IMPACTO DA ÁGUA FRESCA SOBRE O PROCESSO PRODUTIVO EM PLANTAS DE INDÚSTRIAS DE CELULOSE (NOVAS...

8/10/2019 IMPACTO DA GUA FRESCA SOBRE O PROCESSO PRODUTIVO EM PLANTAS DE INDSTRIAS DE CELULOSE (NOVAS PLANTAS E MODERNIZAO) NO BRASIL

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IMPACTO DA GUA FRESCA SOBRE O PROCESSO PRODUTIVO EM PLANTASDE INDSTRIAS DE CELULOSE (NOVAS PLANTAS E MODERNIZAO) NO

BRASIL.

David Charles Meissner 1, Nei Rubens Lima2

1 DCMEvergreen Assessoria Tcnica Ambiental

Corresponding author: [email protected], telephone 55-11-3063-38392 Lima Consultoria Ambiental Ltda. [email protected]

RESUMO

Este artigo pretende abordar alguns aspectos sobre a necessidade dasindstrias de papel e celulose a adotar medidas voltadas para o gerenciamentofinanceiro e ambiental do uso da gua, de forma a obter a reduo no seu consumoe consequente a reduo dos custos operacionais. Analisa-se, tambm a adoo demedidas tomadas por essas indstrias ao longo dos anos e apresentam-se algumasnovas opes de gerenciamento que podero ser consideradas pelas indstrias de
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Porm, com uma maior conscientizao ambiental e a valorizao geral dagua, as indstrias de papel e celulose passaram a gerenciar de forma maissustentvel o uso e reso da mesma.

GUA E EFLUENTES NO MUNDO:

O Banco Mundial estima que 1 bilho de pessoas no possuam acesso guapotvel e que aproximadamente 1,7 bilhes de pessoas convivem com estruturas desaneamento bsico inadequadas. O aspecto de qualidade da gua tambm foiobjeto de estudo do Banco Mundial que estima que trs milhes de crianas morremde doenas de veiculao hdrica e que a gua poluda responsvel pela

transmisso de doenas de mais de 1 bilho de pessoas por ano.

O mundo no tem outra sada se no aumentar a produtividade hdrica como jfez com a produtividade agrcola. Esta produtividade hdrica ter que ser alavancadapor meio da busca de tecnologias, lavouras e formas de protena animal mais

fi i d i d 1


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Alguns dos piores impactos da mudana do cli ma sero sobre osrecursos hdricos, porque o ciclo hidrolgico o ciclo climtico evaporao,formao de nuvens, precipitao 2 .

GUA E EFLUENTES NO BRASIL

O Brasil possui uma boa disponibilidade hdrica para seu consumo, comparadocom outras partes do mundo, entretanto, essa disponibilidade no atende ademanda de consumo do pas em razo da distribuio territorial inadequada dapopulao brasileira. Isso pode ser evidenciado pelo quadro abaixo:

Recursos Hdricos por Regio do Brasil (em % do total do Pas)REGIES RECURSOSHDRICOS SUPERFCIE POPULAO

NORTE 68,5 45,3 6,98CENTRO-OESTE 15,7 18,8 6,41

SUL 6,5 6,8 15,05SUDESTE 6,0 10,8 42,65

NORDESTE 3 3 18 3 28 91


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cidade de So Paulo (jusante) que reusam a gua (e o esgoto contido na mesma)do Rio Tiete.

GUA E EFLUENTES NO ESTADO DE SO PAULO

Especificamente, relacionado ao Estado de So Paulo, o professor da USP e

diretor do CIRRA (Centro Internacional de Referncia em Reso de gua)4, Dr.Ivanildo Hespanhol, comparou os custos de tratamento de efluentes para seremreutilizadas, com os custos de captao de gua obtidas em locais distantes. Nofinal dos seus comentrios ele destaca a questo do reso inconsciente , observandoque: a poluio de cursos d'gua pode encarecer o tratamento convencional e gerar

um reso inconsciente e no planejado em diversas regies do pas 5.

