para produzir ácido 
acético. Os materiais circulam (como mostar a figura a seguir).
Figura 21 – Os ciclos na natureza
• Produtores são aqueles capazes de produzir seu próprio alimento por fotossíntese ou síntese 
química, como as plantas e algumas bactérias. 
• Consumidores são aqueles que obtêm alimento das plantas (herbívoros), de outros animais 
(carnívoros) ou ambos (onívoros). 
• Decompositores (fungos e algas) degradam a matéria orgânica de produtores e consumidores, 
produzindo substâncias inorgânicas que podem ser utilizadas como alimento pelos produtores.
No metabolismo biológico da fotossíntese, o dióxido de carbono (CO2), a água, os minerais 
e a energia do Sol são usados para produzir macromoléculas altamente energéticas (plantas) e 
oxigênio. O oxigênio e as moléculas energéticas (como carboidratos) são usados por seres aeróbicos 
no processo de respiração e para produzir sua própria biomassa. Os resíduos desse processo são 
decompostos por bactérias fechando o ciclo, podendo-se, então, dizer que no metabolismo os 
resíduos de produtos biológicos de uma atividade são a matéria-prima de outra atividade e que 
não há lixo ou desperdício. 
O metabolismo industrial é um processo pelo qual o homem transforma matérias-primas 
e energia em produtos, bens e serviços, que são necessários para a vida, o desenvolvimento e, 
164
Unidade III
obviamente, para o seu bem-estar (AYRES; AYRES, 2001). Ele traça um paralelo entre os processos 
que ocorrem na natureza e aqueles controlados pelo homem (como mostra a figura a seguir).
Figura 22 – O ciclo de materiais promovido pelo homem
Utilizando metáfora biológica, as atividades industriais podem ser classificadas em três 
componentes similares:
• produtores: representados pelas atividades primárias de produção de energia e matéria-prima 
(extração de combustíveis, agricultura);
• consumidores: representados por um sistema industrial;
• decompositores: representados pelas atividades de reciclagem ou de tratamento de resíduos, 
efluentes e emissões. 
O processo industrial humano ou metabolismo industrial transforma os recursos da natureza 
(minérios, biomassa etc.) utilizando moléculas ricas em energia (combustíveis fósseis). O sistema 
industrial também produz resíduos, especialmente o dióxido de carbono em quantidades 
significativas. Vale ressaltar que existem alguns processos industriais mais predadores do que 
outros em termos de consumo de recursos, outros que geram mais resíduos e outros, em termos 
gerais, menos eficientes. Uma análise do sistema de produção de etanol mostra, por exemplo, que 
o maior percentual de materiais utilizados como matéria-prima é descartado no meio ambiente 
(restos da agricultura e CO2). 
O sistema industrial gera produtos e resíduos que são descartados no ambiente sem que haja 
decompositores e recicladores para eles. Há um acúmulo de material indesejado e, portanto, poluição. 
Sistema industrial = sistema aberto 
Sistema biológico = ciclo fechado
O atual sistema de metabolismo industrial aparece, do ponto de vista ambiental, como um 
sistema de desperdício de poluição. Há muito desperdício porque esse sistema trabalha com grandes 
165
QUÍMICA AMBIENTAL
quantidades de matéria e energia, ameaçando os recursos não renováveis. O sistema é também 
altamente contaminante, pois gera substâncias que poluem o ar, a água e o solo, em todas as fases do 
metabolismo industrial. Há ainda a contribuição da poluição e dos resíduos produzidos pelos sistemas 
de transporte que operam esse metabolismo. 
O metabolismo industrial propõe um modelo produtor-consumidor-reciclador para representar o 
sistema industrial, baseado nos princípios de conservação de massa e energia, em que se deve considerar 
que a escolha de materiais para produção vai depender da disponibilidade de reservas, da demanda e do 
custo/possibilidade de reciclagem. 
