UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DIRETORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
AURÉLIO ZOELNER DALLAROSA
PROPOSTA DE MELHORIA NO PROCESSO INDUSTRIAL DO
CARBONATO DE CÁLCIO APOIADA EM MODELO DE REFERÊNCIA
DO DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO E PROCESSO
DISSERTAÇÃO
PONTA GROSSA
2011
AURÉLIO ZOELNER DALLAROSA
PROPOSTA DE MELHORIA NO PROCESSO INDUSTRIAL DO
CARBONATO DE CÁLCIO APOIADA EM MODELO DE REFERÊNCIA
DO DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO E PROCESSO
Dissertação apresentada como requisito
parcial à obtenção do título de Mestre em
Engenharia de Produção, do Programa de
Pós-Graduação em Engenharia de
Produção. Área de concentração: Gestão
Industrial,
Universidade
Tecnológica
Federal do Paraná – UTFPR, Ponta
Grossa.
Orientador: Prof. Dr. Aldo Braghini Junior
PONTA GROSSA
2011
Dedico este trabalho à minha esposa
Andréia e a minha filha Amanda.
AGRADECIMENTOS
À Deus que me deu força, inspiração e perseverança nesta árdua trajetória.
À minha mãe Zilda por servir de exemplo de conduta, pelo amor
incondicional e pelo apoio irrestrito em toda a minha caminhada profissional e
acadêmica.
À minha amada esposa Andréia e a minha amada filha Amanda por servirem
de inspiração e por compreenderem minha ausência em muitos momentos.
Ao meu irmão Valter, a avó Glória e a todos os familiares pela confiança e
pelas nobres palavras de incentivo.
Ao orientador Profº Dr. Aldo, por compartilhar seu vasto conhecimento e
sabedoria, além de apoiar e compreender em todas as fases desta pesquisa.
Ao Sr. Leopoldo Flores, amigo e incentivador, por possibilitar a flexibilização
de horários para que eu conseguisse a conciliação necessária entre as atividades
laborais e acadêmicas.
Ao grande amigo Ricardo Carvalho, o principal motivador para obtenção
deste título.
Aos colegas do mestrado, particularmente, Caroline Vaz e Marco Subitil pelo
apoio e parceria acadêmica.
Aos estimados professores Kovaleski , Pilatti, Frasson, Marçal, Ivanir, Xavier
e Luis Maurício.
Aos Professores Doutores da banca examinadora, pela sua contribuição ao
meu trabalho.
Aos nobres profissionais e amigos da secretaria do PPGEP Luiz Cesar e
Antônio Sérgio.
À UTFPR Campus Ponta Grossa, instituição séria, renomada e de excelente
ensino, a qual me acolheu, elevando os rumos da minha vida.
"O mestre somente aparece quando
o seu discípulo está pronto"
Confúcio
RESUMO
DALLAROSA, A. Z. Proposta de melhoria no processo industrial do carbonato
de cálcio apoiada em modelo de referência do desenvolvimento de produto e
processo. 2011. 168 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção, Universidade
Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2011.
As empresas têm buscado melhorias, a fim de se tornarem mais competitivas,
agregando valor aos produtos e reduzindo os custos. Muitas vezes, as melhorias
não se impõem ao produto, mas sim ao processo de produção, visto que em alguns
casos os produtos estão consolidados e não sofrem mais alterações. A
industrialização do Carbonato de Cálcio (CaCO3) é o caso típico de produto
consolidado e as melhorias normalmente acontecem no processo de produção. Esta
pesquisa busca a melhoria de processo em duas unidades de industrialização de
CaCO3 de uma mesma empresa, sendo uma delas, processadora de carbonato de
cálcio natural e a outra processadora de carbonato de cálcio precipitado. Ambas as
unidades possuem produtos fortemente solidificados em seus respectivos mercados.
Seus produtos são direcionados à indústria papeleira. Neste trabalho foram
levantadas algumas possibilidades de melhorias em cada processo, a fim de reduzir
as perdas de matéria prima e a redução no consumo de insumos. Como existem
muitas ferramentas e metodologias que buscam a solução de problemas e
melhorias, optou-se neste trabalho pela comparação de algumas metodologias.
Algumas são tradicionais, como o MASP e o PmaisL. O modelo de referência Trevo
Fractal é normalmente usado no desenvolvimento de produto e processo. O Trevo
Fractal foi utilizado na tentativa de melhorar a qualidade e a abrangência das
soluções de melhoria para processos de produção com alto nível de organização e
automação. O modelo de referência Trevo Fractal é uma metodologia que pode ser
utilizada facilmente para melhorias em produtos ou processos industriais
independentemente do ramo de atuação. Dessa forma, realizou-se uma pesquisa
exploratória qualitativa para um levantamento minucioso de informações dos
processos de produção das duas unidades. Posteriormente, foram aplicadas as
metodologias MASP e PmaisL, bem como o modelo de referência Trevo Fractal.
Todas as metodologias aplicadas apresentaram soluções de melhoria, no entanto,
as soluções apontadas pelo modelo Trevo Fractal foram mais abrangentes do que
as demais metodologias. O referido modelo de referência mostrou-se capaz
enquanto metodologia de melhoria de processo.
Palavras chave: Processos Industriais; Mineração do Carbonato de Cálcio; MASP,
PmaisL; Modelo de Referência Trevo Fractal.
ABSTRACT
DALLAROSA, A. Z. Proposed improvements in the manufacturing process of
calcium carbonate supported by the reference model of product development
and process. 2011. 168 f. Dissertation (Masters in Industrial Engineering) – Post
Degree Program in Production Engineering, Federal Technology University - Parana,
Ponta Grossa, 2011.
The companies have pursued improvements in order to become more competitive,
adding value to the products and reducing costs. Often, the improvements are not
applied to the product, but to the production process, since in some cases, products
are already consolidated and not suffer any type of changes. The industrialization of
Calcium Carbonate (CaCO3) is the typical case of consolidated product and normally
the improvements usually happen in the production process. This research seeks the
improve process in two industrialization units of CaCO3 in the same company, one of
them, processing Natural Calcium Carbonate and other one, the process of
Precipitated Calcium Carbonate. Both units have strongly successful products in their
respectively market. Their products are made to the paper industry. In this research
have been raised some improvement possibilities in each process in order to reduce
losses of raw material and reduce consumption of inputs. As there are many tools
and methodologies that seek the solution of problems and improvements, in this
research was chosen a method by comparison of some methodologies. Some are
traditional, such as QC-Story and Cleaner Production. The model of reference Fractal
Clover is commonly used in product development and process. The Fractal Clover
was used in an attempt to improve the quality and breadth of solutions for improving
production processes with high level of organization and automation. The reference
model of Fractal Clover is a methodology that can easily be used for improvements in
products or industrial processes regardless the business activity. Thus, there was a
qualitative exploratory research for a closer survey to obtain information of production
processes in both plants. Subsequently it was applied the methodologies QC-Story,
Cleaner Production and the reference model Fractal Clover. All applied
methodologies presented solutions for improvement, however, the solutions
suggested by the model Fractal Clover were broader than other methodologies. The
model in reference shown it is capable as methodology of improvement process.
Keywords: Industrial Processes; Calcium Carbonate Mining; QC-Story, Cleaner
Production; Fractal Clover Model.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Evolução do Carbonato de Cálcio na Indústria Papeleira ........................24
Figura 2 – Moinho de Rolos com Classificador - tipo rotor ........................................28
Figura 3 – Modelo de Planta Industrial de PCC ........................................................30
Figura 4 – Processo de Desenvolvimento de Produto ..............................................34
Figura 5 – Visão Tradicional do PDP versus Novo Escopo.......................................35
Figura 6 – Modelo do PDP- Unificado proposto Rozenfeld .......................................39
Figura 7 – Considerações do Projeto ........................................................................41
Figura 8 – Ciclo do Projeto ........................................................................................41
Figura 9 – Modelo do Diagrama de Ishikawa ............................................................46
Figura 10 - PDCA ......................................................................................................48
Figura 11 – Etapas do Processo PmaisL ..................................................................52
Figura 12 – MRTFPDP: Modelo de Referência Trevo Fractal de Desenvolvimento do
Produto......................................................................................................................57
Figura 13 – Modelo de Referência Trevo Fractal Conceitual ....................................58
Figura 14 – Metodologia da Pesquisa .......................................................................61
Figura 15 – Níveis das Ferramentas e Metodologia de Gestão ................................62
Figura 16 - Processo Industrial de GCC....................................................................67
Figura 18 - Processo industrial de PCC ....................................................................75
Figura 19 – Diagrama de Ishikawa para perdas de matéria prima ............................87
Figura 19 – PDCA – Perdas de matéria prima - GCC ...............................................90
Figura 20 – Diagrama de Ishikawa para o consumo de energia elétrica...................91
Figura 22 – PDCA – Redução do consumo de energia elétrica ................................93
Figura 22 – Diagrama de Ishikawa – Perdas de matéria prima / PCC ....................113
Figura 23 - PDCA – Perdas de Matéria Prima / PCC ..............................................115
Figura 24 – Diagrama de Ishikawa – Consumo de Energia Elétrica / PCC.............116
Figura 25 – PDCA – Redução do Consumo de Energia Elétrica / PCC ..................117
LISTA DE QUADROS
Quadro 1- Meta-Ações de Alberti para o Processo Criativo ......................................56
Quadro 2 – Meta-Ações de Alberti para o Processo Industrial..................................59
Quadro 3 – Quadro dos funcionários da empresa Alfa .............................................65
Quadro 4 – Dados dos funcionários da empresa Alfa ...............................................72
Quadro 5 – Quadro dos funcionários da empresa Beta ............................................74
Quadro 6 – Dados dos Funcionários da Empresa Beta ............................................80
Quadro 7 – 5W2H – Plano de ações para a empresa Alfa – Matéria Prima .............89
Quadro 8 – 5W2H – Plano de Ações para a Empresa Alfa – Energia Elétrica..........92
Quadro 9 – Níveis da PmaisL na Empresa Alfa ........................................................95
Quadro 10 – Trevo Fractal Empresa Alfa..................................................................99
Quadro 11 – Quadro Comparativo entre as Ferramentas de Gestão e o MTF na
Empresa Alfa...........................................................................................................107
Quadro 12 – 5W2H – Plano de Ações para a Empresa Beta – Matéria Prima .......114
Quadro 13 – 5W2H – Plano de Ações para a Empresa Beta – Energia Elétrica ....117
Quadro 14– Níveis da PmaisL na Empresa Beta ....................................................119
Quadro 15 – Trevo Fractal Empresa Beta...............................................................121
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Consumo Mundial de Insumos na Pigmentação do Papel......................26
Gráfico 2 – Gráfico de Pareto....................................................................................45
Gráfico 3 – Pareto dos principais custos operacionais da empresa Alfa...................82
Gráfico 4 – Perdas de matéria prima (CaCO3) .........................................................83
Gráfico 5 – Consumo de energia elétrica ..................................................................84
Gráfico 6 – Custo de manutenção por tonelada processada ....................................85
Gráfico 7 – Consumo de Água ..................................................................................86
Gráfico 8 – Pareto dos principais custos operacionais da empresa Beta................109
Gráfico 9 – Perdas de matéria prima – CaCO3 - PCC ............................................110
Gráfico 10 – Consumo de energia elétrica - PCC ...................................................111
Gráfico 11 – Custo de Manutenção PCC ................................................................111
Gráfico 12 – Custo de Transporte da Empresa PCC ..............................................112
LISTA DE FOTOGRAFIAS
Fotografia 1a 1b - Pedra de carbonato de cálcio de 6” .............................................68
Fotografia 2 – Pedra de carbonato de cálcio após a britagem de 1” .........................68
Fotografia 3 – Pó de 20µm após a moagem seca.....................................................69
Fotografia 4 – Produto final após a moagem úmida de 2µm.....................................71
Fotografia 5 – Pedra de Cal Virgem 1” ......................................................................76
Fotografia 6 – Matéria prima e produtos acabados do PCC .....................................79
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABCTP
Associação Brasileira Técnica de Celulose e Papel
ANA
Agência Nacional das Águas
ANEEL
Agência Nacional de Energia Elétrica
BS OHSAS Occupational Health and Safety Management
BULK
Espessura da folha do papel off-set
BVQI
Bureau Veritas
CaCO3
Carbonato de Cálcio
CLP
Controlador Lógico Programável
COATING
Cobrimento de mineral no papel
CONAMA
Conselho Nacional do Meio Ambiente
DNER
Departamento Nacional de Estrada e Rodagem
FILER
Carga mineral na massa celulósica
GCC
Grinding Calcium Carbonate
H2O
Composição química da água
ISO 9001
International Organization for Standardization – Quality
ISO 14001 International Organization for Standardization – Environment
MIX
Formato de produção industrial
NBR
Norma Brasileira Regulamentadora
Off-set
Papel para impressão – tipo escolar
PCC
Pricipitated Calcium Carbonate
pH
Potencial hidrogeniônico
PR
Sigla do estado do Paraná
MB
Código para referenciar um moinho de bolas
SC
Sigla do estado de Santa Catarina
SGI
Sistema de Gestão Integrada
Slurry
Nome industrial para lama de carbonato de cálcio
SMD
Slurry Makedown – Produdo base para a produção de carbonato de
cálcio
SP
Sigla do estado de São Paulo
TQ
Abreviatura de tanque
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................... 16
1.1 DELIMITAÇÕES DA PESQUISA ........................................................... 18
1.2 HIPÓTESE............................................................................................. 18
1.3 OBJETIVOS........................................................................................... 19
1.3.1 Objetivo Geral ...................................................................................... 19
1.3.2 Objetivos Específicos........................................................................... 19
1.4 JUSTIFICATIVA..................................................................................... 19
1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO .............................................................. 20
2 REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................ 22
2.1 PROCESSO DE INDUSTRIALIZAÇÃO DO CARBONATO DE
CÁLCIO ........................................................................................................ 22
2.2 APLICAÇÃO DO CARBONATO DE CÁLCIO (CACO3) NA INDÚSTRIA
PAPELEIRA ................................................................................................. 23
2.2.1 Processo de Mineração do Carbonato de Cálcio Natural - GCC ......... 27
2.2.2 Processo de Mineração do Carbonato de Cálcio Precipitado - PCC ... 30
2.2.3 Consumo de Água ............................................................................... 31
2.2.4 Consumo de Energia Elétrica .............................................................. 32
2.3 PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS - PDP .......... 34
2.3.1 Abordagens de Estudo do Desenvolvimento de Produto..................... 36
2.3.2 Caracterização do Processo de Desenvolvimento de Produto ............ 38
2.3.3 Seleção de Materiais e Processos....................................................... 40
2.4 METODOLOGIA DE ANÁLISE E SOLUÇÃO DE PROBLEMAS MASP ........................................................................................................... 42
2.4.1 Brainstorming....................................................................................... 44
2.4.2 Pareto .................................................................................................. 44
2.4.3 Diagrama de Ishikawa ......................................................................... 45
2.4.4 Planilha 5W2H ..................................................................................... 47
2.4.5 Ciclo PDCA .......................................................................................... 47
2.5 PRODUÇÃO MAIS LIMPA - PMAISL..................................................... 49
2.6 MODELO DE REFERÊNCIA DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO
E PROCESSO – TREVO FRACTAL ............................................................ 53
2.6.1 O Modelo de Referência - Trevo Fractal adaptado para o
Desenvolvimento de Produtos e Processos ................................................. 55
3 METODOLOGIA........................................................................................ 60
4 CARACTERIZAÇÃO DOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO DAS
EMPRESAS PARTICIPANTES DESTE ESTUDO....................................... 64
4.1 EMPRESA ALFA – ESPECIALIZADA EM GCC .................................... 64
4.1.1 Processamento do CaCO3 Natural ...................................................... 66
4.2 EMPRESA BETA – ESPECIALIZADA EM PCC..................................... 73
4.1.2 Processamento do CaCO3 Precipitado ................................................ 73
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES .............................................................. 81
5.1 EMPRESA DE GCC – ALFA.................................................................. 81
5.1.1 Levantamento dos Pontos de Melhoria da Empresa Alfa .................... 81
5.1.2 MASP – Empresa Alfa ......................................................................... 86
5.1.3 PmaisL – Empresa Alfa ....................................................................... 94
5.1.4 Modelo Trevo Fractal – Empresa Alfa.................................................. 98
5.2 EMPRESA BETA – PCC........................................................................ 108
5.2.1 Levantamento dos Pontos de Melhoria da Empresa Beta ................... 109
5.2.2 MASP – Empresa Beta ........................................................................ 112
5.2.3 PmaisL – Empresa Beta ...................................................................... 118
5.2.4 Modelo Trevo Fractal – Empresa Beta ................................................ 120
6 CONCLUSÃO............................................................................................ 131
7 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS........................................ 133
REFERÊNCIAS............................................................................................ 134
APÊNDICE A - DADOS GERAIS ................................................................ 142
ANEXO A - Empresa Alfa / Planilhas de Produção: 2008 a 2010 ........... 144
ANEXO B - Empresa Alfa / Atas de Reunião............................................ 148
ANEXO C - Empresa Alfa / Planilhas das Ações – 5W2H ....................... 155
ANEXO D - Empresa Beta / Planilhas de Produção: 2008 a 2010 .......... 158
ANEXO E - Empresa Beta / Atas de Reunião........................................... 162
ANEXO F - Empresa Beta / Planilhas das Ações – 5W2H ...................... 166
16
1 INTRODUÇÃO
De acordo com Alves (2009), foi no século XIX que iniciou-se a Pesquisa e
Desenvolvimento de Produtos, a qual objetivava a resolução dos problemas
presentes
na
vida
cotidiana.
Contudo,
as
criações
dos
produtos
eram
exclusivamente, de interesses dos proprietários das empresas e as mesmas eram
conduzidas de forma intuitiva. As pesquisas e o desenvolvimento fundamentam-se
nos pilares técnicos, muitas vezes associados ao mercado pouco competitivo.
Contudo, a inovação e as novas tecnologias são inevitáveis para as organizações.
Qualquer projeto visa a lucratividade e longevidade do produto durante sua
vida comercial; com o mercado externo, as empresas tendem a estarem mais
automatizadas e competitivas. Por esta razão o Processo e Desenvolvimento do
Produto deve estar bem elaborado e implementado durante cada uma de suas
fases. Para Fleury (2003), a necessidade de evolução e inovação na Pesquisa no
Desenvolvimento de Produtos propicia uma cadeia de necessidades, voltadas para
todo o desenvolvimento do produto, principalmente para a satisfação do cliente.
As novas tecnologias e materiais impulsionam as empresas e organizações
a buscarem melhorias, a fim de se tornarem mais competitivas, agregando valor aos
produtos e otimizando os custos, principalmente nas perdas ocorridas nos processos
industriais. Muitas vezes, as melhorias não se impõem ao produto, mas sim ao
processo de desenvolvimento, visto que em alguns casos os produtos são básicos,
estão consolidados no mercado e não sofrem mais alterações. Quando não há
possibilidade de inovar no produto final, as organizações tendem a otimizar e
automatizar os processos industriais, porque em qualquer segmento abordado,
sempre há possibilidades de melhorias que podem ser implementadas.
Conforme afirma Pahl e Beitz (1996), atualmente, as empresas buscam
melhorar os produtos e também o gerenciamento de desenvolvimento, seja ele um
produto base, um produto final e/ou um serviço.
O acompanhamento e monitoramento do produto em cada fase de execução
é necessário visando principalmente as análises de custo com relação ao benefício
porque, muitas vezes, para que as melhorias sejam implementadas, alguns
investimentos devem ser introduzidos na organização. As melhorias dos processos
17
podem ser aplicadas com baixo custo, pois, nem sempre os investimentos de
melhorias estão relacionadas com altos investimentos. As ideias podem ser simples
ou não, o estudo visa o quanto de investimento será necessário para obter o retorno
monetário para a organização.
Como aborda Alves (2009), a prática e evolução industrial demonstra que o
envolvimento de todas as áreas (Projeto, Produção, Manutenção, Logística,
Suprimentos, Vendas e Administração) possibilita as otimizações, melhorias de
produtos e processos, focando a redução de custos e por consequência, tornando
as empresas mais competitivas ao acirrado mercado existente.
No processo de desenvolvimento de produtos, as etapas são referenciadas
conforme as necessidades, no exemplo da indústria do carbonato de cálcio, o
produto está consolidado. No mercado de papéis, plásticos e tintas há anos e a
composição química e física é pouco alterada.
Porém, as intervenções no processo industrial são importantes para
amenizar os desperdícios durante suas fases. Por esta razão, foram apontadas
possíveis melhorias para o processo industrial do ramo de mineração do CaCO3, a
fim de minimizar os custos, reduzir as perdas, focando a eficiência de equipamentos
e processos.
A maturidade dos gestores e a colaboração dos envolvidos ao processo
industrial é fundamental para aprimorar os tópicos e abordar os problemas, desde os
mais óbvios, através de ferramentas mais conhecidas no meio industrial, como por
exemplo o MASP (Metodologia de Análise e Solução de Problemas) e PmaisL
(Produção mais Limpa), até os mais amplos, através de um modelo de referência de
desenvolvimento de produto e processo, como o Trevo Fractal.
A utilização do modelo Trevo Fractal possibilita uma abordagem mais
aprofundada e estruturada para apontar os problemas e propor as possíveis
soluções ao sistema e processos industriais, permitindo algumas soluções mais
elaboradas do que as outras citadas. Com isso, é possível efetuar uma avaliação,
cruzando as propostas de melhorias entre as ferramentas: MASP, PmaisL e o
modelo de referência Trevo Fractal e propor a melhor solução ao sistema industrial
de mineração do carbonato de cálcio (CaCO3).
18
1.1 DELIMITAÇÕES DA PESQUISA
Nesta pesquisa foram abordados os processos de beneficiamento do
carbonato de cálcio nas empresas Alfa no Estado do Paraná e Beta no Estado de
São Paulo. Não serão abordadas as jazidas de matéria prima, apenas os
processamentos industriais de cada empresa, que servirão como base para a
análise de aplicabilidade desta pesquisa.
As empresas Alfa e Beta foram escolhidas para esta pesquisa, porque
apresentam alguns problemas internos quanto as perdas (desde a armazenagem da
matéria prima até a expedição dos produtos acabados). Analisou-se cada etapa do
processo industrial, buscando identificar os problemas e propor as melhorias nos
processos, principalmente na busca do melhor aproveitamento das matérias primas.
1.2 HIPÓTESE
No meio industrial existem diversas técnicas, ferramentas e metodologias
para a melhoria de um produto e/ou um processo. Qualquer uma destas tem um foco
de utilização. Desta forma, fica o seguinte questionamento:
Qual é a ferramenta de gestão mais eficiente para promover melhorias na
indústria do carbonato de cálcio, com o foco na redução das perdas e aumento
no desempenho do processo industrial?
Com a delimitação do problema, do tema e das suas limitações do contexto
em função das variáveis principais, formula-se a seguinte hipótese:
O modelo de referência Trevo Fractal comparado com o MASP e a PmaisL
pode ser mais eficiente na apresentação das soluções de melhoria de
processo, na indústria de mineração do carbonato de cálcio.
19
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo Geral
Comparar o modelo de referência de desenvolvimento de produto e
processo Trevo Fractal com metodologias tradicionais (MASP e PmaisL) na busca
de soluções para melhoria do processo de industrialização do carbonato de cálcio.
1.3.2 Objetivos Específicos
Identificar as possibilidades de melhorias nos processos industriais das empresas
Alfa e Beta;
Aplicar ferramentas de gestão de problemas (MASP e PmaisL) e o modelo de
referência Trevo Fractal na busca de soluções para melhoria de processo em duas
indústrias do segmento de mineração do CaCO3 (empresas Alfa e Beta);
Comparar a eficácia das soluções apresentadas pelo MASP, PmaisL e o modelo
de referência Trevo Fractal buscando identificar a ferramenta mais adequada para
este segmento de indústria.
1.4 JUSTIFICATIVA
No segmento da mineração do carbonato de cálcio, as indústrias se
deparam diariamente com o desafio de inovar os processos internos para a redução
dos custos, otimização do tempo, melhorarias em seus equipamentos, a fim de
reduzir os desperdícios de insumos e muitas vezes, a própria mão de obra, através
da automação industrial.
Por esta razão, a necessidade de melhorias internas e aperfeiçoamento de
processos são uma constante neste tipo de indústria, sendo uma característica do
ramo minerador, agregar valor a matéria prima extraída do solo até se torna um
insumo para outras empresas.
20
Do ponto de vista científico, procura-se verificar a eficiência do uso de um
modelo de referência (metodologia tradicional no desenvolvimento de produtos e
processos) na melhoria de processo do ramo da mineração.
Tanto a empresa Alfa como a empresa Beta, possuem perdas nos seus
processos industriais (desde a armazenagem da matéria prima até a expedição dos
produtos acabados), gerando alto consumo de energia elétrica, água e resíduos
industriais.
Aplicando-se as metodologias tradicionalmente utilizadas para as soluções
de problemas e/ou melhorias como o MASP e PmaisL e o modelo de referência para
desenvolvimento de produto e processo Trevo Fractal, ter-se-á um conjunto de
soluções. Comparando-se as soluções obtidas pelas diversas metodologias será
possível identificar uma metodologia de melhoria mais adequada para o processo de
industrialização do carbonato de cálcio.
1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO
Conforme Lakatos e Marconi (1991) afirmam, as pesquisas devem ser
estruturadas e ordenadas, a fim de proporcionar clareza e objetividade em cada
etapa do estudo, sendo assim, esta pesquisa apresenta-se organizada e dividida em
capítulos conforme explicitado abaixo:
Apresenta-se no segundo capítulo o referencial teórico, com a finalidade de
fundamentar o tema a ser pesquisado, investigando principalmente os conceitos a
serem desenvolvidos durante a realização do trabalho: processo de fabricação do
carbonato de cálcio, insumos em geral, ferramentas de gestão e modelo de
referência de desenvolvimento de produto e processo – Trevo Fractal.
O terceiro capítulo apresenta os procedimentos metodológicos referentes à
pesquisa, abordando os seguintes tópicos: classificação da pesquisa, aplicação da
ferramenta MASP, ferramenta PmaisL e aplicação do modelo de referência Trevo
Fractal.
21
O quarto capítulo apresenta a caracterização dos processos de produção
das empresas de carbonato de cálcio natural e precipitado.