No Estado de So Paulo, uma das lideranas mais ativa em tornar o resoconsciente a prpria SABESP, Cia. de Saneamento Bsico do Estado de SoPaulo. Numa apresentao no Seminrio Internacional sobre Reso de gua, o

S i d d S P l N b d lh l j d


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o Urbanos (Limpeza de ruas e ptios, irrigao de reas verde,desobstruo de redes de esgoto, e lavagem de veculos);

o Construo civil (preparao de concreto no estrutural, lama delubrificao em furos cravados, umectao em terraplenagens e resfriamentode rolos compressores). O padro de qualidade da gua de reso da SABESP segue o Guideline EPA

de 2012 para o uso urbano irrestrito. Entende-se que isso se refere ao uso urbanono potvel, sendo que o acesso pblico no restrito. As principais caractersticasda gua para reso so: pH = 6.0 9,0, DBO 10 mg/L, Turbidez 2 NTU,Coliformes Fecais no detectveis em 100 ml e Cloro Residual 1 mg/L.

O padro de qualidade da gua de reso para fins industriais customizadoconforme as necessidades das indstrias.

Uma tabela resumindo as informaes dos quatro principais projetos j emfuncionamento ou com sua implantao em andamento encontra-se no anexo n 1.

E, finalmente, em relao questo da gua no Estado de So Paulo, valel d d d d d


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a partir de diversas fontes, como a gua superficial e subterrnea, e a gua dachuva armazenada no solo, mas tambm a quantidade de gua poluda durante o processo produtivo em um determinado local e perodo8. Com base em um mtodode clculo proposto por Hoekstra et al. (2011) 9, o clculo da PHcinza (expressadaem m3 t-1) para uma fbrica de celulose poderia ser realizado pela seguinte equao:

PHcinza = [(Qefluente * Cefluente) (Qcaptao * Ccaptao) /Cmax Cnat] / P

onde:Qefluente corresponde ao volume ou vazo do efluente (L

ano -1);

Cefluente a concentrao do poluente no efluente (mg L -1)(por exemplo, cor, DBO, DQO, etc.);

Qcaptao o volume ou vazo da captao de gua (L ano -1);

Ccaptao a concentrao atual do poluente na gua do rio

d ili ( L 1)


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Na Wikipdia (Portugus) encontra-se a seguinte definio:gua cinza qualquer gua residual, ou seja, no industrial, a partir de processos domsticos como lavar loua, roupa e tomar banho. A guacinza corresponde a 50 a 80% de esgoto residencial. Composto de guaresidual gerado a partir de todas as casas saneadas, exceto dos vasossanitrios (que so guas negras) 10.

Na Wikipdia (Ingls) encontra-se uma definio similar, mascom acrscimo do conceito de que o reso pode ser no prprio local. Greywater or sul lage is defined as wastewater generated from washhand basins, showers and baths, which can be recycled on-site for usessuch as toilet flushing , landscape irrigation and constructed wetlands 11,ou traduzido para portugus : gua cinza ou sullage definida como agua residual gerada a partir de lavatrios, chuveiros e banheiros, quepodem ser reciclados no local para usos como descarga do banheiro,irrigao paisagstica e a construo ou recuperao de mananciais.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Esgotohttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua_negrahttp://en.wikipedia.org/wiki/Wastewaterhttp://en.wikipedia.org/wiki/Wastewaterhttp://en.wikipedia.org/wiki/Flush_toilethttp://en.wikipedia.org/wiki/Flush_toilethttp://en.wikipedia.org/wiki/Flush_toilethttp://en.wikipedia.org/wiki/Constructed_wetlandhttp://en.wikipedia.org/wiki/Constructed_wetlandhttp://en.wikipedia.org/wiki/Constructed_wetlandhttp://en.wikipedia.org/wiki/Flush_toilethttp://en.wikipedia.org/wiki/Wastewaterhttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua_negrahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Esgoto


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GUA CINZA:

A gua cinza, tambm pode ser definida pela finalidade de reso e pelasformas como ela pode ser economizada em um processo industrial. Em relao gua cinza importante destacar o nome do pesquisador Sr Celso Foelkel queanalisa o assunto de uso e reso de gua, bem como a gerao de efluente nasindstrias de papel e celulose. 13 Vale ressaltar algumas questes que o pesquisadoraborda em seu livro online, particularmente no captulo 2314 . Analisando estecapitulo e com base nas ideias expostas pelo professor, possvel chegar concluso que ao contrrio das novas prticas de tratar esgoto domstico,

possibilitando o seu reso, as indstrias de papel e celulose raramente tratam oefluente bruto com a finalidade de reso dentro do processo fabril. As indstrias depapel e celulose tratam seus efluentes brutos para atender as demandas legais paradescarte no meio ambiente. Porm, as indstrias j vm praticando ao longo dosanos a introduo e a utilizao de tecnologias de processos fabris que consumem

fl d l d d d


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interessante comparar os valores apresentados na tabela 3 com valores dopassado. No mesmo captulo 23 do livro de autoria de Sr. Celso Foelkel, o professoraponta:

Grandes quantidades de gua captada e efluente lanado: Em 1946, esseconsumo foi reportado como sendo de 417,3 m/odt (tonelada absolutamente seca);em 1956 de 177 e em 1972 de 112 m/odt. Fantsticos e inimaginveis volumes degua sendo consumida para se produzir apenas uma tonelada absolutamente secade celulose, vocs concordam? Por outro lado, a OECD Organization for EconomicCooperation and Development, em um relatrio realizado por especialistas do setore publicado em 1973 relatava consumos especficos de gua de 240 m/adt

(tonelada seca ao ar) de celulose. Alm desse enorme consumo de gua, ainda sereferiram no relatrio a valores que foram considerados normais para a poca 15 .

Na atualidade, com os valores da gua captada entre 23 e 49 m/adt (toneladaseca ao ar de celulose), torna-se evidente que a modernizao das indstrias de

l l l l d l h


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Aspecto /Situao

Historicamente(pr 1990)

Tendncia Atual(ps 2000)

Mananciais Fbricas grandes

e distantes de grandescentros urbanos.

Similar aopassado, mas com atendncia dos centrosurbanos ficaram mais

prximos.

Quantidade degua

Em geral, haviaexcesso de oferta,

possibilitando captaode 100.000 a 120.000

m de gua por toneladade celulose produzida.

Cada vez mais, osvolumes disponveispara captao passampor grandes variaescom uma tendncia de

serem limitados. Acaptao de gua j seencontra reduzida paravalores que oscilam de32.000 a 36.000 m degua por tonelada decelulose produzida. 16

l

Em geral ainda boa, mas com tendncia


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COMPARAO GENERALIZADA ENTRE DOIS TIPOS DE FLUXOS HDRICOS:

Possivelmente, em razo da compartamentilizao das empresas deengenharia e das prprias indstrias de papel e celulose, somada ao fato de quemuitas das estaes de tratamento de efluentes encontram-se distantes das reasprodutivas, normal juntar todos os efluente das diversas reas e tratar o conjuntopara seu lanamento no meio ambiente. So poucos os casos de projetos defbricas, particularmente os projetos novos, que consideram o uso de tecnologias

PROCESSO FABRIL ETEOs focos dos processos e do

fluxo hidrulico so a reutilizao.O foco do processo e fluxo do

fluido o descarte do mesmo.Os fluxos so especficos e se

encontram sujeitos a um tratamentosimples ou at so reutilizados sem

tratamento.

Os tratamentos so do tipogenrico.

A qualidade do fluxo determinada pelas limitaes enecessidades do processo onde

acontece o reso.

A qualidade do fluxo determinada pelas limitaes legais e

necessidades ambientais.


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tipo de tratamento facilitaria o reso de uma quantidade de gua ainda maior. Osganhos com a utilizao desta estratgia permitiria considerar diversos aspectos: aaplicao de uma variedade de tecnologias especificas para certo tipo de efluentesetorial; um menor tamanho da ETE final, em funo da reduo na gerao daquantidade total de efluentes brutos; uma menor extenso da tubulao para levar oefluente at a ETE, etc. Adicionalmente, com o controle de uma mini ETE,eventualmente instalada e com superviso executada pelos prprios operadores narea fabril (e no por operadores de uma ETE normal), esse controle integradopoderia levar a uma reduo nas perdas e descartes indesejados.