Ele também visa otimizar os sistemas industriais, que devem ser projetados para operar de forma 
similar ao sistema natural: 
Sem consumir reservas não renováveis.
Sem produzir resíduos inúteis ou tóxicos.
Para tanto, o metabolismo industrial trata dos fluxos de matéria e energia no sistema industrial 
com uma abordagem descritiva e analítica que visa ao entendimento da circulaçãode materiais e dos 
fluxos de energia, seguindo os fluxos de matéria e energia desde sua fonte inicial, por meio do sistema 
industrial, ao consumidor e ao seu descarte final (como mostra a figura a seguir).
Re
se
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 n
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ur
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De
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ex
tr
aç
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matérias-
primas
materiais
puros
materiais
combinados manufatura produto resíduo
co
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ge
m
us
o
Sistema industrial
Figura 23 – Os fluxos acompanhados no metabolismo industrial
7.6.1 Outras ideias e suas ferramentas
Como vimos, a degradação ambiental atual, resultante da atividade industrial e da explosão 
demográfica nos últimos dois séculos, produz uma situação de repensar processos de produção sob 
uma óptica de otimização de energia e recursos naturais. As primeiras tentativas de atenuar o impacto 
causado ao meio ambiente, por meio de medidas do setor, foram tomadas no final do processo de 
fabricação (final de tubo). A grande desvantagem era que o tratamento de final de tubo apenas 
transferia os danos de um meio para outro, sem qualquer economia no consumo de recursos ou na 
redução das emissões poluentes.
166
Unidade III
Com o surgimento de vários movimentos sociais, a conscientização sobre o cuidado ambiental foi 
criada pela aplicação de boas práticas ambientais, a P+L. Também surgiram ideias semelhantes, como 
a Ecoeficiência (produzir mais com menos) e a Prevenção à Poluição (PP ou P2), que visam reduzir 
os impactos das atividades humanas sobre o meio ambiente (como mostra o quadro a seguir). Esses 
conceitos e outros, como produtividade verde, são às vezes usados como sinônimos ou como um 
conceito à parte. De qualquer modo, são instrumentos importantes no processo de mudança de postura 
da indústria em face ao problema da poluição (EPA, [s.d.]). 
Quadro 5 – Comparando P+L, ecoeficiência e prevenção à poluição
P+L Ecoeficiência PP
Fornece estratégias para 
melhorar continuamente 
produtos, serviços e processos.
Combina eficiência econômica 
e ecológica (“fazer mais com 
menos”). O objetivo é produzir 
maior quantidade de produtos 
e serviços com menos energia 
e utilizando, o menos possível, 
reservas naturais de matérias-
primas. 
Caráter mais normativo, 
estando vinculado a 
programas promovidos 
por agências de proteção 
ambiental. 
Consequente benefício 
econômico, redução da 
poluição e da geração de 
resíduos na fonte.
Uma empresa ecoeficiente 
agrega grande valor a suas 
matérias-primas, gerando 
pouco resíduo e pouca 
poluição.
Visa claramente minimizar 
o impacto ambiental
Tende a dar mais atenção, a 
tornar mais eficiente o uso de 
materiais, energia, processos e 
serviços. 
Focaliza o aumento da 
eficiência em quais e como são 
usadas as reservas naturais na 
produção de bens e serviços. 
Tende a dar mais atenção, 
a tornar menos poluente o 
uso de materiais, energia, 
processos e serviços.
O consumo de reservas 
naturais é minimizado, 
assim como a poluição e 
a quantidade de resíduos, 
trazendo como consequência 
benefícios econômicos e 
ambientais.
Há uma ligação direta entre 
o desempenho ambiental e a 
performance financeira, sendo 
o principal objetivo utilizar 
as reservas naturais de forma 
eficiente.
Não se preocupa com as 
possíveis consequências 
financeiras que a poluição 
evitada pode causar nas 
empresas.
