Produção de hipoclorito de sódio reduz custos no DAE -

O Departamento de Água e Esgoto de Santa Bárbara d’Oeste, no interior de São Paulo, implantou uma usina para a produção de hipoclorito de sódio dentro da Estação de Tratamento de Água IV, localizada no bairro Souza Queiroz.

O projeto foi dimensionado para produzir o equivalente a 240 quilos de cloro ativo por dia. Isso corresponde a aproximadamente 28,5 mil litros diários de solução de hipoclorito. Além disso, a instalação terá capacidade para armazenar até 40 mil litros do produto.

O principal resultado financeiro apresentado pelo DAE é uma redução estimada de 31% no custo da desinfecção. A ETA IV gastava aproximadamente R$ 116 mil mensais com a compra de hipoclorito de sódio a 12%. Com a nova unidade, o custo mensal estimado, incluindo locação dos equipamentos, sal e energia elétrica, deverá ficar em torno de R$ 80 mil.

Consequentemente, a economia projetada é de R$ 36 mil por mês e R$ 432 mil por ano. Entretanto, a importância do projeto não se limita à redução de despesas. A iniciativa também amplia a autonomia operacional, diminui a dependência de fornecedores, reduz a circulação de produtos químicos concentrados e permite utilizar uma solução produzida mais próxima do momento da aplicação. (Santa Bárbara do Oeste⁠)

O que o DAE implantou na ETA IV

A nova unidade realiza a produção de hipoclorito de sódio por meio de um processo conhecido como eletrocloração. Em vez de receber todo o desinfetante pronto e concentrado por caminhões, a estação passa a utilizar sal, água e energia elétrica como principais insumos.

A solução produzida é direcionada para tanques de armazenamento e, posteriormente, dosada no processo de tratamento. Portanto, a ETA continua utilizando cloro como agente desinfetante. A principal mudança ocorre na forma de obtenção do produto.

O sistema foi contratado em um modelo que inclui a locação dos equipamentos. De acordo com os valores divulgados, os R$ 80 mil mensais contemplam a locação, o consumo de sal e a energia elétrica. Não foi informado um valor de investimento inicial para aquisição definitiva dos equipamentos. Por esse motivo, a análise financeira deve ser entendida como uma comparação entre os custos mensais das duas alternativas, e não como um cálculo convencional de retorno sobre um investimento próprio. (Santa Bárbara do Oeste⁠)

Como funciona a produção de hipoclorito de sódio

O processo começa com a preparação de uma solução de água e cloreto de sódio, o sal comum. Essa mistura, chamada de salmoura, é encaminhada para uma célula eletrolítica.

Dentro da célula, uma corrente elétrica contínua e de baixa tensão provoca reações eletroquímicas. Como resultado, forma-se uma solução contendo hipoclorito de sódio, que possui capacidade oxidante e desinfetante.

Em termos simples, a eletricidade transforma uma solução salina em um produto que pode ser dosado na água para inativar microrganismos e manter uma concentração residual de desinfetante na rede de distribuição.

Uma instalação desse tipo normalmente reúne sistema de tratamento da água de alimentação, tanque de dissolução de sal, célula eletrolítica, retificador de corrente, instrumentação, painéis de automação, tanques para o produto gerado e bombas dosadoras. Também são necessários sistemas específicos para a retirada segura do hidrogênio formado durante a eletrólise. (US EPA⁠)

A água utilizada na preparação da salmoura precisa apresentar qualidade compatível com as exigências do equipamento. Em muitos projetos, utiliza-se um abrandador para retirar cálcio e magnésio. Caso contrário, esses elementos podem formar incrustações nos eletrodos, reduzir a eficiência elétrica e aumentar a frequência das intervenções de manutenção.

Além disso, a pureza do sal influencia diretamente a estabilidade da operação. Impurezas podem aumentar a formação de depósitos, alterar o desempenho das células ou contribuir para a presença de compostos indesejáveis no produto final.

Qual é a concentração produzida pelo sistema

Os dados divulgados pelo DAE permitem estimar a concentração aproximada da solução. A unidade produzirá 240 quilos de cloro ativo em 28,5 mil litros por dia. Essa relação representa aproximadamente 8,42 gramas de cloro ativo por litro, valor próximo de 0,84%.

Essa concentração está alinhada ao padrão normalmente encontrado em sistemas de produção de hipoclorito de sódio no local, que costumam gerar soluções abaixo de 1%. Em comparação, o produto anteriormente adquirido pela ETA IV apresentava concentração comercial de 12%. (Santa Bárbara do Oeste⁠)

Uma solução menos concentrada exige maior volume de armazenamento e dosagem. Entretanto, reduz determinados riscos associados ao recebimento e ao manuseio de grandes quantidades de produto concentrado.

