Curso de Engenharia Mecânica - Automação de Sistemas
CONCEITUAÇÃO DO PROJETO DE UM MINICOLETOR
COMPACTADOR DE RESÍDUOS DOMICILIARES PARA
REGIÕES DE DIFÍCIL ACESSO.
Marco Antonio Correa César
Itatiba – São Paulo – Brasil
Dezembro de 2004
ii
Curso de Engenharia Mecânica - Automação de Sistemas
CONCEITUAÇÃO DO PROJETO DE UM MINICOLETOR
COMPACTADOR DE RESÍDUOS DOMICILIARES PARA
REGIÕES DE DIFÍCIL ACESSO.
Marco Antonio Correa César
Monografia apresentada à disciplina Trabalho de
Conclusão de Curso, do Curso de Engenharia
Mecânica – Automação de Sistemas da
Universidade São Francisco, sob a orientação do
Prof. Dr Fernando César Gentile, como exigência
parcial para conclusão do curso de graduação.
Orientador: Prof. Dr.. Fernando César Gentile
Co-orientador: Engº. Benhur Alexandre de Abreu
Itatiba – São Paulo – Brasil
Julho de 2004
iii
CONCEITUAÇÃO DO PROJETO DE UM MINICOLETOR
COMPACTADOR DE RESÍDUOS DOMICILIARES PARA
REGIÕES DE DIFÍCIL ACESSO.
Marco Antonio Correa Cesar
Monografia defendida e aprovada em 1 de dezembro de 2004 pela
Banca Examinadora assim constituída:
Prof Dr Fernando César Gentile
USF – Universidade São Francisco – Itatiba – SP.
Prof Ms Paulo Eduardo Silveira
USF – Universidade São Francisco – Itatiba – SP.
Prof Dr Guilherme Bezzon
USF – Universidade São Francisco – Itatiba – SP.
iv
(Epígrafe opcional)
“A mente que se abre a uma nova idéia jamais
volta ao seu tamanho original”
“Albert Einstein”
v
A meus pais Sr. César e Dona Therezinha, que nunca duvidaram
de minha capacidade e esperança por realizar este sonho.
A minha amada esposa Alessandra, que sempre acreditou e
apoiou sendo paciente e amorosa dando-me condições de seguir
em frente com meu sonho.
Aos meus queridos amigos, que em nenhum instante deixaram de
apoiar, incentivar e acreditar que este momento chegaria. E
chegamos juntos.
Sou eternamente grato a todos.
vi
.Agradecimentos
Agradeço primeiramente ao Professor Dr. Fernando César Gentile, meu orientador,
que acreditou e incentivou-me para a conclusão deste trabalho, face aos inúmeros
percalços do trajeto.
Agradeço também ao Co-Orientador Benhur Alexandre de Abreu, um amigo e
companheiro de percurso e de discussões profícuas, dentro e fora do contexto deste
trabalho, agraciando-me incontáveis vezes com sua paciência, conhecimento e
amizade.
Algumas discussões e vários “entendimentos” não teriam sido possíveis sem a
colaboração dos amigos Gilson Teixeira de Godoy e José Roberto Camargo
Eu agradeço fraternalmente a todos.
vii
Sumário
Lista de Figuras ........................................................................................................ix
Lista de Tabelas .........................................................................................................x
Resumo ....................................................................................................................xii
1
Introdução............................................................................................................1
1.1 Objetivo ...........................................................................................................1
1.2 Justificativa......................................................................................................2
2
Revisão Bibliográfica..........................................................................................3
2.1 Coleta de Lixo .................................................................................................4
2.1.1 A Coleta nos Municípios............................................................................4
Concessão...........................................................................................5
Terceirização .......................................................................................5
Consórcio ............................................................................................5
2.2 Definição de Lixo e Resíduo Sólido.................................................................6
2.3 Classificação dos Resíduos Sólidos................................................................6
2.4 Características de Resíduo Sólido ..................................................................8
2.4.1 Características Físicas ..............................................................................8
2.5 Influência das Características dos Resíduos Sólidos no Planejamento do
Sistema de Limpeza Urbana ..................................................................................10
2.6 Outros Fatores que Influenciam as Características dos Resíduos Sólidos.. . 11
2.7 Coleta de Resíduo Sólido na Favela ............................................................. 12
3
Estudo do Minicoletor Compactador............................................................... 14
3.1 Especificação Técnica .................................................................................. 15
3.1.1 Veículo - Chassi VUC..............................................................................15
3.1.2 Coletor Compactador de Alta Performance e Suas Características de
Coleta.. ................................................................................................................18
3.2 Escopo do Projeto do Minicoletor Compactador ........................................... 21
3.2.1 Estudo do Peso do Minicoletor Através de Material de Fabricação ...........21
Estudo Da Caixa Container ..........................................................................21
Base da Caixa Container........................................................................ 22
Laterais da Caixa Container ................................................................... 22
Teto da Caixa Container......................................................................... 23
Tampa Traseira da Caixa Container....................................................... 23
Outros Itens da Caixa Container ............................................................ 24
Estudo Da Caixa Prensa ..............................................................................24
Laterais da Caixa da Prensa .................................................................. 25
Composição da Caixa da Prensa ........................................................... 25
Prensa .................................................................................................... 26
viii
3.3
Estudo do Sistema de Eletro-Hidráulico do Minicoletor................................. 28
Unidade Hidráulica ..................................................................................28
Cilindros Compactadores ........................................................................28
Cilindros de Basculamento......................................................................28
Outros Elementos....................................................................................28
3.4 Características do Implemento...................................................................... 29
3.4.1 Funcionais ...............................................................................................29
Potência ..................................................................................................29
Desempenho ...........................................................................................29
Segurança no Trânsito ............................................................................29
Transporte/versatilidade ..........................................................................29
Vedação ..................................................................................................29
3.4.2 Operacionais ...........................................................................................30
Durabilidade ............................................................................................30
Confiabilidade..........................................................................................29
3.4.3 Construtivas ............................................................................................30
Peso Máximo...........................................................................................30
Dimensões ..............................................................................................31
4
Metodologia Utilizada ....................................................................................... 33
5
Conclusão ..........................................................................................................35
5.1 Contribuições ................................................................................................ 35
5.2 Extensões...................................................................................................... 36
Referências Bibliográficas ..................................................................................... 37
ix
Lista de Figuras
Figura 3.1 Dados técnicos do VW7110, dimensões em mm. ....................................17
Figura 3.2 vista traseira do Fórmula 4000 fabricação Equitran .................................18
Figura 3.3 seqüência da compactação da carga: três primeiras fases .....................19
Figura 3.4 Basculamento de um container de 1.6 m³ ................................................19
Figura 3.5 seqüência da operação de basculamento superior ..................................20
Figura 3.6 Equipamento Satélite do fabricante Usimeca (A) basculando (B) em um
coletor compactador ..................................................................................................20
Figura
3.7
Figura
esquemática
do
Mini-coletor
Compactador
ainda
sem
encarroçamento .........................................................................................................27