O metabolismo industrial, que também contribuiu com esse contexto, promove o fluxo de materiais 
por meio de sistemas industriais para processamento e posterior alienação como lixo. Esse coceito busca 
sistemas industriais com comportamentos similares aos dos ecossistemas naturais e tenta transformar 
o modelo atual de produção promovendo interações entre economia e ambiente e aumentando a 
eficiência industrial.
Para ajudar a reduzir o impacto ambiental, melhorar a ecoeficiência e aumentar a rentabilidade, 
sempre tendendo a uma maior sustentabilidade, a criação de um ecossistema industrial pode usar 
métodos como análise de ciclo de vida, minimização e a própria P+L. Entre os vários métodos e 
ferramentas que permitem analisar e melhorar as interações e inter-relações entre os sistemas 
industriais e o ambiente, citam-se:
• fluxo de análise de material (AFM): quantifica as entradas e saídas de recursos em massa de 
um sistema;
167
QUÍMICA AMBIENTAL
• fluxogramas: processos que ocorrem em uma empresa, instituição, região etc. São expressos 
como fluxos de matérias-primas, resíduos, emissões e descargas, bem como indicando as trocas 
de materiais e energia.
• mercado (bolsa de resíduos): promove a venda de resíduos e/ou subprodutos de vários fabricantes.
• economia ambiental: quantifica os impactos econômicos de um produto ou serviço sobre o 
meio ambiente, com base nos custos de geração e exploração de recursos naturais e do posterior 
manuseamento e eliminação de resíduos.
• análise do ciclo de vida (ACV): quantifica todos os impactos ambientais de um produto ou 
serviço, desde a fabricação até o descarte.
8 ECOLOGIA INDUSTRIAL 
A partir da introdução de conceitos como prevenção da poluição, reciclagem, minimização de 
resíduos, P+L, ecoeficiência e metabolismo industrial surgiu, no final do século XX, uma nova abordagem, 
chamada de Ecologia Industrial, fundamentada no conceito de simbiose industrial.
De acordo com essa abordagem, um fluxo de resíduos pode tornar-se matéria-prima para outra 
indústria, fechando o ciclo da matéria.
No início dos anos 1990, o conceito de Ecologia Industrial estabeleceu uma nova forma de pensar e 
agir que pode conduzir à meta do desenvolvimento sustentável.
Desenvolvimento 
sustentável
ECOLOGIA INDUSTRIAL
Metabolismo industrial
P + L e Eco-Eficiência
Prevenção à população
Minimização de resíduos
Reciclagem
Final de tubo
Figura 24 – O caminho para a sustentabilidade
Em setembro de 1989, uma revista científica americana, Managing Planet Earth (Gerenciando o 
planeta Terra), publicou o artigo “Estratégias para produção” (FROSCH; GALLOPOULOS, 1989) e pela 
primeira vez se usou o termo ecossistema industrial, que lançou as bases para a definição do conceito 
de Ecologia Industrial.
168
Unidade III
Aplica-se a Ecologia Industrial para buscar o conhecimento dos sistemas industriais, com um 
comportamento semelhante ao dos ecossistemas naturais, transformando o modelo linear dos sistemas 
de produção em um modelo com interações cíclicas para impulsionar a economia e a sociedade, 
preservando o meio ambiente e aumentando a eficiência dos processos industriais (ERKMAN; 
RAMASWAMY, 2003). Pode ser descrita como o estudo das interações e inter-relações dos sistemas 
industriais, naturais e sociais.
Figura 25 – Interações propiciadas pela Ecologia Industrial
O intercâmbio de materiais entre vários sistemas produtivos de maneira que o resíduo de um se 
torna matéria-prima de outro promove uma rede de empresas trabalhando em conjunto e gerando 
menos resíduos e emissões (BASU; DIRK, 2006). 
O primeiro objetivo desse arranjo era puramente econômico, porém logo foram observadas as 
consequências ambientais e sociais positivas.