Mesmo assim, o hipoclorito produzido continua sendo uma substância oxidante e corrosiva. Portanto, tubulações, válvulas, bombas, conexões, sensores e tanques precisam ser fabricados com materiais compatíveis.

O que os números do projeto revelam

A economia informada pelo DAE pode ser compreendida de maneira direta:

O custo anterior era de aproximadamente R$ 116 mil por mês. Em um período de 12 meses, esse valor representa R$ 1,392 milhão.

O novo custo estimado é de R$ 80 mil mensais. Assim, a despesa anual deverá ficar próxima de R$ 960 mil.

A diferença é de R$ 36 mil por mês ou R$ 432 mil por ano. Percentualmente, a redução é de aproximadamente 31%.

Caso os preços e as condições operacionais permanecessem constantes, a economia acumulada em cinco anos poderia chegar a R$ 2,16 milhões. Entretanto, essa projeção é apenas uma referência nominal. Preços de energia elétrica, sal, produtos químicos, manutenção, mão de obra e transporte podem variar ao longo do período. (Santa Bárbara do Oeste⁠)

Outro indicador importante é a capacidade de armazenamento. Os tanques poderão receber até 40 mil litros, enquanto a produção nominal diária será de 28,5 mil litros. Isso representa cerca de 1,4 dia de produção máxima, ou aproximadamente 34 horas.

Essa relação demonstra que o armazenamento foi concebido como uma reserva operacional de curto prazo, e não como um estoque para várias semanas. Consequentemente, a confiabilidade dos equipamentos, a existência de redundância e a rapidez da assistência técnica tornam-se fatores fundamentais.

De onde vem a redução dos custos

A redução não acontece porque o cloro deixa de ser utilizado. Ela ocorre porque uma parte importante da cadeia de fornecimento é substituída por uma operação local.

Na compra do hipoclorito concentrado, o valor pago incorpora matéria-prima, produção industrial, controle de qualidade, embalagem ou carregamento, transporte especializado, margem do fornecedor, custos logísticos e riscos de variação de preços.

Com a produção de hipoclorito de sódio dentro da ETA, os principais custos passam a ser sal, energia elétrica, água de processo, locação ou amortização dos equipamentos, manutenção, reposição de componentes e mão de obra operacional.

Além disso, reduz-se o transporte de uma solução que contém grande quantidade de água. O sal é recebido em estado sólido, ocupa uma logística diferente e pode ser armazenado por períodos maiores, desde que permaneça protegido contra umidade e contaminação.

A viabilidade econômica, entretanto, depende da escala. Quanto maior e mais constante for a demanda de cloro, maior tende a ser o aproveitamento dos equipamentos. Por outro lado, uma ETA pequena, com baixo consumo e grande variação de demanda, pode não alcançar a mesma economia.

Segurança operacional melhora, mas exige novos controles

A geração local elimina ou reduz etapas de descarregamento e movimentação de hipoclorito concentrado. Consequentemente, diminui a exposição relacionada ao transporte rodoviário, ao recebimento de caminhões e à transferência do produto para tanques.

Entretanto, a produção de hipoclorito de sódio cria novos pontos de atenção. Durante a eletrólise, forma-se hidrogênio. Esse gás precisa ser conduzido de forma segura para fora das áreas fechadas, evitando seu acúmulo em ambientes confinados. Documentos técnicos da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos destacam a necessidade de conexões estanques e ventilação adequada nos geradores e nos tanques de armazenamento. (US EPA⁠)

Além disso, a instalação deve contar com intertravamentos, alarmes, monitoramento de vazão, controle de nível, supervisão da corrente elétrica, proteção dos painéis e procedimentos para interrupção automática em condições anormais.

Também devem ser previstos contenção de vazamentos, chuveiro e lava-olhos de emergência, equipamentos de proteção, sinalização, treinamento, plano de resposta a incidentes e inspeções periódicas.

Portanto, a segurança não decorre apenas da menor concentração da solução. Ela depende do projeto, da automação, da manutenção e da disciplina operacional.

Produto mais fresco pode melhorar a estabilidade da dosagem

O hipoclorito de sódio perde concentração ao longo do tempo. A velocidade dessa degradação pode aumentar com temperatura elevada, exposição à luz, presença de impurezas e armazenamento prolongado.