Figura 3.8 Figura esquemática do Minicoletor Compactador sobre o Chassi VW-7110
simulando a coleta e a descarga ...............................................................................32
x
Lista de Tabelas
Tabela 2.1 Representação tabular de geração per capita de resíduos soídos
domiciliares .................................................................................................................8
Tabela 2.2 Representação Tabular da influência do lixo na caracterização de
operação da coleta ....................................................................................................10
Tabela 2.3 Representação Tabular dos fatores que influenciam as características
dos resíduos ..............................................................................................................11
Tabela 3.1 Representação Tabular das formas de coleta de resíduo domiciliar de
resíduos sólidos em favelas ......................................................................................14
Tabela 3.2 Representação Tabular dos chassis nacional disponíveis para o
encarroçamento do minicoletor compactador ...........................................................16
Tabela 3.3 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem a base
da caixa container .....................................................................................................22
Tabela 3.4 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem as
Laterais da caixa container .......................................................................................22
Tabela 3.5 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem o teto
da caixa container .....................................................................................................23
Tabela 3.6 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem a tampa
traseira da caixa container ........................................................................................23
Tabela 3.7 Representação Tabular dos pesos de outros itens que compõem a base
da caixa container .....................................................................................................24
Tabela 3.8 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem as
laterais da caixa prensa .............................................................................................25
Tabela 3.9 Representação Tabular dos pesos dos elementos de composição da
caixa prensa ..............................................................................................................25
Tabela 3.10 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem a
prensa da caixa prensa .............................................................................................26
Tabela 3.11 Representação Tabular da composição dos pesos da caixa prensa e da
caixa container ..........................................................................................................26
Tabela 3.12 Representação Tabular dos pesos dos elementos de composição da
caixa prensa e caixa container após aplicação da solda ..........................................27
xi
Tabela
3.13
Representação
Tabular
das
melhores
configurações
para
encarroçamento do minicoletor sobre os chassis listados ........................................30
Tabela 3.14 Representação Tabular dos resultados e disposições do minicoletor
compactador sobre o chassi especificado .................................................................31
xii
Resumo
Esta monografia apresenta o estudo do minicoletor compactador para coleta de
resíduos sólidos domiciliares em locais de difícil acesso como favelas. O estudo
proposto, discute a viabilização de um projeto que atenda a logística de coleta em
favelas diminuindo o número de viagens através da mecanização de um
equipamento compactador, permitindo maior performance do equipamento e
tornando viável o investimento para este tipo de operação de coleta em favelas
PALAVRAS-CHAVE: Minicoletor Compactador
Abstract
This monograph …
KEY WORDS:
1 INTRODUÇÃO
A conceituação de um coletor compactador de resíduos domiciliares em
regiões de difícil acesso parte da premissa de que locais como favelas são grande
geradores de resíduos e não recebem a coleta regular devido a dificuldade de
acesso dos coletores compactadores de grande performance ou grande porte.
A proposta do projeto propicia a integração entre a universidade e a empresa
através da troca de experiências e conhecimentos possibilitando o retorno a
sociedade aplicado diretamente em uma questões tão relevantes que são as favelas
e o lixo.
A motivação está na possibilidade de um atendimento imediato à sociedade
de baixa renda com a melhoria significativa da qualidade de vida através de um
ambiente mais higienizado, possibilitando mais saúde pela eliminação de lixo e suas
conseqüências está também no incentivo da Universidade São Francisco apoiando
de forma irrestrita e no interesse da sociedade em obter soluções para o problema
apresentado.
1.1 Objetivos
Desenvolver conceitualmente o Minicoletor Compactador de resíduos sólidos
domiciliares para coleta em favelas.
2
1.2 Justificativa
O projeto conceitual do mini-coletor destina-se ao atendimento social em
regiões de baixa renda e normalmente muito carente. O mini-coletor surge da
observação técnica da coleta de resíduos sólidos domiciliares nas mais diversas
operações de coleta onde as dimensões de conjunto chassi-coletor são
dificultadores no deslocamento do equipamento e no volume transportado.
A falta de coleta mecanizada e logisticamente planejada contribui para a
cultura de abandono do lixo nas ruas, no leito de rio que correm por entre a favela,
aterramento do lixo nos fundos de quintais propiciando a proliferação de doenças e
contaminação do solo. Com base no exposto julgamos relevante a conceituação,
desenvolvimento e implantação do projeto de mecanização da coleta em favelas
através do mini-coletor compactador, ficando a cargo deste estudo a conceituação.
Para que a coleta tenha performance ideal, deve-se aliar a relação
volume/carga com tempo de coleta, ou seja, o minicoletor deverá fazer a coleta na
favela pelo seu interior obtendo o maior volume compactado e leva-lo até o acesso
mais interno possível de outro coletor compactador de alta performance e
descarregar na “boca” de carga do mesmo.
Desta forma o mini-coletor consegue operar dentro da favela e transferir a
carga para o coletor compactador de alta performance e assim promover o
transporte e descarga do resíduo sólidos domiciliares da fevela no aterro sanitário.
3
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O esforço deste trabalho visa atender a situações e aplicações de tecnologia
integrando o meio acadêmico, a empresa e a comunidade através da relação
focada. O interesse reside na dificuldade de atendimento as camadas menos
favorecidas através de ações provenientes da coleta de resíduo domiciliar
observadas em favelas e regiões de difícil acesso para veículos de médio e grande
porte. Podendo estender-se para aplicação em regiões turísticas e centros
comerciais que também se vêem prejudicadas em função de acesso complicado por
equipamentos de coleta industrial de grande porte.
Com o apoio da Universidade São Francisco através do departamento de
Ciências Exatas do curso de Engenharia Mecânica – Automação de Sistemas é
proposto um estudo focado nas aplicações de coleta de resíduo em favelas, local
considerado de difícil acesso, com equipamento de alta performance.
4
2.1 Coleta de Lixo
2.1.1 A Coleta de Lixo nos Municípios
Um dos principais desafios dos municípios é a Gestão do Resíduo Sólido
considerado por muitos como o grande desafio dos muncípios ao lado de educação,
saúde e segurança.
Muitos estudiosos garantem que a geração de resíduos sólidos está ligado
diretamente ao desenvolvimento do município. Desta forma torna-se fundamental o
estudo sobre a demanda atual e futura em função do desenvolvimentos do município
motivados pelo crescimento da industria, comércio, serviço, agronegócio e o turismo.
Como citação, será feita menção das formas de coleta municipais para efeito
ilustrativo, pois este é o cerne do estudo.
A Constituição Federal, em seu art. 30, inciso V [1], dispõe sobre a
competência dos municípios em "organizar e prestar, diretamente ou sob regime de
concessão ou permissão, os serviços públicos de interesse local, incluído o
transporte coletivo, que tem caráter essencial", desta forma, a coleta pode ser feita
diretamente pelo Município [2]:
* através de uma empresa pública específica, departamento da prefeitura
(departamento de limpeza pública) ou autarquia com a função única ou não de
limpeza pública;
* através de uma empresa de economia mista criada para desempenhar
especificamente essa função. Independentemente disso, os serviços podem ser
ainda objeto de concessão ou terceirizados junto à iniciativa privada. As concessões
e terceirizações podem ser globais ou parciais, envolvendo um ou mais segmentos
das operações de limpeza urbana. Existe ainda a possibilidade de consórcio com
outros municípios, especialmente nas soluções para a destinação final dos resíduos.
5
A destinação final dos resíduos podem assumir as seguintes formas [2]:
Concessão
Na concessão, a concessionária planeja, organiza, executa e coordena o
serviço, podendo inclusive terceirizar operações e arrecadar os pagamentos
referentes à sua remuneração, diretamente junto ao usuário/beneficiário dos
serviços. As concessões em geral são objeto de contratos a longo termo que
possam garantir o retorno dos investimentos aplicados no sistema. Mas a grande
dificuldade está nas poucas garantias que as concessionárias recebem quanto à
arrecadação e o pagamento dos seus serviços e na fragilidade dos municípios em
preparar os editais de concessão, conhecer custos e fiscalizar serviços.