Entre essas consequências positivas, são observados três elementos principais: 
• criação de uma rede de indústrias ou elementos relacionados com o seu ambiente;
• imitação do funcionamento dos ecossistemas naturais;
• inclusão dos três setores de desenvolvimento sustentável (social, econômico e ambiental).
O objetivo final é garantir o desenvolvimento sustentável em qualquer nível (global, regional ou 
local), relacionando os setores econômico, social e ambiental, como mostrado na figura a seguir. Dessa 
169
QUÍMICA AMBIENTAL
forma, a Ecologia Industrial visa alcançar o desenvolvimento sustentável proporcionando condições 
ideais para o desenvolvimento da humanidade e das futuras gerações.
MEIO AMBIENTE
SOCIEDADE ECONOMIA
Ambiente 
seguro e 
saudável
Eficiência e redução 
do uso de recursos
Equidade 
socioeconômica
Figura 26 – Metas da Ecologia Industrial: os três elementos da sustentabilidade 
e as inter-relações entre seuscomponentes 
Para a implementação da Ecologia Industrial, é muito importante conhecer e aplicar os critérios para 
a transformação dos sistemas industriais em ecossistemas industriais. Entre esses critérios, citam-se:
• fechar o ciclo do sistema de ciclo industrial; 
• economia na extração e no uso de recursos naturais;
• produção de energia a partir de fontes renováveis;
• ecoeficiência;
• desmaterialização da economia;
• inclusão dos custos ambientais no produto ou nos serviços;
• geração de redes entre unidades industriais e o ambiente;
• geração de empregos.
O projeto mais representativo e mais completo no que se refere à troca de subprodutos e resíduos está 
em Kalundborg, Dinamarca. Esse projeto começou por casualidade, quando algumas empresas, tratando 
de reduzir custos e cumprir com a legislação do país, buscaram novas alternativas para gerenciar seus 
resíduos e otimizar o uso da água no local. Atualmente, os resíduos de Kalundborg são comprados 
e vendidos por meio de contratos bilaterais, em três áreas: energia, água e fluxos de materiais, com 
benefícios para ambas as partes.
170
Unidade III
Em 1994, havia dezesseis contratos no projeto de simbiose industrial de Kalundborg (investimento 
de 40 milhões de dólares e economia anual estimada em 7 milhões de dólares). Em 2000, já tinham sido 
investidos 75 milhões de dólares em dezenove projetos, com uma economia estimada em 15 milhões de 
dólares por ano. Os intercâmbios de material e energia desse projeto são mostrados na figura a seguir. 
Figura 27 – Intercâmbios de Kalundborg (Dinamarca) em 2001
Atualmente, existem vários exemplos de Ecologia Industrial aplicada e/ou de conjuntos de indústrias 
que conseguiram um arranjo de simbiose industrial implementado com sucesso. Na quadro a seguir, são 
listados alguns casos.
Quadro 6 – Exemplos Ecologia Industrial aplicada
EUROPA
Mesval (Espanha, Itália e Grécia)
Estíria (Áustria)
Ora Ecopark (Noruega)
Jyvaskyla (Finlândia)
Progetto Closed (Itália)
ÁSIA
Bungangam Baru (Indonésia)
Naroda (Índia)
Nandeseri (Índia)
Thane-Pelapur (Índia)
Calabarzon (Filipinas)
AMÉRICA
By-Product Synergy (México)
Burnside (Canadá)
The Bruce Energy Center (Canadá)
Brownsville (Estados Unidos)
Devens (Estados Unidos)
171
QUÍMICA AMBIENTAL
8.1 Ferramentas da Ecologia Industrial
Além da produção mais limpa e do metabolismo industrial, a Ecologia Industrial usa muitas 
ferramentas diferentes e métodos que permitem analisar e promover as interações e inter-relações 
entre sistemas industriais e outros que se desenvolvem dentro de uma única empresa ou sistema.