O quinto capítulo mostrará os resultados encontrados na pesquisa de
campo, bem como os resultados da aplicação das diversas metodologias e as
discussões dos resultados obtidos.
O sexto capítulo apresenta as conclusões.
O sétimo capítulo aponta algumas sugestões de trabalhos futuros.
22
2 REFERENCIAL TEÓRICO
Este capítulo busca apresentar alguns temas importantes para o
desenvolvimento desta pesquisa tais como: industrialização do carbonato de cálcio,
insumos como água e energia elétrica, o processo de desenvolvimento de produto e
processo, metodologias tradicionais de solução de problemas e o modelo de
referência Trevo Fractal.
2.1 PROCESSO DE INDUSTRIALIZAÇÃO DO CARBONATO DE CÁLCIO
O carbonato de cálcio é um mineral de ocorrência natural, está em todo o
planeta e freqüentemente em alta pureza, o que facilita seu processo de extração.
Este mineral é formado através da composição óssea de animais depositadas no
solo e no fundo dos oceanos e rios, ao longo de milhares de anos, sob pressão
atmosférica constante.
O carbonato de cálcio pode ser chamado de várias formas : pedra de cal,
mármore e giz. Cada um desses depósitos podem ser explorados e processados
para sua utilização em vários mercados, dependendo do foco e da necessidade.
O carbonato de cálcio possui larga aplicabilidade em diversas áreas
industriais, tais como: cimento, papel, materiais refratários, plásticos, borracha,
tintas, adesivos, inseticidas, pesticidas, produtos alimentícios e farmacêuticos,
catalisadores, absorventes, dentitrícios, clarificantes, fertilizantes, gesso, auxiliares
de filtração, cosméticos, produtos químicos, detergentes e abrasivos, além de cargas
de enchimento para diversas finalidades.
23
2.2 APLICAÇÃO DO CARBONATO DE CÁLCIO (CACO3) NA INDÚSTRIA
PAPELEIRA
De acordo com Andrade (2006), a história da utilização do carbonato de
cálcio é muito antiga, contudo, a aplicação no ramo papeleiro, inicia-se somente no
século XX com a industrialização do caulim.
O caulim possui uma formação básica de silicatos de alumínio hidratado,
caulinita e haloisita, além das impurezas intrínsecas ao mineral, que variam em torno
de 40 a 50% do seu volume. Estas impurezas são compostas, de modo geral, por
areia, quartzo, mica, óxidos de ferro e titânio. Apresenta-se abaixo uma
especificação química e física básica do mineral:
Granulometria: tipo argiloso. (< 0,2µm);
Cristalinidade: lamelas hexagonais bem cristalizadas;
Densidade real: 2,6 g/cm³;
Ponto de fusão: 1.650 a 1.775 °C;
Resistência mecânica: baixa em relação à outras argilas;
pH: oscila entre 4,3 e 7,0 - dependendo dos contaminantes;
Macio;
Abrasividade mediana;
Baixa condutividade de calor e eletricidade;
Baixo custo em relação aos materiais similares.
A aplicação do carbonato de cálcio na indústria sofre frequentemente
alterações, impulsionada por inúmeras pesquisas no desenvovilmento de novos
produtos. O material calcítico é um mineral com características especiais, porque é
inerte dentro de uma vasta faixa de pH. Além disso, possui a cor branca, apresenta
um ótimo cobrimento da massa celulósica quando usado como pigmento ou carga
mineral na polpa do papel.
Conforme afirma Andrade (2006), suas principais aplicações, na indústria de
papel, são como materiais de preenchimento (filer) no preparo de papel, como
24
agente de cobertura (coating) para papel “couché” e na composição de pastas
mecânicas.
Com o passar do tempo a indústria de papel passou a utilizar além do caulim
o carbonato de cálcio natural (GCC - Griding Calcium Carbonate), pela alta dos
custos da celulose e também pela qualidade que o produto apresenta em relação ao
caulim. Posteriormente, a indústria também incorporou o carbonato de cálcio
precipitado (PCC - Pricipitated Calcium Carbonate), o qual produziu algumas
mudanças no produto final, como por exemplo o aumento na espessura da folha de
papel off-set.
O calulim que dominava este seguimento passou a dividir espaço com o
GCC e o PCC, Figura 1.
GCC
Caulim
PCC
Caulim – Argila + Compostos na cor branca;
GCC – Griding Calcium Carbonate (Carbonato de Cálcio natural Moído);
PCC – Pricipitated Calcium Carbonate (Carbonato de Cálcio Precipitado).
Figura 1 – Evolução do Carbonato de Cálcio na Indústria Papeleira
Fonte: Autoria própria
A migração do caulim para o GCC e PCC foi necessária em virtude da
mudança do sistema de colagem da fabricação do papel. Antigamente, as indústrias
fabricavam o papel com processo ácido, utilizando a cola de Breu para a prensagem
e formação da folha.
Com o passar dos anos, as indústrias química e mineradora desenvolveram
o sistema alcalino para o processamento do papel. Esta modificação revolucionou a
indústria papeleira porque após esta mudança a prática da leitura ficou mais
confortável. O papel não apresentava mais a coloração amarelada após algum
tempo de arquivamento.
25
O sistema alcalino oferece ao papel o retardamento ou até mesmo a
extinção da oxidação da folha pela ação do tempo, mantendo-o na coloração
original, ou seja, na cor branca independentemente do período do uso.
Seguem algumas vantagens do processo alcalino para o papel:
Tem alvura maior que o caulim;
Papel muito mais duradouro na ação do tempo;
O papel não amarela;
Redução do alvejante óptico no processo de fabricação do papel;
Trabalha em meio alcalino, favorecendo a colagem do papel;
Baixa abrasividade;
Uma maior quantidade de carga mineral no papel, resulta na economia
de celulose, oferecendo um menor custo de produção;
Pode- se conseguir melhor Bulk no papel (aumento de espessura da
folha).
Segundo Andrade (2006) outros dois fatores também ajudaram a contribuir
para a conversão do processo ácido para alcalino, principalmente nos Estados
Unidos da América, porque na Europa o carbonato de cálcio já era utilizado em larga
escala:
O custo do transporte de caulim aumentou significativamente;
O norte-americano percebe o diferencial de qualidade, principalmente
a alvura do papel com processo alcalino.
“No momento em que os fabricantes de papel migraram para o sistema
alcalino usando GCC como carga, diversas pesquisas iniciaram-se no uso
do carbonato em aplicações de revestimento. As argilas eram muito
importantes nos EUA, sendo que a maior parte dessas argilas para
revestimento vinha da Inglaterra e ainda se tratava de argila de geologia
pobre (CARTER, 1999, p. 45)”.
Quanto mais fina estiver a partícula, melhor é aplicado na polpa de celulose
ou na cobertura do papel. Geralmente o carbonato de cálcio é utilizado com 70 % de
sólidos ou, em outros casos, até com teores maiores para o GCC. Já para o PCC, a
26
concentração de sólidos é bem menor, na ordem de 20%. Sendo assim, as fábricas
de PCC são instaladas dentro do cliente, conhecidas como plantas industriais “on
sites”.
A evolução dos pigmentos tornou-se necessária para obter-se um papel
mais volumoso, brilhoso e principalmente branco por grandes períodos de
existência.
A pigmentação é a aplicação do carbonato de cálcio ao papel, juntamente
com outros agregados, comumente chamado de tinta para a folha do papel off-set.
Na preparação das tintas para a fabricação do papel são utilizados muitos
produtos dependendo da aplicabilidade deste papel; por exemplo, a fécula da
mandioca, amido de milho, talco mineral, caulim, carbonato de cálcio natural e
precipitado. O custo é fundamental para a escolha do material empregado à folha do
papel.
Conforme aponta o Gráfico 1, o caulim continua sendo muito usado para a
pigmentação do papel, porém o GCC e o PCC vem logo em seguida.
PIGMENTOS
PCC
18%
Outros
2%
Caulim
32%
Outros
Caulim
Talco
GCC
PCC
GCC
40%
Talco
8%
Gráfico 1 – Consumo Mundial de Insumos na Pigmentação do Papel
Fonte: ABTCP (2010, p. 4)
27
2.2.1 Processo de Mineração do Carbonato de Cálcio Natural - GCC
De acordo com Clifford e Chen (1998), o carbonato de cálcio natural moído,
com granulometria ultrafina (<10 µm), é conhecido como GCC (ground calcium
carbonate), extraído da natureza, geralmente abaixo dos 300 metros em relação a
supefície do solo.
Basicamente o processo de industrialização do CaCO3 - GCC, consiste em
retirar o mármore do solo, geralmente em blocos. Após esta primeira etapa, o
material é britado em 500mm de diâmentro e passa pelo processo de lavagem.
A lavagem é realizada para retirar a terra e pigmentos que não sejam o
branco do mármore. A pedra ainda passa por outra britagem que produz uma
granumetria média de 300mm antes de ir ao processo industrial do GCC.
Nas unidades industriais de carbonato de cálcio natural, a pedra de 300mm
é conduzida para a britagem final, tendo um diâmetro médio de 50mm, sendo este o
tamanho ideal para alimentar os moinhos de rolos.
Nesta fase a pedra passará por um processo que chama-se de micronização
do carbonato de cálcio, sendo dividido por 2 grupos de tamanho de partículas.
Há duas faixas granulométricas do GCC que são importantes para a
indústria de papel: uma grossa (<45 µm) e outra ultrafina (<10 µm), para aplicação
do carbonato de cálcio na polpa de papel e também no revestimento do mesmo,
respectivamente.
Na faixa grossa, a moagem é geralmente realizada em moinhos de rolos
(método a seco), em circuitos fechados e com sistemas de classificação constante.
A classificação é composta por um rotor de velocidade varíavel para a obtenção do
tamanho de partícula desejado. O tamanho de partícula é especificado e
transformado dentro dos moinhos, tendo como variáveis a quantidade da
alimentação de pedra, a velocidade do classificador, a potência demandada pelo
moinho e o tempo de exposição da partícula entre os rolos. Este processo é melhor
representado pelo moinho de rolos na Figura 2.
28
Figura 2 – Moinho de Rolos com Classificador - tipo rotor
Fonte: Manual do Moinho Loesche (2009, p. 3)
Processo de micronização do carbonato de cálcio através do moinho de
rolos, Figura 2:
A. Alimentação das pedras com diâmentro de 50mm aproximadamente,
através de um alimentador tipo vibratório;
B. Rolos que são movimentados sobre a mesa girante, a função dos rolos
é a de esmagar as pedras, transformado-as em pó;
C. Pistão hidráulico que tem a função de pressionar os rolos sobre a mesa
girante, com um sistema de controle automático;
D. Redutor planetário, tem a função de amplificar o torque e controlar a
velocidade da mesa girante;
29
E. Selagem da classificação das pedras sobre a mesa, através do
ventilador auxiliar;
F. Rotor do classificador, cuja função é girar com rotação controlada e
superior à velocidade da mesa, pois neste equipamento retira-se o pó
com a micronização desejada;
G. Através da sucção do ventilador principal, as partículas de pó do
carbonato de cálcio que não atingiram o tamanho de partícula desejada,
são rebatidas pelo rotor classificador e retonaram à mesa para que sejam
micronizadas novamente até atingir o diâmetro especificado, em torno de
20µm;
H. Partícula classificada e direcionada através do ventilador principal ao
silo de pó CaCO3.
Na faixa ultrafina, a moagem geralmente é realizada em moinhos de rolos,
contudo, há a necessidade de vários estágios de classificação para obter a
granulometria desejada, o que resulta na elevação da carga circulante da moagem,
diminuindo a capacidade nominal do sistema como um todo.
O método de moagem a úmido, com moinhos de bolas, é mais eficiente para
obter granulometrias finas. Esse método é mais complexo, porém, pode ser
empregado numa variedade de matérias-primas.
Conforme afirmam Clifford e Chen (1998), na moagem ultrafina e úmida,
eventualmente há necessidade do uso de dispersantes químicos, que garantem a
fluidez da polpa, melhorando a eficiência da moagem. Nesta, deve ser avaliado o
efeito no produto final, além de água e conservantes para manter o produto final livre
de bactérias. Caso haja alguma contaminação por bactérias, o dispersante será
absorvido pelas mesmas e a viscosidade do produto final será alterada.
Após este material ter sido moído e classificado, o mesmo é transferido
através de motobombas aos tanques de armazenagem, com agitação constante.
Este processo de agitação é importante para que não haja uma sedimentação de
material no interior dos tanques. O produto final é entregue aos clientes através de
caminhões exclusivos com tanques de aço inoxidável.
30
2.2.2 Processo de Mineração do Carbonato de Cálcio Precipitado - PCC
O carbonato de cálcio precipitado é formado através de um sistema químico,
composto por cal virgem, água, agitação, ativado por reatores e gás carbônico. Este
último gás é fornecido geralmente pelas caldeiras de recuperação das empresas
papeleiras ou através de CO2 líquido.
As plantas de PCCs geralmente são instaladas on sites, ou seja, dentro dos
parques fabris do ramo papeleiro, porque as plantas de PCC utilizam a maioria dos
insumos da própria fábrica papeleira, além do espaço físico, sendo basicamente:
Água de processo;
Energia elétrica,
CO2 em forma de gás, originário das caldeiras de recuperação.
A cal virgem é o principal insumo do PCC, que basicamente é transportado
através de caminhões bi-caçambas das empresas fornecedoras. O material deve
estar isento de água, pois qualquer umidade na cal virgem inicia o processo de
reação térmica. Além de ser perigoso para as pessoas, a eficiência do insumo
durante o processo de industrialização do PCC se tornará de baixa intensidade e
qualidade, conforme afirmam Clifford e Chen (1998) e De Muynck et. al (2009).
Na Figura 3 é possível visualizar um modelo de PCC, contendo suas etapas
e processos industriais.
Figura 3 – Modelo de Planta Industrial de PCC
Fonte: DE MUYNCK (2009, p. 5)
31
O Carbonato de Cálcio Precipitado (PCC) é um material sintético que pode
ser produzido em várias formas de cristais e em diversos diâmetros.
De acordo com a afirmação de Andrade (2006), o PCC pode ser produzido
através de vários métodos de produção, no entanto, todos os métodos partem do
mesmo material: cal virgem apagada. Geralmente o calcário de alta pureza é britado
e aquecido, tendo como resultado um rearranjo do dióxido de carbono, originando o
óxido de cálcio (CaO).
A cal virgem (CaO) é então apagada (reagida) com água e o resultado é a
suspensão chamada leite de cal (Ca(OH)2), (hidróxido de cálcio); esse material deve
ser preparado com especificações exatas de temperatura de apagamento,
densidade, concentração, tamanho de partícula e reatividade da cal, pois cada um
desses quesitos pode ter um forte efeito na qualidade do produto final (PCC).
2.2.3 Consumo de Água
Conforme aponta a Sanepar (2010), o consumo de água pela indústria é
superior ao volume processado pelas empresas de saneamento. A utilização de
métodos para o tratamento da água pela indústria é necessário; contudo, podem
produzir problemas cujas soluções são difíceis, pois pode afetar a qualidade do meio
ambiente e a saúde pública.
Focando o uso da água para os sistemas industriais, destaca-se o sistema
de processamento do carbonato de cálcio, onde a água é um dos principais
insumos. Por exemplo, no processo industrial do carbonato de cálcio natural – GCC,
a água compõe de 25 a 32% de cada tonelada produzida, dependendo do tipo de
produto fabricado. A água está presente desde a moagem primária, quando da
adição de pó do CaCO3, dispersante e da água industrial com agitação constante,
micronização das partículas através dos moinhos úmidos até a expedição aos
clientes pelos caminhões tanques.
Já no processo industrial de carbonato de cálcio precipitado – PCC o
consumo é muito maior, pois a água compõe de 77% a 83% de cada tonelada
produzida dependendo do tipo de produto fabricado. A água é a responsável pela
32
reação inicial da cal virgem, bem como composto para a cristalização das partículas
durante a adição do CO2 nos reatores, até a expedição pelas tubulações ao cliente
principal.
Tanto para um processo quanto para o outro a água, além de compor parte
dos produtos é a responsável pela fluidez dos mesmos por todo o sistema industrial.
2.2.4 Consumo de Energia Elétrica
A energia elétrica é um dos principais insumos utilizados nas indústrias, até
porque quase todos os equipamentos industriais necessitam da energia elétrica para
funcionarem, tais como: iluminação, motores, transformadores, aquecimento,
resfriamento, entre outros.
Apesar do Brasil possuir autossuficiência em energia elétrica a eficiência
energética é um tema em evidência e de grande relevância, visto que o país está
com uma taxa de crescimento médio de 6% ao ano de acordo com informações
abordadas pela ANEEL (2010).
A importância de utilizar a energia elétrica nas indústrias, comércios e
residências com máxima eficiência é cada vez mais focada pelas geradoras,
transmissoras e distribuidoras do segmento, porque com isso as instalações atuais
são capazes de suportar a demanda existente.
Conforme afirma a COPEL (2010), após o ano de 1994 a legislação que
regulamentava o sistema de fornecimento de energia elétrica determinou que todas
as indústrias e grandes comércios passariam de 85% para 92% na taxa de utilização
do fator de potência.
O fator de pontência é o quanto está sendo utilizado da energia elétrica, por
exemplo, as concessionárias vendem uma quantidade de energia ativa (W) e
monitoram as indústrias que utlizem pelo menos 92% desta energia, que são
compostas pelas energias:
Energia Aparente (VA – Volt Ampére);
Energia Ativa (W - Watts);
33
Energia Reativa (Var – Volt ampére reativo).
O fator de potência é a razão entre a energia ativa e energia aparente,
sendo ela indutiva ou capacitiva, dependendo de quanto está sendo corrigido
principalmente por banco de capacitores. As indústrias possuem muitos motores
elétricos, por conseqüência, a energia reativa (perdas de transformação) fica muito
expressiva e o fator de potência abaixa com conotação indutiva (corrente atrasada
em relação a tensão).
Os bancos de capacitores corrigem a defasagem entre a tensão e a
corrente, por isso é que a correção do fator de potência pode ficar capacitivo, ou
seja, a tensão atrasada em relação a corrente elétrica.
As concessionárias monitoram o fator de potência indutivo das 05:00h as
00:00h e aplicam multa quando o fator de potência fica abaixo dos 92% indutivo,
também monitoram o fator de potência capacitivo das 00:00h as 05:00h e aplicam
multa para as indútrias quando o fator de potência fica acima de 92% capacitivo.
Também houve uma mobilização mundial para o melhor aproveitamento da
energia renovável, bem como as tecnologias de novos materiais para amenizar as
perdas elétricas nos equipamentos, tais como: lâmpadas fluorescentes compactas,
motores de alto rendimento, sistemas de aquecimento solar, entre outras
tecnologias.
Na indústria são adotadas algumas condições para amenizar os custos e
também reduzir pacotes de energia vendidos pelas concessionárias, como por
exemplo, os contratos de demanda - sendo ou não utilizados na íntegra, o
consumidor final é obrigado a pagar pelo pacote de energia contratado. Por esta
razão são adotadas várias medidas para a redução dos custos na tarifa de energia
elétrica, tais como:
Desligar grupos de equipamentos em horário de ponta através de um CLP
– Controlador Lógico Programável, monitorando os equipamentos menos
relevantes para o processo a fim de continuar com a produção parcialmente
nos períodos que correspondem das 18:00h às 21:00h;
Instalação de bancos de capacitores automáticos próximos aos CCMs –
Centro de Controle de Motores e transformadores, para corrigir e manter o
fator de potência acima dos 92% indutivo. Este equipamento também regula
34
e monitora o fator de potência capacitivo, muito suceptível entre as 00:00h e
05:00h de segunda a sexta-feira;
2.3 PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS - PDP
O desenvolvimento de produtos tem se tornado um dos processos
prioritários para a competitividade industrial. O aumento da concorrência, rápidas
mudanças tecnológicas, redução no ciclo de vida dos produtos e a alta exigência por
parte dos consumidores impulsionam as empresas para a agilidade, produtividade e
alta qualidade que dependem diretamente da eficiência e eficácia das empresas e
seus fornecedores.
Através dos conceitos sobre o desenvolvimento do produto e processos,
Rozenfeld (2006), compila em uma visão geral das atividades do processo de
desenvolvimento de produto, conforme a Figura 4.
Mon it orar Me rc ado
V en der
At ende r
Clie nte
P lane jam e nto
Es tra tég ic o
Pro ce sso d e D ese nvo lvim en to d e Pro d u to
P es quis a &
De se nvo lv im ent o
As sis tê nc ia
Té c nic a
Dist ribu iç ão
Prod uçã o
S uprim ent os
Figura 4 – Processo de Desenvolvimento de Produto
Fonte: Rozenfeld (2006)
No momento do desenvolvimento dos produtos entram no processo fabril e
de vendas os "designers" ou programadores visuais, como o resultado de estudos
de conceito; administradores como algo mais abstrato, independente do conteúdo
tecnológico
e
voltado
para
os
problemas
organizacionais
e
estratégicos;
especialistas em qualidade como a aplicação de ferramentas específicas, entre
muitos outros não especificados.
35
Quando transportadas para a prática, estas visões podem levar a muitos
problemas e ineficiências. Isto porque qualquer desenvolvimento, implica em
conhecimentos de várias destas visões.
O
gerenciamento das incertezas
envolvidas
em
um
processo de
desenvolvimento de produto possui o maior impacto nas tomadas de decisões,
principalmente no momento em que existe um maior número de alternativas e grau
de incerteza.
De acordo com Toledo et. al. (2008) as tomadas de decisões, alternativas e
sugestões no início do ciclo de desenvolvimento são responsáveis por 85% do custo
do produto final. Os custos das modificações aumentam ao longo do ciclo de
desenvolvimento, cada alteração pode contrariar alguma decisão já tomada na
concepção do projeto e por consequêcia, a mesma pode ser invalidada.
Rozenfeld (2006) demonstra as fases do desenvolvimento do produto tendo
a concepção da visão tradicional do PDP versus a visão atual de um sistema
integrado, ou seja, a visão de todos os setores. A visão tradicional do PDP versus o
Novo escopo é melhor representado pelo fluxograma na Figura 5.
planejamento
alta cúpula
marketing
desenvolver
engenharia
produção
manufatura
novo
desenvolver produtos
planejamento
produção
estratégico
pessoas de diversas áreas
Figura 5 – Visão Tradicional do PDP versus Novo Escopo
Fonte: Rozenfeld (2006)
Como o processo é todo integrado, ele depende da opinião e conceitos das
áreas envolvidas para um adequado resultado final, deve-se considerar diversos
fatores ligados às mais diversas áreas do conhecimento. Cada visão parcial carrega
36
consigo também uma linguagem e determinados valores próprios, que muitas vezes
dificultam a integração entre os profissionais pertencentes a cada uma dessas áreas.
Enfrentar esta situação depende do desenvolvimento de uma visão holística,
ou seja, da construção de uma imagem única e integrada do processo de
desenvolvimento de produto.
2.3.1 Abordagens de Estudo do Desenvolvimento de Produto
Existem várias abordagens propostas para a análise e intervenções no
processo de desenvolvimento de produto. Elas têm origens em diferentes áreas do
conhecimento, valorizando diferentes aspectos deste processo. No final da década
de 80 e início dos anos 90 foram desenvolvidos por pessoas ligadas a Harvard,
importantes projetos de pesquisa relacionados com a manufatura enxuta e a gestão
do processo de desenvolvimento de produto.
Conforme aborda a história da evolução dos projetos, algumas metodologias
tornaram-se
clássicas
e
comumente
referenciadas
na
literatura
sobre
desenvolvimento de produto Clark & Fujimoto (1991) e geraram muitos dos
conceitos aplicados nesta área. Os conceitos gerados nesta pesquisa têm um
escopo de aplicação mais amplo que uma abordagem específica. Eles são
atualmente empregados por grande parte das pessoas que estudam e trabalham
com o desenvolvimento de produto.
Eles foram também a base de uma abordagem para gerenciar este
processo, que é apresentada nos livros de Clark & Wheelwright (1993a e b). Nesta
abordagem, os autores dividem o processo de desenvolvimento de produto em três
etapas maiores: Estratégia de Desenvolvimento (onde apresenta uma estrutura para
o planejamento e gerenciamento do portfólio dos projetos em andamento);
Gerenciamento do Projeto Específico (abordando o gerenciamento, liderança, tipos
de interação entre atividades e outros assuntos relacionados com um projeto
específico); Aprendizagem (apresentando formas para garantir a melhoria do
processo e a aprendizagem organizacional a partir da experiência com o projeto).
De acordo com Pugh (1991), a forte influência da experiência prática que
este teve trabalhando durante anos como projetista e gerente de projetos em
37
diversas indústrias demonstrou que sua principal preocupação era com a busca de
uma visão total da atividade de projeto, ou seja, que superasse as visões parciais
presentes em cada setor tecnológico específico. Para atingir este objetivo, Pugh
(1991) deu uma grande ênfase à educação e desenvolveu um modelo, que ficou
muito conhecido como Total Design. Este modelo possui um conjunto de 6 etapas,
todas elas interativas e aplicáveis a qualquer tipo de projeto (independente da
disciplina tecnológica envolvida). Cada etapa é representada por um cilindro
significando que nela são empregados um conjunto específico de conhecimentos
compostos por diversas visões tecnológicas parciais.
Clausing (1994) sofreu uma forte influência do trabalho de Pugh (1991).
Somando conceitos destes dois autores citados acima, com os quais conviveu e
trabalhou à sua própria experiência, criou uma abordagem a qual denominou Total
Quality Development. Nela, há um enfoque muito grande nas técnicas da Matriz de
Pugh
(1991)
e
para
os
conceitos
sobre
gerenciamento
dos
times
de
desenvolvimento de produto. Inclusive uma de suas principais contribuições é a de
mostrar a integração entre o QFD. As fases em que Clausing (1994) divide o
processo de desenvolvimento de produto são: Conceito (onde ele foca a
metodologia do QFD); Design (divide em projeto dos subsistemas e projetos das
partes); e preparação/produção (dividido em verificação do sistema, prontidão e
produção piloto).