Porm um conceito inverso (tratamentos tercirios na sada da uma ETE

convencional) poderia merecer algumas consideraes. Tradicionalmente e deforma geral, as indstrias de papel e celulose evitam o tratamento tercirio deefluentes industriais pelo fato de sua vazo ser muito grande e os custos deinvestimento e operao a serem considerados proibitivos 21. Mas, pode-se observarque j existe a possibilidade do reso de efluente por meio de tratamentos adicionais


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So what, then, of total costs? A very cogent analysis was published around fiveyears ago by Christoph Brepols and his colleagues at Erftverband (Brepols et al,2010). The analysis was based on the performance and cost data of their ownregional CAS (Conventional Activated Sludge) and MBR (Membrane Bio Reactors)installations and concluded that an MBR is a lower cost option overall than a CAS plant provided the membrane life exceeds 8 years. This underlines that membrane

replacement contributes a key part of the OPEX. However, the contribution ofmembrane replacement to costs is now decreasing since the purchase cost ofmembranes seems to be declining and the mean life appears to be extending beyond10 years for many flagship municipal plants (such as Brescia in Italy).

It has often been said in recent years that MBRs are becoming the process ofchoice over CAS if polishing is required for the latter to meet stringent water qualitylimits. Recent cost analyses would appear to bear this out, but there are many inter-related factors to be taken into account and there is always an element ofimprecision.


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Celulose

VIABILIZAO DO REUSO

Madeira +gua fresca

GUA RECICLADA

para o ar

Efluente

Qualidade

e Quantidade

Atualizao Tecnolgica:Equipamentos e processos

Qualidadee Quantidade

CUSTO E RETORNO - $

Qualidade

e Quantidade

Entretanto, no presente trabalho sero apresentados exemplos que se

relacionam somente a um destes aspectos, qual seja: a quantidade e a qualidade deefluente na entrada de um processo de reso da gua.


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normalmente descartado. Como exemplo, no ano de 2008 em uma fbrica quepode ser denominada no presente estudo como A, que possua duas mquinassecadoras de tamanhos diferentes foram pesquisadas e obtidas informaes sobreas seguintes caractersticas destes fluxos e que so apresentadas de formaresumida na tabela abaixo:

Defina-se TDS como Total Dissolved Solids, ou Slidos Totais Dissolvidos.

MQUINA A TDS Efluente(mg/l)

TDS WBR(mg/l)

MDIA 0,65 0,55MXIMA 2,76 1,48

N de Amostras (Compostas Dirias) 9 10

MQUINA B TDS Efluente(mg/l)TDS WBR

(mg/l)MDIA 0,77 0,74

MXIMA 1,9 0,92N de Amostras (Compostas Dirias) 12 10

MQUINA A + MQUINA B


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Porm, existe uma parte deste fluxo que frequentemente descartado devido asua gerao em excesso ou contaminado por arraste de licor. Como exemplo,em 2011 na fbrica designada B, as caractersticas deste fluxo foramlevantadas ao longo de um ms e podem ser resumidas a seguir:

Como esse fluxo gerado em um processo de evaporao, a concentrao deslidos dissolvidos no representa uma varivel significante. O que importante so as contaminaes que acabam sendo arrastadas oucodestiladas durante o processo de evaporao. Um estudo recente confirmaque o Condensado B ou o condensado contaminado poder ser altamentetoxico.24 Entretanto, com a implementao de tecnologia que permita a resodeste fluxo, pode-se reduzir no somente a quantidade de efluente gerado,

m/h desvio padro S/cm desvio padroMdia - dia 117 145 234 34

2.800 m/dia

Vazo Condutividade


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Anexo n 1: Quatro dos principais projetos j funcionando ou com sua implantao em andamento pela a SABESP.

