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Sustentainable development a case study (1)

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Sustentainable development: a case study in

Central Máquinas industry

Conference Paper · October 2011

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Aline Souza

Universidade Federal de Uberlândia (UFU)

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on 19 January 2017.

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Anais do

3° Simpósio Brasileiro de Design Sustentável (III SBDS)

Leonardo Castillo; Manoel Guedes& Aguinaldo dos Santos (orgs.)

Rede Brasil de Design Sustentável – RBDS

Recife | Brasil | 2011

ISBN

Proceedings of the

3rd International Symposium on Sustainable Design (III ISSD)

Leonardo Castillo; Manoel Guedes& Aguinaldo dos Santos (orgs.)

Brazil Network on Sustainable Design - RBDS

Recife | Brazil | 2011

ISBN

Apresentação

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Anais do 3º Simpósio Brasileiro de Design Sustentável (III SBDS)

Proceedings of the 3rd International Symposium on Sustainable Design (III ISSD)

Dese nvolvim e nt o sust e nt áve l: um e st udo de c a so na

palavras chave: design sustentável; materiais alternativos; aço inox e carbono.

O objetivo deste trabalho é contribuir com a área de design e seleção de materiais com um estudo de caso realizado na Central Máquinas, indústria de Uberlândia/MG, atuante no projeto, fabricação e/ou reparos de máquinas e equipamentos industriais para diversos segmentos, utilizando como principais matérias-primas o aço inox e o aço carbono. Trata-se de um levantamento realizado em três etapas: a primeira consistiu numa análise dos processos produtivos da empresa visando entendimento de sua capacidade produtiva; a segunda em uma visita aos depósitos dos resíduos provenientes da produção para análise da viabilidade de utilização como matéria-prima de novos objetos; e por fim, a classificação dos resíduos, onde a matéria descartada foi analisada e catalogada de acordo com as possibilidades de produção. A investigação integra os levantamentos realizados em um projeto de pesquisa do Núcleo de Design da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo e Design (FAUeD) da Universidade Federal de Uberlândia (UFU) em parceria com a Central Máquinas financiado pela Fundação de Apoio a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) , cujo objetivo geral era levantar as possibilidades de utilização de resíduos industriais do setor metal mecânico no design de objetos residenciais, proporcionando um valor a matéria descartada.

Keywords: sustentainable development; alternative materials; stainless steel and carbon.

This work pretends to contribute to the area of design and material selection with a case study conducted in Central Machinery industry, Uberlândia / MG, active in designing, manufacturing and / or repairs of machinery and equipment for various industrial segments, using as main raw material stainless steel and carbon steel. This is a survey conducted in three stages: the first was an analysis of business processes aimed at understanding its productive capacity, the second in a visit to the deposit of waste from

production to study the feasibility of use as feedstock of new objects, and finally, the classification of waste, where the matter was dropped analysed and catalogued according to the production possibilities. The research includes surveys done on a research project of the Núcleo de Design da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo e Design (FAUeD) da Universidade Federal de Uberlândia (UFU) in partnership with Central Máquinas financed by Fundação de Apoio a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), whose general objective was to raise the possibility of using industrial waste in the metal mechanic sector residential design of objects, providing a valuable matter dropped.

1 Introdução

O presente trabalho apresenta um estudo sobre as possibilidades de aproveitamento do resíduo de aço que integra um projeto de pesquisa desenvolvido na cidade de Uberlândia/MG pelo Núcleo de Design da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo e Design (FAUeD) da Universidade Federal de Uberlândia (UFU) em parceria com a Central Máquinas financiado pela Fundação de Apoio a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG).

O objetivo geral do projeto foi implantar uma Unidade de Design e Inovação (UDI) na Central Máquinas, indústria do setor metal mecânico, que pudesse realizar os estudos lidando diretamente com a produção e as peças descartadas, a fim de proporcionar valor a elas.