Conforme Prasad (1997), uma sofisticada abordagem para engenharia
simultânea engloba diversos fatores em uma estrutura bastante independente das
fases de um processo de desenvolvimento de produto. Ele divide a engenharia
simultânea em duas rodas denominadas Organização do Produto e Processo
(Product and Process Organization Wheel - PPO) e do Desenvolvimento de Produto
Integrado (Integrated Product Development Wheel - IPD). Ambas as rodas possuem
no seu centro a descrição dos quatro elementos de suporte desta metodologia que
são: modelos, métodos, métricas e medidas. As duas rodas possuem também
alguns anéis intermediários idênticos que representam os times, ou a estrutura
organizacional que dirige as ações dentro do processo de engenharia simultânea. A
primeira roda, PPO, aborda os fatores que determinam o grau de complexidade do
gerenciamento do desenvolvimento de produto e os fatores organizacionais. A
38
segunda roda, IPD, define de uma maneira bastante flexível a integração do
processo de desenvolvimento de produto.
2.3.2 Caracterização do Processo de Desenvolvimento de Produto
De acordo com Rozenfeld (2006), uma forma de caracterizar o processo de
desenvolvimento do produto é por meio dos seguintes tópicos:
atividades/fases: Há muitas formas de se classificar as fases e atividades
do processo de desenvolvimento de produto. No modelo de referência são
identificadas sete fases:Conceber Produto, Conceituar Produto, Projetar Produto,
Projetar Processo, Homologar Produto, Homologar Processo e Ensinar Empresa. O
modelo de referência apresenta as atividades dispostas em cada uma destas
etapas;
recursos: compõem-se de todos os conceitos/filosofias, métodos/técnicas
e ferramentas/sistemas que podem ser aplicados no processo de desenvolvimento
de produto;
organização: refere-se não só a estrutura organizacional responsável
pelas atividades de desenvolvimento de produto, como também os elementos como
cultura, qualificação profissional, formas de comunicação entre os indivíduos, ligados
aos aspectos de organização do trabalho;
informação: dimensão que representa o fluxo de informação existente
neste processo – os dados, sua estrutura e o formato como estes circulam
(relatórios, fichas, telas de computador).
Sendo afirmado por Rozenfeld (2006), o processo de desenvolvimento de
produto é caracterizado pelas 3 etapas da Figura 6, a seguir:
Pré-Desenvolvimento: Período de planejamento estratégico e de projeto
do produto;
Desenvolvimento:
Fase
de
concepção
do
produto,
através
da
consolidação do protótipo e aprovação da engenharia, departamento
produtivo e marketing;
39
Pós-Desenvolvimento: Acompanhamento e aceitação do produto ao
cliente final, como também a visão do mercado para as possíveis
mudanças.
Figura 6 – Modelo do PDP- Unificado proposto Rozenfeld
Fonte: Rozenfeld (2006)
Ainda durante o processo de desenvolvimento de produto, as fases e
sistemas deste processo são avaliados para verificar os seguintes tópicos
(ROZENFELD, 2006):
Aceitação do produto através de pesquisa ao mercado;
Tipos de materiais utilizados;
Lay-out dos equipamentos e máquinas no processo de fabricação;
Custos envolvidos;
Engenharia conceitual;
Tempo de execução do projeto e fabricação do produto final;
Logística;
Fornecedores;
Localização dos clientes;
Tipos de embalagens, quando aplicável;
Extrutura da empresa para P&D do produto;
Segurança para execução e utilização final;
40
Ergonomia para execução e utilização final;
Tipo de Designer envolvido;
Público almejado;
Meio ambiente.
Tendo as premissas do PDP abordadas por Rozenfeld (2006), as
organizações podem avaliar toda a cadeia produtiva de uma empresa, avaliando a
eficácia de cada etapa do desenvolvimento do produto e processo.
Deve-se levar em consideração que a solução dos problemas industriais
quase sempre necessita do conhecimento tácito de equipamentos e dos processos
envolvidos, com o objetivo tomar a decisão mais eficiente. Contudo, a emoção pode
estar envolvida na tomada de decisão, pois a pressão imposta aos funcionários das
empresas, podem ser decisivas para o êxito esperado, conforme a afirmação de
Fleury e Nakano (1998).
Para a adaptação da aplicação ao meio estudado deve ser alinhada a
técnica de uma modelagem estruturada, juntamente com o conhecimento do sistema
produtivo através da experiência da equipe envolvida desde a classificação dos
materiais até o produto final.
2.3.3 Seleção de Materiais e Processos
Qualquer que seja o processo ou aplicação do produto final, as seleções
passam diretamente pela rigorosa engenharia de projeto e manufatura, pois muitas
vezes necessitam-se tipos de materiais nobres e especiais, porém a fabricação e/ou
até mesmo o custo inviabilizam a caracteriação exposta.
Outro fator importantíssimo nesta etapa é o custo, pois ele é fundamental
para a elaboração do protótipo até a fabricação em larga escala industrial. Isto é
decorrente das diversas tecnologias industriais, alcançando uma imensidão de
materiais e equipamentos dedicados para a produção industrial, melhor apontado
nas considerações do projeto, de acordo com a Figura 7.
41
Figura 7 – Considerações do Projeto
Fonte: Costa (2009)
De acordo com Costa (2009), a Figura 8 denota a sequência operacional das
etapas do projeto.
Figura 8 – Ciclo do Projeto
Fonte: Costa (2009)
Durante a seleção de materiais e de processos deve-se levar em
consideração outros aspectos, tais como:
42
• Mecânicos: tensão/resistência, rigidez, ductilidade, dureza, elasticidade,
fadiga e trincas;
• Físicos: densidade, calor específico, expansão térmica, condutividade;
ponto de fusão, propriedades elétricas e magnéticas;
• Químicos: oxidação, corrosão, degradação, tóxico, flamabilidade;
• Fabricação: fundido, conformado, usinado, soldado, tratado termicamente.
• Custo: disponibilidade de materiais processados ou brutos e componentes
manufaturados estão principalmente relacionados ao processo de fabricação;
• Aparência: fator com forte influência na escolha pelo consumidor final;
• Vida útil: devem ser levados em consideração desgaste, fadiga, trincas e
estabilidade dinâmica para a vida do componente;
• Reciclagem: exigências legais com o meio ambiente;
A aplicação de um bom material ao produto muitas vezes reflete um
sinônimo de durabilidade e qualidade. O custo deve ser avaliado para que o produto
ofereça durabilidade, qualidade e com um preço competitivo ao mercado.
Contudo, após os sistemas industriais já estarem implementados, as falhas
de processos, perdas de matérias primas, avaliação de novas possibilidades de
industrialização dos produtos acabados, fazem com que os custos se tornem altos,
dificultando a competitividade.
2.4 METODOLOGIA DE ANÁLISE E SOLUÇÃO DE PROBLEMAS - MASP
Existem várias ferramentas de qualidade que auxiliam nas tomadas de
decisão, principalmente quando se trata de processos em que sistemas não operam
ou funcionam de forma adequada, acarretando em desvios e muitas vezes em
perdas de matérias primas e insumos em geral.
Na intenção de solucionar os problemas nos processos industriais, há
algumas ferramentas de gestão que auxiliam neste gerenciamento. Dentre estas
43
ferramentas há o MASP, que oferta alguns sistemas de gerenciamento e
apontamentos dos erros ou tendências, indicando setores ou processos que
ocorrem com maiores incidências ou com baixas frequências e alto impacto para a
organização.
De acordo com Campos (2005) o MASP é a versão brasileira do método de
solução de problemas japonês denominado QC-Story. O QC Story foi criado para
realizar trabalhos de melhoria da qualidade visando apresentação, troca de
experiências e aprendizado. O MASP é um método prescritivo, racional, estruturado
e sistemático para o desenvolvimento de um processo de melhoria em um ambiente
organizacional, visando solução de problemas e obtenção de resultados otimizados.
A construção do MASP como método destinado a solucionar problemas
dentro das organizações passou pela idealização de um conceito, o ciclo PDCA, o
qual será visto mais adiante.
Conforme afirma Deming (1990) a metodologia de análise e solução de
problemas – MASP se aplica aos problemas cotidianos e/ou específicos de cada
processo industrial conforme sua necessidade. Esta metodologia contém técnicas de
análise e soluções de problemas, que irão permitir a melhoria contínua dos
processos, produtos e serviços. Contudo, as empresas devem buscar as adaptações
de seu sistema gerencial a fim de garantir o mínimo de condições necessárias ao
planejamento, controle e melhoria de cada etapa ou ciclo do processo.
Com a necessidade de melhorias e padronizações, as organizações buscam
a inovação dos processos e produtos de modo a elevar a competitividade das
organizações, garantindo sua sobrevivência.
O MASP é um conjunto de outras ferramentas de qualidade que buscam as
melhorias em processo, tais como:
Brainstorming;
Pareto;
Diagrama de Ishikawa;
5W2H;
PDCA
44
2.4.1 Brainstorming
A palavra brainstorming é de origem inglesa, muito conhecida e aplicada no
Brasil como tempestade de ideias; as mesmas surgem através de uma reunião entre
vários participantes para abordar algum problema ou falha de processo.
Para que haja uma maior abragência nos assuntos, é importante que os
convidados sejam de diferentes turnos, setores e/ou departamentos, com isso as
discussões podem ofertar melhores informações sobre os processos, problemas e
falhas.
De acordo com Penteado et. al. (2001), é através do auxílio da equipe que
utiliza-se a técnica de brainstorming.
Para Moura (2005), esta ferramenta permite que o participante manifeste
livremente sua opinião de quais áreas apresentam problemas. Conforme com as
informações, os gestores poderão registrar todos os apontamentos sem contestar as
opiniões abordadas.
O brainstorming é a primeira etapa para a geração de dados para
elaboração de um gráfico de Pareto.
2.4.2 Pareto
O diagrama de Pareto é um recurso gráfico utilizado para estabelecer uma
ordenação nas causas de perdas que devem ser resolvidas.
Conforme Werkema (1995), o diagrama de Pareto é composto por gráfico de
barras verticais que dispõem a informação de acordo com uma formatação de
evidência visual para identificar a cadência de prioridades dos temas. A informação
assim disposta também permite a possibilidade de estabelecer metas numéricas
viáveis de serem alcançadas, o diagrama de Pareto é melhor visualizado no Gráfico
2.
45
Gráfico 2 – Gráfico de Pareto
Fonte: Senai, 1999, p.9
Com base nas informações do Senai (1999), a interpretação do Gráfico 2 de
Pareto é conduzida pelo evento que ocorre com maior freqüência, o qual é
representado na extrema esquerda, os demais eventos são representados em forma
decrescente para a direita.
Também é usual colocar a “freqüência” no eixo vertical esquerdo e a
”freqüência acumulada relativa” no eixo vertical direito. Com base nesta, desenha-se
uma curva cumulativa de porcentagem, a partir da barra maior. A visualização dessa
curva permite concluir, com maior facilidade, sobre quais são as causas (dispostas
barra a barra) que correspondem aos mais e menos significativos eventos do
determinado tema exposto, dessa forma, a tomada de decisão para qual ação será
implementada, é evidenciada pelo foco do maior índice das frequências no gráfico
de barras.
2.4.3 Diagrama de Ishikawa
É uma ferramenta gráfica utilizada pela administração para o gerenciamento
e o controle da qualidade; na sua estrutura, os problemas podem ser classificados
como sendo de seis tipos diferentes (o que confere a esse diagrama o nome
alternativo de "6M"):
46
Método;
Matéria-prima;
Mão-de-obra;
Máquinas;
Medição;
Meio Ambiente.
De acordo com Moura (2005), esta é uma ferramenta útil para análise dos
processos de forma a identificar as possíveis causas de um problema.
Segue abaixo, na Figura 9, um modelo do diagrama de Ishikawa, também
conhecido como diagrama de causa e efeito.
Matéria Prima
Meio Ambiente
A
Método
C
B
E
D
F
Fábrica de
mineração
G
I
H
Mão de Obra
A–
B–
C–
D–
K
J
L
0
Máquina
E–
F–
G–
H–
Medida
I–
J–
K–
L–
Figura 9 – Modelo do Diagrama de Ishikawa
Fonte: Adaptado pelo Autor
Através das informações abordadas pela equipe envolvida, várias opções de
falhas e/ou causas são alocadas em cada vertente da estrutura, sendo o mesmo
identificado por cada item, ou seja, matéria prima, meio ambiente, método, mão de
obra, máquina e medida. Com o diagrama preenchido torna-se possível a
identificação do problema e a sugetão de algumas possíveis soluções.
47
2.4.4 Planilha 5W2H
Responsável por organizar as tarefas apontadas como relevantes em um
plano de ação. A ferramenta 5W2H auxilia os gestores para as devidas tomadas de
ações, em cada tarefa abordada:
1.What (o que será feito);
2.Who (quem fará);
3.When (quando será feito);
4.Where (onde será feito);
5.Why (por que será feito);
6.How (como será feito);
7.How much (quanto custará).
Com a planilha 5W2H alimentada, o gestor pode determinar para cada
evento, de forma estruturada, o que será realizado em cada tarefa, quem será o
responsável pela tarefa, quando será realizada, aonde será realizada, como será
realizada e quanto custará cada tarefa.
2.4.5 Ciclo PDCA
De acordo com Werkema (1995) o ciclo PDCA, criado na década de 30 nos
EUA por Shewhart, físico, funcionário da Companhia Telefônica Bells, é usado em
todos os níveis da Gestão pela Qualidade Total. É um método gerencial de tomada
de decisões para garantir o alcance das metas necessárias à sobrevivência de uma
organização.
O PDCA está composto por quatro etapas e quatro fases, conforme a
estrutura a seguir (CAMPOS 2005):
Etapas: P = Plan = planejar, D = Do = executar, C = Check = verificar, A =
Action = tomar ações corretivas ou de padronização
48
Fases:
Planejamento: consiste em estabelecer metas sobre os itens de controle,
ou seja, estabelecer o método para que sejam atingidas as metas propostas;
Execução: execução das tarefas exatamente como previstas no
planejamento e coleta de dados para a verificação do processo. Nesta etapa é
essencial que ocorra o treinamento, decorrente da fase do planejamento;
Verificação: Comparação a partir dos dados coletados na execução com o
resultado alcançado;
Ação corretiva: é nesta etapa que se verificam os desvios, a fim de que
sejam feitas medidas corretivas, de forma que o problema nunca volte a ocorrer.
No próprio PDCA há uma extratificação de funções que auxiliam as
implementações das ações, passo a passo, analisando e avaliando a eficácia
imediata e, por fim, reavaliar as ações na intenção de identificar a eficácia dos
métodos e ações abordados, apontados no PDCA pela Figura 10.
Figura 10 - PDCA
Fonte: Moura (2005)
49
Muitas vezes, o ciclo PDCA fica incompleto, pois não há verificação dos
resultados obtidos após a execução do que foi planejado. Este é um grande erro,
pois nem sempre o que foi planejado é alcançado e aí deveriam ser tomadas as
ações corretivas, agindo sobre as causas do " não-atingimento" das metas, partindose para um novo PDCA.
A partir da verificação pode ser feito um novo planejamento que leve em
conta as deficiências do planejamento anterior. Se na verificação as metas forem
atingidas, as ações que levaram à esses resultados podem tornar-se referência
(padrão).
Além do ciclo PDCA exposto acima, o sistema visa uma estrutura
uniformizada conforme a sequência:
1.Método PDCA para gerenciamento ou implementação de melhorias;
2.Abordagem para identificação de problemas crônicos;
3.Matriz GUT de priorização;
4.Análise de causas e efeitos;
5.Plano de ação;
6.Ferramentas de padronização.
Os gestores podem atribuir além do PDCA, outras ferramentas que auxiliam
as pessoas para as avaliações e eficácias nos processos que desejam melhorar
e/ou amenizar os problemas, a fim de obter rápidas repostas e ações nos processos
industriais.
2.5 PRODUÇÃO MAIS LIMPA - PMAISL
Atualmente, profundas preocupações com o meio ambiente, verificadas nas
organizações de diferentes setores industriais, estão deixando de serem reativas
para agir de forma pró-ativa em relação às questões de sustentabilidade, conforme
aponta Ferro, Bonacelli e Assad (2009).
50
As inúmeras metodologias de gestão ambiental buscam orientar as
administrações em diferentes níveis hierárquicos, orientando e focando para a
possibilidade de se originar lucro sem agredir o meio ambiente. Entre estas
metodologias está a Produção mais Limpa, também conhecida pela sigla PmaisL.
A metodologia PmaisL propicia uma visualização completa do sistema
industrial, em qualquer tipo de segmento - químico, metalúrgico, têxtil, papel e
celulose, mineração, serviços e outros. Todas as tecnologias de PmaisL conduzem a
alguma mudança nos processos industriais, no intuito de reduzir, ou até mesmo,
eliminar os rejeitos antes que eles sejam gerados durante o processo fabril.
Conforme Diniz (2007), a PmaisL não é apenas um tema ambiental e
econômico, mas também um tópico amplamente social, pois considera que a
redução de qualquer geração dos resíduos em um processo industrial, muitas vezes,
possibilita resolver problemas interligados, tais como: a segurança dos funcionários,
fauna e flora do meio existente. Desta forma, é correto afirmar que a PmaisL
minimiza estes e outros problemas, na medida em que são identificados,
quantificados e principalmente tratados, a fim de reduzir o consumo das matériasprimas e insumos tóxicos, contribuindo para a melhor qualidade do ambiente de
trabalho, bem como a redução dos custos industriais (FIGUEIREDO 1997) e
(ROCHA 1994).
De acordo com Viana (2007) a gestão ambiental tem o objetivo de tornar o
processo mais eficiente no emprego de seus insumos, gerando mais produtos e
menos resíduos, tornando as organizações mais competitivas, reduzindo os custos
operacionais, otimizando o consumo das matérias-primas e principalmente o
respeito e a conscientização racional do uso dos recursos naturais nas empresas de
mineração.
De acordo com Taylor e Bruce (2005), Teluikdarie et. al (2006) e Diniz
(2007), a PmaisL foca-se na minimização de resíduos na fonte, apontando alguns
benefícios:
A redução dos resíduos na fonte contribui para a diminuição considerável
da quantidade gerada, e por consequência, há uma redução dos custos produtivos
devido à otimização eficiente do uso das matérias-primas e da energia, bem como
custos de tratamento;
51
O controle da geração de resíduos, oposto ao tratamento dos resíduos
expostos, torna o benefício econômico muito interessante para as indústrias e mais
atrativo para as organizações;
Benefício e competitividade perante as concorrentes que não possuam
uma adequação e responsabilidade ambiental;
Uma vez implatada a ferramenta PmaisL, ou outras interligadas ao
sistema ambiental, há uma maior facilidade do cumprimento das leis e
regulamentações ambientais, o que implica em um novo nicho de mercado;
Ofertar possibilidades de ganhos financeiros pela implementação dos
processos industriais através de uma adequada utilização da matéria-prima, água,
energia e da não-geração de resíduos sólidos entre outros;
Objetivar o processo industrial, focando a redução dos custos e
principalmente os impactos ambientais, eliminando ou atenuando as consequências
ao meio ambiente ou vizinhança deste processo fabril;
Minimizar os impactos ambientais pela reciclagem dos resíduos e
efluentes.
A produção mais limpa – PmaisL tem como objetivo desenvolver perante as
organizações, ou processos industriais, algumas fases que possibilitam a redução
das perdas durante o processo. A PmaisL é melhor visualizada e descrita na Figura
11.
52
Figura 11 – Etapas do Processo PmaisL
Fonte: CNTL - Centro Nacional de Tecnologias Limpas (2000)
Seguem os conceitos da PmaisL de forma muito simples e objetiva, como
demonstra-se na Figura 11, os dois primeiros níveis mais comuns de serem
implementados internamente nas organizações, através das minimizações dos
resíduos e emissões, sendo abordadas pelas etapas abaixo:
Nível 1: A redução dos contaminantes bem como a redução das perdas
sendo ou não poluidoras já na fonte, através de ações simples e/ou complexas,
como a modificação do processo e/ou do produto. Na modificação do processo
pode-se recorrer a outros instrumentos gerenciais, a exemplo o 5S (ferramentas
originária do Japão que consiste na tradução da língua portuguesa nos seguintes
tópicos: limpeza de ambientes, classificação de materiais, ordem nos ambientes,
disciplina das equipes e a conservação dos últimos 4 tópicos anteriores), quando
possível a migração para outras matérias-primas e por último, porém não menos
importante, a modificação da tecnologia.
Nível 2: Reciclagem interna, amplamente recorrida pelas organizações,
ofertando uma redução dos custos operacionais, de retorno rápido e de fácil
implementação na maioria dos casos.
Já para a reutilização dos resíduos e das emissões o nível 3 aplica-se com
aprofundamento das metodologias nos processos industriais.
53
Nível 3: Reciclagem externa, sendo dividido por estruturas e/ou materiais
dependendo do processo e do tipo do caso ou por ciclos biogênicos.
A reciclagem externa é a mais desvantajosa para as organizações, quando o
produto é apenas um rejeito industrial.
A PmaisL também sugere melhorias e orientação do destino ou reprocesso
de resíduos, quando o 1° e o 2° níveis não são possíveis de implementar, auxiliando
os gestores na tomada de decisões.
2.6 MODELO DE REFERÊNCIA DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO E
PROCESSO – TREVO FRACTAL
Conforme afirma Alves (2009), o modelo de referência Trevo Fractal foi
elaborado para abranger de forma estruturada os problemas dos produtos e
processos industriais.
Uma visão coesa e integrada dos processos de negócios são fundamentais,
pois as tradicionais áreas ou departamentos funcionais da empresa continuam
existindo, mas precisam atuar com uma nova orientação, procurando contribuir
efetivamente na formação de linguagens comuns com outros departamentos,
naqueles processos em que atuam conjuntamente.
Exemplos dessas atribuições em algumas áreas funcionais são relacionadas
em seguida:
Manufatura ou fabricação (área de produção da fábrica): contribui com
mais espaços de conversão de conhecimentos tácito / explícito e formação de
competências, através da oportunidade dada por métodos como a produção enxuta,
que incentiva o agrupamento de visões diferentes para a análise e solução de
problemas da produção;
Marketing: trabalhando de forma mais abrangente com as fontes de
conhecimentos e aprendizado externos à empresa, através da mudança de foco que
incorpora, além dos retratos
da realidade atual
(pesquisas de mercado
convencionais), o desenvolvimento de mecanismos de construção de cenários para
analisar tendências futuras;
54
Vendas e serviços: cria diversos espaços de aprendizado e incorporação
de conhecimentos externos à empresa, através da acumulação de dados e de
experiências e idéias do passado, os quasi são direcionados para a aplicação
presente, para as necessidades impostas por esta aplicação. Informações sobre os
clientes que, então, podem ser trabalhadas por ferramentas e direcionadas à
construção de conhecimentos através de análises estatísticas e cruzamentos destes
dados e informações;
Qualidade: contribuindo com a gestão da qualidade focalizada no
processo, no fornecedor até a entrega ao cliente, e também com a busca do
conhecimento externo à empresa pelo aprimoramento dos procedimentos de boas
práticas em fazer bem na primeira vez, sem o desperdício;
Engenharia: o processo e desenvolvimento é um sistema coordenado pelo
uso da engenharia simultânea, que com o envolvimento de pessoas de diferentes
áreas funcionais (com visões diferentes na análise e solução de problemas), do
envolvimento de clientes no projeto (conhecimento externo) e da realização de
experimentações, contribui com as atividades ligadas à criação de novos
conhecimentos.
Esta integração de áreas é a base para a aleatoriedade de idéias, para o
compilamento das informações e geração estruturada para as possíveis soluções,
sendo elas onerosas para as empresas ou não.
Através de Alberti (2006a) e Alves (2009) é demonstrado que o Modelo de
Referência Trevo Fractal, foi embasado com o auxílio de uma pesquisa qualitativa,
afirmado por Alberti (2006a), em três Meta-ações:
Analisar;
Explicitar;
Gerar.
De acordo com Alves (2009), a metodologia exposta por Alberti, Dejan e
Cayol (2006), propicia a interação aleatória, sequencial ou simultânea entre as
ações. Com o suporte das idéias e o conhecimento dos problemas, as soluções nos
55
processos industriais fluem de forma cadenciada e estruturada pelas Meta-Ações.
No Quadro 1 encontra-se a sistemática do Modelo de Referência Trevo Fractal,
abordada por Alberti, Dejan e Cayol (2006).
De acordo com Alberti (2006a) e afirmado por Alves et.al (2008), essas
ações contém uma estrutura de concepção lógica e combinação técnica,
determinada aleatoriamente, porém inserida por um ambiente de apoio. Este
ambiente propicia uma metodologia de ações que se tornam fundamentais ao
desenvolvimento do Modelo Trevo Fractal, em função das variáveis apuradas dentre
a pesquisa explícita ao processo industrial.
2.6.1 O Modelo de Referência - Trevo Fractal adaptado para o Desenvolvimento de
Produtos e Processos
Através de um mapeamento do processo industrial é possível apontar
possíveis falhas e/ou problemas na área produtiva, contudo, existem várias
ferramentas de gestão que auxiliam neste processo, objetivando a redução de
custos e eficiência da produção.
Possibilidades de melhorias, são objetivadas em vários pontos do processo
industrial, avaliando o mercado, a engenharia, a produção e até o produto finalizado.
Após a realização da análise em toda a cadeia produtiva, são buscadas reduções de
custos, eficiência operativa e até mesmo a modificação e / ou mudança do produto.
Isto irá depender de vários fatores e necessidades da organização.
O modelo Trevo Fractal é um sistema estruturado que proporciona aos seus
usuários uma combinação de estratégias com vasta variabilidade, juntamente com
uma abordagem tecnológica aprofundada, além de possuir um alto nível de
adaptação ao meio ambiente a ser trabalhado.
56
Meta-ação: ANALISAR
Ação
Definir para que
serve o processo:
Definem-se os objetivos do processo industrial, buscando redução
de perdas e otimização de equipamentos.
Ação
Definir para que
serve o produto
do processo:
Definem-se quais os serviços prestados pelo produto através das
expectativas dos usuários e as restrições impostas pelos contextos
de utilização.
Ação
Avaliar
ambiente:
Busca exaustiva das variáveis externas ao objeto da concepção,
influenciando diretamente ou não a sua contextualização.
o
Meta-ação: EXPLICITAR
Ação
Anotar
pontos
particulares:
Formular anotações e agir sobre esses dados de maneira a
transformá-los em informações portadoras de sentido, de diferentes
formas.