Nome do Projeto Local Data Vazo Projeto Vazo Atual Destinao Modo de Distribuio Technologia Tert. OBSERV

ETE Jesus Neto 2012 91.717 m/ms 46.164 m/msUso indstrial econstruo Adutora Especfica eCaminho

Filtrao Granular edepois comCartucho

Objetivo Principal: fornecer gua de resopara indstria textil

Aqualpolo Ambiental ETE da ABC 2016 1000 L/s 600 L/sPolo PetroqimicaCapuava

Adutora Especfica de16,5 km

MBR, Ultrafiltraoe Osmos Reversa

5 maior projeto de reuso no mundo (SPEentre SABESP e Foz do Brasil)

Projeto Santa ConstnciaETE Parque Novo

Mundo 10 L/s - Industria Textil Adutora EspecficaUltrafiltrao

seguida de trocaionica (zeolita)

Projeto Plo Leste ETE So Miguel 150 L/sIndustria

Nitroqumica eoutras

Adutora Especfica Bioreatores demembrana

Tecnologia KOCH


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Anexo n 2: As principais plantas de papel e celulose no Brasil.

NOME DAEMPRESA

LINK DESCRIO BRACELPA / IBA LINK REVELANTE DA EMPRESAPRINCIPAISPRODUTOS

PRODUO DECELULOSE E PAPEL

FIBRIA http://bracelpa.org.br/bra2/?q=node/66 http://fibria.infoinvest.com.br/pt

b/5716/relatorio2013.pdf CeluloseEucalipto

5.257.000 T/ANO[1]

SUZANO PAPEL ECELULOSE http://bracelpa.org.br/bra2/?q=node/129

http://ri.suzano.com.br/ptb/s-4-ptb.html.

Papel e Celulose 3.200.000 T/ANO[2]

KLABIN http://bracelpa.org.br/bra2/?q=node/68http://www.klabin.com.br/pt-

br/paginas/relatorios-de-sustentabilidade

Papel e Celulose 1.788.000 T/ANO[3]

ELDORADO BRASIL http://bracelpa.org.br/bra2/?q=node/472http://www.eldoradobrasil.com.

br/static/file/eldorado-jn-3907-14.pdf

CeluloseEucalipto

1.270.000 T/ANO[4]

VERACEL http://bracelpa.org.br/bra2/?q=node/73http://www.veracel.com.br/Link

Click.aspx?fileticket=sigzn7-ewE8%3D&tabid=80&mid=452

CeluloseEucalipto

1.121.904 T/ANO[5]

CENIBRA http://bracelpa.org.br/bra2/?q=node/46http://www.cenibra.com.br/cenibra/Cenibra/pdf/relatoriodesust

entabilidadecenibra2012.pdf Papel e Celulose 1.203.596 ADT/ANO[6]

INTERNATIONALPAPER

http://bracelpa.org.br/bra2/?q=node/123http://extapps.mz-

ir.com/rao/internationalpaper/2013/

Papel e Celulose 810.000 TCelulose/ANO[7]

CMPC CELULOSERIOGRANDENSE

http://bracelpa.org.br/bra2/?q=node/120http://www.celuloseriograndense.com.br/docs/dl/Relatorio_de_

sustentabilidade_2012.pdf Papel e Celulose

451.500 TCelulose/ANO[8]

LWARCEL http://bracelpa.org.br/bra2/?q=node/126http://www.lwarcel.com.br/site/content/lwarcel/meio_ambiente

_atividade_industrial.asp

CeluloseEucalipto

250.000 T/ANO[9]

[1] FIBRIA RELATORIO DE SUSTENTABILIDADE 2013 .pdf; http://fibri a.infoi nvest.com.br/ptb/5716/relatori o2013.pdf [2] SUZANO RELATRIO DE SUSTENTABILID ADE 2012 .pdf; http://ri .suza no.com.br /ptb/s- 4-ptb.html.[3] KLABIN RELATRIO DE SUSTENTABILIDADE 2013.pdf ; http://rs .kla bin .com.br/[4]