Entre essas ferramentas, temos:
• análise do ciclo de vida (ACV): consiste em quantificar impactos ambientais de um produto ou 
serviço, “do berço ao túmulo”, como mostrado na figura a seguir:
Figura 28 – As etapas da avaliação de ciclo de vida
• análise de fluxo de material (AFM): quantifica as entradas e saídas (em massa) de uma economia 
(região, país);
• diagramas de fluxo: gráficos que expressam os processos que ocorrem em uma empresa, 
instituição, região etc., indicam as trocas de matérias-primas, energia, resíduos, emissões e 
efluentes; 
• análise econômica ambiental: quantifica os impactos econômicos de um produto ou serviço 
sobre o ambiente, com base nos custos da exploração de produtos e nos recursos naturais para a 
sua preparação. Avalia, também, os impactos ambientais da eliminação como resíduo;
• ecoeficiência: definida como a prestação de bens e serviços a um preço competitivo, reduzindo 
progressivamente seu impacto ambiental, a intensidade e a utilização de recursos;
• prevenção da poluição (P2): definida pela agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos 
(EPA) como a redução ou eliminação de resíduos na fonte, por meio de processos de modificação 
da produção, promoção do uso de substâncias não tóxicas ou menos tóxicas, implementando 
técnicas de conservação e reutilização materiais; 
172
Unidade III
• bolsas de resíduos: promovem a venda de resíduos e/ou subprodutos entre diferentes empresas.
Existem fatores que podem promover o sucesso na implementação de critérios e sistemas de ecologia 
industrial em uma área. Alguns deles estão relacionados com o fator humano, como a motivação dos 
participantes. A participação e a comunicação estabelecida para a criação do ecossistema industrial são 
a chave para a geração de sinergias. A implementação de novas sinergias envolve não só as empresas 
participantes, mas deve também obedecer às regras e à legislação local sobre a possibilidade de troca de 
resíduos e outros materiais entre indústrias.
Há outros fatores contextuais, como a proximidade física entre as empresas participantes, pois, nesse 
caso, pode-se diminuir os custos associados ao transporte, à criação ou utilização de infraestrutura e à 
utilização dos serviços.
8.2 Benefícios da Ecologia Industrial 
A implementação da Ecologia Industrial em uma área pode trazer muitos benefícios. Economicamente, 
gera grandes oportunidades para crescimento da receita da indústria, com o aumento da eficiência na 
utilização dos recursos e no uso de tecnologia, a compra de resíduos e subprodutos, como matérias-
primas (mais baratos que o material virgem) e a venda de resíduos e subprodutos, reduzindo os custos 
de descarte e tratamento.
Ambientalmente, pode-se reduzir significativamente a quantidade de resíduos destinados à 
eliminação, as emissões de poluentes para a atmosfera e as descargas de águas residuais em corpos 
d’água. Também se pode promover a economia significativa dos recursos naturais e poupar energia por 
meio da ecoeficiência e do uso de energia renovável.
Socialmente, a recuperação de alguns resíduos pode dar origem a novos processos de transformação 
que poderão gerar empregos. Além disso, a redução do impacto no ambiente poderá evitar danos à 
qualidade de vida da sociedade.
A Ecologia Industrial também pode promover o desenvolvimento científico, ligando a academia 
com o setor industrial. Essa ligação pode acelerar a busca por novas tecnologias para suprir deficiências 
na gestão dos recursos dentro dos sistemas de produção. Além disso, os princípios promovidos podem 
contribuir significativamente para que a sociedade e seus governantes possam encontrar caminhos 
para a sustentabilidade, estabelecendo políticas e regulamentos que orientem o planejamento de 
áreas industriais.
 Resumo
Nesta unidade, vimos como a sociedade vem reagindo às pressões 
ambientais e como a indústria tem-se organizado para combater os efeitos da 
produção voltada a atender à demanda sem considerar os impactos ambientais. 