Ação
Agir a partir das
reflexões:
Memorizar ou expressar espontaneamente as idéias ou reflexões
que surgem através dos dados coletados.
Ação
Traduzir
em
outra linguagem:
Traduzir a informação sob uma forma ou mídia que permite ao
grupo de indivíduos compreendê-la mais facilmente.
Meta-ação: GERAR
Ação
Impregnar-se
das tendências:
Compreender os modos dos processos industriais através da
observação, analisar, bem como identificar o conjunto de produtos
disponíveis no mercado e seus conceitos apresentados.
Ação
Examinar
informações:
Examina as informações e visa encontrar e analisar cada fase
operacional,
tais como:
tendências,
materiais,
produtos
equivalentes, detalhes de normas, regulamentos, etc.
Ação
Encontrar novos
eixos
de
pesquisa:
Do ponto de vista funcional ou genérico define-se os conceitos a
serem tecnicamente especificados para testes.
Ação
Inscrever
conceitos:
Expressar as soluções que possibilitem responder aos serviços e
processos esperados, através da utilização dos conceitos
escolhidos.
Ação
Formalizar
idéias:
Ação
Inscrever
serviços:
as
os
Representar as idéias e se comunicar, com suportes físicos ou
virtuais, desenhos, a mão, 2D, 3D, maquete, imagem mental, etc.
novos
Expressar através de problemáticas as novas expectativas dos
gestores, de maneira funcional ou serviços esperados aos
processos industriais.
Quadro 1- Meta-Ações de Alberti para o Processo Criativo
Fonte: Alberti (2006a), adaptado pelo autor
O modelo de Trevo Fractal a ser utilizado, teve seu formato gerado a partir
do modelo de criatividade de Alberti (2006), sendo remodelado por Alves (2009),
para constituir o desenvolvimento de produtos de forma mais simplificada.
O Modelo Trevo Fractal de Desenvolvimento do Produto é apresentado na
Figura 12.
57
Figura 12 – MRTFPDP: Modelo de Referência Trevo Fractal de Desenvolvimento do Produto
Fonte: Alves (2009)
O modelo de referência Trevo Fractal de Desenvolvimento do Produto pode
ser aplicado até a etapa conceitual, onde emgloba as etapas do planejamento do
processo, projeto informacional, até o projeto conceitual, deste modo pode ser
chamado de modelo de referência Trevo Fractal Conceitual. Em comparação com
outros modelos de referências da década de 90, o modelo de referência Trevo
Fractal Conceitual é focado nas etapas que predominam as ações intelectuais.
As etapas iniciais são decisórias para os investimentos que podem vir a ser
realizados por uma empresa no trabalho de desenvolvimento ou melhorias de
produto e processo.
58
Segue, na Figura 13, a estrutura do Trevo Fractal Conceitual.
Anotar
dados que
potencializem
informações aos
participantes do
desenvolvimento
do produto
ou processo
MRTF - Modelo de
Referência Trevo Fractal
Conceitual
Traduzir
e simplificar
os dados em
informações (2)
e formas de
representações para
a compreensão
do produto
ou processo
(Compõe o MRTFPDP)
(1)
T r e vo EXPL I CI T A R
Ge st ã o d o
Co n h e c im e nt o
T r e vo A NAL I SA R
Pla n e ja m e n t o
d o Pr o je t o
(A)
Identificar
os clientes
e as suas
necessidades
atendidas com
a utilização do
produto ou
processo
(B)
T r e v o GERA R Su p e r i o r
Pr o j e t o
Co n c e i t u a l
Refletir as
informações para
gerar conhecimentos,
ideias e soluções que
orientem as ações de
desenvolvimento
do produto ou
(3) processo
Avaliar o
mercado
consumidor e
não consumidor
e a sua influência
no contexto de
utilização do
produto ou
processo
Definir as
características
Iniciais do
processo
produtivo para
a manufatura
das funções
(C) necessárias aos
clientes do
produto ou
processo
Examinar
as variáveis
para a produção
e manufatura das
ideias e funções
necessárias para
a utilização pelos
clientes do
produto ou
processo
(G)
(D)
Descrever
as expectativas
dos clientes
através das
funções e
os serviços
necessários ao
produto ou
processo
Registrar as
soluções, as ideias
e os conceitos
preliminares e sua
evolução, para
atender os clientes
com o produto
ou processo
Encontrar e
escolher conceitos
que viabilizem as
(I )
soluções das
funções e a sua
concepção para a
pesquisa e testes
do produto ou
processo
Levantar e
impregnar-se
das tendências
mercadológicas,
conceituais e
tecnológicas
do produto
ou processo
(F)
(E)
Formalizar,
representar e
materializar para se
verificar as ideias
para as funções
e os serviços
necessários ao
produto ou
processo
T r e v o GERA R In f e r i o r
Pr o j e t o
In f o r m a c i o n a l
Figura 13 – Modelo de Referência Trevo Fractal Conceitual
Fonte: Alves (2009) – adaptado pelo autor
O modelo Trevo Fractal Conceitual, que possui uma metodologia criativa
com o formato aleatório e interativo, o qual contribui de forma estruturada para a
solução dos problemas a partir de qualquer ponto do modelo. No entanto, as ações
foram identificadas por letras e números para que haja uma melhor facilidade de
organização. As ações foram reorganizadas no Quadro 2 para facilitar o
entendimento.
59
Etapa Meta-ação: Trevo EXPLICITAR – Gestão do Conhecimento
Ação 1
Anotar os dados que potencializem
desenvolvimento do produto ou processo.
informações
aos
participantes
do
Ação 2
Traduzir e simplificar os dados em informações e formatos de representações para a
perfeita compreensão do produto ou processo.
Ação 3
Refletir as informações para gerar conhecimentos, ideias e soluções que orientem as
ações de desenvolvimento do produto ou processo.
Etapa Meta-ação: Trevo ANALISAR – Planejamento do Projeto
Ação A
Avaliar o mercado consumidor e não consumidor e a sua influência no contexto de
utilização do produto ou processo.
Ação B
Identificar os clientes e as suas necessidades atendidas com a utilização do produto
ou processo.
Ação C
Definir as características iniciais do processo produtivo para a manufatura das
funções necessárias aos clientes do produto ou processo.
Etapa Meta-ação: Trevo GERAR inferior – Projeto Informacional
Ação D
Descrever as expectativas dos clientes através das funções e os serviços
necessários ao produto ou processo.
Ação E
Formalizar, representar e materializar para se verificar as ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou processo.
Ação F
Registrar as soluções, as idéias e os conceitos preliminares e sua evolução, para
atender os clientes com o produto ou processo.
Etapa Meta-ação: Trevo GERAR superior – Projeto Conceitual
Ação G
Levantar e impregnar-se das tendências mercadológicas, conceituais e tecnológicas
do produto ou processo.
Ação H
Examinar as variáveis para a produção e manufatura das ideias e funções
necessárias para a utilização pelos clientes do produto ou processo.
Ação I
Encontrar e escolher conceitos que viabilizem as soluções das funções e a sua
concepção para a pesquisa e testes do produto ou processo.
Quadro 2 – Meta-Ações de Alberti para o Processo Industrial
Fonte: Alberti (2006a), adaptado pelo autor
60
3 METODOLOGIA
A pesquisa fez uso de algumas ferramentas com enfoque qualitativo e
exploratório conforme o apêndice (A). A pesquisa ocorreu em uma indústria de
mineração no estado do Paraná e outra no estado de São Paulo. O intuito foi de
propor melhorias no processo industrial de beneficiamento do carbonato de cálcio,
coletando dados dos processos industriais de fabricação do GCC e PCC, gerados
pelas empresas que serão os objetos do estudo. As pesquisas exploratórias
objetivam o conhecimento do processo industrial para a identificação de
oportunidades de melhoria. As pesquisas foram realizadas com os funcionários das
empresas Alfa (localizada no Paraná) e Beta (localizada em São Paulo), bem como,
a coleta de dados através de reuniões em conjunto com o pesquisador.
As informações foram coletadas através de entrevistas realizadas com os
funcionários das empresas estudadas e foram compiladas no período de 2008 a
2010.
Segue na Figura 14 o escopo da metodologia abordada para a configuração
da estrutura da pesquisa.
A pesquisa das duas unidades foi realizada por entrevistas semiestruturadas, de forma escrita; após uma análise documental dos processos
industriais, manuais de equipamentos, sistemas operacionais, atas de reuniões para
confrontação dos dados e cruzamento das informações embasadas nas ferramentas
de gestão.
Para a Pesquisa Ação utiliza-se da observação do participante e dos
especialistas no modelo de referência – trevo fractal.
61
Pesquisa Exploratória
LEVANTAMENTO DOS DADOSDOS
PROCESSOSINDUSTRIAIS
Pesquisa Empresa
Alfa - GCC
Pesquisa Empresa
Beta - PCC
Modelo / observação participante do pesquisador
reuniões / Documentos
Aplicação do
MASP
Aplicação da
PmaisL
Atas de
Aplicação do
Método Trevo
Fractal
Análise Descritiva dos Dados
Verificação da Hipótese
Conclusão comparando a eficácia das ferramentas
aplicadas aos processos com o Modelo de
Referência Trevo Fractal
Figura 14 – Metodologia da Pesquisa
Fonte: Autoria própria
Através da Figura 15 é esboçada a hirarquia esquemática dos níveis das
ferramentas referenciadas e utilizadas neste trabalho, sendo apontada da mais
simples para a mais abrangente.
Conforme está representado na Figura 15, este estudo aplica as ferramentas
de Brainstorming, Pareto e PDCA, compondo a metodologia do MASP nas empresas
Alfa e Beta, para o levantamento dos problemas industriais de forma pontual. O
62
mesmo ocorre na aplicação da metodologia da PmaisL, fazendo um prosseguimento
das ações aplicadas nas empresas através do MASP. Contudo a metodologia da
PmaisL possui e direciona as ações com objetivo de gerenciamento ambiental,
conforme apontam Araújo (2007), ABNT NBR ISO 14:004/04(2004), Barbosa et. al
(2008).
Brainstorming
Pareto
PDCA
MASP
PmaisL
Trevo Fractal
Figura 15 – Níveis das Ferramentas e Metodologia de Gestão
Fonte: Autoria própria
E por último, muito mais abragente, é aplicado a metodologia do Trevo
Fractal, aprofundando o conhecimento dos sistemas e problemas em cada empresa.
Sendo assim, a sistemática para cada metodologia é aplicada e após o
cruzamento de todas as informações apontadas pelas entrevistas, reuniões com
atas, questionários e verificações dos processos industriais das empresas Alfa e
Beta, foram propostas algumas sugestões para as possíveis melhorias dos sistemas.
Além do levantamento de dados, algumas melhorias de processos foram
implementadas, quando cabíveis e aprovados pela administração das unidades
fabris.
63
As empresas Alfa e Beta, apesar de serem empresas processadoras do
carbonato de cálcio aplicados para a indústria do papel, possuem processos
diferentes e, por causa desta diferença, é que a aplicabilidade das ferramentas de
gestão e o modelo de referência se tornam algo significativo para a contribuição
científica e industrial.
64
4 CARACTERIZAÇÃO DOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO DAS EMPRESAS
PARTICIPANTES DESTE ESTUDO
Nesta pesquisa houve a participação de duas empresas de mineração,
denominadas como: Alfa – Unidade de GCC e a Beta – Unidade de PCC. Ambas
possuem particularidades de processo, apesar de fornecer carbonato de cálcio para
a indústria papeleira.
É de vital importância o conhecimento dos processos industriais em cada
fase do sistema produtivo, para que se obtenha o êxito na aplicação das ferramentas
de gestão, bem como na aplicação da metodologia do Trevo Fractal. O
conhecimento profundo do processo de produção auxilia a proposição de soluções
para os problemas nas indústrias mineradoras Alfa e Beta.
4.1 EMPRESA ALFA – ESPECIALIZADA EM GCC
Localizada na cidade de Ponta Grossa – PR, a empresa Alfa é uma
mineradora multinacional suíça que processa carbonato de cálcio e o fornece para a
indústria papeleira, em diversas regiões do país. Atualmente o volume de vendas
gira em torno de 80.000 toneladas por ano do carbonato de cálcio processado
através de um mix que compõe quatro diferentes tipos de produtos, caracterizados
como: Produto A, Produto B, Produto C e Produto D.
A automação desta empresa compõem-se de redes industriais e CLP’s –
Controlador Lógico Programável de grande porte; esta automação garante
qualidade, estabilidade, confiança ao produto acabado. Dessa forma, com receitas
pré estabelecidas, o técnico de laboratório apenas certifica-se com análises de
amostras que o produto permanece dentro das especificações determindas.
Com esse sistema a empresa funciona sete dias na semana e vinte quatro
horas por dia, tendo duas equipes que trabalham em escalas fixas, sendo elas: a
primeira equipe composta por 1 operador e 1 assistente, a qual trabalha das 08:00h
às 16:00h e a outra equipe trabalha das 16:00h às 23:45h, de segunda-feira a sextafeira. No terceiro turno das 23:45h às 08:00h, de segunda-feira a sexta-feira e nos
finais de semana o parque fabril opera sem equipe nenhuma, apenas vigilantes na
65
portaria para segurança patrimonial. O sistema e os equipamentos são automáticos
controlando todo o processo, os quais são: moinhos, bombas, centrífugas, níveis de
silos e níveis de tanques em geral.
Outro ponto peculiar da empresa, como mostrado no Quadro 3, é o baixo
número de funcionários alocados na unidade fabril, destacando-se na cor verde os
que realizam trabalhos para as três unidades do Brasil (Ponta Grossa – PR, Mogi
Guaçu – SP, Três Lagoas – MS) e unidades na América do Sul (Colômbia, Uruguai,
Argentina e Chile):
Funções - Ponta Grossa
Gerente Industrial
1
Supervisor de Produção
1
Operadores de Produção
2
Assistentes de Produção
2
Supervisor de Manutenção
1
Técnico Mecânico
1
Técnico Eletrotécnico
1
Técnico Instrumentista
1
Programador - Brasil (PG, MG, TL)
1
Analista de Compras – Brasil (PG, MG, TL)
1
Analista de Logística – Brasil (PG, MG, TL)
1
Supervisor de Tecnologia da Informação (PG, MG, TL)
1
Coordenadora de Qualidade - Brasil (PG, MG, TL)
1
Desenhista de AutoCad – Latam
1
Analista de Contabilidade
1
Supervisora de Contabilidade
1
TOTAL
Tercerizados
18
2
Quadro 3 – Quadro dos funcionários da empresa Alfa
Fonte: Autor
A empresa está em processo de certificação do Sistema de Gestão
Integrado – SGI, a unidade de Ponta Grossa foi certificada pela Bureau Veritas –
BVQI, em 20 de julho de 2007, na plataforma ISO 9001:2000 e para receber os
outros dois certificados ISO 14001 e BS OHSAS 18000, a empresa está se
estruturando para acetificação unificada em SGI – Sistema de Gestão Integrada,
com a auditoria que será realizada em meados de 2012. Com isso, a empresa
deverá comprometer-se mais significativamente com as adaptações cabíveis aos
sistemas:
66
Qualidade – ISO 9001:2008;
Meio Ambiente – ISO 14.001:2004;
Segurança do Trabalho – BS OHSAS 18.001:2007.
No sistema ISO 9001:2008 que refere-se a qualidade, a empresa encontrase muito bem fundamentada e sedimentada no processo industrial, detendo:
manuais, procedimentos setoriais e documentos sistemáticos nos diversos
departamentos organização. Com o sistema da ISO14001:2004 e BS OHSAS
18.001:2007 as adaptações terão um custo muito elevado na implantação, mas os
benefícios que elas oferecerão aos funcionários, comunidade e a própria
organização serão significativos, além de proporcinar aos clientes da Empresa Alfa o
reconhecimento da seriedade do Sistema de Gestão Integrada - SGI implementado
e operante.
4.1.1 Processamento do CaCO3 Natural
A produção de carbonato de cálcio natural (CaCO3) consiste em moer lascas
de mármore importado com granulometria de 6 polegadas até grãos menores que 2
micrometros, dispersos em água, para uso como cargas minerais ou “coating”
(pintura) na indústria de papel.
Segue
abaixo
um
fluxograma
do
processo
industrial,
Figura
16,
demonstrando todo o sistema por áreas e equipamentos, desde o pátio de matéria
prima, processo de britagem, moagem de produto seco, moagem de produto úmido
até a estocagem nos tanques de produto acabado:
67
Figura 16 - Processo Industrial de GCC
Fonte: Autoria própria
Pátio de pedras / britador
O processo inicia no recebimento da matéria-prima no pátio de pedras, que
tem capacidade para 30.000 toneladas de armazenagem. A matéria-prima compõese de lascas de pedras de mármore importadas da Turquia que vêm por navio até o
porto de Paranaguá no Paraná. Do porto o mármore é transportado por caçambas
até o pátio da empresa nos Campos Gerais.
As pedras vem com uma granulometria média de 6 polegadas, apresentadas
nas Fotografias 1a e 1b.
68
(a)
(b)
Fotografia 1a 1b - Pedra de carbonato de cálcio de 6”
Fonte: Autoria própria
No início do processo, o operador faz o carregamento das pedras na moega
(calha alimentadora) através da pá carregadeira. Este sistema é quantificado e
monitorado por detectores de metal e caso haja algum metal misturado nas pedras,
o equipamento é paralizado automaticamente, causando uma parada de emergência
no sistema do britador e, após a retirada do metal o sistema retoma as atividades
normalmente.
Na passagem pelo britador, as pedras passam para uma granulometria de
cerca de 1 polegada demonstrada na Fotografia 2, com produtividade de 50 t/h,
sendo armazenadas em silo com capacidade para 710 toneladas através de roscas
helicoidais transportadoras e elevador de canecas.
Fotografia 2 – Pedra de carbonato de cálcio após a britagem de 1”
Fonte: Autoria própria
69
Moinhos de Rolos – Processo Seco
O moinho de rolos recebe as pedras por alimentadores vibratórios e as
mesmas são depositadas numa mesa girante. O sistema possui dois rolos que
comprimem a uma pressão de 80kgf/cm², fazendo com que as pedras sejam moídas
até atingir um formato de pó, apresentando uma produtividade média de 10 t/h.
Este pó é classificado por uma granulometria de 20(µm) em D: 0,50, tendo
uma escala de [0,7(µm) - D: 0,10] a [228(µm) - D: 0,98], os quais são aspirados por
um exaustor e tubulações para um filtro de mangas e através de roscas
transportadoras helicoidais são enviadas para um elevador de canecas até serem
armazenadas no silo de pó demonstrados na Fotografia 3, com capacidade de 220
toneladas.
Fotografia 3 – Pó de 20µ
µm após a moagem seca
Fonte: Autoria própria
Tanque Agitador - AG
O tanque agitador - AG recebe o pó, água e dispersante num misturador
chamado de “Fragola”, após uma rápida homogeneização este material é
armazenado por transbordo ao tanque de AG com capacidade de 80m³ de
armazenagem. Neste tanque, o material fica em constante agitação e recirculação,
sendo este o produto base para o processamento posterior nos moinhos de bolas.
A planta não possui caldeira, porém, no processamento do carbonato de
cálcio disperso em água, chamado de “slurry” nos moinhos de bolas, ocorre o atrito
70
do material fazendo com que grande quantidade de calor seja desprendida do
carbonato, gerando um vapor. Este vapor é direcionado ao tanque AG para ajudar
na homogeneização do produto base. O sistema possui duas bombas de
recirculação que servem para:
• Bomba 01: Alimentar os moinhos de bolas MB1, MB2 e MB3;
• Bomba 02: Re-circular o produto e produzir um vácuo para coletar os vapores
gerados nos moinhos e assim direcionar este calor para dentro do tanque.
Moinhos de Bolas – MBs / Processo Úmido
Os moinhos de bolas são projetados para fabricar os quatro tipos de
produtos comercializados pela empresa, na unidade de Ponta Grossa, que são
especificados da seguinte forma:
• MB1 - Está composto por mini-esferas de Zircônia (minibids) de 1,0 a 1,6mm.
Este moinho pode fabricar 7,5 t/h – produto D ou 8,0 t/h – produto C;
• MB2 - Está composto por mini-esferas de Zircônia (minibids) de 0,6 a 1,0mm.
Este moinho pode fabricar 4,0t/h –produto A ou 3,5 t/h – produto B;
• MB3 - Idem ao MB2.
Tipos de produtos comercializados pela unidade
• Produto A - Slurry chamado de A9 - 75% sólidos; (que é produzido a partir do
tanque AG)
• Produto B - Slurry chamado B85 - 75% sólidos. (que é produzido a partir do
tanque de produto A)
• Produto C - Slurry chamado de CO - 68% sólidos; (que é produzido a partir do
tanque AG)
• Produto D - Slurry chamado de D6 - 74% sólidos; (que é produzido a partir do
tanque AG)
O processo de moagem seca e úmida pode produzir sem nenhum operador
na planta, porém, a alimentação do britador e a expedição necessitam dos
operadores para efetuar os trabalhos, nos respectivos setores.
71
Tanques de Armazenagem e expedição
Após o controle de qualidade no processo, que consiste em avaliar
parâmetros como viscosidade, abrasividade, alvura, tamanho das partículas, teor de
sólidos, pH e análise microbiológica para verificação da presença de fungos e
bactérias, os distintos produtos são armazenados nos tanques de produtos
acabados assim identificados:
• TQ 1 - Armazena o produto A9 com capacidade máxima de 500m³;
• TQ 2 - Armazena o produto B85 com capacidade máxima de 250m³;
• TQ 3 – Armazena o produto CO com capacidade máxima de 250m³;
• TQ 4 - Armazena o produto D6 com capacidade máxima de 250m³.
O produto final demonstrado na Fotografia 4 é transportado via caminhões
tanques de aço inoxidável, sendo o carregamento feito por bombeamento dos
tanques de armazenamento diretamente nos caminhões. Antes do carregamento, o
operador inspeciona as condições de limpeza do tanque do caminhão, que
necessitam chegar lavados antes da entrada da fábrica.
O
departamento de
logística
recebe
uma
programação
diária do
departamento comercial quanto às vendas estipuladas e repassa para a produção,
contendo as capacidades, tipos e destinos dos produtos para os clientes.
Fotografia 4 – Produto final após a moagem úmida de 2µ
µm
Fonte: Autoria própria
72
Água de processo
Devido às características do produto e de haver uma certa tendência para a
contaminação com microorganismos, toda a água de processo é tratada e
armazenada em tanque com capacidade para 80m³.
A água é utilizada nas etapas do processo para diluir o pó de carbonato de
cálcio no tanque agitador - AG em sistema fechado. Após iniciado, o processo
produtivo apresenta um consumo médio de água reutilizada de 1800m³ por mês. Na
indústria, existe um sistema de captação de água da chuva que é coletada em toda
a superfície da fábrica e armazenada nas piscinas de contenção de rejeitos.
Rejeito
Por se tratar de um sistema “fechado” de produção, todo material de
lavagem e rejeito do processo industrial é transportado para as piscinas de
contenção da água do processo e dos sólidos em suspensão. Porém se este
material, o lodo de carbonato de cálcio, fosse gerado em grandes quantidades
poderiam ser aplicados em outros processos, tais como: telhas cerâmicas, liga de
concreto ou asfato, gerando outra fonte de renda para a empresa Alfa, conforme
afirmam os autores Monteiro et. tal. (2009), Poon et. tal. (2009), Ron et. tal. (2008),
Sakulich et. al (2009), Tam e Gao (2009) e Zordan (1997).
Compilamento dos dados coletados – Anexos e nos Apêndices: A e B:
Seguem no Quadro 4 os dados dos funcionários da empresa Alfa
entrevistados.
FUNÇÃO
GRAU DE ESCOLARIDADE
Gerente Industrial
Supervisor de Produção
Supervisor de Manutenção
Coordenadora de Qualidade
Analista de Automação
Operador de Produção
Engenharia – Desenhista
Engenheiro Eletricista – Pós Graduado
Tecnól. em Eletrônica – Pós Graduado
Engenheiro Mecânico – Pós Graduado
Tecnól. em Alimentos – Pós Graduada
Tecnólogo em Automação
Tecnólogo em Eletrônica
Acadêmica de Engenharia Elétrica
Quadro 4 – Dados dos funcionários da empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
TEMPO DE
EXPERIÊNCIA
22 anos
14 anos
19 anos
9 anos
13 anos
7 anos
15 anos
73
Com esta equipe foram colhidas as informações específicas em cada etapa
do processo industrial do carbonato de cálcio natural, para que houvesse um
conhecimento do sistema de produção da empresa de Alfa e foram propostos as
possíveis melhorias, com o uso das ferramentas de gestão e o modelo de referência
o Trevo Fractal.
4.2 EMPRESA BETA – ESPECIALIZADA EM PCC
A empresa Beta é uma indústria do ramo de mineração do carbonato de
cálcio precipitado – PCC, unidade instalada na cidade de Mogi Guaçú – São Paulo,
dentro do parque fabril de uma indústria papeleira multinacional, líder mundial no
seguimento do papel “off-set”. A unidade mineradora recebe todos os insumos da
própria empresa papeleira, ou seja, água, energia elétrica, CO2, mão de obra
tercerizada, transporte dos funcionários e equipamentos em geral.
4.1.2 Processamento do CaCO3 Precipitado
A matéria prima principal vem de duas empresas fornecedoras de cal
virgem, do estado de Minas Gerais via caminhão. Diariamente, a unidade recebe de
4 a 6 caminhões de cal virgem e praticamente 85% do processo de fabricação é
destinado para a empresa papeleira localizada em Mogi Guaçú; porém, o excedente
da produção é comercializada para outras indústrias papeleiras da região de São
Paulo.
A unidade fabril opera em regime de 24h por dia e 7 dias na semana, os
períodos são divididos por 4 turnos de 6h, tendo 2 operadores por turno; um
responsável pelo processo úmido e outro pelo processo seco.
O sistema industrial do CaCO3 do PCC, basicamente, é um processo
químico da reação da cal virgem juntamente com alguns agregados químicos e CO2,
dentro de reatores que processam a reação do “Slurry” e, o processo seco é a
prensagem do produto líquido em uma prensa pneumática, que faz o deságue e a
74
pasta é alojada em big bags de 2.000 kg, sendo a mesma destinada para a fábrica
de tintas.
