ARCELORMITTAL BRASIL – FILIAL JUIZ DE FORA
Com investimento de mais de R$3M e composição de equipe técnica que envolve 4 doutores, 1 bolsistas a nível de doutorado, 4 bolsistas a nível de mestrado e 12 bolsistas a nível de graduação, conjuntamente com os especialistas de meio ambiente das unidades da ArcelorMittal, o estudo foi dividido em 4 macro etapas que iniciou com uma robusta pesquisa bibliográfica “estado da arte” que norteou a abordagem dos temas e dos estudos realizados, e ratificou o ineditismo do estudo, assim como a abordagem visionaria da ArcelorMittal neste investimento, quando conclui que apenas 26 artigos no mundo abordam a segurança hídrica industrial, mas nenhum com avaliação interna do uso da água e com a abordagem externa, referente a situação da Bacia Hidrográfica. O estudo foi dividido em 4 macro etapas, a saber:
Etapa 1 – Realização de estudos preliminares e diagnósticos – estudos preliminares abordados através de pesquisas bibliográficas “estado da arte” e diagnósticos realizados através de visitas técnicas em cada unidade da ArcelorMittal para entender o uso dos recursos hídricos locais e identificar soluções e intervenções necessárias, especialmente nos pontos de captação de água, além de avaliação de potencias reuso.
Etapa 2 – Análise das características físicas e hidrológicas das bacias e sub-bacias onde as unidades da ArcelorMittal estão localizadas, incluindo a evolução temporal do uso do solo. Realizado diagnóstico da disponibilidade de dados hidrológicos e consistência destes dados das estações de monitoramento. Avaliada a disponibilidade hídrica de águas subterrâneas, assim como o estabelecimento do balanço hídrico através do resultado de disponibilidade dado pelo modelo hidrológico e considerando todos os usos outorgados na bacia.
Etapa 3 – Análise de eventos hidrológicos críticos para entender os riscos de escassez hídrica em cada unidade. Aplicados modelos de chuva-vazão em cada bacia hidrográfica para prever cenários futuros e apoiar ações de melhoria. Técnicas de aprendizado de máquina ou inteligência artificial usadas para projetar vazões futuras, integrando os resultados ao sistema computacional, auxiliando na implementação de ações de resiliência climática. Os modelos de inteligência artificial recebem ainda, inputs dos cenários de mudanças climáticas disponibilizados pelo IPCC – Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, tendo em vista que apenas modelos chuva-vazão não são suficientes para descrever os impactos das mudanças climáticas aos eventos extremos de seca e cheia.
Etapa 4 – Desenvolvimento do Sistema Web (Plataforma Digital): em paralelo às demais atividades, é desenvolvido um sistema Web que compõem os sistemas operacionais de decisão das unidades operacionais da ArcelorMittal Longos. Através do sistema é possível monitorar em tempo real, a disponibilidade de água no Rio, avaliar a predição de eventos extremos, calcular o balanço hídrico, avaliar a evolução do índice de vulnerabilidade natural da bacia hidrográfica, assim como medir a eficácia das ações de mitigação e resiliência implementados. Trata-se de ferramenta de tomada de decisão local e global.
O estudo de previsibilidade de bacias hidrográficas oferece às usinas da ArcelorMittal Brasil Longos Brasil a capacidade de antecipar e mitigar os efeitos das mudanças climáticas, aplicadas aos recursos hídricos, para suas operações e para a sociedade. O estudo engloba o detalhamento das condições naturais das principais bacias hidrográficas brasileiras, sendo Paraíba do Sul, Bacia do Rio Doce e Bacia do Piracicaba. Através dos indicadores e geração de alertas é possível atuar de forma reativa, como realizar o ajuste do volume de captação para os sistemas de resfriamento antes que ocorram quedas críticas de vazão ou adequação dos sistemas de tratamento em casos onde o impacto for na qualidade da água, mantendo a estabilidade térmica das caldeiras e evitando danos por cavitação em bombas, reduzindo a necessidade de manutenções emergenciais, estendendo o ciclo de vida dos equipamentos e garantindo a segurança operacional. Assim como através da indicação das principais causas de vulnerabilidade natural da bacia, atuar de forma preventiva através do estabelecimento de projetos de recuperação de nascentes e uso e ocupação do solo. Na unidade de Juiz de Fora, a adaptação do sistema de alimentação dos compressores de refrigeração reduziu o consumo de água em cerca de 20 m³/h, mas, sem um panorama claro da disponibilidade hídrica para os próximos 10, 20 ou 30 anos, permanecem riscos de sobrecarga nos circuitos de resfriamento durante secas severas. Com modelos de previsibilidade, a unidade pode programar turnos de operação, acionar sistemas de reuso ou priorizar o consumo de água de reuso tratada, garantindo produção contínua mesmo em cenários adversos.
