o Uso da Água e o Desperdício de Água em Instalações Industriais
- Definição de Desperdício de Água
- Industriais de Uso de Água
- Água Usos Finais: Como a Água É Usada em estabelecimentos
- Medir a Facilidade de Uso de Água: Medição e Submetering
- Custos Associados com o Uso de Água
- A Considerar
- Rodapé
- kit de ferramentas de Navegação
Definição de Desperdício de Água
a Água é um dos recursos mais críticos do mundo, e é necessário para todos os tipos de indústria. A água é necessária em quantidades substanciais para criar 
mercadorias de produtos alimentares a chips de silício. Neste kit de ferramentas, o termo “desperdício de água” refere-se ao uso de água além do ponto que otimiza o valor para o cliente. Isto inclui a utilização de água sem valor acrescentado em todas as operações das instalações e processos de apoio, e da cadeia de abastecimento através da produção, utilização de produtos e Eliminação de resíduos. Os resíduos de água podem causar danos à saúde e ao bem-estar das pessoas e dos ecossistemas, desviando a água de outras necessidades e utilizações benéficas. A redução dos resíduos de água pode ajudar a garantir que as gerações presentes e futuras tenham acesso a um abastecimento de água sustentável.
Melhorar a sua facilidade, eficiência da água, reduzindo o desperdício de água, não só reduzindo a ingestão de água, mas por encontrar formas criativas de usar a água de forma mais eficiente. A eficiência da água, como o termo é usado neste toolkit, refere-se a reduções na quantidade de água utilizada por unidade de produção. A eficiência da água refere-se à quantidade mínima de água necessária para realizar uma tarefa. (Note que melhorias na eficiência da água não significam necessariamente que o uso total de água de uma instalação seja diminuído, uma vez que aumentos na produção podem compensar ganhos de eficiência da água.) Exemplos de resíduos de água incluem::perda de água devido a falhas dos materiais, tais como agulhetas de mangueiras com gotejamento de água que possam ser reutilizadas, tais como água de enxaguamento tratada descargas de águas residuais usadas por aparelhos de alto fluxo em vez de alternativas mais eficientes Utilização da água em excesso de necessidade, tais como a utilização de demasiada água para instalações ou peças de limpeza primeiro passo para identificar áreas para melhoria.
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uso de Água Industrial
o uso de água por indústrias, tanto nos Estados Unidos e em todo o mundo, representa uma parte significativa do uso total de água. O uso industrial de água dos EUA é estimado em mais de 18,2 bilhões de galões por dia (a partir de retiradas diretas de água, não incluindo o uso de água do abastecimento público de água)1. Enquanto os saques industriais de água representam apenas cinco por cento dos saques totais de água nos Estados Unidos, saques de água termoelétrica representam 49 por cento. As empresas industriais e de fabricação também usam cerca de 12 por cento do abastecimento público de água. Os usuários industriais de água incluem instalações envolvidas em setores como produtos químicos, alimentos e bebidas, papel e produtos associados, aço, eletrônica e computadores, acabamento de Metais, refino de petróleo e equipamentos de transporte. Em geral, dois dos setores mais consumidores de água da economia são a agricultura e a energia termoelétrica, embora outras indústrias possam usar uma proporção significativa de abastecimento público de água em algumas áreas.a percentagem de Utilização industrial da água pode ser muito maior em determinadas áreas geográficas, e estas áreas podem sofrer pressões substanciais de abastecimento. A figura 3, abaixo, mostra uma distribuição geográfica da escassez de água em todo o mundo. As áreas propensas à escassez de água provavelmente experimentarão uma competição contínua pelos recursos hídricos, o que pode afetar sua relação com a comunidade circundante. Esteja ciente da localização da sua instalação em relação à potencial escassez de água, e considere a concorrência de água ao sentar novas instalações ou construir relações com novos fornecedores. Nos Estados Unidos, o sistema nacional integrado de informação sobre secas mantém um portal web amigável com informações atuais, previsões, mapas, relatórios e recursos que abordam as condições de seca e escassez de água.o uso de água para fins industriais varia de sector para sector, uma vez que as diferentes actividades requerem diferentes entradas de água. A caixa 6 enumera oito indústrias que necessitam de entradas substanciais de água.
a água é um recurso muito importante para muitas indústrias, e como resultado, há muitas oportunidades para reduzir o uso de água. No caso da indústria de alta tecnologia, que utiliza quantidades consideráveis de água para fabricar semicondutores e outros componentes, a água é vital para as operações da indústria. Limpeza e lavagem de chips de silício pode exigir bilhões de galões de água por ano; para produzir um único chip pode usar até 7.900 galões2. O vestuário também está no topo da lista de indústrias de água intensiva, com a produção de algodão e processamento têxtil exigindo entradas substanciais de água. Entre os fabricantes industriais, o setor de produtos florestais é o terceiro maior consumidor de água nos EUA, exigindo grandes volumes de água para a fabricação de celulose e papel. A indústria de energia elétrica usa diretamente a água extensivamente para a lavagem de resfriamento e emissões; usinas de combustíveis fósseis e usinas de energia nuclear exigem centenas de litros de água por cada quilowatt-hora de eletricidade que produzem 3. A tabela 1 mostra as quantidades típicas de água necessárias para produzir uma tonelada de vários produtos manufaturados.