Terceirização
A terceirização consolida o conceito próprio da administração pública, qual
seja, de exercer as funções prioritárias de planejamento, coordenação e fiscalização,
podendo deixar às empresas privadas a operação propriamente dita. É importante
lembrar que a terceirização de serviços pode ser manifestada em diversas escalas,
desde a contratação de empresas bem estruturadas com especialidade em
determinado segmento operacional tais como as operações nos aterros sanitários,
até a contratação de microempresas ou trabalhadores autônomos, que possam
promover, por exemplo, coleta com transporte de tração animal ou a operação
manual de aterros de pequeno porte.
Consórcio
O consórcio caracteriza-se como um acordo entre municípios com o objetivo
de alcançar metas comuns previamente estabelecidas. Para tanto, sejam recursos
humanos ou financeiros dos municípios integrantes, são reunidos sob a forma de
um consórcio a fim de viabilizar a implantação de ação, programa ou projeto
desejado.
6
2.2 Definição de Lixo e Resíduos Sólidos
A definição mais comum de lixo “é tudo o que não presta mais”. Pesquisando
o Dicionário de Aurélio Buarque de Holanda temos a definição de resíduo como "lixo
é tudo aquilo que não se quer mais e se joga fora; coisas inúteis, velhas e sem
valor"[3].
A Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT [4] define o lixo como os
"restos das atividades humanas, considerados pelos geradores como inúteis,
indesejáveis ou descartáveis, podendo-se apresentar no estado sólido, semi-sólido
ou líquido , desde que não seja passível de tratamento convencional".
2.3 Classificação dos Resíduos Sólidos
São várias as maneiras de se classificar os resíduos sólidos. As mais comuns
são quanto aos riscos potenciais de contaminação do meio ambiente e quanto à
natureza ou origem.[2]
Desta forma, entende-se como substâncias ou produtos semi-sólidos todos
aqueles com teor de umidade inferior a 85% e são válidos somente para resíduos
industriais perigosos.
Quanto aos riscos potenciais de contaminação do meio ambiente, a
classificação é feita de acordo com a NBR 10.005 da ABNT [5]. Os resíduos sólidos
podem ser classificados em Classe III ou Não-Inertes, pois são os resíduos que
podem apresentar características de biodegradabilidade ou solubilidade, com
possibilidade de acarretar riscos à saúde ou ao meio ambiente, não se enquadrando
nas classificações de resíduos Classe I (Perigosos) ou Classe II (Não-inertes).
Quanto à natureza ou origem, é o principal elemento para a caracterização
dos resíduos sólidos. Segundo este critério, os diferentes tipos de lixo
podem ser agrupados em: lixo doméstico ou residencial, lixo comercial, lixo público,
lixo domiciliar especial, entulho de obras, pilhas e baterias, lâmpadas fluorescentes,
pneus, lixo de fontes especiais, lixo industrial, lixo radioativo, lixo de portos,
aeroportos e terminais rodoferroviários, lixo agrícola e resíduos de serviços de
saúde.
7
Serão destacados os tipos de resíduos que fazem parte deste estudo
efetivamente. O lixo domestico ou residencial, são os resíduos gerados nas
atividades diárias em casas, apartamentos, condomínios e demais edificações
residenciais.
O lixo comercial, são os resíduos gerados em estabelecimentos comerciais,
cujas características dependem da atividade ali desenvolvida. Nas atividades de
limpeza urbana, os tipos "doméstico" e "comercial" constituem o chamado "lixo
domiciliar", que, junto com o lixo público, representam a maior parcela dos resíduos
sólidos produzidos nas cidades.
O grupo de lixo comercial, assim como os entulhos de obras, pode ser
dividido em subgrupos chamados de "pequenos geradores" e "grandes geradores".
O regulamento de limpeza urbana do município poderá definir precisamente
os
subgrupos
de
pequenos
e
grandes
geradores.
Pode-se adotar como parâmetro:
Pequeno Gerador de Resíduos Comerciais é o estabelecimento que gera até
120 litros de lixo por dia.
Grande Gerador de Resíduos Comerciais é o estabelecimento que gera um
volume
de
resíduos
superior
a
esse
limite.
Analogamente, pequeno gerador de entulho de obras é a pessoa física ou jurídica
que gera até 1.000kg ou 50 sacos de 30 litros por dia, enquanto grande gerador de
entulho é aquele que gera um volume diário de resíduos acima disso.
Geralmente, o limite estabelecido na definição de pequenos e grandes
geradores de lixo deve corresponder à quantidade média de resíduos gerados
diariamente em uma residência particular com cinco moradores.
Num sistema de limpeza urbana, é importante que sejam criados os
subgrupos de "pequenos" e "grandes" geradores, uma vez que a coleta dos resíduos
dos grandes geradores pode ser tarifada e, portanto, se transformar em fonte de
receita adicional para sustentação econômica do sistema.
É importante identificar o grande gerador para que este tenha seu lixo
coletado e transportado por empresa particular credenciada pela prefeitura. Esta
prática diminui o custo da coleta para o Município em cerca de 10 a 20%.
8
2.4 Características dos Resíduos Sólidos
As características do lixo podem variar em função de aspectos sociais,
econômicos, culturais, geográficos e climáticos, ou seja, os mesmos fatores que
também diferenciam as comunidades entre si e as próprias cidades.
A análise do lixo pode ser realizada segundo suas características físicas,
químicas e biológicas.
2.4.1 Características Físicas
De acordo com a NBR 10.004 da ABNT[5], os resíduos sólidos podem ser
classificados em: geração per capita, composição gravimétrica, peso específico
aparente, teor de umidade e compressividade.
A "geração per capita" relaciona a quantidade de resíduos urbanos gerada
diariamente e o número de habitantes de determinada região. Muitos técnicos
consideram de 0,5 a 0,8kg/hab./dia como a faixa de variação média para o Brasil. Na
ausência de dados mais precisos, a geração per capita pode ser estimada através
da Tabela 2.1. É muito comum os técnicos relacionar a geração de resíduos sólidos
somente ao domiciliar (doméstico + comercial) desconsiderando como resíduos
urbanos (domiciliar + público + entulhos e até de saúde e serviços de saúde).
Tabela 2.1 Representação tabular de geração per capita de resíduos soídos
domiciliares [2].
Faixas mais utilizadas da geração per capita
Tamanho da cidade
População urbana
(habitantes)
Geração per capita
(kg/hab./dia)
Pequena
Até 30 mil
0,50
Média
De 30 mil a 500 mil
De 0,50 a 0,80
Grande
De 500 mil a 5 milhões
De 0,80 a 1,00
Megalópole
Acima de 5 milhões
Acima de 1,00
9
A composição gravimétrica traduz o percentual de cada componente em
relação ao peso total da amostra de lixo analisada. Entretanto, muitos técnicos
tendem a simplificar, considerando apenas alguns componentes, tais como
papel/papelão; plásticos; vidros; metais; matéria orgânica e outros. Esse tipo de
composição simplificada, embora possa ser usado no dimensionamento de uma
usina de compostagem e de outras unidades de um sistema de limpeza urbana, não
se presta, por exemplo, a um estudo preciso de reciclagem ou de coleta seletiva, já
que
o
mercado
de
plásticos
rígidos
é
bem
diferente
do
mercado de plásticos maleáveis, assim como os mercados de ferrosos e nãoferrosos.
A escolha dos componentes da composição gravimétrica é função direta do
tipo de estudo que se pretende realizar e deve ser cuidadosamente feita para não
acarretar distorções.