173
QUÍMICA AMBIENTAL
A primeira opção apresentada é a Produção mais Limpa (P+L), que 
aplica a ideia de prevenir a geração de resíduos na fonte (dentro das 
empresas) como reação aos tratamentos de final de tubo. A P+L propõe 
integrar métodos preventivos nos processos para aumentar sua eficiência 
ambiental, ao mesmo tempo que garante aos produtores aumento de 
lucros ou redução de custos. Empregando uma abordagem mais sofisticada, 
o metabolismo industrial surge como consequência das atividades 
propostas pela P+L, ampliando suas ações para toda a cadeia produtiva. 
Finalmente, entendendo que as cadeias produtivas estão inseridas 
no meio ambiente, apresenta-se a Ecologia Industrial, que propõe 
tratar os problemas ambientais de forma holística, considerando a rede 
formada por várias cadeias produtivas, e formas de simbiose para reduzir 
os impactos do setor industrial no meio ambiente, empregando várias 
ferramentas de avaliação.
 Exercícios
Questão 1. A gestão dos resíduos sólidos gerados nas cidades brasileiras demanda a integração de 
ações de não geração, redução, reutilização, reciclagem, tratamento e disposição final. O Brasil vem se 
destacando por obter altos índices de reciclagem, em especial para latas de alumínio, 98,2%, e para o 
papelão, 80%, no ano de 2009. Nesse contexto, a percepção ambiental dos cidadãos para a necessidade 
de reciclar é um dos fatores determinantesdo sucesso da reciclagem no país.
Compromisso Empresarial para a Reciclagem (Cempre). Disponível em: www.cempre.org.br. Acesso em 9 set. 2011.
No contexto da reciclagem de resíduos domésticos, analise as asserções que se seguem.
A educação ambiental e sanitária tem como objetivo a sensibilização, a conscientização e a 
mobilização dos cidadãos para que estes segreguem na origem os componentes recicláveis de seu lixo, 
encaminhando-os para os programas de coleta seletiva.
PORQUE
A segregação na origem potencializa, técnica e economicamente, a reciclagem dos componentes 
recicláveis do lixo e minimiza o trabalho de separação desses componentes nas usinas de triagem, em 
especial quando esses resíduos coletados seletivamente não estão misturados ao componente matéria 
orgânica do lixo, o chamado lixo úmido.
Acerca dessas asserções, assinale a opção correta.
A) As duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda é uma justificativa correta da primeira.
174
Unidade III
B) As duas asserções são proposições verdadeiras, mas a segunda não é uma justificativa 
correta da primeira.
C) A primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a segunda, uma proposição falsa.
D) A primeira asserção é uma proposição falsa, e a segunda, uma proposição verdadeira.
E) Tanto a primeira quanto a segunda asserções são proposições falsas. 
Resposta correta: alternativa A.
Análise das asserções
Primeira asserção: correta.
Justificativa: de fato, a educação ambiental é fator de suma importância para que o cidadão passe 
a adotar práticas de relevância no sentido de reduzir a geração de resíduos sólidos, contribuindo, assim, 
com a sustentabilidade ambiental.
Segunda asserção: correta e justificativa da primeira asserção.
Justificativa: uma vez conscientizados os cidadãos com relação à prática de isolamento dos 
componentes recicláveis do lixo, isso pouparia boa parte do trabalho nas usinas de triagem, o que se 
converteria em maior eficiência e menor custo associado ao processo de reciclagem.
Questão 2. Uma montadora de automóveis, certificada pela ABNT NBR ISO 14001:2004, recebe 
parte de suas peças em caixas de madeira. Tais caixas, quando desmontadas, geram um resíduo de 
madeira que é enviado para um aterro industrial licenciado. Com o intuito de aprimorar o seu sistema 
de gestão ambiental, foi implantado um programa de produção mais limpa, que estabeleceu a seguinte 
ordem de prioridade para a gestão dos resíduos: eliminação – redução – reaproveitamento – tratamento 
– disposição final.