Quando um produto envelhecido perde cloro ativo, a operação precisa aumentar a vazão das bombas dosadoras para entregar a mesma quantidade de desinfetante. Consequentemente, aumenta o consumo de solução e diminui a previsibilidade do processo.

A produção de hipoclorito de sódio próxima do ponto de aplicação reduz o tempo entre fabricação e utilização. Dessa maneira, torna-se possível trabalhar com um produto mais recente e com concentração potencialmente mais estável.

Esse benefício, porém, precisa ser comprovado diariamente. A concentração de cloro ativo no produto gerado deve ser medida e registrada. Não basta confiar apenas na indicação de produção do equipamento.

Controle de clorato, clorito e outros subprodutos

A desinfecção protege a população contra riscos microbiológicos, mas o processo precisa ser controlado para limitar a formação de subprodutos.

A Portaria GM/MS nº 888 estabelece que o sistema de distribuição mantenha, no mínimo, 0,2 miligrama por litro de cloro residual livre. Ao mesmo tempo, o valor máximo permitido para cloro residual livre na água potável é de 5 miligramas por litro.

A norma também define valores máximos de 0,7 miligrama por litro para clorato e clorito, 0,01 miligrama por litro para bromato, 0,1 miligrama por litro para trihalometanos totais e 0,08 miligrama por litro para ácidos haloacéticos totais. (Serviços e Informações do Brasil⁠)

O clorato pode ser formado durante o armazenamento de soluções de hipoclorito, especialmente quando o produto permanece estocado por muito tempo ou em temperaturas elevadas. Por isso, a menor idade da solução pode representar uma vantagem importante. Ainda assim, a geração local não elimina a necessidade de análises laboratoriais.

A qualidade do sal também merece atenção. Matérias-primas com presença significativa de brometo podem favorecer a formação de bromato durante o processo eletroquímico. Portanto, o contrato de fornecimento deve estabelecer padrões de pureza, documentação de qualidade e critérios de recebimento.

Além disso, a dosagem de cloro deve considerar a matéria orgânica presente na água, a turbidez, o pH, a temperatura, a demanda de cloro e o tempo de contato. O Ministério da Saúde destaca que a formação de subprodutos varia de acordo com a qualidade da água bruta, a dose do desinfetante e a temperatura. (Serviços e Informações do Brasil⁠)

Como implantar uma usina de hipoclorito em uma ETA

A implantação deve começar por um diagnóstico detalhado. Copiar a capacidade adotada em outra estação pode produzir um sistema superdimensionado, caro ou incapaz de atender aos picos de consumo.

1. Levantamento da demanda real

Deve-se avaliar o consumo diário de cloro ativo, as variações sazonais, a qualidade do manancial, as dosagens mínimas e máximas, as vazões da ETA e a demanda de pré e pós-cloração.

O dimensionamento precisa considerar o pior cenário operacional razoável, incluindo períodos de chuvas intensas, aumento de matéria orgânica, alterações de turbidez e situações de contingência.

2. Avaliação econômica completa

A comparação não deve considerar apenas o preço do hipoclorito comprado e o preço do sal. O estudo precisa reunir energia elétrica, água, manutenção, mão de obra, peças, eletrodos, tratamento da água de alimentação, análises laboratoriais, treinamento, obras civis, ventilação e disponibilidade da assistência técnica.

Também devem ser comparados os modelos de compra, locação e contratação por desempenho. No caso de Santa Bárbara d’Oeste, a locação transferiu parte do investimento e das responsabilidades para a contratação mensal.

3. Definição de redundância

Uma estação não pode depender de uma única célula sem alternativa de contingência. A configuração deve permitir manutenção sem interromper completamente a produção.

Além de equipamentos redundantes, recomenda-se avaliar a manutenção de conexão para abastecimento emergencial por produto comercial. Dessa maneira, uma falha prolongada não compromete a desinfecção.

4. Adequação da infraestrutura

A ETA precisa dispor de energia elétrica compatível, drenagem, área de armazenamento de sal, tratamento da água de alimentação, ventilação, tanques, contenção, acesso para manutenção e espaço para os painéis.

A localização dos equipamentos deve reduzir cruzamentos com áreas de circulação e facilitar a retirada de componentes.

5. Automação e integração

A unidade deve conversar com o sistema de automação da ETA. Produção, nível dos tanques, vazões, corrente, tensão, concentração estimada, alarmes e status das bombas precisam ser acompanhados pela operação.

Além disso, a dosagem pode ser ajustada com base na vazão da água tratada e corrigida de acordo com medições de cloro residual.