Peso específico aparente é o peso do lixo solto em função do volume
ocupado livremente, sem qualquer compactação, expresso em kg/m3 . Sua
determinação é fundamental para o dimensionamento de equipamentos e
instalações. Na ausência de dados mais precisos, podem-se utilizar os valores de
230kg/m3 para o peso específico do lixo domiciliar, de 280kg/m3 para o peso
específico dos resíduos de serviços de saúde e de 1.300kg/m3 para o peso
específico de entulho de obras.
Teor de umidade representa a quantidade de água presente no lixo, medida
em percentual do seu peso. Este parâmetro se altera em função das estações do
ano e da incidência de chuvas, podendo-se estimar um teor de umidade variando
em torno de 40 a 60%.
Compressividade é o grau de compactação ou a redução do volume que uma
massa de lixo pode sofrer quando compactada. Submetido a uma pressão de
4kg/cm², o volume do lixo pode ser reduzido de um terço (1/3) a um quarto (1/4) do
seu volume original.
10
2.5 Influência das Características dos Resíduos Sólidos no
Planejamento do Sistema de Limpeza Urbana
A Tabela 2.2 ilustra a influência das características apresentadas sobre o
planejamento de um sistema de limpeza urbana ou sobre o projeto de determinadas
unidades que compõem tal sistema.
Tabela 2.2 Representação Tabular da influência do lixo na caracterização de
operação da coleta [2].
Influência das características do lixo na limpeza urbana
Características
Geração per capita
Importância
Fundamental para se poder projetar as quantidades de resíduos a
coletar e a dispor. Importante no dimensionamento de veículos.
Elemento básico para a determinação da taxa de coleta, bem como
para o correto dimensionamento de todas as unidades que compõem
o Sistema de Limpeza Urbana.
Composição
gravimétrica
Indica a possibilidade de aproveitamento das frações recicláveis para
comercialização e da matéria orgânica para a produção decomposto
orgânico.
Quando realizada por regiões da cidade, ajuda a se efetuar um cálculo
mais justo da tarifa de coleta e destinação final.
Peso específico
aparente
Fundamental para o correto dimensionamento da frota de coleta,
Teor de umidade
Tem influência direta sobre a velocidade de decomposição da matéria
assim como de contêineres e caçambas estacionárias.
orgânica no processo de compostagem. Influencia diretamente o poder
calorífico e o peso específico aparente do lixo, concorrendo de forma
indireta para o correto dimensionamento de incineradores e usinas de
compostagem. Influencia diretamente o cálculo da produção de
chorume e o correto dimensionamento do sistema de coleta de
percolados
Compreesividade
Muito importante para o dimensionamento de veículos coletores,
estações de transferência com compactação e caçambas
compactadoras estacionárias.
11
2.6 Outros Fatores que Influenciam as Características dos
Resíduos Sólidos.
Tabela 2.3 Representação Tabular dos fatores que influenciam as características
dos resíduos [2].
Fatores que influenciam as características dos resíduos
Fatores
Influência
1- Climáticos
Chuvas
aumento do teor de umidade
Outono
aumento do teor de folhas
Verão
aumento do teor de embalagens de bebidas (latas, vidros e plásticos rígidos)
2- Épocas especiais
Carnaval
aumento do teor de embalagens de bebidas (latas, vidros e plásticos rígidos)
Natal/Ano Novo/Páscoa
aumento de embalagens (papel/papelão,plásticos maleáveis e metais)
aumento de matéria orgânica
Dia dos Pais/Mães
aumento de embalagens (papel/papelão e plásticos maleáveis e metais)
Férias escolares
esvaziamento de áreas da cidade em locais não turísticos
aumento populacional em locais turísticos
3- Demográficos
População urbana
quanto maior a população urbana, maior a geração per capita
4- Socioeconômicos
Nível cultural
quanto maior o nível cultural, maior a incidência de materiais recicláveis e menor a
incidência de matéria orgânica
Nível educacional
quanto maior o nível educacional, menor a incidência de matéria orgânica
Poder aquisitivo
quanto maior o poder aquisitivo, maior a incidência de materiais recicláveis e menor a
incidência de matéria orgânica
Poder aquisitivo
(no mês)
maior consumo de supérfluos perto do recebimento do salário (fim e início do mês)
Poder aquisitivo
(na semana)
maior consumo de supérfluos no fim de semana
Desenvolvimento
tecnológico
introdução de materiais cada vez mais leves, reduzindo o valor do peso específico
aparente dos resíduos
Lançamento de novos
produtos
aumento de embalagens
Promoções de lojas
comerciais
aumento de embalagens
Campanhas
ambientais
redução de materiais não-biodegradáveis (plásticos) e aumento de materiais recicláveis
e/ou biodegradáveis (papéis, metais e vidros)
12
Deve-se tomar cuidados especiais com os valores que traduzem as
características dos resíduos sólidos, pois em épocas de chuvas intensas (aumento
do teor de umidade no lixo), festas como carnaval (aumento do percentual de
alumínio através de latas de cerveja e de refrigerantes) ou eventos sazonais
(aumentos de papel e copos descartáveis), o aumento na geração de resíduos
sólidos é relevante e deve fazer parte de um planejamento estruturado.
Os feriados e período de férias escolares influenciarão a quantidade de lixo
gerada em cidades turísticas. Os principais fatores que exercem forte influência
sobre as características dos resíduos estão listados na Tabela 2.3.
2.7 Coleta de Resíduos Sólidos em Favelas
As favelas são uma dura realidade nos grandes centros urbanos, além da
conhecida situação social e econômica, sua geração de resíduos sólidos também é
muito preocupante.
Baseado nos fatores geradores de resíduos sócioeconômicos e demográficos,
as favelas caracterizam-se como geradoras de resíduos significativos e possuem
características peculiares de coleta, como:
•dificuldade de acesso para caminhão coletor compactador;
•acondicionamento do lixo precário ou inexistente;
•tendência dos moradores a livrar-se dos resíduos logo que gerados.
A dificuldade natural de acesso á coleta, devido ao crescimento desordenado
e sem planejamento, o que contribui para um panorama comumente encontrado de
acumulo de lixo a céu aberto, com graves conseqüências para a saúde pública, para
o meio ambiente.
Estudos e práticas de coleta em favelas sugerem que sejam feitas através de
veículos especiais de pequeno porte para contornar as dificuldades de acesso nas
vielas, em geral estreitas ou íngremes, devem-se utilizar veículos especiais, de
pequena largura, boa capacidade de manobra e capacidade de vencer aclives:
13
microtratores ou tratores agrícolas rebocando carretas ou pequenos veículos
coletores, com ou sem compactação.
Com esta forma de coleta, pode-se estacionar na entrada da favela ou local
de fácil acesso do coletor compactador de grande porte e o veículo especial de
coleta faz o percurso interno á favela e retorna ao coletor compactador
descarregando no mesmo. Após esta operação repetidas vezes, o coletor
compactador poderá encaminhar-se para o aterro sanitário para fazer a descarga.
Outras discussões são relevantes a operação de coleta em favelas, no
entanto este trabalho tem como objetivo estudar e discutir o minicoletor compactador
para locais de difícil acesso. Portanto, temas como a conteinização dos resíduos em
favelas, aplicação de garis comunitários e outros assuntos inerentes não são tema
de discussão deste trabalho[2].
14
3 ESTUDO DO MINICOLETOR COMPACTDOR
O interesse pelo estudo de um equipamento de coleta de resíduos sólidos
especificamente em favelas vem do convívio com o mercado de coleta de resíduos
sólidos e da experiência do dia-a-dia de fabricante de implementos rodoviários com
ênfase em coletor compactador de lixo.