ELDORADO RELATRIO DE SUSTENTABILIDADE 2013.pdf; http://www.eldora dobras il .com.br/static/fil e/eldora do-jn-3907 -14.pdf [5] VERACEL RELATRIO DE SUSTENTABILIDADE 2 013.pdf; http://www.veracel.com.br/LinkCli ck.aspx ?fileticket=sigzn7-ewE8%3D&tabi d=80&mid=452[6] CENIBRA RELATRIO DE SUSTENTABILIDADE 2013.pdf http://www.cenibra.com.br/cenibra /Cenibra/pdf/rela toriodesustentabili dadecenibra2 012.pdf [7] CMPC Rio Grandens e - Rela torio_de_sus tentabil ida de_2012.pdf [8] INTERNATIONAL PAPER - IP_RA2013-BR_pt.pdf [9] LWARCEL - http://www.lwarcel.com.br/site/content/lwarc el/meio_ambiente_ativida de_indus trial .asp


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Anexo n 3: Nomes das bacias hdricas, as quantidades da gua captada e as quantidades de efluente gerado.

NOME DA EMPRESAPRINCIPAIS UNDIADES

FABRIS - CELULOSE EPAPEL

BACIAS HDRICASCAPTAO

DE GUAGERAO DE

EFLUENTEUnidade

Aracruz, ES. Rio Doce 33,8 28,0 m/tsa

Trs Lagoas, MT. Rio Paran 28,7 22,6 m/tsaJacare, SP. Rio Paraba do Sul 24,9 21,7 m/tsaSuzano, SP. Rio TietLimeira, SP. Rio PiracicabaMucuri, BA. Rio Mucuri

Imperitriz, MA. Rio Tocantins - -

Telmaco Borba, PA. Rio Tibagi - m/ton papel

Octacilia Costa, SC. Rio Canoas - m/ton papel

ELDORADO BRASIL ( 4) Trs Lagoas, MT. Rio Paran - - m/tsa

VERACEL (5)Eunpolis, BA. Rio Jequitinhonha 25,3 21,1 m/tsa

CENIBRA (6) Ipatinga, MG. Rio Doce 47,6 40,5 m/ton papel

Mogi Gua u, SP. Rio Mogi Gua u

Trs Lagoas, MT. Rio Paran

Luiz Antnt io, SP. Rio Mogi GuauCMPC CELULOSE

RIOGRANDENSE (8) Guaiba, RS. Lago Gauba 37,1 29,7 m/tsa

LWARCEL (9) Lenois Paulsta, SP. Poos Artesenais /Rio Lenis

23,0 21,0 m/tsa

[1] FIBRIA RELATORIO DE SUSTENTABILIDADE 2013.pdf; http://fibri a.i nfoinves t.com.br/ptb/5716/rel atori o2013.pdf [2] SUZANO RELATRIO DE SUSTENTABILIDADE 2012.pdf; http://ri .suza no.com.br /ptb/s -4-ptb.html .[3] KLABIN RELATRIO DE SUSTENTABILI DADE 201 3.pdf; http://rs.kl abi n.com.br/[4] ELDORADO RELATRIO DE SUSTENTABILIDADE 2013.pdf; http://www.eldora dobras il .com.br/static/fi le/eldor ado-j n-3907-14 .pdf [5] VERACEL RELATRIO DE SUSTENTABILIDADE 2013.pdf; http://www.verac el.com.br/LinkCli ck.as px?fil eticket=si gzn7-ewE8%3D&tabi d=[6] CENIBRA RELATRIO DE SUSTENTABILIDADE 2013.pdf http://www.cenibra .com.br/cenibra/Ceni bra/pdf/r elatori odesustentabi li dade[7] CMPC Rio Grandens e - Relatori o_de_sus tentabi li dade_2012.pdf [8] INTERNATIONAL PAPER - IP_RA2013-BR_pt.pdf [9] LWARCEL - http://www.lwa rcel.com.br/si te/content/lwarcel /meio_a mbiente_ati vida de_industri al .asp

FIBRIA (1)

SUZANO PAPEL ECELULOSE (2)

INTERNATIONAL PAPER (7)

m/ton papel

m/ton papel

33,7 27,4

KLABIN (3) 37,0

49,0 45,8

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