Há muita variação entre os setores industriais relativos ao uso da água e a necessidade de água varia bastante entre as fases de um produto ou serviço 
valor da cadeia, desde os fornecedores até a produção e uso do produto. É importante saber onde na cadeia de valor o uso de água da sua indústria é mais pesado, para que você possa direcionar adequadamente os esforços de melhoria. Por exemplo, a indústria de vestuário utiliza elevados volumes de água na produção de matérias-primas, enquanto a indústria de biotecnologia e produtos farmacêuticos utiliza a maior parte dos seus recursos hídricos em operações directas. A tabela 2 mostra a intensidade relativa do impacto da água (variando de zero a três quadrados) em diferentes segmentos da cadeia de valor para vários setores da indústria.
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Water End Uses: Como a água é utilizada nas instalações
a fim de reduzir os resíduos de água na indústria, é importante compreender as muitas maneiras que a água é usada dentro das instalações. Compreender as utilizações finais da água é fundamental para identificar oportunidades de poupança de água. Embora os usos finais da água variem por indústria e por instalação, existem categorias de uso da água que estão presentes na maioria das instalações industriais. A utilização de água na maioria das indústrias pode ser classificada nas seguintes utilizações finais gerais: processamento de produção e utilização de produtos auxiliares (por exemplo:, controle de poluição, laboratórios e limpeza)
Essas categorias englobam muitas das formas instalações industriais de uso de água. Entre os clientes industriais dos EUA, as operações de resfriamento (incluindo torres de resfriamento e sistemas de resfriamento abertos) compõem a maior categoria de uso final de água industrial, com mais de 50 por cento da demanda de água industrial e comercial combinada indo para o resfriamento4.
a quantidade de água necessária para os vários usos finais difere por indústria. As instalações de serviço e fabricação requerem o máximo de água para lavagem e processamento, enquanto as instalações de alimentos e bebidas usam a maior parte de sua ingestão de água na preparação de produtos. A figura 4 mostra exemplos de usos finais da água na indústria de fabricação de computadores e eletrônicos e na indústria de processamento de alimentos.
as principais utilizações finais da água proporcionam muitas vezes as maiores oportunidades de redução dos resíduos de água e de melhoria da eficiência. Por exemplo, em muitas empresas de alimentos, bebidas e farmacêuticas, equipamentos de processo de limpeza podem representar até 50 a 70 por cento do uso total de água de uma instalação, e representa uma oportunidade substancial para economizar água 5. A figura 5 ilustra como a água flui através de várias utilizações finais diferentes numa instalação industrial; note-se que este diagrama não incorpora todas as opções de reutilização. Pense em como um diagrama semelhante iria olhar que mostra o uso da água em suas instalações.
para além destas categorias de utilização final de água, as indústrias específicas têm processos que exigem quantidades significativas de água. Por exemplo, na indústria têxtil, uma típica máquina de gama contínua de lixívia de tecido pode consumir 11.000 galões de água por hora 6.
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Measuring Facility Water Use: Metering and Submetering
To gain a better understanding of water use patterns at your facility, it is almost always helpful to use water meters. Muitos métodos Lean dependem da disponibilidade de informações atempadas e precisas sobre métricas de desempenho chave. Ao medir o uso e os fluxos de água ao nível da instalação e/ou do processo, torna-se muito mais fácil identificar oportunidades de eficiência da água. Como diz o ditado, não podes gerir o que não Medes. Existem dois tipos de medidores de água: Medidores de fonte medem a quantidade de água que está sendo fornecida à instalação, enquanto submersores medem o uso para atividades específicas, tais como torres de refrigeração, uso de processo ou uso de água paisagística.os contadores de água podem ser portáteis ou fixados em equipamento específico. Use medidores portáteis de água para medir os fluxos de água para processos ou operações em sua instalação, como parte de esforços magros, tais como passeios gemba, mapeamento de fluxo de valor, e eventos kaizen (estratégias discutidas nos capítulos 3-4). Você pode prender um medidor de água acústica mão em um tubo em alguns lugares onde você acha que pode haver uso excessivo de água. Compare os dados de água do medidor mestre com a água que flui através dos tubos no processo para confirmar onde existem oportunidades potenciais de economia de água. Estes dados podem ajudá-lo a desenvolver um balanço hídrico (descrito no Capítulo 3). Veja o Apêndice B para os recursos para ajudá-lo a determinar as taxas de uso da água, incluindo cálculos e conversões de unidades.