Por observação e convívio com os problemas das prefeituras, empresas
públicas e empresas privadas de coleta de lixo em favelas, decidiu-se aprofundar o
estudo sobre um minicoletor compactador para recolher os resíduos sólidos no
interior da favela descarrega-lo em um coletor compactador de grande capacidade
permitindo acelerar o processo de coleta e garantir que um maior número de
residências sejam atendidas.
As empresas de coleta utilizam-se de algumas formas de coleta no interior de
favelas como as indicadas na tabela 3.1.
Tabela 3.1 Representação Tabular das formas de coleta de resíduo domiciliar
de resíduos sólidos em favelas [6],[7].
Pratica de coleta
Resultados Obtidos
Coleta a pé pelo gari com Processo extremamente lento e dispendioso, pois necessita o
containers de 120, 240 e maior número de garis e a grandes distâncias torna-se
360 litros
ineficiente. O transbordo para o caminhão é através de lifters
(equipamento que báscula o container plástico de duas e/ou
quatro rodas para dentro do coletor compactador).
Coleta com camionetes de Mais rápido que o processo de garis, porém alguns locais a
caçamba aberta
camionete não consegue passar devido a falta de vias. O
transbordo para o caminhão é manual. A carga não é
compactada o que não permite maior performance de coleta.
Coleta por minitrator de Pouco melhor que a camionete devido atração 4x4, porém o
tração
4x2
e
tracionando carreta
Coleta
por
Minibasculante
4x4 transbordo é manual e mantém a característica de não possuir
compactação da carga.
equipamento VUC (veículo urbano de carga) equipado com implemento
basculante para 6m3, com basculamento mecanizado sem
compactação.
15
Os coletores compactadores usados atualmente na coleta pública possuem
capacidade de carga de 12 a 20 m³ instalados em chassis com PBT (Peso Bruto
Total: peso do chassi + peso da carroceriade + carga)17 ton e 23 ton e com largura
superior a 2,5 m. É necessário que caminhões menores e mais ágeis, VUC’s
realizem a coleta de lixo nos locais de difícil acesso. O resíduo recolhido no interior
da favela deve ser transbordado para os coletores compactadores, pois além da
necessidade de levar o lixo aos aterros, existem motivos logísticos para
compactação.
Normalmente, um coletor compactador de alta performance faz compactação
em quatro vezes o volume original, logo um coletor de 15 m3 recebe um volume
expandido de 60 m3. Partindo do sistema de coleta convencional no interior de
favelas sem compactação, com volume de coleta de 5m³ seriam necessárias 12
viagens para o enchimento total do coletor de alta performance.
Com o sistema de compactação proposto o mesmo volume coletado será feito
em 8 viagens. Obtém-se um ganho de 33,33% na coleta. Em termos práticos,
economiza-se combustível, mão-de-obra e tempo de operação, permitindo a
reorganização da logística de coleta.
3.1 Especificação Técnica
3.1.1 Veículo – Chassi VUC
Boa relação entre capacidade de carga e facilidade em manobras, ou seja,
um chassi ágil com boa capacidade de carga e preferencialmente tração 4x4.
Veículos urbanos, chamados VUC, normalmente possuem tração 4x2. Desta forma a
boa relação de marcha e potência de motor torna-se fundamental.
O mercado brasileiro conta com alguns chassis considerados VUC´s com
características distintas. Desta forma alguns critérios são adotados para a escolha
do chassi: capacidade de Carga, potência e dimensões.
A tabela 3.2 apresenta os chassis disponíveis no mercado brasileiro para
aplicação do mini-coletor compactador de estudo.
16
Tabela 3.2 Representação Tabular dos chassis nacional disponíveis para o
encarroçamento do minicoletor compactador [8],[9],[10],[11],[12].
Montadora Marca/Modelo PBT (Kg) Peso Chassi
Largura
Carga Útil +
(Kg)
(mm)
Carroceria
Volkswagen 7110
6900
2900
2144
4000
8120
7700
2900
2144
4800
8150
8150
2930
2144
5220
C-815
7700
3020
2109
4680
F-350
4500
2820
2023
2110
F-4000
6800
2390
2023
3980
Daily 35-10
4000
1190
2000
2810
Daily 49-12
5200
2390
2000
2810
Kia
Bongo K2700
3100
1530
1750
1570
Mercedes-
Accelo 715C
7000
2620
2160
4380
Benz
Accelo 915C
9000
3120
2160
5880
Ford
Iveco
Será utilizado o chassi VW-7110 da montadora Volkswagen de fabricação
nacional para ilustrar a condição inicial do chassi antes de implementar o
equipamento operacional mini-coletor compactador. Este chassi é mostrado na
figura 3.1.
17
Figura 3.1 Dados técnicos do VW7110, dimensões em mm.
Toma-se como ponto de partida o estudo de um equipamento compactador
para coleta de resíduos sólido em favela que atenda as necessidades mais
importantes da coleta nestes locais. Entre elas, o acesso difícil por equipamentos
coletores compactadores de grande porte, aplicações de minibasculantes auxiliam
no trabalho de coleta e descarga, mas não são eficientes pelo fato de não possuírem
compactação na coleta e mesmo o emprego de veículos inadequados.
O minicoletor deve possuir a compactação do resíduo e posterior descarga
em outro coletor compactador, deve possuir acesso lateral facilitado para que os
garis façam a coleta e depositem na praça de carga do minicoletor.
18
O projeto deve ter total compatibilidade com o coletor compactador de
resíduos sólidos existentes no mercado já que todos obedecem a uma característica
dimensional.
3.1.2 Coletor Compactador de Alta Performance e Suas Características
de Coleta.
O Coletor Compactador é composto basicamente de compartimento de carga
(Furgão), compartimento de compactação (Traseira), opcionalmente um dispositivo
inferior para basculamento de container de 1,2 a 1,6 m³ [6],[7] e/ou dispositivo
superior para basculamento de caçambas de 3 a 5 m³ [6],[7] e/ou lifter para
containeres plásticos [6],[7],[13]. Todos os movimentos de compactação, descarga e
outros
são
promovidos
pelo
sistema
hidráulico,
comandados
manual
ou
eletronicamente. A figura 3.2 mostra o sistema de compactação, localizado na
traseira, que é composto de painel fixo, painel transportador acionado por dois
cilindros e painel de compactação também movimentado por dois cilindros. O
processo de compactação, ilustrado na figura 3-3 é efetuado num ciclo de quatro
fases semi-automáticas com parada intermediária de segurança [1].
Figura 3.2 Vista traseira do coletor compactador de 20m3[7]
19
Figura 3.3 Seqüência da compactação da carga de coletor compactador: três
primeiras fases [7]
A figura 3.4 mostra o dispositivo inferior de basculamento de containers, que
consiste em estrutura instalada na traseira capaz de bascular containers metálicos
de 1,2 a 1,6 m³, comandada por alavanca auxiliar instalada seqüencialmente aos
comandos de compactação.
A descarga de volumes maiores que o limite de 1.6 m³ deve ser feita em
estágios.
Figura 3.4 Basculamento de um container de 1.6 m³[7].
Existe também a possibilidade de basculamento de caçambas de 3 a 5 m³.
Com uma estrutura instalada sobre o furgão com cabo de aço, cilindro e roldanas, é
possível içar caçambas conforme mencionado anteriormente, o comando é efetuado
através de alavanca auxiliar montada próximo às alavancas de compactação. Para
20
maior estabilidade do caminhão, são afixadas nas laterais da traseira duas “patolas”
semi-telescópicas. A operação é ilustrada na figura 3.5.
Figura 3.5 Seqüência da operação de basculamento superior [7].