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Para a realização do projeto foram definidas as seguintes etapas executoras:

- Implantação da UDI na Central Máquinas, local destinado aos estudos, armazenamento de materiais da pesquisa e desenvolvimento de projeto de produtos.

- Levantamento, identificação e separação por categorias da matéria-prima descartada pela Central Máquinas.

- Levantamento de maquinário, processos de transformação e mão-de-obra especializada. - Pesquisa de mercado para identificação de público-alvo e oportunidades. Estudo de usuários em potencial.

- Etapa de criação. Análise da viabilidade produtiva, impacto ambiental e da potencialidade comercial.

Este trabalho apresenta os resultados da segunda etapa de execução do projeto, a fim de contribuir com o design e a área de seleção de materiais.

2 Resíduo de Aço

O Aço é um material industrial formado pela liga de ferro e carbono, sendo que o percentual de carbono por peso não ultrapassa 2%. Em relação às suas propriedades mecânicas, em termos genéricos, o Aço possui elevada dureza, grande resistência à tração, à compressão, elevada plasticidade, ductibilidade, além de ser bom condutor elétrico e térmico. (LIMA, 2006).

Neste trabalho foram estudados dois tipos específicos de Aço – Carbono e Inoxidável. Conforme Lesko (2004, p.18) o Aço Carbono é “um metal a base de ferro que contém carbono e pequenas quantidades de outros elementos.” Os formatos comerciais disponíveis variam entre chapas, perfis, barras e tubos, com aplicabilidade na construção civil, mecânica, produtos ferroviáros, estruturais para mobiliário, entre outros. Já o Aço Inoxidável de acordo com Lima (2006, p.45) é “a combinação do aço carbono (0,03 a 0,15%) com o cromo na proporção de 11 a 20% o que lhe confere uma notável resistência à oxidação”. Sendo considerado, portanto, um material nobre. É disponibilizado nos mesmos formatos comerciais que o aço carbono e aplicado na indústria de cutelaria, instrumentos de medição, produtos que requerem cuidados extremos de higiêne, entre outros.

Ambos podem ser transformados em objetos por meio de Estamparia de Corte,

Conformação Mecânica, Sinterização, Fundição e Extrusão, requerendo investimentos altos em equipamentos por conta da potência exigida para trabalho com aço.

Segundo o Instituto Aço Brasil (2011) a produção brasileira de aço bruto em fevereiro de 2011 foi de 2,7 milhões de toneladas, com aumento de 11,4% em relação ao mesmo mês em 2010. As vendas internas foram de 1,8 milhões de toneladas e as exportações atingiram 870 mil toneladas. Os principais setores consumidores de aço no Brasil são: Construção Civil, Automotivo, Bens de capital, Máquinas e Equipamentos (incluíndo agrícolas), Utilidades Domésticas e Comerciais. O estado de Minas Gerais é o maior produtor brasileiro, com participação de 32,8%, o que corresponde a 1812,0 toneladas de aço bruto.

O setor metal mecânico, assim como os demais setores industriais, gera resíduos sólidos. Conceitualmente, Resíduo Sólido Industrial é classificado pela NBR 10004 (ABNT, 2004) como as sobras descartáveis das atividades industriais.

As decisões técnicas e econômicas tomadas em todas as fases de gerenciamento dos resíduos, tais como, manuseio, acondicionamento, armazenagem, coleta, transporte, tratamento e disposição final, devem estar fundamentadas na classificação dos mesmos. (ROCCA, 1993). No caso dos resíduos de aço, a responsabilidade deste gerenciamento é das indústrias.

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Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil (2007) estima-se que as indústrias do estado de Minas Gerais gerem 15.165.193,65de toneladas de resíduos sólidos anualmente.

No panorama internacional, houve um grande avanço no aproveitamento de resíduos. Em países europeus e no Japão essa prática tem crescido a cada ano e isso é justificado não só pela escassez de espaço, que eleva o custo do armazenamento, como pela escassez de matéria-prima. No Brasil, discussões de logística e viabilidade econômica permeiam o setor. (FERNANDES, 2009).