6. Comissionamento e treinamento

Antes da operação definitiva, devem ser realizados testes de capacidade, estabilidade, alarmes, intertravamentos, ventilação, dosagem, qualidade do produto e resposta a falhas.

Os operadores precisam compreender tanto o funcionamento normal quanto os procedimentos de parada, limpeza, inspeção e contingência.

Indicadores que devem ser acompanhados

O desempenho da produção de hipoclorito de sódio deve ser acompanhado por indicadores técnicos e financeiros. Entre os mais relevantes estão:

Custo por quilo de cloro ativo produzido;
Consumo de energia por quilo de cloro ativo;
Consumo de sal por quilo de cloro ativo;
Concentração real do produto gerado;
Disponibilidade mensal dos equipamentos;
Horas de parada e causas das falhas;
Frequência de limpeza das células;
Vida útil dos eletrodos;
Volume perdido ou descartado;
Idade média da solução armazenada;
Cloro residual na saída da ETA e na rede;
Concentrações de clorato, clorito, bromato e demais subprodutos;
Economia efetiva em comparação com a alternativa anterior.

A economia real deve ser apurada com dados medidos, e não apenas com a previsão contratual. Dessa forma, o prestador poderá verificar se os R$ 36 mil mensais esperados estão sendo alcançados.

Quando a geração local tende a ser vantajosa

A produção de hipoclorito de sódio tende a apresentar melhores resultados em ETAs com consumo contínuo, escala suficiente, preço elevado do produto entregue, dificuldades logísticas ou necessidade de ampliar a segurança no recebimento de produtos químicos.

Também pode ser especialmente interessante em regiões afastadas dos fabricantes, onde o frete representa parcela relevante do custo e atrasos no fornecimento podem ameaçar a continuidade operacional.

Por outro lado, a solução não deve ser tratada como universal. Estações pequenas, sem equipe técnica disponível, com energia instável ou com consumo muito baixo podem encontrar dificuldades para justificar o custo fixo dos equipamentos.

A decisão deve ser baseada no custo total do ciclo de vida, na capacidade da equipe, na qualidade dos insumos, na estrutura de manutenção e no risco de desabastecimento.

Um projeto com impacto além da ETA IV

A iniciativa do DAE de Santa Bárbara d’Oeste demonstra como uma etapa tradicional do tratamento pode ser analisada sob uma perspectiva mais ampla de eficiência operacional.

Ao transformar sal, água e eletricidade em desinfetante, o prestador reduz parte da dependência de uma cadeia externa. Ao mesmo tempo, passa a assumir responsabilidades relacionadas ao desempenho eletroquímico, à qualidade da matéria-prima, à ventilação, à manutenção e ao controle do produto gerado.

A produção de hipoclorito de sódio não representa apenas uma troca de produto químico. Trata-se de uma mudança no modelo operacional da estação.

Quando bem dimensionada, automatizada e monitorada, a tecnologia pode reduzir custos, aumentar a previsibilidade do abastecimento de desinfetante e diminuir riscos logísticos. Entretanto, os ganhos somente se sustentam quando existem controle laboratorial, manutenção preventiva, redundância e gestão permanente dos indicadores.

No caso da ETA IV, a expectativa de economia anual de R$ 432 mil oferece uma referência relevante para outros prestadores. Contudo, cada companhia deverá elaborar seu próprio estudo, considerando consumo, energia, frete, contratos, estrutura disponível e qualidade da água.

Conclusão

A usina instalada pelo DAE de Santa Bárbara d’Oeste combina eficiência econômica, autonomia e modernização operacional. A redução projetada de 31% nos custos da desinfecção mostra que a produção de hipoclorito de sódio pode se tornar uma alternativa competitiva para estações com demanda compatível.

Além da economia, o projeto reduz o transporte e o armazenamento de grandes volumes de hipoclorito concentrado. Também permite trabalhar com uma solução produzida próxima do momento de utilização, reduzindo os efeitos associados à degradação durante longos períodos de estoque.

Entretanto, uma planta de eletrocloração exige controle rigoroso. Ventilação para o hidrogênio, qualidade da água e do sal, monitoramento do cloro ativo, manutenção das células, redundância e avaliação dos subprodutos são condições essenciais.

Portanto, o projeto da ETA IV deve ser observado não somente pelos valores economizados, mas pela integração entre engenharia, segurança, química, automação e gestão de custos. Essa combinação é o que transforma a produção de hipoclorito de sódio em uma ferramenta estratégica para o saneamento.