Outro ponto peculiar da empresa é o baixo número de funcionários alocados
na unidade fabril, melhor descrito pelo Quadro 5 abaixo:
Funções – Mogi Guaçú
Gerente Industrial
1
Operadores de Produção
5
Operadores de Filtro Prensa
3
Supervisor de Manutenção
1
Eletricista
1
Analista de Contabilidade
1
Supervisor de Contabilidade
1
TOTAL
Tercerizados
13
1
Quadro 5 – Quadro dos funcionários da empresa Beta
Fonte: Autoria própria
A empresa Beta como a Alfa, também está em processo para a certificação
do Sistema de Gestão Integrado – SGI. A unidade de Mogi Guaçu foi recertificada
pela Bureau Veritas – BVQI, em 25 de julho de 2007, na plataforma ISO 9001:2000.
A produção de carbonato de cálcio precipitado (CaCO3) consiste em reagir a
cal virgem em grãos menores que 3 micrômetros, dispersos em água, para uso
como cargas minerais ou “coating” (pintura) na indústria de papel e tintas pelo
processo seco.
Segue abaixo um fluxograma do processo industrial – Figura 17,
demonstrando todo o sistema por áreas e equipamentos, desde o alojamento da
matéria prima, processo de britagem, moagem de produto seco, moagem de produto
úmido até a estocagem nos tanques de produto acabado:
75
Processo Industrial - PCC
Trocadores de calor
90°C / 30°C
HSBCC
50 m3
BCC
50 m3
TH
70 m3
Hidratador
Silo 1000 m3
7m3/h
Cal Virgem
Peneira
Peneira
Peneira
01
02
03
Lavador CO2
Comp. 01
Comp. 02
Ind. Papel
Filtro prensa
Figura 17 - Processo industrial de PCC
Fonte: Autoria própria
Silo de Cal Virgem – 1000m³
O processo inicia no recebimento da matéria-prima no silo de armazenagem,
que tem capacidade para 1000 m³. A cal é transportadas por caminhões bicaçambas
de 21m³ até o pátio da empresa.
As pedras vem com uma granulometria média de 1 polegada como mostra a
Fotografia 5.
No início do processo, o operador faz o carregamento das pedras no poço
(calha alimentadora) através do próprio caminhão basculante e posteriormente um
elevador de canecas transporta o material para dentro do silo. Este sistema é
quantificado e monitorado por sensores de níveis instalados no topo do mesmo. O
material tem que estar totalmente seco, porque com o mínimo de umidade o
processo de reação da cal inicia, sendo muito perigoso por causa das temperaturas
elevadas.
76
Fotografia 5 – Pedra de Cal Virgem 1”
Fonte: Autoria própria
Hidratador
O hidratador é um reservatório que recebe a cal virgem, água, óxido de
magnésio, ácido cítrico, com agitação constante. A temperatura média no hidratador
é de 85°C. Neste equipamento é iniciado o processo de hidratação da cal, também
conhecida com hidróxido. Após uma disolução dos materiais, o produto é bombeado
através de motobombas especiais até os tanques de hidratação, passando antes por
trocadores de calor, sendo estes importantíssimos para o processo. Basicamente, a
hidratação da cal é uma curva da reação, tendo a temperatura e pH monitorados
constamente. O hidratador tem capacidade para hidratar 7m³/h. O “slurry” é
armazenado nos tanques de espera, conhecidos como tanques de armazenagem do
produto hidratado.
Lavador de CO2 / Compressores
O equipamento é responsável pela limpeza do gás CO2 vindas das
chaminés das caldeiras de recuperação da indústria papeleira e enviadas para os
compressores. O gás CO2 é inserido ao processo da reação química do slurry, a
concentração varia de 18 a 21%, quanto maior a concentração do gás, mais rápida é
a reação do processo. A temperatura do gás vem das chaminés em torno de 195°C,
77
após lavado e controlado esta temperatura, o gás é direcionado aos compressores 1
e 2, da unidade fabril com uma temperatura média de 40°C.
Reatores
Os reatores são tanques com uma capacidade de 40m³ cada um,
representados na Figura 17. Estes tanques possuem agitadores em constante
funcionamento. O slurry vindo dos tanques de hidratação são depositados na parte
superior dos reatores, os mesmos também recebem na parte inferior do tanque o
gás CO2 vindos dos compressores. A reação química dura em torno de 45 minutos
dependendo do grau de concentração do gás CO2. Os controles dos produtos dentro
dos reatores basicamente são:
A temperatura ≈ 60°C;
A condutividade ≈ 1,3 mS (miliSiemens);
Granumetria das partículas ≈ 2,5 microns;
Brancura ≈ 96%.
Os reatores podem fabricar simultaneamente 2 bateladas do mesmo tipo
e/ou diferentes produtos, dependendo da programação diária da produção. Para a
fabricação do S-PCC a reação é contínua no reator, porém, para a fabricação do RPCC, o material sofre uma pequena mudança dentro do reator e, o material é
bombeado para um tanque de espera com temperatura constantemente controlada
em 10°C, tendo o auxílio de trocadores de calor e chiller de resfriamento.
Este tanque é chamado de tanque com semente (produto base S-PCC),
nome originado do material com uma interrupção no processo primário da reação.
Após a estabilização, este material retorna para o reator e sofre uma segunda
reação até se transformar em produto acabado, conhecido como R-PCC. O que
diferencia um produto do outro é a composição morfológica da partícula de acordo
com (MORAES, 2006), ou seja:
⇒ Produto S-PCC – Escalenoédrico:
1. Maior bulk (espessura no papel);
2. Maior opacidade no papel;
3. Difícil secagem.
78
⇒ Produto R-PCC – Romboédrico:
1. Melhor andamento na máquina de papel;
2. Maior resistência do papel;
3. Melhor efeito da colagem no papel;
4. Melhor drenagem na mesa plana.
Com as principais características nos produtos dos carbonatos precipitados
abordados acima, é muito utilizado nas indústrias papeleiras em virtude das
aplicabilidades do papel ao cliente final.
Abaixo estão dispostos os dois tipos de produtos em slurry e também a
pasta em Crumbles que são processados na empresa Beta de Mogi Guaçu.
Tipos de produtos comercializados pela unidade
•R-PCC - Slurry chamado de SR 2,3 - 25% sólidos;
•S-PCC - Slurry chamado de SS 2,0 - 20% sólidos;
•Crumbles - Slurry em pasta prensada - 65% sólidos.
Tanques de Armazenagem e Expedição
Após o controle de qualidade no processo, que consiste em avaliar
parâmetros como condutividade, abrasividade, alvura, tamanho das partículas, teor
de sólidos, pH e análise microbiológica para verificação da presença de fungos e
bactérias, os distintos produtos são armazenados nos tanques de produtos
acabados assim identificados:
• TQ PS01 - Armazena R-PCC com capacidade máxima de 500m³;
• TQ PS02 - Armazena S-PCC com capacidade máxima de 500m³;
Área seca – Armazena Crumbles com capacidade máxima de 150 tons em
big bags de 2.000kg.
O produto final R-PCC e o S-PCC são transportados por tubulações
diretamente ao tanque de armazenagem da indústria papeleira, já para os outros
clientes, o excedente da produção da unidade é transportado via caminhões tanques
79
de aço inoxidável, sendo o carregamento feito por bombeamento dos tanques de
armazenamento diretamente nos caminhões.
Antes do carregamento, o operador inspeciona as condições de limpeza do
tanque do caminhão, que necessita chegar lavado antes da entrada da fábrica. A
entrega dos Crumbles aos clientes de tintas é realizado em caminhões do tipo
graneleiro, sendo o mesmo carregado com o auxílio de uma empilhadeira.
Segue na Fotografia 6, o carbonato de cálcio a pedra 1,5” (A), “Crumbles”
moído (B) e o “slurry” (C).
Fotografia 6 –Matéria prima e produtos acabados do PCC
Fonte: Autoria própria
O
departamento de
logística
recebe
uma
programação
diária do
departamento comercial quanto as vendas estipuladas e repassa para a produção,
contendo as capacidades, tipos e destinos dos produtos para os clientes.
Rejeito
Por se tratar de um sistema “fechado” de produção, todo material de
lavagem e rejeito do processo industrial é transportado para caçambas de
armazenagem que, diariamente, são coletadas pela indústria papeleira e são
80
enviadas para uma área de compostagem. A empresa possui várias fazendas de
reflorestamento na região da fábrica e o rejeito do carbonato de cálcio precipitado
serve como adubo para as plantações de eucalipto.
Este processo é totalmente controlado e homologado pelos órgãos
competentes de São Paulo, juntamente com uma equipe de engenheiros florestais e
agrônomos da própria empresa papeleira. Contudo este material também poderia
ser aplicado em outros processos, gerando outra fonte de renda para a empresa
Beta, caso a mesma obtivesse a oportunidade de direcionar o lodo para outras
empresas, como o agregado de concreto, fabricação de tijolos ou até mesmo em liga
asfáltica, conforme apontam os autores Garcia et. al (2009), Giffoni e Lange (2005),
Gorkem e Sengoz (2009).
Seguem, no Quadro 6, os dados dos funcionários da empresa Beta
entrevistados.
GRAU DE ESCOLARIDADE
TEMPO DE
EXPERIÊNCIA
Gerente Industrial
Supervisor de Manutenção
Tecnólogo em Automação – Pós Graduado
Acadêmico de Engenharia de Automação
12 anos
8 anos
Operador de Produção
Operador Filtro Prensa
Tecnólogo em Química
Ensino Médio
11 anos
9 anos
Coordenadora de Qualidade
Analista de Automação
Tecnóloga em Alimentos – Pós Graduada
Tecnólogo em Automação
9 anos
13 anos
FUNÇÃO
Engenharia - Desenhista
Acadêmica de Engenharia Elétrica
Quadro 6 – Dados dos Funcionários da Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
15 anos
Com esta equipe foram colhidas as informações específicas em cada etapa
do processo industrial do carbonato de cálcio precipitado, para que houvesse um
conhecimento do sistema de produção da empresa de Beta.
81
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Neste capítulo serão apresentados os resultados e realizada a discussão
dos mesmos.
5.1 EMPRESA DE GCC – ALFA
A coleta dos dados fornecidos pela equipe da empresa Alfa composta no
Quadro 3, através dos Anexos A, B, C e Apêndice: A, foram compilados e
extratificados. Seguem as informações estruturadas em cada ferramenta proposta
neste trabalho.
5.1.1 Levantamento dos Pontos de Melhoria da Empresa Alfa
Após um Brainstroming com a equipe da empresa Alfa, foram apontados os
seguintes problemas operacionais ou em equipamentos. Estes problemas estão em
um Pareto apresentado no Gráfico 3; estes dados encontram-se no Anexo B –
Empresa Alfa.
82
Ponta Grossa - GCC
7
6
6
5
4
4
3
3
2
1
1
ág
ua
çã
o
Ec
on
o
m
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on
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m
at
ér
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en
er
gi
a
pr
im
a
0
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Gráfico 3 – Pareto dos principais custos operacionais da empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
Através do gráfico de Pareto, Gráfico 3, houve um agrupamento de tópicos
que são os maiores custos operacionais da empresa Alfa, ou seja, perdas de
materiais e consumo de energia elétrica correspondentes a aproximadamente 71%
de todos os custos. Os dados foram extraídos através de relatórios produtivos e
também através de uma pesquisa realizada com os funcionários da unidade fabril,
conforme exposto no anexo da empresa Alfa. Estes dados foram extraídos de uma
pesquisa solicitada para a equipe da empresa Alfa. As sete pessoas que compõem a
referida equipe apontaram duas fontes de altos custos relacionados ao processo
fabril, totalizando 14 votos, sendo o primeiro mais significativo e o segundo menos
significativo.
Da pesquisa foram extratificados os seguintes dados: 6 votos para as perdas
de materiais foram os mais significativos, 4 por consumo de energia elétrica, 3 pelos
custos de manutenção e 1 voto para o consumo de água.
Em função dos dados apresentados no Gráfico 3 optou-se por estudar mais
profundamente a perdas das matérias primas e economia de energia eleétrica por
ser os problemas mais significativos.
83
Perdas de Matéria Prima:
Seguem os dados de perda de matéria prima (Carbonato de Cálcio) no
Gráfico 4.
Em setembro de 2009 houve uma contaminação da matéria prima no pátio
de uma empresa responsável pela armazenagem e também pelo trâmite portuário
em Paranaguá/PR. O carbonato de cálcio foi armazenado em uma área asfaltada e
houve uma contaminação da matéria prima com asfalto, a contaminação ocorreu em
um volume de 30.000 toneladas aproximadamente.
A equipe em Ponta Grossa desenvolveu um sistema de classificação e
lavagem das pedras, removendo as partículas finas do monte das pedras e por
consequência estes finos estavam misturados com partículas finas de asfalto. Após
esta lavagem, foi possível utilizar a matéria prima no processo industrial, porém os
finos foram descartados em um aterro industrial, houve uma perda aproximadamente
de 3.500 toneladas de finos, por esta razão o Gráfico 4 apresenta um acréscimo
significativo durante os anos 2008 a 2010.
Resíduos Processo GCC
3000
2805
2500
TON
2000
1500
1108
1000
500
124
0
2008
2009
Gráfico 4 – Perdas de matéria prima (CaCO3)
Fonte: Autoria própria
2010
84
Consumo de Energia:
No Gráfico 5 são apresentados os dados de consumo de energia elétrica por
tonelada de carbonato de cálcio processada.
Consumo de Energia Elétrica em kWh
202,00
200,00
200,4
198,00
kWh/Ton.
196,00
194,00
194,3
192,00
190,00
189,8
188,00
186,00
184,00
2008
2009
2010
Gráfico 5 – Consumo de energia elétrica
Fonte: Autoria própria
Através das metas de redução de custos que transcorreram durante os anos
de 2008 e 2010 houve uma queda de consumo de energia em todos os produtos.
Houveram algumas mudanças no processo industrial do A9 e B85. Os mesmos
iniciaram a moagem de primeiro passo, por consequência a redução de energia foi
atingida bem como o aumento de disponibilidade de moinhos ao processo.
Os dados coletados encontram-se no anexo A da empresa Alfa, bem como
os relatórios de produção para comprovar os dados expostos no Gráfico 5.
Manutenção
Os dados de custo de manutenção por tonelada de carbonato de cálcio
processada são apresentados no Gráfico 6.
85
Custo da Manutenção por Tonelada Produzida
30,00
Custo em Reais / Ton prod.
25,00
26,00
24,00
20,00
19,00
15,00
10,00
5,00
0,00
2008
2009
2010
Gráfico 6 – Custo de manutenção por tonelada processada
Fonte: Autoria própria
Com o passar dos anos a unidade fabril deprecisa-se e os custos da
manutenção aumentam, existem alguns equipamentos que necessitam fazer as
substituições de partes e peças. Também há o custo das manutenções preditivas
que são realizadas por empresas tercerizadas, tais como: análise de vibração,
termografia, análise de óleo lubrificantes, entre outros.
Lembrando que há uma equivalência entre o custo de manutenção com o
aumento da produtividade fabril, ponto comprovado nos relatórios de produção no
anexo da empresa Alfa, onde as vendas veem apresentando um incremento ano
após ano.
Consumo de Água:
No Gráfico 7 são apresentados os dados de consumo de água global por
tonelada de carbonato de cálcio processada.
86
Consumo Água - litros
0,60
0,57
0,50
0,50
l/Ton
0,40
0,30
0,38
0,20
0,10
0,00
2008
2009
2010
Gráfico 7 – Consumo de Água
Fonte: Autoria própria
O caso do aumento de consumo de água em 2009 e 2010 é correlato com o
problema de contaminação das pedras de carbonato de cálcio ocorrido em setembro
de 2009. Para efetuar a limpeza dos mesmos, a unidade fabril utilizou um sistema
para a lavagem de 30.000 toneladas de pedras alojadas no pátio de matéria prima.
Na aplicação das metodologias MASP, PmaisL e o modelo de referência
Trevo Fractal, foram considerados todos os dados acima. Estes dados encontram-se
em planilhas produtivas, as quais contêm as quantidades, volumes e unidades
utilizadas pela empresa Alfa no período de 2008 a 2010, conforme o anexo A,
juntamente com os dados do apêndice A – empresa Alfa.
5.1.2 MASP – Empresa Alfa
Com o levantamento dos dados através do brainstorming e do pareto tem-se
os principais problemas:
Perdas de matéria prima;
Consumo de energia;
Custos de manutenção;
87
Consumo de água.
Foram aplicadas algumas ferramentas do MASP para as posíveis soluções
de melhoria. Isto apenas para as perdas de matéria prima e consumo de energia
elétrica, visto que são os mais significativos, apontados através das planilhas de
produção, juntamente com as atas de reuniões realizadas na empresa pela equipe,
nos dias 05 de maio de 2010 e 20 de setembro de 2010 anexadas neste trabalho.
Perdas de matéria prima na empresa Alfa
Na Figura 18, apresenta-se o diagrama de causa e efeito (Diagrama de
Ishikawa) para apontar o problema das perdas de matéria prima.
CaCO3
Meio Ambiente
A
Método
C
B
E
D
F
Perdas de GCC
G
H
Mão de Obra
I
K
J
Moinhos/ Filtros/ Britador
no processo
L
Redução
Figura 18 – Diagrama de Ishikawa para perdas de matéria prima
Fonte: Autoria própria
A – Através da britagem há muita perda de pó em suspensão;
B – Nas paradas dos moinhos perde-se em torno de 6 ton por parada;
B1- Nas limpezas dos filtros da área de carga perde-se em torno de 500 kg
por flush;
C – Vazamento de pó de carbonato, slurry e água no piso;
D – Consumo excessivo de água e energia elétrica;
E – Utilizar o acompanhamento de produção com o PDCA;
F – ###
G – Avaliação e regulagem no sistema de britagem;
88
H – Efetuar flush uma vez ao turno após uma alteração na logística dos
carregamentos;
I – Verificar com a manutenção sobre os ajustes nas borrachas de vedação
na saída do britador;
I1- Ajustar os raspadores das correias transportadoras;
I2- Instalação de tubulação na bomba sump interligando ao tanque de AG;
I3- Reduzir o nível mínimo nos tanques de produto e de alimentação dos
moinhos de bolas;
J – Inspeção diária nos filtros da área de carregamento;
K- A meta de redução mínima 10% das perdas existentes;
L - ###
Após as identificações das possíveis falhas e causas para a perda de
matéria prima na empresa Alfa, apontadas pela ferramenta Ishikawa (trabalho este
realizado em uma reunião com a equipe no dia 05/05/2010) foram registradas
algumas ações de melhoria. Estas ações foram orientadas com o auxílio da planilha
5W2H. As idéias juntamente com o plano de ação encontram-se integralmente no
anexo C da empresa Alfa. O resumo das ações é apresentado no Quadro 7.
WHAT
WHERE
WHY
HOW
WHO
WHEN
O QUE
FAZER
(AÇÃO)
ONDE
POR QUE
FAZER
COMO FAZER
QUEM
Quando
Automação
Produção
Manutenção
10/05/2010
Automação
01/06/2010
Redução das
perdas de
matéria
prima CaCO3
Paradas
normais
dos
moinhos
de bolas
Redução de
custo e das
perdas dos
insumos
Redução das
perdas de
matéria
prima CaCO3
Paradas
normais
dos
moinhos
de bolas
Redução de
custo e das
perdas dos
insumos
Levantamento de
volume do tanque
versus capacidade
de produção dos
moinhos
Ajustar o range e
testar o nível mínimo
para os tanques de
produto e
alimentação dos
moinhos. Atual 12%
Ajuste para 4%
Quadro 7 – 5W2H – Plano de ações para a empresa Alfa – Matéria Prima
Fonte: Autoria própria
89
Redução das
perdas de
matéria
prima CaCO3
Paradas
anormais
dos
moinhos
de bolas
Redução de
custo e das
perdas dos
insumos
Redução das
perdas de
matéria
prima CaCO3
Limpeza
nos filtros
na área de
carga
Redução de
custo e das
perdas dos
insumos
Redução das
perdas de
matéria
prima CaCO3
Limpeza
nos filtros
na área de
carga
Redução de
custo e das
perdas dos
insumos
Redução das
perdas de
matéria
prima CaCO3
Limpeza
nos filtros
na área de
carga
Redução de
custo e das
perdas dos
insumos
Redução das
perdas de
matéria
prima CaCO3
Britador e
correias
transp.
Redução de
custo e das
perdas dos
insumos
Redução das
perdas de
matéria
prima CaCO3
Britador e
correias
transp.
Redução de
custo e das
perdas dos
insumos
Bloquear as válvulas
de saída dos tanques
para que sejam
direcionados pelo
operador ao tanque
de AG, de forma
dosificada para não
comprometer o % de
sólidos.
Reprogramar com a
equipe de logística
para sejam
carregados
primeiramente
produtos de
granumetria fina e
posteriormente
produtos com
granumetria grossa.
Após a programação
de logística e
produção, reduzir de
3 flushs por turno
para 1 flush por
turno.
Redirecionar o
volume de insumos
gerados pelas
limpezas dos filtros
das piscinas para o
tanque da água de
processo através de
tubulações e válvulas
direcionais.
Efetuar ajuste
mensalmente nas
borrachas de
vedação na saída do
britador e verificar a
eficiência nos
raspadores das
correias
transportadoras.
Aumentar a
velocidade no motor
do ventilador do filtro
de mangas sobre o
silo de pedras
Produção
Manutenção
Automação
13/09/2010
Produção
Logística
05/07/2010
Produção
Logística
12/07/2010
Engenharia
Manutenção
Automação
Produção
20/09/2010
Manutenção
14/06/2010
Automação
Manutenção
16/07/2010
Quadro 8 – 5W2H – Plano de ações para a empresa Alfa – Matéria Prima
Fonte: Autoria própria
Estas ações implementadas pela equipe de estudo representaram a última
etapa para alimentar o PDCA da empresa Alfa, Figura 19, na busca da redução das
perdas de matéria prima.
90
Plan – Planejar
No processo industrial de moagem úmida há dois tanques de 1,6m³ por
moinho MB, após esta verificação foi solicitado para diminuir o nível de
descarte no momento de parada programada.
Do – Fazer
O analista de automação modificou o algorítimo do PLC, de um nível inicial de
40% do tanque para 10% no momento de drenar o mesmo, ou seja, foi
reduzido 30% de 1,6m³ [toneladas de CaCO3: (0,48m³)*(1,75 ton/m³)*(0,72 %
sólidos) = 0,60 ton.
Check – Verificar
Foi observado que em cada parada do moinho úmido MB, o nível do tanque era
consumido até atingir 10% do nível do mesmo, e somente após atingir os 10%, é
que entrava água para limpeza e drenagem do tanque de alimentação do moinho
e não mais os 40%, como antigamente iniciava o sistema de limpeza do tanque
de alimentação.
Action – Avaliar os resultados
Após iniciar este sistema no MB1 para quantificar e avaliar se o sistema
gerava o resultado apresentado foi implantado nos outros moinhos MB2 e
MB3. Como a unidade fabril desliga os moinhos nos horários de ponta a
geração de perdas nos três moinhos 5 vezes na semana passou de 12,1
toneladas/semana para 3,02 toneladas/semana. Com esta implemantação
houve uma redução nas perdas de 36,3 toneladas/mês. Através desta redução
de perdas a empresa deixou de gastar (R$ 18.150,00 custo das pedras
processadas + R$ 3.837,00 destinação para o aterro industrial - Cetric) = R$
21.987,43 por mês.
Figura 19 – PDCA – Perdas de matéria prima - GCC
Fonte: Adaptado pelo Autor
Com as ações do MASP é possível avaliar através da planilha de produção
em anexo, que houve uma redução significativa na geração dos resíduos, ou seja, a
a partir de agosto de 2010, iniciando o ano com uma média de perdas de 0,8% para
0,5% de 70.738 toneladas processadas durante o ano de 2010.
Antes aplicação do MASP a empresa Alfa sofreu uma perda nos primeiros 8
meses do ano de 2010, de 377 toneladas. Após a implementação das ações de
melhoria as perdas passaram para 117,90 tons, nos últimos 4 meses do ano vigente.
Ainda há perdas no processo, porém houve uma redução de 0,3% de todo o
montante gerado durante o ano de 2010.
Redução de energia elétrica na empresa Alfa
A Figura 20 apresenta o diagrama de causa e efeito (Diagrama de Ishikawa)
para a redução do consumo de energia elétrica.
91
Energia elétrica
Meio Ambiente
A
Método
C
B
E
D
F
Consumo de
energia elétrica
GCC
G
H
Mão de Obra
I
K
J
Refrig/ Moinhos/ Britador
L
Redução
Figura 20 – Diagrama de Ishikawa para o consumo de energia elétrica
Fonte: Adaptado pelo Autor
A – Avaliar as capacidades dos equipamentos e dimensionar um melhor
contrato de demanda;
B – Desligar equipamentos quando possível em horário de ponta;
C – Diminuir o consumo de energia, por consequência menor necessidade
de geração;
D – Consumo excessivo de energia elétrica;
E – Utilizar o acompanhamento de produção com o PDCA;
F – ###
G – Desligar iluminação e refrigeração em ambientes que não haja
circulação e/ou permanência de pessoas;
H – Utilizar a máxima capacidade dimensionada pelos equipamentos;
I – Equipamentos são instalados com motores de alto rendimento;
J – Aumentar a velocidade do britador para que o moinho de rolos diminua a
potência;
K- A meta de redução é de no mímino 10% das perdas existentes;
L - ###
Após as identificações das possíveis falhas e causas para a redução de
energia elétrica na empresa Alfa, (através da ferramenta Ishikawa baseada na
reunião com a equipe no dia 20/09/2010), foram registradas algumas ações. A
planilha 5W2H ajuda a orientar as ações. As idéias juntamente com o plano de
92
ações que encontra-se integralmente no anexo C da empresa Alfa. O resumo das
ações é apresentado no Quadro 8.