O desenvolvimento econômico estimula o consumo e promove como consequência o crescimento do descarte de produtos e resíduos. O reaproveitamento da matéria descartada torna-se necessário, por implicações ambientais (poupar recursos naturais e minimizar a geração de agentes poluentes), questões de espaço (áreas disponíveis para aterros), e também pela vantagem de novos produtos com menor custo.

Um importante aspecto na avaliação do uso de resíduos como matéria-prima para produtos industriais é a aplicabilidade em projetos bem-sucedidos. O conceito de sustentabilidade só tem sentido quando permeia a àrea da eficácia, ou seja, as propostas apresentam equilíbrio entre a dimensão técnica e a dimensão cultural da inovação, conforme Manzini e Vezzoli (2008).

A utilização de resíduos como matéria prima evita prejuizos ambientais com transporte, trabalho de equipamentos, embalagem e processamento, além de impedir o acúmulo de material no meio ambiente. Do ponto de vista econômico, essa prática poderá gerar ainda uma ampliação de mercado para as indústrias, acabar com possível ociosidade da produção, gerar novos empregos e valorização da matéria descartada.

4 Estudo de Caso

Uberlândia é a maior cidade do interior do estado de Minas Gerais, localizada na região do Triângulo Mineiro, uma das mais desenvolvidas do estado. Segundo estudo realizado pelo CEPES/UFU (2004) sobre o perfil das indústrias de Uberlândia/MG existe cerca de 90 empresas do ramo de metalurgia na cidade.

O objeto de estudo desse trabalho foi uma dessas empresas, a Central Máquinas. Trata-se de uma empresa de pequeno porte que atua no projeto, fabricação e/ou reparos de máquinas e equipamentos industriais para diversos segmentos, utilizando como principais matérias-primas o aço inox e aço carbono. As peças produzidas são de grandes dimensões, exigindo extensos barracões para montagem e manuseio, além de material em quantidades elevadas. O reparo de equipamentos é a principal atividade, com a qual, a empresa atende indústrias

multinacionais renomadas, seja na substituição de peças inteiras ou no reparo de partes danificadas.

O estudo foi realizado no período de novembro de 2010 a março de 2011 e se enquadra no tipo monográfico ou estudo de caso, com a técnica de observação direta intensiva na forma de entrevista e registro fotográfico.

Trata-se de um levantamento realizado em três etapas: a primeira consistiu numa análise dos processos produtivos da empresa visando entendimento de sua capacidade produtiva; a segunda em uma visita aos depósitos dos resíduos provenientes da produção para análise da viabilidade de utilização como matéria-prima de novos objetos; e por fim, a classificação dos resíduos, onde a matéria descartada foi analisada e catalogada de acordo com as

possibilidades de produção.

Primeira etapa – Análise dos processos produtivos

A primeira etapa consistiu em uma visita ao setor produtivo, momento em que ocorreu entrevista com um representante da empresa e registro fotográfico, com o objetivo de entender a estrutura organizacional da produção, do ponto de vista do aproveitamento dos resíduos.

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de equipamentos industriais. Para tanto, a empresa é setorizada em tornearia e caldeiraria. Nesta etapa foi possível identificar que durante o processo de fabricação ou reparo destes equipamentos/máquinas são gerados inúmeros resíduos. A produção de peças novas dá origem a retalhos de aço inox e carbono de dimensões e formatos diversos. Já o conserto de equipamentos promove o descarte de peças prontas nos mesmos materiais que não tem mais serventia devido ao desgaste, dimensões inapropriadas, partes danificadas, entre outros.

Assim, os tipos de resíduos gerados puderam ser preliminarmente classificados em dois

tipos: retalhos e sucatas (Figura 1).