Outro fabricante de coletor compactador[6], possui um mini-coletor para
regiões de difícil acesso denominado Satélite montado sobre o chassi Bongo da
montadora Kia [11].
Satélite sobre o Bongo
Basculamento
Equipamento sem compactação, apenas compactador
um minibasculante
do
de
Satélite
15m3
de
em
coletor
fabricação
também da Usimeca
Figura 3.6 Mini-coletor basculando em um coletor compactador[6],[11].
A boca de carga é região onde é colocado o resíduo sólido para posterior
compactação. O volume médio da boca de carga dos coletores compactadores
brasileiros é de 1,75 m3. Com esta condição dimensional a descarga do minicoletor
21
compactador ou a transferência de carga do minicoletor compactador para o coletor
compactador, será gradual e em 4 etapas aproximadamente.
A altura da boca de carga do coletor compactador é de 1050 mm e a largura
interna é de 2000 mm. Desta forma poderemos limitar a largura máxima externa do
minicoletor compactador na posição de descarga em 1700 mm de largura e altura
máxima para descarga de 1200 mm.
3.2 Escopo do Projeto do Minicoletor Compactador
O equipamento será composto por duas partes acopladas por solda mig/mag
sendo a parte de compactação denominada de boca de carga “Caixa da Prensa” e o
container de acondicionamento, região de acomodação do resíduo sólido
compactado “Caixa Container”.
Para a obtenção do peso do minicoletor torna-se importante subdividir os
elementos de cada parte da Caixa Prensa e do Caixa Container. Pretende-se obter
um coletor compactador com 5,0 m3 de volume.
Partindo da figura geométrica retangular como seção da caixa container do
mini-coletor para dimensionamento inicial externo seja de 2000 mm de altura por
1662 mm de largura e por 2000 mm de comprimento. O volume interno total no
container de acondicionamento será de 4,75 m3.
O volume na prensa é dimensionado em 400 mm de comprimento, 600 mm
de altura e 1662 mm de largura obtendo um volume de 0,373 m3.
O volume total é de 5,123 m3 (4,75 m3 + 0,373 m3).
Com base nos valores obtidos, dá-se seqüência ao estudo de fabricação de
cada elemento do projeto.
3.2.1 Estudo do Peso do Minicoletor Através de Material de Fabricação
Estudo da Caixa Container
O container é divido em Base, Teto, Laterais e Tampa Traseira
[14],[15],[16],[17],[18].
22
Base da Caixa Container
A base é composta de 5 elementos e subconjuntos descritos na tabela 3.3.
Tabela 3.3 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem a
base da caixa container [14],[15],[16],[17],[18].
Item
Qtde
Descrição
Peso Unit.
Peso total
(Kg)
(Kg)
1
1
Chapa do Assoalho
65,80
65,80
2
3
Travessa Inferior
10,25
61,50
3
1
Perfil Inferior
12,85
12,85
4
6
Tampa da travessa inferior
0,16
0,96
5
2
Logarinas completas
35,00
70,00
Total
211,11
Laterais da Caixa Container
As laterais são compostas de 2 elementos e subconjuntos descritos na tabela
3.4.
Tabela 3.4 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem as
Laterais da caixa container [14],[15],[16],[17],[18].
Item
Qtde
Descrição
Peso Unit.
Peso total
(Kg)
(Kg)
1
2
Chapas da lateral
74,4
148,80
2
2
Perfil Reforço da lateral
17,74
35,48
Total
184,28
23
Teto da Caixa Container
O teto é composto de 2 elementos e subconjuntos descritos na tabela 3.5.
Tabela 3.5 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem o
teto da caixa container [14],[15],[16],[17],[18].
Item
Qtde
Descrição
Peso Unit.
Peso total
(Kg)
(Kg)
1
1
Chapa do teto
34,36
34,36
2
1
Reforço de teto
10,0
10,00
Total
44,36
Tampa Traseira da Caixa Container
A Tampa Traseira é compostas de 3 elementos e subconjuntos descritos na
tabela 3.6.
Tabela 3.6 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem a
tampa traseira da caixa container [14],[15],[16],[17],[18].
Item
Qtde
Descrição
Peso Unit.
Peso total
(Kg)
(Kg)
1
1
Quadro
44,36
44,36
2
1
Chapa da Tampa Traseira
39,30
39,30
3
2
Fechamento lateral
10,00
10,00
Total
93,66
24
Outros Itens da Caixa Container
Outros itens que compõem a caixa container e que não são elementos diretos
da base, laterais e teto. São elementos de travamento e de composição da estrutura.
tabela 3.7.
Tabela 3.7 Representação Tabular dos pesos de outros itens que compõem a
base da caixa container [14],[15],[16],[17],[18].
Item
1
Qtde
3
Descrição
Quadros
de
travamento
da
Caixa
Peso Unit.
Peso total
(Kg)
(Kg)
44,36
88,72
20,22
20,22
3,8
7,6
3,5
7,0
Total
103,54
Container
2
1
Fechamento Frontal Superior
3
2
Fechamento Frontal Inferior
4
2
Mancais
de
Articulação
da
Tampa
Traseira
Peso Total da Caixa Container em termos de material de fabricação
636,95 Kg
Chapas #14 Laminada a Quente SAE 1020
Tubos Retanguares
Estudo da Caixa Prensa
O conjunto Caixa da Prensa é dividido em Laterais, Assoalho, Fechamento
Frontal, Tampa de Inspeção, Rampa de Carga e Prensa [14],[15],[16],[17],[18].
25
Laterais da Caixa da Prensa
As laterais são compostas de 5 elementos e subconjuntos descritos na tabela
3.8.
Tabela 3.8 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem as
laterais da caixa prensa [14],[15],[16],[17],[18].
Item
Qtde
Descrição
Peso Unit.
Peso total
(Kg)
(Kg)
1
2
Chapa de Fechamento
47,24
94,48
2
2
Perfil Superior
11,07
22,14
3
2
Perfil Inferior
11,07
22,14
4
2
Perfil Vertical
11,07
22,14
5
2
Reforço
10,00
20,00
Total
180,90
Composição da Caixa da Prensa
Elementos e subconjuntos descritos na tabela 3.9.
Tabela 3.9 Representação Tabular dos pesos dos elementos de composição da
caixa prensa [14],[15],[16],[17],[18].
Item
Qtde
Descrição
Peso Unit.
Peso total
(Kg)
(Kg)
1
1
Fechamento Frontal Superior
10,32
10,32
2
1
Tampa de Inspeção
17,85
17,85
3
1
Rampa da Boca de Carga
33,31
33,31
4
1
Assoalho
34,50
34,50
Total
95,98
26
Prensa
Elementos e subconjuntos descritos na tabela 3.10.
Tabela 3.10 Representação Tabular dos pesos dos elementos que compõem a
prensa da caixa prensa [14],[15],[16],[17],[18].
Item
Qtde
Descrição
Peso Unit.
Peso total
(Kg)
(Kg)
1
4
Mancais dos cilindros
3,90
15,60
2
1
Chapa 1
26,00
26,00
3
1
Chapa 2
21,20
21,20
4
2
Chapa 3
12,24
24,48
5
4
Chapa 4
18,90
18,90
Total
106,18
Peso Total da Caixa Prensa em termos de material de fabricação
382,16 Kg
Chapas Laminada a Quente SAE 1020 #14
Chapa Laminada a Frio SAE 1020 #1/8”
Chapa Grossa SAE 1020 #2”
Tabela 3.11 Representação Tabular da composição dos pesos da caixa prensa
e da caixa container [14],[15],[16],[17],[18].