Na unidade de João Monlevade o estudo demonstrou uma maior propensão a eventos extremos de cheias, logo já é possível estabelecer estruturas de contenção para que não ocorra a paralização do processo.
Ao integrar essas projeções em um dashboard operacional em tempo real, a gerência consegue equilibrar turbinagem, refrigeração e tratamento de efluentes conforme o cenário hidrológico previsto. Isso não só previne paradas não planejadas, mas também reforça a conformidade ambiental e amplia a margem para decisões estratégicas de investimento em novas fontes alternativas de água. Com a segurança de acesso ao recurso, as usinas mantêm sua produtividade e demonstram liderança em sustentabilidade no setor siderúrgico brasileiro.
Em se tratando de cenários externos a ArcelorMittal se consolida como agente de transformação e se estabelece como usuário de referência em recursos hídricos ao disponibilizar estes estudos detalhados para os Comitês de Bacias Hidrográficas e para os órgãos gestores de recursos hídricos no Brasil, permitindo assim que o planejamento de ações de resiliências as mudanças climáticas seja executado a partir de base de dados confiáveis e politicas publicas levem em consideração todos os aspectos que impactam a segurança hídrica.
O estudo integra modelagem hidrológica tradicional com algoritmos avançados de aprendizado de máquina, permitindo calibrar parâmetros em tempo real à medida que novos dados chegam das redes de sensoriamento remoto e das estações em campo. Essa abordagem híbrida proporciona maior precisão na previsão de fluxos e níveis das bacias, inclusive em cenários de eventos extremos, ao mesmo tempo em que emprega redes neurais recorrentes para capturar padrões sazonais e respostas rápidas a variabilidades climáticas. Em paralelo, desenvolvemos uma plataforma digital interativa que combina mapeamento geoespacial e dashboards customizáveis, facilitando o acesso e a interpretação das projeções tanto pela equipe técnica quanto pela alta gestão. O ineditismo do projeto é comprovado cientificamente a partir da revisão sistemática realizada e a identificação de apenas 26 artigos no mundo que tratam segurança hídrica industrial com abordagem incluindo caracterização interna do uso, externa da bacia hidrográfica e modelos de predição que consideram cenários de mudanças climáticas.
Com investimento de mais de R$3M e composição de equipe técnica que envolve 4 doutores, 1 bolsistas a nível de doutorado, 4 bolsistas a nível de mestrado e 12 bolsistas a nível de graduação, conjuntamente com os especialistas de meio ambiente das unidades da ArcelorMittal, o estudo foi dividido em 4 macro etapas que iniciou com uma robusta pesquisa bibliográfica “estado da arte” que norteou a abordagem dos temas e dos estudos realizados, e ratificou o ineditismo do estudo, assim como a abordagem visionaria da ArcelorMittal neste investimento, quando conclui que apenas 26 artigos no mundo abordam a segurança hídrica industrial, mas nenhum com avaliação interna do uso da água e com a abordagem externa, referente a situação da Bacia Hidrográfica. O estudo foi dividido em 4 macro etapas, a saber:
Etapa 1 – Realização de estudos preliminares e diagnósticos – estudos preliminares abordados através de pesquisas bibliográficas “estado da arte” e diagnósticos realizados através de visitas técnicas em cada unidade da ArcelorMittal para entender o uso dos recursos hídricos locais e identificar soluções e intervenções necessárias, especialmente nos pontos de captação de água, além de avaliação de potencias reuso.
Etapa 2 – Análise das características físicas e hidrológicas das bacias e sub-bacias onde as unidades da ArcelorMittal estão localizadas, incluindo a evolução temporal do uso do solo. Realizado diagnóstico da disponibilidade de dados hidrológicos e consistência destes dados das estações de monitoramento. Avaliada a disponibilidade hídrica de águas subterrâneas, assim como o estabelecimento do balanço hídrico através do resultado de disponibilidade dado pelo modelo hidrológico e considerando todos os usos outorgados na bacia.
Etapa 3 – Análise de eventos hidrológicos críticos para entender os riscos de escassez hídrica em cada unidade. Aplicados modelos de chuva-vazão em cada bacia hidrográfica para prever cenários futuros e apoiar ações de melhoria. Técnicas de aprendizado de máquina ou inteligência artificial usadas para projetar vazões futuras, integrando os resultados ao sistema computacional, auxiliando na implementação de ações de resiliência climática. Os modelos de inteligência artificial recebem ainda, inputs dos cenários de mudanças climáticas disponibilizados pelo IPCC – Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, tendo em vista que apenas modelos chuva-vazão não são suficientes para descrever os impactos das mudanças climáticas aos eventos extremos de seca e cheia.