Figura 1: A primeira imagem mostra exemplos de retalhos e a segunda de sucatas

Para a indústria, no segmento atual, tanto os retalhos quanto as sucatas não têm serventia às demandas da produção. No entanto, caso fossem delineadas novas demandas por produtos de menores dimensões, os dois tipos de resíduos poderiam ser utilizados como matéria alternativa, pois as propriedades mecânicas dos metais permitem a reutilização e a indústria possui o maquinário necessário para a transformação.

Segunda etapa – Estocagem dos resíduos

A segunda etapa consistiu em uma visita aos depósitos dos resíduos provenientes da produção para análise da viabilidade de utilização como matéria-prima de novos objetos. Verificou-se que o descarte desses resíduos além de ser oneroso à indústria devido à desvalorização

expressiva do material, é prejudicial ao meio ambiente.

O aço inox novo custa cerca de R$15,00 o quilo, quando vendido ao ferro-velho custa em média R$ 2,00 o quilo, já o aço carbono cerca de R$ 3,00 novo e a empresa consegue vender ao ferro-velho por R$0,20. Quando chega ao ferro-velho, as peças que não são reaproveitadas para outros fins, são destinadas à fundição que exige a utilização de transporte, aquecimento e derretimento do material (extremamente nocivo), processamento para adequar o material aos formatos e padronagem comerciais, embalagem, novo transporte, armazenamento e estocagem para serem comercializados, gerando prejuízos ao meio ambiente.

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Figura 2: Estocagem de retalhos e sucatas no terreno da empresa

Verificou-se que a empresa não utiliza uma prática sistemática para o estoque das sobras da produção. Além do acúmulo a céu aberto e diretamente em contato com o solo, não há preocupação com a separação do material por classificação. O representante da empresa explicou que o armazenamento mais adequado não ocorre, principalmente, por dois motivos: os retalhos e as sucatas não são usados pela empresa e não há mão de obra com tempo disponível para este tipo de serviço. Ele acredita que se existisse algum meio do funcionário fazer isso já no momento do descarte, seria mais fácil de incentivar a prática.

Foram levantadas possibilidades diferentes de sistemas de armazenagem, em conjunto com o empresário e os funcionários. Concluiu-se que para os retalhos a melhor opção era destinar uma parte do estoque de materiais novos com prateleiras largas. Pensou-se também em locar os retalhos nas prateleiras mais próximas da produção, objetivando-se um ciclo continuo, facilitando tanto a saída quanto a entrada de material. Os retalhos devem ser classificados por tamanho e espessura para serem encontrados com facilidade.

Já em relação às sucatas o empilhamento em pallets em local coberto seria uma opção viável, já que a maioria das peças é de grandes dimensões e ocupariam muito espaço nas instalações internas da empresa. Em relação, a proximidade da produção, segundo os funcionários não seria um empecilho, pois de qualquer maneira, devido às dimensões extremas, as peças têm que ser deslocadas com carrinhos industriais. Analisando as peças, acredita-se também que elas não seriam apropriadas para o reaproveitamento em uma produção seriada, o que faz crer que serão utilizadas com menor frequência que os retalhos.

Terceira etapa – Classificação dos resíduos

A última etapa foi realizada com o objetivo identificar e classificar o resíduo gerado a fim de uma padronização de referência que seria utilizada nas etapas subsequentes do projeto de pesquisa.

Foi organizada uma classificação do material descartado tendo em vista os seguintes critérios: tipo de material (inox ou carbono); tamanho; geometria; espessura; tipo de sobra (retalho ou sucata). Esta etapa foi de fundamental importância para outra etapa do projeto de pesquisa – o desenvolvimento de objetos com as sobras.

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Dentro do formato “Retalhos”, matéria mais abundante, foi possível criar ainda outros grupos de classificações de acordo com o formato das peças: geométrico (retângulos, quadrados, triangulos e círculos) e formato orgânico (todos os outros) (Figura 3).