WHAT
WHERE
WHY
HOW
WHO
WHEN
O QUE
FAZER
(AÇÃO)
ONDE
REALIZAR A
AÇÃO
POR QUE
FAZER
COMO FAZER
QUEM
Quando
Automação
01/10/2010
Automação
01/10/2010
Automação
01/10/2010
Automação
01/10/2010
Automação
01/10/2010
Redução do
consumo de
energia
elétrica
Sistema de
britagem
Redução nos
custos com
energia
elétrica
Redução do
consumo de
energia
elétrica
Sistema de
moagem seca
Redução nos
custos com
energia
elétrica
Redução do
consumo de
energia
elétrica
Sistema de
mogem úmida
Redução nos
custos com
energia
elétrica
Redução do
consumo de
energia
elétrica
Sistema de
carregamento
(Load out)
Redução nos
custos com
energia
elétrica
Redução do
consumo de
energia
elétrica
Sistema de
refrigeração e
iluminação
Redução nos
custos com
energia
elétrica
Desligar os
motores do
sistema de
britagem no
horário de
ponta
Desligar os
motores do
sistema de
moagem seca
no horário de
ponta:
(Moinhos de
rolos)
Desligar os
motores do
sistema de
moagem úmida
no horário de
ponta:
(Moinhos de
bolas)
Desligar os
motores do
sistema de
agitadores dos
tanques de
produto
acabado no
horário de
ponta
Desligar o
sistema de
refrigeração e
iluminação nos
prédios,
quando não
houver
atividade de
pessoas no
horário de
ponta
Quadro 9 – 5W2H – Plano de Ações para a Empresa Alfa – Energia Elétrica
Fonte: Adaptado pelo Autor
93
Após as ações realizadas no 5W2H, segue abaixo a última etapa do MASP,
que é o PDCA, apresentado na Figura 21.
Plan – Planejar
No momento a unidade fabril possui sobra de máquinas em relação
ao volume de vendas, por esta razão é possível desligar alguns
equipamentos no horário de ponta.
Do – Fazer
O supervisor de produção programa juntamente com a equipe os
períodos que há a folga no processo para efetuar o desligamento
dos equipamentos, esta programação ocorre semanalmente
através de um planejamento entre áreas. Departamento de vendas,
logística e produção, o desligamento é de aproximadamente 4
horas diárias, compreendidos entre as 17:30h as 21:30h de
segunda a sexta-feira. Equipamentos e setores que serão
desligados no horário de ponta: britagem, moagem seca, moagem
úmida e agitadores dos tanques de produto acabado.
Check – Verificar
O controle de desligamento dos equipamentos é realizado
manualmente através dos operadores, porém os agitadores são
deligados automaticamente através de um controle do PLC.
Action - Avaliar os resultados
Após iniciar o este sistema de desliamento dos equipamentos no
horário de ponta, a empresa reduziu o custo produtivo, visto que o
valor do kWh no horário de ponta é de 6 vezes o valor do kWh fora
do horário de ponta. Dados abaixo foram retirados da planilha
de produção 2010:
Custo do kWh no horario de Ponta: R$ 0,7822
Custo do kWh no horário fora de ponta: R$ 0,12731
Consumo de energia total dos equip. dos sistemas:1679 kWh
Em caso de parada de todos os equipamentos no horário de ponta,
a empresa teve a redução de(1679kW * 3 * R$ 0,78220 * 5 dias *
4h)= R$ 80.704,26 por mês.
Figura 21 – PDCA – Redução do consumo de energia elétrica
Fonte: Adaptado pelo Autor
Com as ações do MASP é possível avaliar através da planilha de produção
em anexo, que houve uma redução no consumo de energia elétrica, ou seja, a partir
de Outubro de 2010, iniciando o ano com uma média de 191kWh/ton para 182,1
kWh/ton de 70.738 toneladas processadas durante o ano de 2010.
Após as interveções aplicadas pelo MASP, a empresa Alfa reduziu 4,7% do
consumo global de energia elétrica no processamento do carbonato de cálcio.
94
5.1.3 PmaisL – Empresa Alfa
Problema: perda de matéria prima CaCO3
Através da reunião realizada no dia 05/05/2010 e 20/09/2010 com a equipe
foram aplicados as ferramentas do MASP nos problemas de processo apresentados
nas reuniões. Após a aplicação do MASP nos dois casos, houve a aplicação da
metodologia PmaisL.
Seguem alguns dados coletados após a aplicação da PmaisL:
Reduzir as perdas de matéria prima: CaCO3 – GCC.
Mesmo havendo uma redução na geração de perdas do carbonato de cálcio,
ainda há perdas no processo industrial, principalmente em paradas normais e
anormais dos moinhos úmidos.
Mensurar o total de perdas de CaCO3 anualmente, independentemente
do tipo de geração e aplicar as 3 fases da ferramenta PmaisL;
Avaliar possibilidades de redução das fontes de geração;
Avaliar possibilidades de reutilização dos resíduos internamente;
Reciclagem externa.
Obs: Foram reunidos no Quadro 9 todos os pontos de geração de resíduos
do carbonato de cálcio, sendo em pó ou slurry.
A maior geração de resíduos no processo industrial é através da limpeza dos
tanques de alimentação dos moinhos e no tanque de produto do moinho, cada um
tem um volume de 1,6m³ e, no momento de uma parada anormal é despejado na
canaleta 40% do nível em operação, ou seja, [1,28m³*1,75ton/ m³] = 2,24 ton por
moinho úmido. No caso de uma parada anormal por queda de energia, ou outro
evento este volume é multiplicado por 3, (MB1, MB2 e MB3).
Nos horários de ponta os moinhos são desligados e a geração de material
foi reduzida pela ação do MASP, passando a perda de 40% do tanque de
alimentação para somente 10%. Não foi possível reduzir ainda mais o nível para
95
assegurar que a bomba centrífuga não iria cavitar (trabalhar sem material no
caracol).
Outro ponto que também há perda de material prima é na área de carga,
porque a cada carregamento dos caminhões é realizada uma limpeza nos filtros.
Cada filtro despeja em torno de 0,3 ton de material, ou seja, 2 filtros com uma média
diária de 12 caminhões, o volume que vai para a canaleta é de [2 filtros * 0,015
perda de material em tons *1,75m³/ton*0,72% sólidos*25 dias por mês *12
caminhões] = 11,34 ton/mês.
Equipamentos
PmaisL
(níveis: 1,2 e 3)
Processo
Pátio matéria prima
Britador
Silo de pedra
Moinho de rolos seco
Silo de pó
Tanque Agitador - AG
Moinhos de bolas
Armazenagem de 30.000 tons CaCO3
– tamanho das pedras 6”
1 – Geração do pó em
suspensão
Capacidade de 80 tons/h
– reduz as pedras de 6” para 1”
1 – Geração do pó em
suspensão
Capacidade 710 tons / 600m³
- armazena pedras britadas
1 – Geração do pó em
suspensão
Produção de 10 tons/h
– reduz as pedras em pó de 20 microns
1 – Geração do pó em
suspensão
Capacidade 220 tons / 250m³
- armazena pó moído
1 – Geração do pó em
suspensão
Dispersa pó + água de processo + dispersante
– cap. 80 m³
1 – Geração do pó em
suspensão
MB’s 1, 2, e 3 processa o CaCO3
microns.
2 – perda de água e
CaCO3
Classificam os materiais em sistema
– ciclo fechado
Centrífugas
Piscina de contenção
em 2
2 – perda de água e
CaCO3
Capacidade 600m³ , armazena a água
3 – Reciclagem
do processo + CaCO3
do processo CaCO externo
3
sedimentado.
Quadro 10 – Níveis da PmaisL na Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
do
O descarte de material para a canaleta em virtude das paradas normais do
moinhos de bolas, após a ação do MASP é de [10% de 1,6m³ = 0,16m³ ] -> 0,16m³ *
3 moinhos ->
0,48 m³,
ou seja, [0,48m³*1,75m³/ton*0,72% sólidos*5 dias por
semana * 4 semanas por mês] = 12,1 ton/mês.
96
O total de geração é de aproximadamente 23,44 ton/mês somente com
paradas normais dos equipamentos, mais as limpezas nos cestos dos filtros na área
de carga, em caso de alguma parada anormal é acrescido de mais 2,24 ton.
Melhorias para amenizar a geração na fonte – Nível 01
A redução da geração foi implementada da seguinte forma:
Na área de carga foram diminuídas as limpezas dos filtros, utilizando-se a
mesma câmara quando houver o mesmo tipo de produto, ou seja, não há nenhum
problema de efetuar 2 ou mais cargas, quando as cargas nos caminhões forem do
mesmo tipo. Avaliado com a equipe de logística para sequenciar os carregamentos
diários com os mesmos produtos: carregar todos os A9, depois todos os B8,5 até o
último tipo de produto, assim são realizadas apenas 2 lavagens diárias, ou seja, [2
filtros * 0,015 perda de material em tons * 0,72% sólidos * 25 dias por mês] = 0,54
ton/mês. Houve uma redução de 95,24% em relação do sistema antigo (12 lavagens
diárias). Com esta situação houve uma redução de 10,8 ton/mês somente na área
de carga.
Nas áreas dos moinhos não houveram condições de amenizar ainda mais
os sistemas de limpeza.
Melhorias para reutilizar o CaCO3 internamente – Nível 02
Parte deste material que é despejado na canaleta é direcionado para poços,
que são bombeados para o tanque de água de processo, porém o mesmo tem uma
capacidade de no máximo de 50m³, quando ele é completado por nível máximo o
material (água+slurry) é direcionado automaticamente para as piscinas de
contenção. Nas piscinas, o material CaCO3 é sedimentado e a água retorna ao
processo quando o tanque de água de processo tem nível inferior de 50%.
Através de uma mudança do nível padrão no tanque de 100% para 50%, faz
com que as bombas dos poços (chamadas de Sump’s) sempre direcione a água +
slurry para o tanque de água de processo, com isso parte do carbonato retorna ao
sistema industrial, porém ainda muito carboanto fica sedimentado nas piscinas.
97
Reutilizar o material sedimentado das piscinas foi testado, porém como as
piscinas estão em ambiente externo, há uma concentração muito elevada de
bactérias (carga orgânica).
Por esta razão o material é direcionado para um aterro industrial com um
custo de R$ 185,00 / m³, além do custo a empresa se torna responsável por todo o
material depositado no aterro industrial de forma vitalícia, ou seja, o passivo
ambiental é somente realocado de área, porém ele continuará a existir.
Melhorias para reutilizar o CaCO3 externamente – Nível 3
Até o momento não foi possivel reciclar externamente, depende de estudo e
viabilidade econômica para desenvolver alguma parceria com a empresa Alfa,
amenizando os custos industriais, conforme orienta Rocha (1994), Silva e Amaral
(2008), Soledade et. al. (2007) e Souza (1999).
Problema: Redução do consumo de energia elétrica
Através da última reunião realizada em 20/09/2010 com a equipe foi aplicada
a ferramenta PDCA na redução de energia elétrica, agora haverá a aplicação da
ferramenta PmaisL.
Seguem alguns dados coletados após a aplicação da PmaisL:
Reduzir o consumo de energia elétrica
Melhorias para amenizar o consumo de energia elétrica – Nível 01
Através do uso de motores de alto rendimento e variadores de velocidade,
já há a redução do uso de energia na fonte.
Uso de lâmpadas frias, tipo fluorescente, PL entre outras possibilidades
(uso quando possível da iluminação natural);
Desligamento de motores além do horário de ponta, nos horários fora de
ponta. Por exemplo: trabalhar com os níveis de segurança dos tanques de produto
acabado e promover uma logística de ligar os equipamentos em níveis baixos, mas
98
seguros até o preenchimento total dos tanques, visto que, a unidade fabril está com
uma taxa de 68% de utilização, há uma folga de tempo para os equipamentos
permanecerem desligados.
Níveis 02 e 03 da PmaisL
Para o uso interno e/ou externo da energia elétrica, somente é possível
com a instalação do grupo de geradores a diesel e/ou gás natural.
Melhor seria com uma co-geração no uso dos equipamentos através de
caldeiras de alta pressão, mas a empresa Alfa não possui caldeiras.
Obs: As planilhas de produção e orçamentos encontram-se no anexo B da
empresa Alfa.
5.1.4 Modelo Trevo Fractal – Empresa Alfa
Através das atas de reuniões, apêndice A, mais os anexos A, B e C da
empresa Alfa, foi realizado preenchimento do Quadro 10 em conjunto com o
pesquisador e profissionais especialistas no modelo de referência Trevo Fractal.
Nº
1
2
Ação
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações-Empresa Alfa
A
Avaliar o mercado consumidor e
não consumidor e a sua influência
no contexto de utilização do
produto ou processo.
O produto é padronizado e possui a
qualidade consolidada perante os clientes.
Apenas o processo industrial está sendo
melhorado, visando uma redução de 4%
como meta anual nos custos operacionais.
Identificar os clientes e as suas
necessidades atendidas com a
utilização do produto ou processo.
Cliente externo está satisfeito com o produto
fornecido, contudo o cliente interno solicita
melhorias, para amenizar os reprocessos e
por consequência a redução de custo. Outro
ponto é a certificação da ISO 14000
verificando o sistema ambiental, bem como a
OSHAS 18000, visando a redução de
acidentes. O sistema da ISO 9000 já está
implantado desde 2007.
B
Quadro 11 – Trevo Fractal Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
99
Nº
3
4
5
6
7
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações-Empresa Alfa
Definir as características iniciais do
processo
produtivo
para
a
manufatura
das
funções
necessárias aos
clientes do
produto ou processo.
A unidade fabril de Ponta Grossa, é
extremamente automatizada em todo o seu
processo industrial. Este sistema possibilita
uma garantia na qualidade do produto final e
também a autonomia de operacionalidade,
ou seja, a empresa trabalha 24h por dia e 7
dias na semana com 2 equipes.
Após as 00:00h de segunda a sexta-feira e
após as 16:00h de sábado até as 08:00h de
segunda-feira, não há operadores. Toda a
empresa trabalha autônoma.
D
Descrever as expectativas dos
clientes através das funções e os
serviços necessários ao produto
ou processo.
Melhoria no processo de produção com a
redução dos custos operacionais. A empresa
determina a certificação da ISO 14000, pois
a expectativa é o atendimento correto no
manuseio de produtos químicos bem como a
redução de matéria prima. Já para a OHSAS
18000, a empresa objetiva a amenização das
atividades manuais, consolidando com
automações em seus processos e novos
conceitos para as melhorias.
E
Formalizar,
representar
materializar para se verificar
ideias para as funções e
serviços necessários ao produto
processo.
1E
Anotar os dados que potencializem
informações aos participantes do
desenvolvimento do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
Ação
C
2E
e
as
os
ou
Traduzir e simplificar os dados em
informações
e
formatos
de
representações para a perfeita
compreensão do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
Baseado no gráfico de pareto, identificou-se
as perdas/custos como
as mais
significativas, sendo: Perdas de materia
prima e redução de energia elétrica.
As perdas de materia prima são:
1. Pátio de materia prima;
2. Britagem geração de pó;
3. Moagem seca;
4. Tanques de alimentação dos moinhos
5. Limpezas dos filtros de expedição.
1. Pátio de materia prima; perda por
chuva e pelo vento;
2. Britagem geração de pó: fuga na
exaustão do equipamento;
3. Moagem seca fuga pelo exaustor do
equipamento;
4. Tanques de alimentação dos moinhos
MB’s, o descarte do produto ocorre
por causa das paradas programadas ;
5. Limpezas dos filtros da expedição: há
perdas de matéria prima da limpeza
nos cestos dos filtros.
Quadro 12 – Trevo Fractal Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
100
Nº
8
Ação
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações-Empresa Alfa
3E
Refletir as informações para gerar
conhecimentos, ideias e soluções
que orientem as ações de
desenvolvimento do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
As perdas mais significativas pela
classificação de quantidades são:
4. Tanques de alimentação dos moinhos
MB’s, o descarte do produto ocorre por
causa das paradas programadas (12,1
ton/mês) ;
5. Limpezas dos filtros da expedição: há
perdas de matéria prima da limpeza nos
cestos dos filtros (0,54 ton/mês).
1. Pátio de matéria prima: topografia entre
outros.
9
1E
10
2E
4. Tanques de alimentação dos moinhos
MB’s, o descarte do produto ocorre por
causa das paradas programadas:
Anotar os dados que potencializem A redução de matéria prima se faz
informações aos participantes do necessário em virtude da geração dos
desenvolvimento do produto ou mesmos durante as paradas dos moinhos
MB’s. Através do descarte dos tanques de
processo.
Formalizar,
representar
e alimentação para a canaleta.
5. Limpezas dos filtros da expedição: há
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os perdas de matéria prima na limpeza dos
serviços necessários ao produto ou cestos filtrantes.
processo.
Isto ocorre em cada lavagem do sistema, as
limpezas são realizadas a cada turno, ou
seja 2 vezes ao dia de segunda-feira a
sábado.
Os três moinhos são desligados no horário
de ponta, o que corresponde das 18:00h as
21:00h de segunda a sexta-feira, para a
redução do custo da energia elétrica .
4. Tanques de alimentação dos moinhos
Traduzir e simplificar os dados em
MB’s, o descarte do produto ocorre por
informações
e
formatos
de
causa das paradas programadas:
representações para a perfeita
É gerado um descarte de 12,1tons/dia de
compreensão do produto ou
máteria prima somando os três moinhos de
processo.
bolas, com mais 30tons/mês de água. Todo
Formalizar,
representar
e
este volume de material é direcionado para a
materializar para se verificar as
piscina 600m³ na área externa da empresa
ideias para as funções e os
Alfa.
serviços necessários ao produto ou
5. Limpezas dos filtros da expedição: há
processo.
perdas de matéria prima da limpeza nos
cestos dos filtros:
É gerado 0,54ton/mês nas limpezas dos
filtros, mais 10ton/mês de água. Ambos são
direcionados para a piscina de 600m³.
Quadro 10 – Trevo Fractal Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
101
Nº
11
12
13
14
15
Ação
3E
1E
2E
3E
1E
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Refletir as informações para gerar
conhecimentos, ideias e soluções
que orientem as ações de
desenvolvimento do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
Anotar os dados que potencializem
informações aos participantes do
desenvolvimento do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
Traduzir e simplificar os dados em
informações
e
formatos
de
representações para a perfeita
compreensão do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
Refletir as informações para gerar
conhecimentos, ideias e soluções
que orientem as ações de
desenvolvimento do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
Descrição das Ações-Empresa Alfa
Conceito 1) Recircular o material no
processo sem que o mesmo seja direcionado
para a piscina através das bombas Sumps,
ou separar a água dos sólidos, sendo assim
somente a água iria para piscina de
contenção.
Verficar pátio de matéria prima, pois o
mesmo é alocado em ambiente externo sem
paredes e teto. O mesmo está suscetível a
contaminação de poeiras, bem como a perda
de pó do carbonato de cálcio pela chuva.
Restringir as perdas de materia prima pela
ação do vento, também pela chuva sobre o
monte das pedras e evitar a contaminação
do mesmo pelo meio externo.
Conceito 2) Evitar perda de matéria prima
por vento, chuva e contaminação da mesma.
Anualmente é realizado uma medição
topográfica no pátio de pedras, para
mensurar as perdas.
Todo o abastecimento deste pátio, passa
pela balança de controle na portaria e
também há uma balança analítica na correia
transportadora, ou seja, todo o material que
é processado, registra-se o peso no CLP e
com as informações de entrada e saída do
pátio é possível quantificar se houve ou não
perdas nesta área. Normalmente ocorre uma
perda de 0,2% (138 ton/ano).
Parada de todos os equipamentos com
grande capacidades de consumo de energia
elétrica no horário de ponta, tais como:
Britagem;
Moagem Seca;
Moagem Úmida;
Agitadores.
Anotar os dados que potencializem
informações aos participantes do
desenvolvimento do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
Quadro 10 – Trevo Fractal Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
102
Nº
Ação
16
2E
17
3E
18
1E
19
20
2E
3E
Modelo de Referência Trevo
Descrição das Ações-Empresa Alfa
Fractal
Traduzir e simplificar os dados em As paradas ocorrem principalmente no
informações
e
formatos
de horário de ponta (18:00h as 21:00h) de
representações para a perfeita segunda a sexta-feira, pois o mesmo é uma
compreensão do produto ou necessidade da empresa para a redução do
processo.
custo de energia elétrica. O valor do custo de
Formalizar,
representar
e energia no horário de ponta é em torno de 7
materializar para se verificar as vezes maior do que o custo de energia em
ideias para as funções e os kWh no horário de fora de ponta.
serviços necessários ao produto ou Custo do kWh do horário de ponta: R$ 0,84 e
processo.
de R$ 0,13 fora do horário de ponta.
Refletir as informações para gerar
conhecimentos, ideias e soluções
que orientem as ações de Para que haja a continuidade produtiva no
desenvolvimento do produto ou período de horário de ponta, a unidade tería
processo.
que deixar de parar os equipamentos ou
Formalizar,
representar
e investir em grupos geradores, bem como a
materializar para se verificar as instalação de equipamentos de grande
ideias para as funções e os eficiência energética.
serviços necessários ao produto ou
processo.
Anotar os dados que potencializem Lista de equipamentos que são desligados
informações aos participantes do no horário de ponta:
desenvolvimento do produto ou
Britador: 180kW – 440V;
processo.
Moinho de Rolos: 360kW – 440V;
Formalizar,
representar
e
Moinhos de bolas: 3 x 730kW – 440V;
materializar para se verificar as
Agitadores: 5 x 26kW – 440V;
ideias para as funções e os
Refrigeração ambientes: 155kW – 440V.
serviços necessários ao produto ou
processo.
Traduzir e simplificar os dados em Total de energia elétrica economizada com
informações
e
formatos
de os equipamentos desligados no horário de
representações para a perfeita ponta:
compreensão do produto ou
Total: 3015kW em 440V.
processo.
Formalizar,
representar
e Total economizado em Reais por mês com
materializar para se verificar as esta parada dos equipamentos:
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
Total: (3015x 0,84 x 3 x 5 x 4):
processo.
R$ 151.956,00.
Refletir as informações para gerar Conceito 3) A instalação de grupo geradores
conhecimentos, ideias e soluções para manter operando a unidade fabril no
que orientem as ações de horário de ponta.
desenvolvimento do produto ou Conceito 4) Aplicar na instalação fabril:
processo.
Motores alto rendimetos;
Formalizar,
representar
e Inversores e partidas suaves no
materializar para se verificar as acionamento dos motores elétricos;
ideias para as funções e os Iluminação com tecnologia de alta
serviços necessários ao produto ou eficiência luminosa.
processo.
Quadro 10 – Trevo Fractal Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
103
Nº
21
22
23
24
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações-Empresa Alfa
Registrar as soluções, as idéias e
os conceitos preliminares e sua
evolução, para atender os clientes
com o produto ou processo.
Para o conceito 1) A redução das perdas de
matéria prima no processo (paradas dos
moinhos e limpeza dos cestos filtrantes),
seria a instalação de um filtro prensa para
inserir todo o material sólido diretamente no
processo,
através
de
correias
transportadoras interligando o filtro prensa ao
tanque de agitação, antes de ir a piscina de
contenção. Na piscina iria somente a água
retirada do filtro prensa que voltaria ao
processo em sistema de ciclo fechado
através da bomba alocada na piscina. Esta
bomba é controlada por nível do tanque da
água de processo.
Para o conceito 2) Já para a perda e
contaminação do material fino no pátio de
pedras em virtude de chuvas e vento,
poderia ser a segregação do total ou parcial
do pátio de matéria prima.
G
Levantar e impregnar-se das
tendências
mercadológicas,
conceituais e tecnológicas do
produto ou processo.
Ideia 1) A recirculação está de acordo por se
tratar de uma utilização do resíduo
internamente (ISO
14.001).
Para a
implementação,
a
tecnologia
está
consolidada através da equipe de trabalho
bem como os equipamentos necessários.
A matéria prima reutilizada diminui a
extração da mesma na jazida.
Outro ponto relevante é a amenização da
operação humana atribuindo a melhora de
postura na extração do material da piscina
auxiliada na OSHAS 18.001.
H
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
Ideia 1)
A recirculação é baseada em
controle de níveis dos tanques auxiliares de
alimentação dos moinhos de bolas e tanque
produto + a bomba Sump da expedição, em
relação ao nível do tanque de armazenagem
do tanque de água do processo.
G
Levantar e impregnar-se das
tendências
mercadológicas,
conceituais e tecnológicas do
produto ou processo.
Ideia 2) Instalação de um equipamento como
o filtro prensa no sistema de recirculação na
(idéia 1), faría com que a piscina não recebese mais materiais sólidos, apenas a água e
particulados com baixa concentração de
sólidos.
Ação
F
Quadro 10 – Trevo Fractal Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
104
Ação
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações-Empresa Alfa
H
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
Ideia 2) A instalação do filtro prensa sería
uma boa alternativa, pois é uma tecnologia já
conhecida no ramo de mineração, contudo o
custo de instalação não é baixo e o período
de amortização poderá ser superior a 60
meses.
G
Levantar e impregnar-se das
tendências
mercadológicas,
conceituais e tecnológicas do
produto ou processo.
Ideia 3) Instalação de uma cisterna de 10m³
abaixo dos moinhos de bolas, uma bomba
centrífuga e tubulações em aço inoxidável,
direcionando os materiais ao tanque de
agitação geral – alimentação dos moinhos.
H
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
G
Levantar e impregnar-se das
tendências
mercadológicas,
conceituais e tecnológicas do
produto ou processo.
29
H
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
30
G
Nº
25
26
27
28
Ideia 3) O controle de nível entre a nova
cisterna de 10m³ ao tanque de agitação
80m³, sería simples através de automação
existente, juntamente com a equipe de
implementação.
Ideia 4) Construir uma cobertura parcial ou
total em 4.000m² no pátio de pedras, porque
há perdas dos finos, pela ação do vento e
chuva. Esta cobertura poderá ser com
telhado ou lona.
Anualmente é realizado uma medição
topográfica no monte de pedras para verificar
a quantidade de perdas houve no processo,
normalmente está abaixo de 2%, conforme o
aceitével pela empresa Alfa.
Ideia 1) A recirculação está de acordo por se
tratar de uma utilização do resíduo
internamente (ISO
14.001).
Para a
implementação,
a
tecnologia
está
Levantar e impregnar-se das consolidada através da equipe de trabalho
tendências
mercadológicas, bem como os equipamentos necessários.
conceituais e tecnológicas do A matéria prima reutilizada diminui a
produto ou processo.
extração da mesma na jazida.
Outro ponto relevante é a amenização da
operação humana atribuindo a melhora de
postura na extração do material da piscina
auxiliada na OSHAS 18.001.
Quadro 10 – Trevo Fractal Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
105
Nº
31
32
33
34
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações-Empresa Alfa
Registrar as soluções, as idéias e
os conceitos preliminares e sua
evolução, para atender os clientes
com o produto ou processo.