Descrição
Pesos (Kg)
Peso Total da Caixa Container em termos de material de fabricação
636,95
Peso Total da Caixa Prensa em termos de material de fabricação
382,16
Peso Total (Soma do peso da caixa container e da caixa prensa)
1.019,11
Conforme dados fornecidos pelos fabricantes de equipamentos [7], considerase que o peso total dos materiais fabricados, derivados de chapas soldados,
27
equivale entre 15% e 20% do total do material. Ou seja, acrescenta-se ao peso total
de material de fabricação 20% considerando como solda.
Tabela 3.12 Representação Tabular dos pesos dos elementos de composição
da caixa prensa e caixa container após aplicação da solda.
Peso do material fabricado (chaparia+tubos)
Peso material acrescido pela solda
Total (Peso material + solda)
1.019,11
203,82
1.222,93
Figura 3.7 Figura esquemática do Mini-coletor Compactador ainda sem
encarroçamento.
28
3.3 Estudo do Sistema de Acionamento Eletro-Hidráulico do
Mini-coletor.
O funcionamento do sistema de compactação e basculamento será
constituído de elementos hidráulicos, cilindros e comando, acionados através de
uma unidade eletro-hidráulica. Cada ação do minicoletor compactador será
comandada por uma válvula direcional de dupla ação por alavanca.
Por tanto, o operador pode operar a compactação através da válvula
direcional sem obter interferência do circuito de basculamento e vice versa. Pode até
operar conjuntamente, mas não obterá boa performance devido a distribuição do
fluxo hidráulico sem priorização. Não estamos levando em consideração o estado
lógico por se tratar de uma operação simples e de baixo risco.
Os principais elementos são:
Unidade Eletro-Hidráulica
Alimentação 12V, Motor elétrico de 3KW
Bomba Hidráulica de 11,3 cm3/rotação, Filtro de Retorno e Sucção, Válvula
Direcional de acionamento manual, reservatório hidráulico de 60 litros.
Cilindros de Compactação
Dupla ação com uma haste, rótulas nos olhais da camisa e da haste
Cilindro de Basculamento
Dupla ação com uma haste, rótulas nos olhais da camisa e da haste
Outros Elementos
Elementos como tubulação rígida (tubo hidráulico) e flexível (conjunto de
mangueiras), conexões e demais elementos serão discriminados no momento da
montagem hidráulica que não consta neste estudo.
29
3.4
Características
do
Implemento
(Equipamento
Especificações Técnicas)
3.4.1 Funcionais
Potência
O acionamento eletro-hidráulico deve movimentar tanto a prensa quanto o
equipamento de modo uniforme e que permita um descarregamento em estágios,
já que o volume limite de compactação é de 1,6m³ por operação. O equipamento
deve ter capacidade mínima de 5m3 não compactados e 7,5 m3 compactados. O
acionamento deve suportar o peso máximo do equipamento mais a carga.
Desempenho
O projeto deve ter total compatibilidade com os coletores compactadores
de alta performance disponíveis no mercado. Deve também possibilitar, com
poucas modificações, a sua montagem sobre outros chassis de PBT
semelhantes.
Segurança no Trânsito
O equipamento deve obedecer a todas as normas de transito.
Transporte/Versatilidade
O caminhão deve ter facilidade de acesso a vias maiores que 2.5m
possivelmente de terra e mal planejadas.
Vedação
O minicoletor compactador deve possuir sistema de vedação contra
vazamento de líquidos (chorume) na tampa traseira e na tampa de inspeção e
manutenção dos cilindros de compactação.
30
3.4.2 Operacionais
Durabilidade
Segundo a exigência de mercado, a durabilidade deve ser de 5 anos
levando em consideração os devidos cuidados de manutenção[6],[7].
Confiabilidade
O mercado fornece garantia de 6 meses para todos os seus produtos.
Neste período não deve ocorrer nenhuma falha que paralise o funcionamento do
equipamento [6],[7].
3.4.3 Construtivas
Peso máximo
Para definir as características de peso devemos levar em conta três
fatores: chassi, carroceria e carga útil.
A expectativa de carga do mini-coletor compactador é 3.000 Kg em um
volume compactado de 5m3 que expandido equivale a 7,5m3.
Para a escolha do chassi mais adequado deve-se considerar o PBT, custo
e capacidade de mobilidade em operação. Selecionamos 5 chassis que podem
receber o mini-coletor compactador conforme mostra a tabela 3.13.
Tabela 3.13 Representação Tabular das melhores configurações para
encarroçamento do minicoletor sobre os chassis listados [9],[10],[11],[12].
Montadora Marca/Modelo PBT (Kg)
Peso Chassi Carga Útil +
(Kg)
PBT Real
Carroceria
Volkswagen 7110
6900
2900
4000
6920
Ford
C-815
7700
3020
4680
7040
F-4000
6800
2390
3980
6410
Iveco
Daily 49-12*
5200
2390
2810
6410
Mercedes-
Accelo 715C
7000
2620
4380
6640
Benz
* Deve-se reforçar o conjunto de molas.
31
A tabela 3.14 mostra as melhores configurações para encarroçamento do minicoletor compactador sobre os chassis das montadoras Volkswagen, Ford, Iveco-Fiat
e Mercedes-Benz.
Tabela 3.14 Representação Tabular dos resultados e disposições do minicoletor compactador sobre o chassi especificado.
Lixo Expandido
2.000 Kg
400 (Kg/ m3) x 5 (m3)
Lixo Compactado – Carga Útil
3.000 Kg
400 (Kg/ m3) x 7,5 (m3)
Ganho de compactação de 50%
Carroceria (Estimado)
1.225 Kg
Carga Útil + Carrocería (Estimado)
3.000 Kg + 1.225 Kg = 4.225 Kg
PBT (Estimado) – VW 7110
2.900 Kg + 3.000 Kg + 1.225 Kg = 7.125 Kg
Chassi + Carga Útil + Carrocería
PBT (Estimado) – Ford C-815
3.020 Kg + 3.000 Kg + 1.225 Kg = 7.245 Kg
Chassi + Carga Útil + Carrocería
PBT (Estimado) – Ford F-4000
2.390 Kg + 3.000 Kg + 1.225 Kg = 6.615 Kg
Chassi + Carga Útil + Carrocería
PBT (Estimado) – Iveco Daily 49-12
2.390 Kg + 3.000 Kg + 1.225 Kg = 6.615 Kg
Chassi + Carga Útil + Carrocería
PBT (Estimado) – MBB Accelo 715C 2.620 Kg + 3.000 Kg + 1.225 Kg = 6.845 Kg
Chassi + Carga Útil + Carrocería
Dimensões
As dimensões de altura e comprimento serão limitadas pelo chassi, e a
largura principalmente pela boca de carga do coletor que mede 2.040mm. O
equipamento proposto possui dimensões para a caixa container, região destinada
para compactação. Desta forma a largura da caixa fica em 1.662 mm, de modo a
32
deixar uma margem de manobra de 138 mm de cada lado para o motorista do
caminhão.
As dimensões internas da caixa container que dimensionam a capacidade de
carga são 1750 mm de altura, 1555 mm de largura e 1740 mm de comprimento
perfazendo um volume de 4,745 m3 ou 4,750 m3 e 0,373 m3 totalizando (4,75 m3 +
0,373 m3) 5,123 m3.