Figura 3: Exemplos de geometrias encontradas nos retalhos

Tanto no tipo “retalho” quanto no “sucata”, os resíduos ainda foram subdivididos de acordo com as dimensões para facilitar o armazenamento e incentivar a separação. Ao estudar as potencialidades de transformação dos resíduos, foi possível observar que apesar do estado aparente de deterioração (como se encontram a maioria das peças), tais como, pontos de ferrugem e irregularidades na superfície, o tratamento do material permite transformá-lo em objetos com as mesmas qualidades de resistência e estética daqueles que são fabricados com matéria-prima nova, como é o caso do teste mostrado na figura 04.

Figura 4: Testes de possíveis acabamentos

5 Discussão

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Do ponto de vista econômico, o aproveitamento dos resíduos terá um impacto importante para a empresa. Na maior parte do tempo, os equipamentos e funcionários ficam ociosos enquanto aguardam novos serviços, além do fato dos processos de fabricação utilizarem setores diferentes que normalmente não operam ao mesmo tempo. Vários autores citam que a utilização de resíduos sólidos industriais constituem um problema ambiental e seu gerenciamento deve ser conduzido de forma adequada, seja pela disposição final ou pela reciclabilidade.

É importante destacar ainda que, em geral, objetos de uso que têm como matéria-prima o aço, têm alto valor de venda e esse fator aliado a um bom projeto poderia acarretar o crescimento de indústrias do mesmo setor que a Central Máquinas quando os produtos fossem introduzidos no mercado.

6 Considerações finais

Tanto para a empresa Central Máquinas quanto para os pesquisadores envolvidos, o projeto permitiu novas reflexões no sentido de uma produção mais sustentável. Os resíduos passaram a ser vistos de outra maneira após os estudos e aplicações em testes.

Os encontros entre os pesquisadores, funcionários e o empresário tornaram possível o desenvolvimento de ideias em grupo que atendessem ora as expectativas dos pesquisadores ora a objetividade dos representantes e funcionários da empresa.

Com a realização deste trabalho pretende-se contribuir para a criação de parâmetros de sustentabilidade aplicados ao design e seleção de materiais que possam servir de referência na atividade de projeto de produto, além de estimular e contribuir com a aplicação de estratégias de design adequadas para a produção sustentável no Brasil.

Agradecimento

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geriais (FAPEMIG) e à Central Máquinas, gostariamos de manifestar nosso agradecimento pelo financiamento e apoio que permitiram a viabilização deste trabalho.

Referências

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2004). NBR10004 – Resíduos sólidos

-Classificação. 2ª Ed. Rio de Janeiro, ABNT.

FERNANDES, D. M. P. (2009) Avanços no Design de produtos de resíduos de vidro reciclado.

In: Anais do 1° Simpósio paranaense de Design Sustentável. C uritiba, UFPR.

INSTITUTO Aço Brasil (2011). Dados do mercado. Disponível em: < http://www.acobrasil.org.br/site/portugues/numeros/numeros--mercado.asp> Consult. 03 de Março de 2011

Lesko, J. (2004) Design Industrial: materiais e processos de fabricação. Trad. Wilson Kindlein Jr, Clovis Belbute Peres. São Paulo, Ed. Edgard Blücher.

Lima, L. A. M. (1999) Introdução aos materiais e processos industriais para designers. Rio de Janeiro, Ciência Moderna.

MANZINI, E.; VEZZOLI, C. (2008). O desenvolvimento de produtos sustentáveis: os requisitos ambientais dos produtos industriais. São Paulo, Edusp.

PANORAMA DOS RESÍDUOS SÓLIDOS NO BRASIL (2007). ABRELPE: Associação Brasileira

de Empresas de Limpeza pública e Resíduos Especiais. São Paulo.

PERFIL DA INDÚSTRIA NO MUNÍCIPIO DE UBERLÂNDIA-MG (2004) CEPES/UFU: Centro

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ROCCA, A. C. (1993) Resíduos Sólidos Industriais. São Paulo, CETESB.

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