Analisando o que foi exposto, a melhor proposta a ser indicada para esse resíduo é
A) O envio para unidades de pirólise.
B) A doação para empresas recicladoras.
C) A incineração com recuperação de energia.
D) O coprocessamento em unidades de produção de clínquer.
E) A substituição das caixas de madeira por embalagens retornáveis.
Resposta correta: alternativa E.
175
QUÍMICA AMBIENTAL
Análise das questões
Justificativa geral: de acordo com a ordem de prioridade para a gestão de resíduos estabelecida 
pela indústria em questão, o melhor a ser feito seria a eliminação, ou seja, a não formação de resíduos. 
Assim sendo, a única das propostas apresentadas nas alternativas que prevê a não formação de 
resíduos seria a substituição das caixas de madeira por embalagens retornáveis, o que é descrito na 
alternativa E. As demais alternativas descrevem procedimentos de reaproveitamento/tratamento de 
resíduos: formação de carvão vegetal (após pirólise), reciclagem, incineração para produção de calor 
e produção de clínquer para cimento.
176
FIGURAS E ILUSTRAÇÕES
Figura 2
BOTKIN, D. B.; KELLER, E. A. Ciência ambiental Terra: um planeta vivo. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 388.
Figura 3
BOTKIN, D. B.; KELLER, E. A. Ciência ambiental Terra: um planeta vivo. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
p. 390.
Figura 4
BOTKIN, D. B.; KELLER, E. A. Ciência ambiental Terra: um planeta vivo. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
p. 392.
Figura 5
BOTKIN, D. B.; KELLER, E. A. Ciência ambiental Terra: um planeta vivo. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 
2012. p. 523.
Figura 6
BOTKIN, D. B.; KELLER, E. A. Ciência ambiental Terra: um planeta vivo. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 
2012. p. 524.
Figura 7
BOTKIN, D. B.; KELLER, E. A. Ciência ambiental Terra: um planeta vivo. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 
2012. p. 525.
Figura 8
BOTKIN, D. B.; KELLER, E.A. Ciência ambiental Terra: um planeta vivo. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
p. 518.
Figura 9
BOTKIN, D. B.; KELLER, E. A. Ciência ambiental Terra: um planeta vivo. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 520.
Figura 10
DERISIO, J. C. Introdução ao controle de poluição ambiental. 4. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2012. 
p. 129.
177
Figura 12
1390831722GIKH2.JPG. Disponível em: http://cdn.morguefile.com/imageData/public/files/p/
pippalou/01/l/1390831722gikh2.jpg. Acesso em: 14 ago. 2014.
Figura 13
Grupo Unip - Objetivo.
Figura 16
Grupo Unip - Objetivo.
Figura 21
Grupo Unip - Objetivo.
Figura 22
Grupo Unip - Objetivo.
Figura 25
Grupo Unip - Objetivo.
Figura 27
Grupo Unip - Objetivo.
Figura 28
Grupo Unip - Objetivo.
REFERÊNCIAS
Textuais
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Exercícios
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Unidade I – Questão 2: INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO 
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181
Unidade II – Questão 1: INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO 
TEIXEIRA (INEP). Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (ENADE) 2010: Tecnologia em 
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Unidade II – Questão 2: INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO 
TEIXEIRA (INEP). Exame Nacional de Cursos (Provão) 2000: Biologia. Questão 39. Disponível em: http://
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Unidade III – Questão 1: INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO 
TEIXEIRA (INEP). Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (ENADE) 2011: Tecnologia Ambiental. 
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Unidade III – Questão 2: INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO 
TEIXEIRA (INEP). Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (ENADE) 2013: Tecnologia em 
Gestão Ambiental. Questão 25. Disponível em: http://download.inep.gov.br/educacao_superior/enade/
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182
183
184
Informações:
www.sepi.unip.br ou 0800 010 9000
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