Etapa 4 – Desenvolvimento do Sistema Web (Plataforma Digital): em paralelo às demais atividades, é desenvolvido um sistema Web que compõem os sistemas operacionais de decisão das unidades operacionais da ArcelorMittal Longos. Através do sistema é possível monitorar em tempo real, a disponibilidade de água no Rio, avaliar a predição de eventos extremos, calcular o balanço hídrico, avaliar a evolução do índice de vulnerabilidade natural da bacia hidrográfica, assim como medir a eficácia das ações de mitigação e resiliência implementados. Trata-se de ferramenta de tomada de decisão local e global.
O projeto possibilitou estudos aprofundados sobre bacias hidrográficas, abordando a segurança hídrica sob um viés pouco discutido até então. Com isso, novas análises de dados hidrológicos foram realizadas, oferecendo suporte à sustentabilidade e segurança das bacias estudadas. A sustentabilidade é garantida principalmente pelo monitoramento contínuo dos pontos de captação de água e pelos alertas gerados pelo sistema desenvolvido. Dessa forma, caso haja aumento da vulnerabilidade em algum desses pontos, medidas podem ser tomadas para regular o consumo hídrico e evitar cenários críticos nos rios, reforçando o caráter ambientalista do projeto.
Além disso, a pesquisa contribui para o reuso da água, promovendo maior economia no consumo dos afluentes. As previsões do modelo chuva-vazão também permitem antecipar cenários de risco, como secas, possibilitando ações preventivas para mitigar seus impactos nas comunidades afetadas.
O projeto gera resultados importantes para a sociedade através do desenvolvimento social e investimento em educação, através da geração de bolsas de estudos, aquisição de equipamentos para ensino e extensão. Desenvolvimento de informações e conhecimento para a comunidade acadêmica, através da publicação de artigos e apresentações em congressos e desenvolvimento social com a apresentação detalhada dos estudos aos comitês de bacia e órgão de controle, a fim de subsidiar o desenvolvimento de políticas públicas e investimentos em obras de infraestrutura que reduzam os riscos hídricos nestas bacias hidrográficas.
Como saída dos estudos já estão em andamento junto as comunidades projetos de recuperação de nascentes (Juiz de Fora e João Monlevade), construção de estruturas de contenção para eventos de cheia (João Monlevade) e desenvolvimento de uso de água de reuso (Piracicaba). Em João Monlevade o projeto renascentes prevê o mapeamento e recuperação de 34 nascentes, sinalização, cercamento e a revitalização da vegetação nativa desses afloramentos hídricos com objetivo de preservação, recuperação hídrica, manutenção do ciclo hidrológico e educação ambiental. Neste momento já temos 15 nascentes recuperadas.
Desde o início, as lideranças da ArcelorMittal estiveram diretamente comprometidas com o projeto, definindo metas estratégicas de redução de riscos hídricos e alocando recursos para aquisição de equipamentos e capacitação de pessoal. Uma governança estruturada foi estabelecida por meio de um comitê multidisciplinar, composto por representantes das áreas de meio ambiente, engenharia, tecnologia da informação e pesquisa, que se reúne para avaliar indicadores de desempenho e promover ajustes no cronograma. Esse modelo de gestão assegura alinhamento entre objetivos corporativos e avanços operacionais, além de fomentar um ambiente colaborativo em que os aprendizados são rapidamente disseminados entre as equipes e incorporados aos processos de decisão. Cabe ressaltar que a ArcelorMittal traduz em ações práticas o fato de ser membro do Pacto pela Governança da Água, não só disponibilizando recursos humanos e financeiros consideráveis, mas também atuando junto aos comitês de bacias hidrográficas e aos órgãos públicos para que as ações de resiliência climática identificadas através do estudo sejam implementadas.
O estudo engloba o detalhamento das condições naturais das principais bacias hidrográficas brasileiras, sendo Paraíba do Sul, Bacia do rio Doce e Bacia do Piracicaba. Nestas bacias para replicação do projeto basta apenas a identificação dos usuários interessados e inserção dos dados internos e característicos de cada tipo de uso. Para estas bacias já foram listados mais de 9.000 usuários em potencial. Além disto já há caminho delimitado para implementação na demais Bacias Hidrográficas Brasileiras. Cabe ressaltar que foi um projeto construído a partir de um modelo inexistente de avaliação de segurança hídrica industrial, sendo, portanto, passível de registro de propriedade intelectual.