Para o conceito 3) Visto que a parada dos
equipamentos no horário de ponta é muito
viável para a empresa, este processo
permanecerá até uma maior demanda de
produção
e
por
consequência
os
equipamentos terão que funcionar durante o
horário de ponta, deixando de economizar
152.000 reais por mês. Ou a instalação de
um grupo gerador para manter os
equipamentos funcionando sem o uso da
energia
contratada
pela
companhia
distribuidora local da mesma.
Para o conceito 4) A empresa foi instalada
em 2005 e como o projeto é atual, a mesma
já está composta por motores de alto
rendimento e inversores de frequência
conforme a necessidade do processo, bem
como o auxílio de partida suave, efetuando a
economia de energia elétrica. A iluminação
pode ser implementada com tecnologia mais
eficiente, contudo o consumo de energia
elétrica, corresponde somente 4% do
montante total na indústria conforme aborda
a Aneel (2010).
G
Levantar e impregnar-se das
tendências
mercadológicas,
conceituais e tecnológicas do
produto ou processo.
Ideia 5) A instalação de grupo geradores de
3MVA, sendo o mesmo em média tensão por
causa da concepção das instalações
elétricas, atenderia a unidade fabril e o custo
do investimento poderia ser amortizado em
menos de 60 meses. A tecnologia do sistema
de geração elétrica está consolidado por
óleo diesel e/ou gás natural.
H
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
Ideia 5) A instalação do grupo gerador na
unidade fabril seria uma boa opção, visto que
além da economia real do projeto após a
amortização dos equipamentos, a unidade
fabril teria autonomia em caso de um
problema de fornecimento da companhia de
distribuição do Paraná, ou seja, a Copel.
Levantar e impregnar-se das
tendências
mercadológicas,
conceituais e tecnológicas do
produto ou processo.
Ideia 6) A instalação de iluminação de alta
eficiência energética já é bem difundida no
Brasil, neste sentido a migração de um
sistema normal para um de baixo consumo
de energia elétrica é muito tranquilo. Os
exemplos de tecnologias são:
Lâmpadas fluorescentes;
Conj. Autôn. – placas fotovoltaícas;
Fotocélulas.
Ação
F
G
Quadro 10 – Trevo Fractal Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
106
Nº
35
36
Ação
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações-Empresa Alfa
H
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
Ideia 6) A instalação de iluminação de alta
eficiência energética, pode ser implementada
nas instalações da empresa Alfa, sem
ocasionar nenhum problema para o processo
industrial.
I
Encontrar e escolher conceitos que
viabilizem as soluções das funções
e a sua concepção para a pesquisa
e testes do produto ou processo.
Há a potencialidade de implantação das
ideias abordas avaliando as possibilidades
técnicas e econômicas.
Ideia 1) Controle de níveis entre os tanques
sob os moinhos de bolas e tanque de
armazenagem da água de processo.
Ideia 2) Instalação de um filtro prensa;
Ideia 3) Instalação de uma cisterna sob os
tanques dos moinhos de bolas e interligação
ao tanque de agitação;
Ideia 4) Instalação de cobertura sobre o pátio
de matéria prima;
Ideia 5) Instalação do Grupo Gerador;
Ideia 6) Instalação de iluminação de alta
eficiência luminosa e energética.
Quadro 10 – Trevo Fractal Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
Após a reflexão das ideias e das propostas de melhorias apontadas no
Quadro 10, é possível avaliar as possibilidades e compará-las com as outras
metodologias e ferramentas de gestão.
As metodologias de gestão MASP e PmaisL apresentaram algumas
soluções para alguns problemas específicos no processo de produção. As soluções
apontadas por estas motodologias, visaram amenizar as perdas de matéria prima
em pontos críticos no processo industrial. Também foram apontadas algumas
possíveis soluções para a redução do consumo de energia elétrica.
O Trevo Fractal utilizou de dados levantados pelas ferramentas de gestão do
MASP para munir o modelo de informações e juntamente com uma equipe
especialista no uso deste modelo foi possível propor soluções mais abangentes. No
Quadro 11 há uma comparação das propostas de soluções apresentadas por todas
as metodologias abordadas neste trabalho (MASP, PmaisL e MTF) para a redução
de perdas da matéria prima e redução do consumo de energia elétrica.
107
Perdas
de
Matéria
Prima
Redução do
Consumo
de Energia
Elétrica
Proposta de Soluções
Metodologia
Ganhos
(R$)
Controle de nível entre os tanques de
alimentação dos moinhos de bolas ao
tanque de armazenagem de água do
processo.
MASP
R$1.350,00
por mês
Desligamento dos motores de maior
consumo no horário de ponta das
18:00h as 21:00h.
MASP
X
Mudança de nível dos tanques de
alimentação para o desligamento dos
moinhos de bolas de 40% para 10%.
PmaisL
R$21.987,43
por mês
X
Redução da limpeza dos filtros na
área de expedição de 12 para 2
vezes ao dia
PmaisL
R$3.800,00
por mês
Instalação de grupo gerador para o
horário de ponta.
PmaisL
*R$55.000,0
0 por mês
X
A recirculação é baseada em controle
de níveis dos tanques auxiliares de
alimentação dos moinhos de bolas e
tanque produto + a bomba Sump da
expedição, em relação ao nível do
tanque de armazenagem do tanque
de água do processo.
MTF
*R$5.000,00
por mês
X
Instalação de um equipamento como
o filtro prensa no sistema de
recirculação), faria com que a piscina
não recebesse mais materiais
sólidos, apenas a água e particulados
com baixa concentração de sólidos.
MTF
*R$25.000,0
0 por mês
X
Instalação de uma cisterna de 10m³
abaixo dos moinhos de bolas, uma
bomba centrífuga e tubulações em
aço inoxidável, direcionando os
materiais ao tanque de agitação geral
– alimentação dos moinhos.
MTF
*R$20.000,0
0 por mês
X
X
X
R$80.704,26
por mês
O controle de nível entre a nova
cisterna de 10m³ ao tanque de
*R$25.000,0
X
agitação 80m³, seria simples através
MTF
0 por mês
de automação existente, juntamente
com a equipe de implementação.
Quadro 13 – Quadro Comparativo entre as Ferramentas de Gestão e o MTF na Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
108
Perdas
de
Matéria
Prima
Redução do
Consumo
de Energia
Elétrica
Proposta de Soluções
Metodologia
Ganhos
(R$)
Instalação de cobertura sobre o pátio
de matéria prima, com uma área total
de 4.000m²
MTF
*R$
5.800,00 por
mês
X
A instalação de grupo geradores de
3MVA, sendo o mesmo em média
tensão por causa da concepção das
instalações elétricas, atenderia a
unidade fabril e o custo do
investimento poderia ser amortizado
em menos de 60 meses.
MTF
*R$
95.0000,00
por mês
X
A instalação de iluminação de alta
eficiência energética já é bem
difundida no Brasil, neste sentido a
migração de um sistema normal para
um de baixo consumo de energia
elétrica é factível. Os exemplos de
tecnologias são:
Lâmpadas fluorescentes;
Placas fotovoltaícas;
Fotocélulas.
MTF
*R$ 850,00
por mês
X
OBS: *R$ - Valores estimados de retorno após os devidos investimentos
Quadro 11 – Quadro Comparativo entre as Ferramentas de Gestão e o MTF na Empresa Alfa
Fonte: Autoria própria
Através do Quadro 11 foi possível notar que a aplicação do MTF as opções
foram mais amplas, bem como o aprofundamento do entendimento do problema.
Sendo assim o MTF proporcionou novas soluções em relação as ferramentas de
gestão. O sistema não é finito, ou seja, poderia ter contuidade em formato aleatório
independentemente do problema ou solução, contudo as propostas foram
satisfatórias para esta etapa do estudo.
5.2 EMPRESA BETA – PCC
A coleta dos dados na empresa Beta foi realizada junto a equipe
apresentada no Quadro 5, através dos Anexos D, E, F e Apêndice A. Seguem as
informações estruturadas em cada ferramenta proposta neste trabalho.
109
5.2.1 Levantamento dos Pontos de Melhoria da Empresa Beta
Após um Brainstroming com a equipe da empresa Beta, foram apontados os
seguintes problemas operacionais/equipamentos, sendo os mais onerosos para a
unidade fabril, em formato de um Pareto apresentado no Gráfico 8.
Mogi Guaçu - PCC
5
4
4
3
3
2
2
1
1
sp
or
te
Tr
an
çã
o
ut
en
M
an
en
de
m
ia
Ec
on
o
Pe
rd
as
de
m
at
er
ia
er
gi
a
is
0
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Gráfico 8 – Pareto dos principais custos operacionais da empresa Beta
Fonte: Autoria própria
No Gráfico 8, houve um agrupamento de causas que são os maiores custos
operacionais da empresa Beta, ou seja, perdas de materiais e consumo de energia
elétrica correspondem 70% de todos os custos da unidade fabril.
Estes dados foram extraídos de uma pesquisa com a equipe da empresa
Beta, sendo que as cinco pessoas entrevistadas apontaram duas causas de altos
custos relacionados no processo fabril, totalizando 10 votos, o primeiro mais
significativo e o segundo menos significativo.
Da pesquisa foram extraídos os seguintes dados: 4 votos para as perdas de
materiais foram as mais significativas, 3 pora consumo de energia elétrica, 2 para
custos de manutenção e 1 voto para o transporte, os mesmos estão demonstrados
no anexo E, juntamente com os dados do apêndice A, da empresa Beta.
110
Neste caso, se houvesse uma solução de melhoria para economizar matéria
prima e energia elétrica a empresa Beta poderia reduzir significativamente os custos
e, por conseqüência, aumentar a margem de lucro por produto.
Perdas de Materiais:
No Gráfico 9 estão as perdas de matéria prima para o Carbonato de Cálcio
Precipitado.
Resíduos do Processo PCC
1800
1600
1627
1400
1384
TON
1200
1276
1000
800
600
400
200
0
2008
2009
2010
Gráfico 9 – Perdas de matéria prima – CaCO3 - PCC
Fonte: Autoria própria
Economia de Energia:
No Gráfico 10, encontram-se os dados de consumo de economia de energia
elétrica.
111
Consumo de Energia PCC
115
114
114
KWh/Ton
113
112
112
111
110
110
109
108
2008
2009
2010
Gráfico 10 – Consumo de energia elétrica - PCC
Fonte: Autoria própria
Manutenção:
Seguem os custos de manutenção por tonela produzida no Gráfico 11.
Custo da Manutenção por Toneladas Produzidas
50,00
Custo em Reais / Ton prod.
45,00
40,00
35,00
43,60
40,50
30,00
30,20
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
2008
2009
Gráfico 11 – Custo de Manutenção PCC
Fonte: Autoria própria
2010
112
Transporte:
Seguem os custos relacionados aos transportes do carbonato de cálcio PCC
por caminhão no do Gráfico 12.
Custo do Transporte em Reais/Ton
Custo Tonelada Transportada via Caminhão
40,00
35,00
35,00
30,00
25,00
32,00
28,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
2008
2009
2010
Gráfico 12 – Custo de Transporte da Empresa PCC
Fonte: Autoria própria
5.2.2 MASP – Empresa Beta
Com o levantamento dos dados através do brainstorming e do pareto tendo
os principais problemas tais como:
Perdas de matéria prima;
Consumo de energia;
Custos de manutenção;
Custos de transporte.
Foram aplicadas algumas ferramentas do MASP para encontrar possíveis
soluções de melhoria para as perdas de matéria prima e consumo de energia
elétrica, visto que são os mais significativos, apontados através das planilhas de
produção, juntamente com as atas de reuniões realizadas na empresa pela equipe,
nos dias 09 de junho de 2010 e 30 de agosto de 2010, os dados estão no anexo D
da empresa Beta neste trabalho.
113
Perdas de matéria prima na empresa Beta
Através da Figura 22, apresenta-se o diagrama de causa e efeito (Diagrama
de Ishikawa) para apontar o problema das perdas de matéria prima.
Cal Virgem
Meio Ambiente
A
Método
C
B
E
D
F
Perdas de PCC
G
I
H
Operadores
K
J
Hidratador
no processo
L
Redução
Figura 22 – Diagrama de Ishikawa – Perdas de matéria prima / PCC
Fonte: Adaptado pelo Autor
A – Avaliação da qualidade: brancura e porcentagem de pureza;
B – ###
C – Vazamento no piso de PCC e água;
D – Consumo excessivo de água e energia elétrica;
E – Utilizar o acompanhamento de produção com o PDCA;
F – ###
G – Avaliação e regulagem no sistema do hidratador para melhorar a
eficiência;
H – Efetuar análise em laboratório da matéria prima e produto acabado;
I – Verificar com a engenharia sobre capacidade produtiva e novo layout de
tubulação de saída;
J – No slaker há uma redução de produção bem como vazamento na
tubulação;
K- A meta de redução é de no mímino 10% das perdas existentes;
L - ###
Após as identificações das possíveis falhas e causas para a perda de
matéria prima na empresa Beta através da ferramenta Ishikawa baseada na reunião
com a equipe no dia 09/06/2010, foram registradas algumas ações orientadas pela
114
planilha 5W2H. A referida planilha encontra-se integralmente no anexo F da
empresa Beta. O resumo das ações estão no Quadro 12.
WHAT
WHERE
WHY
HOW
WHO
WHEN
O QUE
FAZER
(AÇÃO)
ONDE
REALIZAR A
AÇÃO
POR QUE
FAZER
COMO FAZER
QUEM
Quando
Redução nas
perdas de
carbonato
em processo
- PCC
Hidratador Sistema da
queima da
Cal
Redução de
custo e menor
geração das
perdas
Avaliação da
qualidade da Cal,
vinda do fornecedor
Produção
18/06/2010
Redução nas
perdas de
carbonato
em processo
- PCC
Hidratador Sistema da
queima da
Cal
Redução de
custo e menor
geração das
perdas
Revisão e ajuste nos
agitadores do
Hidratador
Manutenção
15/06/2010
Redução nas
perdas de
carbonato
em processo
- PCC
Hidratador Sistema da
queima da
Cal
Redução de
custo e menor
geração das
perdas
Aumentar o tempo
de reação no
equipamento
Produção
Manutenção
Automação
15/06/2010
Redução nas
perdas de
carbonato
em processo
- PCC
Hidratador Sistema da
queima da
Cal
Redução de
custo e menor
geração das
perdas
Trocar tubulação
desgastada na saída
o Hidratador
Manutenção
15/06/2010
Redução de
custo e menor
geração das
perdas
Melhorar o
isolamento contra a
água de chuva na
entrada do silo de
cal, bem como
revisão no sistema
do elevador de
canecas, evitando o
acumulo de material
depositado no piso
da área de descarga
da cal virgem.
Manutenção
Produção
28/06/2010
Redução nas
perdas de
carbonato
em processo
- PCC
Hidratador Sistema da
queima da
Cal
Quadro 14 – 5W2H – Plano de Ações para a Empresa Beta – Matéria Prima
Fonte: Adaptado pelo Autor
Estas ações implementadas pela equipe de estudo, representaram última
etapa para alimentar um PDCA da empresa Beta, Figura 23, na busca redução de
perdas de matéria prima.
Segue abaixo o PDCA aplicado, Figura 23.
Com as ações do MASP foi possível avaliar, através da planilha de produção
no anexo B da empresa Beta, que houve uma redução significativa na geração dos
115
resíduos, ou seja, a partir de julho de 2010, iniciando o ano com uma média de
121,16 tons de janeiro a junho, para 91,50 tons de julho a dezembro de 96.082,92
toneladas processados durante o ano de 2010.
Plan - Planejar
Avaliação junto ao fornecedor de cal virgem a qualidade do
material, para obter um melhor desempenho na queima
durante a reação. Programar uma inspeção e manutenção
no Hidratador para avaliar as condições do equipamento.
Fazer o levantamento do trecho que deverá ser substituído
da tubulação de saída do equipamento que apresenta
vazamentos. Avaliar e inspecionar por onde há entrada de
água no poço do silo de cal.
Do - Fazer
Substituição das palhetas dos agitadores do Hidratador - 3
conjuntos de agitadores. Substituição de 48 metros de
tubulação de 4" em aço inox, da saída do Hidratador até o
rack de trocador de calor. Melhorar a vedação da cobertura
do poço de acesso ao elevador de canecas no silo de cal.
Check - Verificar
Após as manutenções nos agitadores e a troca da tubulação
de saída do hidratador e reparo no telhado do poço de
acesso ao elevador de canecas do silo de cal, houve uma
redução nas perdas de matéria prima da unidade. Esta
redução está descrita na planilha de produção da unidade
Beta.
Action - Avaliar os resultados
Após as intervenções nos sistemas houve uma redução na
geração de perdas no processo: porque até junho 2010 havia
uma geração média de 121,16 ton/mês e após as ações
tomadas a geração de resíduo passou para uma média de
91,50 ton/mês. Esta informação gerada está na planilha de
produção da empresa Beta no ano de 2010.
Figura 23 - PDCA – Perdas de Matéria Prima / PCC
Fonte: Adaptado pelo Autor
Ainda há perdas no processo, porém houve uma redução de 24,5% entre os
dois semestres de todo o montante gerado durante o ano de 2010.
Redução de energia elétrica na empresa Beta
Através da Figura 24, apresenta-se o diagrama de causa e efeito (Diagrama
de Ishikawa) para apontar o consumo de energia elétrica.
116
Energia Elétrica
Meio Ambiente
A
Método
C
B
E
D
F
Redução de energia
elétrica
G
I
H
Operadores
K
J
Compres / Agit. Reatores
nos processos
L
Redução
Figura 24 – Diagrama de Ishikawa – Consumo de Energia Elétrica / PCC
Fonte: Adaptado pelo Autor
A – Avaliação das cargas elétricas em cada sistema da fábrica;
B – ###
C – Diminuir o consumo de energia, por consequência menor necessidade
de geração;
D – Consumo excessivo de energia elétrica;
E – Utilizar o acompanhamento de produção com o PDCA;
F – ###
G – Efetuar a parada dos equipamentos quando não é necessário;
H – Evitar de funcionar os equipamentos em baixa carga;
I – Verificar a possibilidade de substituir os motores por equipamentos de
alto rendimento;
J – Fazer um estudo de viabilidade para substituir sistema de partida atual
por chaves soft start;
K – A meta de redução é de no mímino 10% das perdas existentes;
L – Com equipamentos novos e de alto rendimento a manutenção será
amenizada;
Após as identificações das possíveis melhorias para a redução de energia
elétrica na empresa Beta, estas foram registrados na planilha 5W2H, que encontrase integralmente no anexo F da empresa Beta. Um resumo da planilha 5W2H
encontra-se no Quadro 13.
117
WHAT
WHERE
WHY
HOW
WHO
WHEN
O QUE FAZER
(AÇÃO)
ONDE
REALIZAR A
AÇÃO
POR QUE
FAZER
COMO FAZER
QUEM
Quando
Fazer a
substituição do
motor de 650kW /
380V para
equipamento de
alto rendimento
Engenharia
Manutenção
Dez/12
Redução no
consumo de
energia elétrica –
PCC
Compressores
de CO2
Redução de
custo com
energia elétrica
Fazer a
substituição do
Redução de
painel elétrico
Compressores
Engenharia
Dez/12
custo com
Manutenção
de CO2
(Y/∆) motor de
energia elétrica
650kW / 380V,
partida soft-start
Quadro 15 – 5W2H – Plano de Ações para a Empresa Beta – Energia Elétrica
Fonte: Adaptado pelo Autor
Redução no
consumo de
energia elétrica –
PCC
Após as ações realizadas no 5W2H, segue abaixo a última etapa do MASP,
que é o PDCA, tendo na Figura 25 os controles de cada etapa da ferramenta em
relação as reduções do consumo de energia elétrica.
Plan – Planejar
Avaliação econômica para a substituição dos motores do
Compressores de CO2 por equipamentos de alto rendimento,
bem como a troca de acionamentos convencionais por
sistema de partida suave.
Do - Fazer
Os equipamentos de maior impacto ao consumo de energia
são os motores de 650kW do sistema dos Compressores de
CO2.. A solução para amenizar o consumo de energia é a
troca dos equipamentos obsoletos (com + de 10 anos de
uso), porém o alto custo para este investimento será aplicado
somente após o primeiro trimenstre de 2012.
Check - Verificar
Após a substituição, poderá ser verificado se haverá ou não
eficácia na economia de energia.
Action - Avaliar os resultados
OBS: Depende da implementação para a avalição dos
resultados.
Figura 25 – PDCA – Redução do Consumo de Energia Elétrica / PCC
Fonte: Adaptado pelo Autor
118
A avaliação do MASP somente poderá ser concluída após os investimentos
implementados, que transcorrerão em março de 2012, conforme a programação
estipulada pela planilha de ação 5W2H que encontra-se no anexo F deste trabalho.
5.2.3 PmaisL – Empresa Beta
Problema: Perdas de matéria prima CaCO3
Através da reunião realizada no dia 09/06/2010 e 30/08/2010 com a equipe
foram aplicados as ferramentas do MASP nos problemas de processo apresentados
nas reuniões. Após a aplicação do MASP nos dois casos, agora haverá a aplicação
da ferramenta PmaisL.
Seguem alguns dados coletados após a aplicação da PmaisL:
Reduzir as perdas de matéria prima: CaCO3 - PCC
Mesmo havendo uma redução na geração de perdas do carbonato de cálcio,
ainda há perdas no processo industrial, principalmente em paradas normais e
anormais dos reatores e tanques de armazenagem.
Mensurar
o
total
de
perdas
dos
resíduos
CaCO3
anualmente,
independentemente do tipo de geração e aplicar as 3 fases da
ferramenta PmaisL;
Avaliar possibilidades de redução das fontes de geração;
Avaliar possibilidades de reutilização dos resíduos internamente;
Reciclagem externa.
Foram reunidos no Quadro 14 todos os pontos de geração de resíduos do
carbonato de cálcio, em cal virgem ou slurry.
A maior geração de resíduos no processo industrial é devido à cal não
reagida no hidratador. Em média há uma geração de 15m³ de pedra de cal não
reagida e água de processo.
O total de geração de carbonato de cálcio é de aproximadamente
450m³/mês, ou 90 ton/mês.
119
Equipamentos
Processo
PmaisL (níveis: 1,2 e 3)
Silo de cal virgem
Armazenagem de 1000 m³ em cada silo –
tamanho das pedras 1”
1 – Geração
suspensão
Hidratador
Capacidade de 7 m³/h
– Inicia o processo da reação do
carbonato
1 – Geração das pedras de cal
virgem não reagidas e calor.
Tanque de
Hidratação
Armazena a cal pré reagida no tanque de
Hidratação. – cap. 70 m³
1 – Geração de calor e perda
de água.
Compressores
Compressores de alimentação do gás
carbono nos tanques dos reatores.
2 – Perda de água
Reatores
Realizam o processo de reação do
carbonato de cálcio em cada ciclo das
bateladas.
2 – Perda de água e CaCO3
Peneiras de
classificação de
tamanho das
partículas
Em cada batelada dos reatores os
tamanhos das partículas são classificados
para
o
envio
aos
tanques
de
armazenagem final.
3 – Reciclagem do CaCO3
externo.
do
pó
em
Quadro 16– Níveis da PmaisL na Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
Melhorias para amenizar a geração na fonte – Nível 01
A redução da geração foi implementada da seguinte forma:
Solicitar ao fornecedor de cal uma qualidade superior para amenizar as
perdas.
No descarte de cal não reagido no Hidratador e das peneiras, os
materiais são destinados para caçambas de 5m³. Todo o material é
conduzidos através de tubulações junto com água do processo. Instalar
um coletor de materiais sólidos por transportador helicoidal, assim o
material será conduzido até as caçambas sem o uso de excesso de
água.
Melhorias para reutilizar o CaCO3 internamente – Nível 02
Não há possibilidade de reutilizar o carbonato de cálcio após o processo de
reação iniciar, ou seja, o material e a água são descartados.
Melhorias para reutilizar o CaCO3 externamente – Nível 3
120
A indústria papeleira reutiliza o carbonato de cálcio descartado para
aplicação deste lodo nas fazendas do reflorestamento de eucalipto. Com isso, o
processo de descarte do carbonato de cálcio se torna autossustentável.
Todos os insumos básicos, tais como: água e energia elétrica que são
fornecidos para a empresa Beta são originários da indústria papeleira, por esta razão
mesmo gerando o rejeito, a empresa Beta acaba alimentando a papeleira com
produto final – PCC e o lodo para as florestas de reflorestamento.
Problema: Consumo de energia elétrica
Através da reunião realizada em 20/09/2010 foi aplicado a metodogia MASP
na redução de energia elétrica, agora haverá a aplicação da ferramenta PmaisL.
Seguem alguns dados coletados após a aplicação da PmaisL:
Reduzir o consumo de energia elétrica
Melhorias para reduzir o consumo de energia elétrica – Nível 01
Uso
de
lâmpadas
frias,
tipo
fluorescente,
PL
entre
outras
possibilidades (uso quando possível da iluminação natural);
Desligamento dos motores no horário de ponta, se possível.
Níveis 02 e 03 da PmaisL
Para o uso interno e/ou externo da energia elétrica, somente é possível com
a instalação de grupo geradores a diesel e/ou gás natural.
5.2.4 Modelo Trevo Fractal – Empresa Beta
Através das atas de reuniões, apêndice A e, mais os anexos D, E e F da
empresa Beta, será realizado preenchimento do Quadro 15, para a construção do
sistema Trevo Fractal da empresa Beta.
121
Nº
1
2
3
4
Ação
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações Empresa Beta
A
Avaliar o mercado consumidor e
não consumidor e a sua influência
no contexto de utilização do
produto ou processo.
O produto é padronizado e possui a
qualidade consolidada junto ao clientes.
Apenas o processo industrial está sendo
melhorado, visando uma redução de 4%
como meta anual de redução nos custos
operacionais.
B
Identificar os clientes e as suas
necessidades atendidas com a
utilização do produto ou processo.
Cliente externo está satisfeito com o produto
fornecido, contudo o cliente interno solicita
melhorias, para amenizar as perdas de cal e
por consequência a redução de custo. Outro
ponto é a certificação da ISO 14000
verificando o sistema ambiental, bem como a
OSHAS 18000, visando a redução de
acidentes. O sistema da ISO 9000 já está
implantada desde 2007.