a medição precisa da utilização da água pode ajudá-lo a identificar áreas para reduções específicas e o progresso da via das actualizações da eficiência da água. Os Submeters também podem ajudar a identificar vazamentos e indicar quando o equipamento está com mau funcionamento. Em alguns casos, também pode ser útil medir a pressão da água; uma queda de pressão pode indicar a presença de uma fuga. No entanto, especialmente para as instalações mais pequenas, não fará necessariamente sentido utilizar metros em toda a parte. Considere o uso de medidores quando você tem a necessidade de acompanhar de perto os dados; por exemplo, antes e depois de um evento de melhoria do processo em um processo intensivo de água. Você pode usar os dados fornecidos pelos medidores para comparar o uso da água e ver como seus esforços melhoraram a eficiência da água de suas instalações. Instalações maiores também podem integrar contadores em sistemas de gerenciamento de edifícios centralizados, tornando fácil rastrear eletronicamente o uso de água, gerar relatórios e desencadear alertas quando vazamentos ou anomalias são encontrados. Para mais informações sobre a utilização de contadores de água, consulte o seu serviço de abastecimento de água local ou os recursos do Apêndice A.
a instalação do medidor correcto e a garantia do seu funcionamento adequado são essenciais para a medição precisa da água. Existem muitos tipos e tamanhos de metros destinados a diferentes usos, por isso é importante escolher o correto. Dimensionamento inadequado ou tipo de medidor pode causar problemas. Por exemplo, um medidor de água subdimensionado pode causar perda de pressão excessiva, fluxo reduzido e ruído. Os contadores de grandes dimensões não são económicos e não medem com precisão as taxas de escoamento mínimas 7. É igualmente importante assegurar que os contadores de água sejam devidamente calibrados de acordo com a recomendação do fabricante e que sejam seguidas as práticas de manutenção adequadas no que respeita ao equipamento de medição. A maioria dos metros tem peças mecânicas internas e vai começar a registar a quantidade de água utilizada como o medidor fica mais velho e as peças mecânicas desgastam-se. Quando forem detectadas medições anormais da água, verificar o equipamento de medição para assegurar que os resultados não se devem a falhas do equipamento de medição.através da medição da utilização da água nos níveis da instalação e do processo, o pessoal da instalação pode compilar dados para informar os esforços de melhoria magra. Aqui estão algumas dicas práticas para usar medidores de água como parte de esforços magros:
- Utilizar Medidores de vazão e normas de qualidade da água ou de limpeza para estabelecer o trabalho padrão para a utilização, fluxo e níveis de pressão da água, tendo em consideração os “pontos de ajuste” recomendados pelas especificações do equipamento e pelos procedimentos operacionais da instalação. Estes níveis de base fornecem um contexto importante do que explica os parâmetros de funcionamento “normais”, com base nos quais podem ser avaliadas as melhorias e as novas perdas de água.utilizar os dados que os contadores fornecem para determinar a frequência adequada para agregar e comunicar as medidas da água (por exemplo:, horária, diária ou semanal) que melhor atende às necessidades de suas instalações. mostra aos empregados como ler e usar contadores de água como parte de atividades magras como passeios gemba, mapeamento de fluxo de valor e eventos kaizen, para que eles possam identificar oportunidades de poupança de água. objectivos de redução do consumo de água e informação sobre a utilização da água no chão da fábrica em conselhos de controlo de produção de produtos magros ou noutros locais acessíveis para sensibilizar os trabalhadores para a utilização e eficiência da água. dados da Via dos contadores de água ao longo do tempo. Portfólio Manager, uma ferramenta de benchmarking de desempenho de construção online disponível a partir do programa ENERGY STAR pode ajudá-lo a rastrear e benchmark dados de consumo de água. Para mais informações sobre o Gestor de carteira, ver Apêndice A.
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custos dos resíduos de água
conforme referido no Capítulo 1, os custos associados à utilização da água incluem mais do que os custos directos que paga pelo abastecimento de água, mas também os custos da água à medida que viaja através de processos e operações (ver Figura 7). A caixa 7 apresenta exemplos dos custos da água, tais como a energia, o controlo da poluição, a conformidade regulamentar e os custos das matérias-primas.