A Figura 3.8 mostra a montagem, o encarroçamento do mini-coletor
compactador sobre o chassi VW-7110. A configuração mostra-se bem equilibrada e
bem distribuída. Com o auxílio de cálculo de distribuição de carga, pode-se verificar
a posição do CG (centro de gravidade) do conjunto sem carga (CG1) e com carga
(CG2). Estas informações serão fundamentais no momento de definir os ajustes de
encarroçamento e escolha definitiva do(s) chassi(s).
O chassi WV-7110 foi escolhido para representar esquematicamente a
montagem chassi-equipamento devido as boas condições de montagem (dimensões
de chassi), relação PBT e pela experiência de encarroçamento deste chassi com
outros tipos de equipamento para coleta de resíduo.
Figura 3.8 Figura esquemática do Mini-coletor Compactador sobre o
Chassi VW-7110 simulando a coleta e a descarga.
33
4. METODOLOGIA UTILIZADA
Os cálculos apresentados nas tabelas listadas na seção Lista de Tabelas,
página x, tabelas 3.3 à tabela 3.10, apresentam os resultados dos cálculos da
massa total do minicoletor compactador.
Os resultados dos cálculos apresentados foram subdivididos em dois
grande grupos, Prensa e Caixa Container. Para ambos a metodologia empregada
foi a mesma.
Partiu-se do cálculo de massa de cada componente empregado na
construção do equipamento. A equação do cálculo da massa para o material,
defini-se pelo volume do material multiplicado pela densidade específica do
mesmo. Para a obtenção do cálculo em Kg deve-se dividir o resultado por
1.000.000.
P = (V x ρ)/106
P = massa total
V = Volume total da peça (subconjunto).
ρ = Densidade específica do material. Para aço 1020 utiliza-se o valor de
7,85.
O resultado desta expressão é dado em Kg. Esta expressão é comumente
empregada para o cálculo de massa de qualquer material antes mesmo de tê-lo
para fabricação. Em cada desenho desenvolvido é destacado a massa calculada.
Exemplo: Uma chapa quadrada de 1m e de 2mm de espessura.
P = [(1.000 x 1.000 x 0.002) x 7,85]/ 106
P = 15,70 Kg.
Para tubos industriais ou tubos mecânicos utilizamos os valores das
tabelas comerciais para o cálculo. A tabela [16] apresenta a massa do material
especificado em milímetros suas dimensões externas na seção para tubos de
seção retangular ou em polegadas para tubos de seção circular. Ambos
apresentam a massa por metro de barra, ou seja, em função da medida de
34
comprimento multiplicado pelo valor obtido na tabela obtém-se a massa da peça
desejada.
Exemplo: Tubo 60 x 40 com 2.750 mm
Dados da tabela Century [16]: medida 2.000 mm e massa de 18,20 Kg
Utilizando regra de três, temos:
2.000 mm
---- 18,20 Kg
2.750 mm
---- massa Kg
Obtém-se que a massa da barra desejada é de 25,025 Kg.
Com estas duas formas de cálculo de massa obtém-se todas as massas
estimadas para esta etapa do estudo conceitual do minicoletor compactador
35
5 CONCLUSÃO
O estudo de conceituação do projeto do mini-coletor compactador de
resíduo domiciliar para regiões de difícil acesso, em favelas, tem características
técnicas e comerciais suficientes para atender as empresas de coleta de resíduo
sólido e também as comunidades em que o equipamento for empregado.
Os estudos apontam para uma melhora de performance na logística de
coleta uma grandeza de 33,33% sobre os sistemas de coleta já implementados,
ou seja, sistemas de coleta sem compactação. O aprofundamento dos estudos no
capítulo 3 apresentará as necessidades para a constituição do sistema hidráulico
que promoverá a compactação e o basculamento do equipamento. Poder-se-á
aumentar ou diminuir a taxa de compactação em função da disposição hidráulica,
através relação Força aplicada pelos cilindros e da Geometria através da área da
seção da prensa que promove a compactação. Ou seja, tem-se a possibilidade de
tornar o equipamento mais robusto com maior capacidade de carga ou menos
robusto com menor capacidade de carga. Ambas possibilidades estão ligadas
diretamente com a capacidade de compactação do minicoletor.
4.1Contribuições
As características técnicas propostas são de simples aplicação e podem
produzir excelentes resultados se aplicado corretamente, gerando economia e
alta performance na operação de coleta.
A característica social do projeto estará estabelecida quando empregada
em função de uma coleta eficiente e atingindo os pontos mais longínquos
propiciando uma melhor qualidade de vida aos moradores da comunidade da
favela.
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4.2 Extensões
Como proposta de continuidade deste estudo, caberá aos responsáveis
afinar os itens técnicos e definir os itens de energia hidráulica (cilindros
hidráulicos, tubulação rígida e flexível, conexões e demais elementos) e de
montagem e caldeiraria (conceito de trava e abertura da porta traseira, sistema de
basculamento, fechamento interno do sistema de prensa, etc.) e de definição do
chassi.
Após a definição dos elementos hidráulicos e demais componentes para
montagem e pintura, será possível concluir os custos de fabricação do minicoletor
compactador. Com todas as variáveis em mãos é possível reconfigurar o
equipamento de forma a compor os custos de fabricação levando em
consideração a aceitação por parte do mercado quanto ao valor de venda de cada
unidade.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Centro Gráfico, 1988
[2] Endereço eletrônico da Web-Resol Instituto para a Democratização das
Informações sobre o Saneamento Básico e Meio Ambiente.: http://www.resol.com.br
[3] Ferreira, Aurélio B.H. Minidicionário da Língua Portuguesa. Rio de Janeiro:
Editora Nova Fronteira S.A.p295, 1985.
[4] ABNT – NBR 10.004 / Set. – Definição de Resíduo, 1987.
[5] ABNT - NBR 10.005 / Set. – Classificação de Resíduos, 1987.
[6] Endereço eletrônico da Equitran Tecnologia em Equipamentos para
Transportes Ltda.: http://www.equitran.com.br
[7] Endereço Eletrônico da Usimeca - Usina Mecânica Carioca Ltda.:
http://www.usimeca.com.br
[8] Manual de Beneficiamento e Diretrizes de Implementação Caminhões
Volkswagen,
Copyright
1997,
1998.
Volkswagen
do
Brasil
e
Cyberldeas
Comunicação Ltda.
[9] Endereço eletrônico da montadora Ford e catálogos eletrônicos:
http://www.ford.com.br
[10] Endereço eletrônico da montadora Iveco do grupo Fiat e catálogos
eletrônicos: http://www.iveco-fiat.com.br
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[11] Endereço eletrônico da montadora Kia Motors e catálogo eletrônico:
http://www.kia.com.br
[12] Endereço eletrônico da montadora Mercedes-Benz e catálogo eletrônico:
http://www.mercedes-benz.com.br
[13] Endereço Eletrônico do CEMRE (Compromisso Empresarial para a
Reciclagem): http://www.cempre.com.br
[14] Pereira, Celso Pinto Morais, Introdução à Resistência dos Materiais,
Apostila Técnica, Departamento de Mecânica Aplica da Faculdade de Engenharia de
Guaratinguetá– UNESP, 1989.
[15] Crnkovic, Sergio João, Elementos de Máquinas, Apostila Técnica,
Departamento de Mecânica Aplica da Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá–
UNESP, 1989.
[16] Catálogo Técnico da Century Produtos Siderúrgicos Ltda., Century
Tubos, Tabela de Pesos e Medidas, 2004.
[17] Catálogo Técnico Tubos Mecânicos Sem Costura, Imefer Industrial e
Mercantil de Ferragens Ltda, 2004.
[18] Catálogo Técnico de Perfils de aço Formados à Frio, Perfilam S.A
Indústria de Perfilados, 2004.