C
Definir as características iniciais do
processo
produtivo
para
a
manufatura
das
funções
necessárias aos clientes do
produto ou processo.
D
5
E
6
1E
Descrever as expectativas dos
clientes através das funções e os
serviços necessários ao produto
ou processo.
A unidade fabril de Mogi Guaçu, é
automatizada em todo o seu processo
industrial. Este sistema possibilita uma
garantia na qualidade do produto.
Melhoria no processo de produção com a
redução dos custos operacionais. A empresa
determina a certificação da ISO 14000, pois
a expectativa é o atendimento correto no
manuseio de produtos químicos bem como a
redução de matéria prima. Já para a OHSAS
18000, a empresa objetiva a amenização das
atividades manuais, consolidando com
automações em seus processos e novos
conceitos para as melhorias.
Formalizar,
representar
e Baseado no gráfico de pareto, identificou-se
materializar para se verificar as as perdas/custos como as mais significtivas,
ideias para as funções e os sendo: Perdas de matéria prima e consumo
serviços necessários ao produto ou de energia elétrica.
processo.
Anotar os dados que potencializem As perdas de matéria prima são:
informações aos participantes do
1. Silo de matéria prima;
desenvolvimento do produto ou
2. Hidratador;
processo.
3. Tubulações de saída do Hidratador;
Formalizar,
representar
e
4. Peneiras de classificação;
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
5. Qualidade da cal.
serviços necessários ao produto ou
processo.
Quadro 17 – Trevo Fractal Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
122
Nº
Ação
7
2E
8
3E
9
1E
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações Empresa Beta
1. Silo de matéria prima: perda por chuva e
pelo vento e o mesmo não pode entrar
em contato com úmidade;
2. Hidratador: perda de eficiência pelo
grande desgaste das palhetas dos
agitadores;
Traduzir e simplificar os dados em
3.
Por causa do produto ser abrasivo e a
informações
e
formatos
de
empresa
já possuir mais de 10 anos de
representações para a perfeita
operação,
as tubulações de saída do
compreensão do produto ou
hidratador há furos e trincas na mesma.
processo.
Formalizar,
representar
e 4. As peneiras de classificação são
responsáveis pela separação de produto
materializar para se verificar as
bom e rechaço. Nesta classificação do
ideias para as funções e os
rechaço há perdas de CaCO3 e de água
serviços necessários ao produto ou
no processo, porque o transporte do
processo.
mesmo é realizado por desnível em
tubulações até as caçambas de
descarte.
5. Má qualidade da cal, faz com que parte
do material não tenha uma boa atividade
no hidróxido, gerando muito resíduo.
Conceito 1) Redução de perdas da matéria
prima: As perdas mais significativas pela
Efetuar a reflexão de todas as classificação de quantidades são:
informações
para
gerar
os
4. Peneiras de classificação, há uma
conhecimentos, idéias e soluções
perda média mensal de 70 tons.
para que haja uma orientação das
5. Má qualidade de calcinação da cal
ações de desenvolvimento do
virgem, por consequência há uma
produto ou processo.
geração de 15 tons/mês.
Formalizar,
representar
e
2. Hidratador: substiuição das palhetas
materializar para se verificar as
dos
agitadores do hidratador, por causa
ideias para as funções e os
do
desgaste
das palhetas.
serviços necessários ao produto ou
3. Tubulações de saída do hidratador:
processo.
Não há perdas de matéria prima por este
problema.
5. Má qualidade da cal virgem: Foi abordado
Anotar os dados que potencializem juntamente com o fornecedor todos os
informações aos participantes do tópicos que acarretam no PCC:
desenvolvimento do produto ou - Falha no hidróxido; - Baixa brancura;
processo.
- Úmidade no processo de transporte.
Formalizar,
representar
e
2.
Hidratador: A alta temperatura e atrito
materializar para se verificar as
direto
do material sobre as palhetas dos
ideias para as funções e os
agitadores,
ocorre desgastes no mesmo.
serviços necessários ao produto ou
3. Tubulações: foram substituídas as
processo.
mesmas por outras de 4” de aço inoxidável.
Quadro 15 – Trevo Fractal Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
123
Nº
10
11
12
13
Ação
2E
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Traduzir e simplificar os dados em
informações
e
formatos
de
representações para a perfeita
compreensão do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
3E
Efetuar a reflexão de todas as
informações
para
gerar
os
conhecimentos, idéias e soluções
para que haja uma orientação das
ações de desenvolvimento do
produto ou processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
1E
Anotar os dados que potencializem
informações aos participantes do
desenvolvimento do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
2E
Descrição das Ações Empresa Beta
Após todas as implementações realizadas
pelas ferramentas MASP e PmaisL, ainda
há uma geração de 91,5 tons/mês de
resíduos, por falhas de má qualidade da cal
e desgastes prematuros no hidratador.
Realizar testes em outros fornecedores de
cal virgem, para aumentar a qualidade e
por consequência reduzir as perdas no
momento do hidróxido.
4. Classificação das peneiras: Este
equipamento é o responsável pela
separação dos produtos de PCC, contudo
qualquer problema no equipamento pode
ocorrer falha na qualidade do produto final
e também o aumento de desperdício de
produto ao descarte.
Traduzir e simplificar os dados em 4. Classificação das peneiras: esta fase do
informações
e
formatos
de processo é composto por 3 conjuntos de
representações para a perfeita peneiras, tendo a classificação do material
compreensão do produto ou através de malhas de 45 micras. Estas
processo.
malhas devem ser monitoradas pelo
Formalizar,
representar
e operador, pelo menos 2 vezes por turno, ou
materializar para se verificar as seja, 6 vezes por dia. Quando há um
ideias para as funções e os rompimento ou saturação da mesma, boa
serviços necessários ao produto ou parte do produto acabado é direcionado
para as caçambas de descarte.
processo.
Quadro 15 – Trevo Fractal Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
124
Nº
14
15
16
17
Ação
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações Empresa Beta
3E
Efetuar a reflexão de todas as
informações
para
gerar
os
conhecimentos, idéias e soluções
para que haja uma orientação das
ações de desenvolvimento do
produto ou processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
4. Classificação das peneiras: Esta fase do
processo é uma das mais críticas, por se
tratar de uma separação do produto
acabado, pois o mesmo após esta
classificação, há dois destinos:
a) tanque de produto acabado;
b) caçambas de descarte.
Um
sistema
não
confiável,
pode
comprometer a qualidade do produto e por
consequência afetar o cliente final, ou
também, o desperdício de material,
elevando os custos operacionais da
unidade fabril.
1E
Anotar os dados que potencializem
informações aos participantes do
desenvolvimento do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
Há um consumo muito grande de energia
elétrica no processo industrial de PCC,
principalmente
nos
seguintes
equipamentos:
Lavador de CO2;
Hidratador,
Reatores;
Compressores de CO2;
Agitadores.
2E
Traduzir e simplificar os dados em
informações
e
formatos
de
representações para a perfeita
compreensão do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
3E
Efetuar a reflexão de todas as
informações
para
gerar
os
conhecimentos, idéias e soluções
para que haja uma orientação das
ações de desenvolvimento do
produto ou processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
A unidade de PCC está situada dentro das
instalações da papeleira, sendo assim
alguns insumos são fornecidos pela,
mesma, tais como: Energia elétrica; Água
de processo; CO2; Ar comprimido.
Todos os insumos são fazem parte de um
custo padrão estipulado em um contrato,
sendo o mesmo é levado em conta, para a
formação do preço do CaCO3.
Conceito 2) Redução da Energia Elétrica:
Como foi abordado anteriormente, os
insumos são fornecidos e descontados pela
papeleira, no momento de aquisição do
CaCO3 em um período contratual longo.
Contudo
a
empresa
Beta
pode
parametrizar seus equipamentos para
reduzir o consumo de energia elétrica, bem
como os outros insumos e poderá aplicar
um desconto para a papeleira, rateando os
lucros com as reduções dos insumos. O
contrato deverá ser revisado em 2012.
Quadro 15 – Trevo Fractal Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
125
Nº
18
19
20
21
Ação
Modelo de Referência Trevo
Fractal
1E
Anotar os dados que potencializem
informações aos participantes do
desenvolvimento do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
2E
Traduzir e simplificar os dados em
informações
e
formatos
de
representações para a perfeita
compreensão do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
3E
F
Refletir as informações para gerar
conhecimentos, ideias e soluções
que orientem as ações de
desenvolvimento do produto ou
processo.
Formalizar,
representar
e
materializar para se verificar as
ideias para as funções e os
serviços necessários ao produto ou
processo.
Descrição das Ações Empresa Beta
Lista de equipamentos que poderiam ser
desligados no horário de ponta:
Lavador de CO2: 20 kW – 380V;
Hidratador: 100kW – 380V;
Reatores: 350kW – 380V;
Compres. de CO2:: 2 x 130kW – 380V;
Agitadores: 8 x 20kW – 380V;
Refrigeração ambientes: 245kW –
380V.
Total de energia elétrica que poderia ser
economizada com os equipamentos
desligados no horário de ponta: Total: 1135
kW em 380V.
Total gasto com energia elétrica no horário
de ponta, em reais por mês com o
consumo dos equipamentos: Total: (1135x
0,75 x 3 x 5 x 4): R$ 51.075,00.
Conceito 3) Instalar outros tanques de
armazenagem para que a planta possa
parar os equipamentos no horário de ponta
sem comprometer o fornecimento de
carbonato de cálcio precipitado ao cliente.
Conceito 4) A instalação de grupo
geradores para manter operando a unidade
fabril no horário de ponta.
Conceito 5) Aplicar na instalação fabril:
Motores alto rendimetos;
Inversores e partidas suaves no
acionamento dos motores elétricos;
Iluminação com tecnologia de alta
eficiência luminosa.
Conceito 1) Redução nas perdas de PCC
em cada fase do processo industrial.
As manutenções preventivas no hidratador
e no silo de cal virgem, podem reduzir as
Registrar as soluções, as idéias e perdas, basicamente melhorando o projeto
os conceitos preliminares e sua atual com a implementação de novos
evolução, para atender os clientes materiais para resistirem as abrasões em
metais ou equipamentos. Melhoria na
com o produto ou processo.
peneiras ou a substituição das mesmas por
centrífugas, aumentariam a segurança da
qualidade do produto e praticamente
extiguiriam as perdas de CaCO3 nesta
etapa
sensível
do
processamento
industrial.
Quadro 15 – Trevo Fractal Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
126
Nº
22
23
24
25
26
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações Empresa Beta
G
Levantar e impregnar-se das
tendências
mercadológicas,
conceituais e tecnológicas do
produto ou processo.
Idéia 1) A redução das perdas de matéria
prima está de acordo por se tratar de uma
utilização do resíduo internamente (ISO
14.001). Para a implementação, a
tecnologia está consolidada através da
equipe de trabalho bem como os
equimentos necessários.
A matéria prima reutilizada diminui a
extração da mesma na jazida.
Outro ponto relevante é a amenização da
operação humana atribuindo a melhora de
postura na extração do material nas
caçambas de descarte auxiliada na OSHAS
18.001.
H
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
Idéia 1) Uma cobertura maior na área de
descarga da cal virgem, reduziria a
possibilidade de umidecer por chuva o
material e por consequência a reação
ocorria somente no hidratador. Assim
haveria um melhor aproveitamento do
principal insumo na empresa Beta.
G
Levantar e impregnar-se das
tendências
mercadológicas,
conceituais e tecnológicas do
produto ou processo.
Idéia 2) Instalação de uma palheta com
revestimento nas mesmas com uma liga de
carbeto de tungstênio, sendo assim o
hidratador
faría
uma
melhor
homogenização da cal virgem, quando o
material sofresse a reação do hidróxido. As
palhetas normais duram em torno de 90
dias e as revestidas de carbeto de
tungstênio poderiam durar pelo menos 12
meses.
H
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
Idéia 2) As palhetas normais duram em
torno de 90 dias e as revestidas com
carbeto de tungstênio poderiam durar pelo
menos 12 meses. O custo das palhetas
com revestimento é de 70% maior do que
as palhetas normais, ou seja, é factível o
revestimento no equipamento.
Ação
G
Idéia 3) Instalação de centrífuga para a
substituição das peneiras. Com isso a
unidade fabril ganharia com segurança de
Levantar e impregnar-se das operação, juntamente com a redução do
tendências
mercadológicas, risco de contaminação do tanque de
conceituais e tecnológicas do produto acabado, bem como a extinção de
produto ou processo.
perdas do carbonato de cálcio precipitado
nesta fase do processo industrial, visto que
a planta possui em média uma perda de 70
ton/mês,
sendo
um
prejuízo
de
aproximadamente 25.000,00 reais.
Quadro 15 – Trevo Fractal Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
127
Nº
27
28
29
Ação
H
F
G
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações Empresa Beta
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
Idéia 3) O controle por centrífugas fazem
com que a operação não tenha que efetuar
inspeções rotineiras no processo, como é
realizado através das peneiras. O impácto
para a planta é o custo do equipamento,
em média R$ 1.500.000,00 para instalar no
processo. Ou seja uma amortização de 60
meses para se pagar o investimento.
Registrar as soluções, as ideias e
os conceitos preliminares e sua
evolução, para atender os clientes
com o produto ou processo.
Conceito 2) Visto que a parada dos
equipamentos no horário de ponta é muito
viável para a empresa, este processo
deverá ser estudado a fundo, porque em
2012 a empresa poderá reduzir os custos
operacionais e conseguir uma margem
maior junto a papeleira quanto a venda do
produto em relaçao aos custos de energia
elétrica. Ou a instalação de um grupo
gerador para manter os equipamentos
funcionando sem o uso da energia
contratada pela empresa papeleira.
Conceito 3) A empresa foi instalada em
2000 e como o projeto não é atual, a
mesma poderá ser composta por motores
de alto rendimento e inversores de
frequência conforme a necessidade do
processo.
A
iluminação
pode
ser
implementada
com
tecnologia
mais
eficiente, contudo o consumo de energia
elétrica, corresponde somente 4% do
montante total na indústria conforme
aborda a Aneel (2010).
Conceito 4) A empresa Beta poderia
aumentar os tanques de armazenagem e
incrementar a produção no horário fora de
ponta, para que no horário de ponta os
equipamentos de maior consumo possam
parar no período das 18:00h as 21:00h,
sem comprometer a entrega do material e
ao mesmo tempo diminuir R$ 52.000,00
por mês de custo com a energia elétrica.
Idéia 4) A instalação de grupo geradores de
1,5MVA, sendo o mesmo em baixa tensão
por causa da característica das instalações
Levantar e impregnar-se das
elétricas, atenderia a unidade fabril e o
tendências
mercadológicas,
custo do investimento poderia ser
conceituais e tecnológicas do
amortizado em menos de 60 meses. A
produto ou processo.
tecnologia do sistema de geração elétrica
está consolidado por óleo diesel e/ou gás
natural.
Quadro 15 – Trevo Fractal Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
128
Nº
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34
35
Ação
Modelo de Referência Trevo
Fractal
Descrição das Ações Empresa Beta
H
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
Idéia 4) A instalação do grupo gerador na
unidade fabril seria uma boa opção, visto
que além da economia real do projeto após
a amortização dos equipamentos, a
unidade fabril teria autonomia em caso de
um problema de fornecimento da indústria
de papel.
G
Levantar e impregnar-se das
tendências
mercadológicas,
conceituais e tecnológicas do
produto ou processo.
H
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
G
Levantar e impregnar-se das
tendências
mercadológicas,
conceituais e tecnológicas do
produto ou processo.
H
Examinar as variáveis para a
produção e manufatura das ideias
e funções necessárias para a
utilização pelos clientes do produto
ou processo.
I
Ideia 5) A instalação de iluminação de alta
eficiência energética já é bem difundida no
Brasil, neste sentido a migração de um
sistema normal para um de baixo consumo
de energia elétrica é muito fácil. Os
exemplos de tecnologias são: Lâmpadas
fluorescentes; Conjuntos autônomos –
placas fotovoltaícas; Fotocélulas.
Ideia 5) A instalação de iluminação de alta
eficiência
energética,
pode
ser
implementada nas instalações da empresa
Alfa, sem ocasionar nenhum problema para
o processo industrial.
Ideia 6) A instalação de um novo tanque de
armazenagem de 500m³ para suprir a
indústria papeleira no momento de parada
da empresa Beta no perído de horário de
ponta.
Ideia 6) A instalação de um outro tanque de
armazenagem poderia ajudar a unidade
Beta em momentos de picos de consumo,
bem como a limpeza periódica dos tanques
atuais.
Há a potencialidade de implantação das
ideias abordas avaliando as possibilidades
técnicas e econômicas. Também deverão
ser comparadas as ações e ideias com as
outras 2 ferramentas já impalntadas na
empresa, tais como o MASP e a PmaisL:
Ideia 1) Cobertura na área dos silos de cal.
Encontrar e escolher conceitos que Ideia 2) Melhoria nas palhetas dos
viabilizem as soluções das funções agitadores do hidratador com novas ligas
e a sua concepção para a pesquisa metálicas;
Ideia 3) Substituição das peneiras por
e testes do produto ou processo.
centrífugas no processo de classificação
CaCO3;
Ideia 4) Instalação do Grupo Gerador;
Ideia 5) Instalação de iluminação de alta
eficiência luminosa e energética.
Ideia 6) Instal. de um tanque de armazen.
de produto acabado – 500m³.
Quadro 15 – Trevo Fractal Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
129
Após a reunião das ideias e propostas de melhorias apontadas pelo Quadro
15, é possível avaliar as possibilidades e compará-las com as outras metodologias e
ferramentas de gestão.
As metodologias de gestão MASP e PmaisL apresentaram algumas
soluções para alguns problemas específicos do processo. As soluções apontadas
por estas metodologias, visaram a amenização de perdas de matéria prima em
pontos críticos no processo industrial. Também foram apontadas algumas possíveis
soluções para a redução do consumo de energia elétrica.
O Trevo Fractal utilizou os dados reunidos pelas metodologias de gestão
MASP e PmaisL, para munir o modelo de informações e juntamente com a atuação
de uma equipe especialista no uso do MTF. No Quadro 16 encontra-se a
comparação entre as propostas de soluções apresentadas pelo MASP, PmaisL e
MTF para a redução de perdas da matéria prima e redução da energia elétrica.
Perdas
de
Matéria
Prima
X
X
X
X
X
Redução do
Consumo de
Energia
Elétrica
Proposta de Soluções
Opção
Ganhos
(R$)
R$
2.500,00
por mês
R$
MASP /
Troca das palhetas do Hidratador.
2.000,00
PmaisL
por mês
R$
Substituição da tubulação de saída do MASP /
1.500,00
hidratador.
PmaisL
por mês
Instalação de motores alto rendimento e
*R$
MASP /
X
inversores de frequência nos equipamentos
3.800,00
PmaisL
de maior potência.
por mês
Substituição da iluminação por sistemas
*R$
MASP /
X
mais eficientes e menos consumidores de
520,00 por
PmaisL
energia elétrica.
mês
Uma cobertura maior na área de descarga
*R$
da cal virgem, reduziria a possibilidade de
3950,0 por
MTF
umidecer por chuvas.
mês
Instalação de uma palheta com revestimento
*R$
nas mesmas com uma liga de carbeto de
MTF
3.580,00
tungstênio.
por mês
Quadro 16 – Comparativo entre MASP, PmaisL e o MTF na Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
Melhoria no isolamento do elevador de
caneca ao silo de cal.
MASP /
PmaisL
130
Perdas
de
Matéria
Prima
Redução do
Consumo de
Energia
Elétrica
X
X
X
X
Proposta de Soluções
Instalação
de
centrífuga
para
a
substituição das peneiras. Com isso a
unidade fabril ganharia com segurança de
operação, juntamente com a redução do
risco de contaminação do tanque de
produto acabado, bem como a extinção de
perdas do carbonato de cálcio precipitado
nesta fase do processo industrial.
A instalação de grupo geradores de
1,5MVA, sendo o mesmo em baixa tensão
por causa da concepção das instalações
elétricas, atenderia a unidade fabril e o
custo do investimento poderia ser
amortizado em menos de 60 meses
A instalação de iluminação de alta
eficiência energética já é bem difundida no
Brasil, neste sentido a migração de um
sistema normal para um de baixo consumo
de energia elétrica é muito tranquilo. Os
exemplos de tecnologias são:
Lâmpadas fluorescentes;
Conj. Autôn. – placas fotovoltaícas;
Fotocélulas.
A instalação de um novo tanque de
armazenagem de 500m³ para suprir a
indústria papeleira no momento de parada
da empresa Beta no período de horário de
ponta
Opção
Ganhos
(R$)
MTF
*R$
10.000,00
por mês
MTF
*R$
50.000,00
por mês
MTF
*R$
430,00 por
mês
MTF
*R$
55.000,00
por mês
OBS: *R$ - Valores estimados de retorno após os devidos investimentos
Quadro 16 – Comparativo entre MASP, PmaisL e o MTF na Empresa Beta
Fonte: Autoria própria
Com base no Quadro 16 é possível avaliar que com a aplicação do MTF as
opções foram mais abrangentes, bem como o aprofundamento do entendimento do
problema. Sendo assim o MTF proporcionou novas soluções em relação as
metodologias de gestão. O sistema não é finito, ou seja, poderia ter contuidade em
formato aleatório independentemente do problema ou solução, contudo as propostas
foram satisfatórias para esta etapa do estudo.
131
6 CONCLUSÃO
Baseado nos resultados apresentados pode-se concluir que:
A aplicação das ferramentas de gestão MASP e PmaisL no processo
industrial das empresas Alfa e Beta, para melhorias na redução das perdas
de matéria prima e energia elétrica foi contundente, levando em conta a
rapidez do levantamento de dados, a implementação e o resultado das
ações utilizadas;
O modelo de referência Trevo Fractal apresentou soluções de melhoria
mais abrangentes, visto que o modelo de referência abordou o processo
produtivo como um todo e as metodologias tradicionais abordam o processo
produtivo de maneira pontual;
A utilização do modelo de referência no processo produtivo proporciona
uma melhoria na qualidade dos resultados, pois permite a união do
conhecimento da equipe de trabalho das empresas com outros profissionais
não necessariamente do mesmo ramo. Esta união facilita o surgimento de
ideias mais abrangentes. A aleatoriedade das ações do modelo de
referência também contribuem para obtenção de soluções não tradicionais.
As ferramentas de gestão por serem mais comuns no meio industrial, são
aplicadas com uma grande frequência, porque são vastamente aplicadas e
conhecidas pelos executores e gestores, contudo, o modelo de referência o
trevo fractal, também mostrou-se adequado e comprovou-se que as suas
possibilidades de soluções são mais elaboradas e aprofundadas em cada
problema apontado. A aleatoriedade faz com que o MTF seja flexível em
cada etapa do estudo, sendo aplicável satisfatoriamente no processo
industrial.
O MTF também pode ser moldado para cada tipo de processo ou sistema
industrial devido a sua versatilidade.
Face aos aspectos observados, infere-se que este trabalho foi baseado em
duas unidades fabris da mesma empresa, com atividades diferentes, e ambas
132
possuem uma aplicabilidade semelhante nas indústrias papeleiras, características
em comum no seu sistema organizacional e processos industriais específicos,
apresentando uma infra-estrutura dotada do alto nível de automação industrial.
Com estas premissas, os resultados abordados nas ferramentas de gestão
MASP e Pmais aliados com o método de referência Trevo Fractal não foram finitos
porque o intuíto desta pesquisa foi uma avaliação da abrangência simultânea de
ideias e propostas para amenizar as perdas dos insumos e redução do custo
industrial. Objetivo este alcançado com âmbito satisfatório em cada uma das
unidades processadoras de carbonato de cálcio natural e precipitado.
133
7 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Uma vez este trabalho concluído faz-se algumas sugestões de temas
relacionados que podem ser melhores analisados ou avaliados em futuros trabalhos,
sendo os seguintes:
Aplicar o modelo de referência o Trevo Fractal em outras empresas do
ramo de mineração, sendo as mesmas automatizadas ou não e comparar
com o resultados das empresas Alfa e Beta;
O MTF também pode auxiliar os gestores que fizerem o uso do modelo de
referência, quando o foco for o produto.
Verificar o desempenho do modelo Trevo Fractal em uma empresa do
mesmo ramo com menor nível de automação.
Avaliar a eficiência das reações químicas nas indústrias de carbonato de
cálcio precipitado.
134
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141
APÊNDICE A
142
APÊNDICE A -DADOS GERAIS
1.1 – Quantas toneladas são produzidas por ano?
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
1.2 – Quais são os tipos de produtos comercializados na unidade fabril?
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_________________________________________________________________________________
1.3 – Quais são os principais insumos utilizados na empresa? Quantidades por ano?
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
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1.4 – Quais são os equipamentos no processo industrial que apresentam maior instabilidade na linha
produtiva? Favor citar até 5 equipamentos em forma crescente do grau de incidência:
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_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
1.5 – Quais são os equipamentos e/ou máquinas que possui maior incidência de falhas?
Favor citar até 5 equipamentos em forma crescente do grau de incidência:
_________________________________________________________________________________
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_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
1.6 – Há alguma certificação da empresa? Cite todas as existentes:
_________________________________________________________________________________
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_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
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143
1.7 – Caso você possua alguma idéia ou sugestão para melhorar os processos, favor explicitar e
identificar qual equipamento ou processo indicado:
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_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
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144
ANEXO A -Empresa Alfa / Planilhas de Produção: 2008 a 2010
145
ANEXO A: Ano de 2008
146
ANEXO A: Ano de 2009
147
ANEXO A: Ano de 2010
148
ANEXO B -Empresa Alfa / Atas de Reunião
149
150
151
152
153
154
155
ANEXO C -Empresa Alfa / Planilhas das Ações – 5W2H
156
5W2H – Perdas da Matéria Prima
157
5W2H – Consumo de Energia Elétrica
158
ANEXO D -Empresa Beta / Planilhas de Produção: 2008 a 2010
159
ANEXO D: Ano de 2008
160
ANEXO D: Ano de 2009
161
ANEXO D: Ano de 2010
162
ANEXO E -Empresa Beta / Atas de Reunião
163
164
165
166
ANEXO F -Empresa Beta / Planilhas das Ações – 5W2H
167
5W2H – Perdas da Matéria Prima
168
5W2H – Consumo de Energia Elétrica