Estimar os diversos componentes do custo total de água para uma instalação pode começar com o custo da água adquirida a partir de utilitários, mas também deve incluir o custo de etapas necessárias para processar, utilizar e descarga de água. Estes custos podem elevar-se a muito mais do que o que aparece numa factura de serviços públicos. Ao estimar os custos da água, é importante considerar estes e outros custos indirectos ao longo de todas as funções de uma instalação. Certifique-se de utilizar as taxas futuras estimadas para avaliar os custos da água, a fim de projetar o nível de poupança que será possível quando forem feitas melhorias.
os custos totais associados ao uso da água são muitas vezes largamente superiores aos custos directos. O custo direto da compra de água de um utilitário pode não parecer suficientemente significativo para merecer o esforço para reduzir o uso da água, mas quando o custo total da água é avaliado, a economia financeira pode ser substancial. O quadro 3 apresenta um exemplo dos vários custos da água num processo industrial. Neste exemplo, a economia estimada da implementação de melhorias usando apenas os custos diretos de água e esgoto é de apenas 56 por cento da economia estimada usando o custo total da água. A economia de custo flexível da água conservada é estimada em 40 por cento do custo total do tratamento. Os custos de tratamento flexíveis referem-se a despesas que variam de acordo com o volume de água tratada (por exemplo, energia utilizada para bombear e tratar água, produtos químicos de tratamento); os custos fixos (por exemplo, equipamento de capital utilizado para tratamento) não variam normalmente à medida que a produção de águas residuais muda.
Apêndice B contém uma Água de Custo Calculadora que fornece um modelo para o cálculo de custos comuns associados com o uso da água em instalações industriais. Também pode ser útil estimar a economia potencial de água e dólar que resultaria da implementação de medidas de eficiência de água em suas instalações; veja o Apêndice C para algumas equações que você pode usar para orientar estas estimativas.em algumas zonas com problemas de água, as instalações industriais podem enfrentar a possibilidade de um custo ainda maior relacionado com a água—o da perda de receitas decorrente da necessidade de reduzir a produção em caso de interrupção do abastecimento de água. A concorrência por água entre as necessidades residenciais, agrícolas, industriais e ambientais durante os períodos de escassez de água pode levar os gestores de água locais a impor limites ao uso industrial de água. Compreender a vulnerabilidade à ruptura do abastecimento de água local pode ser uma consideração importante ao avaliar os verdadeiros custos do uso da água ao expandir ou desenvolver novas instalações.o próximo capítulo discute estratégias para entender como a água é usada em suas instalações e identificar oportunidades para reduzir o uso da água e melhorar as operações.
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- uais são as utilizações finais primárias da água na sua instalação?que processos e operações de instalação utilizam mais água?quais são os custos associados ao uso de água da sua instalação? Que custos indirectos podem não ser contabilizados?
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notas
1 Kenny, Joan F. et. al. Estimativa do uso de água nos Estados Unidos em 2005. USGS. 2009. Os dados da USGS não incluem o uso de água industrial extraída de sistemas de água municipais, apenas retiradas diretas de fontes de águas superficiais e subterrâneas. O uso real de água industrial é provavelmente maior. Para obter informações sobre o uso de água fora dos EUA, consulte AQUASTAT, Food and Agriculture Organization of the United Nations, “Water Withdrawal by Sector, por volta de 2003.”Note that FAO data includes thermoelectric cooling water drawings in its industrial water totals.Uphadyay, Sanjay, ” Microelectronics-Fostering Growth Opportunities in the Ultrapure Water Market.”Frost & Sullivan. 19 de agosto de 2011.CERES and Pacific Institute, “Water Scarcity Alterações Climáticas: Riscos crescentes para as empresas & investidores, ” fevereiro de 2009.Vickers, Amy. Manual de utilização e Conservação da água. WaterPlow Press. 2001.
5 General Electric Company Water Process Technologies,” Solutions for Sustainable Water Savings: A Guide to Water Efficiency, ” 2007.
North Carolina Department of Environment and Natural Resources, Water Efficiency Manual for Commercial, Industrial and Institutional Facilities, Maio de 2009.
7 Smith, Timothy A. Canalizações Systems and Design. Selecção e dimensionamento dos medidores de água. 2008.Capítulo 1: Introdução Capítulo 2: utilização da água e resíduos de água em Instalações Industriais Capítulo 3: Encontrar resíduos de água no chão da fábrica capítulo 4:estratégias de melhoria da eficiência energética e da eficiência da água Capítulo 5: recursos hídricos e prestadores de assistência técnica Apêndice B: Calculadora do custo da água Apêndice C: conversões e cálculos da unidade de água Apêndice D: lista de verificação da oportunidade da eficiência da água apêndice e: Glossário de termos da água