MINIMIZAÇÃO DE RESÍDUOS NO PROCESSO DE
PINTURA DA INDÚSTRIA AUTOMOTIVA
Leandro Wiemes (*)
Instituição de trabalho: Renault do Brasil S/A. Químico industrial formado pela Universidade de
Joinville em 1.996. Desenvolveu atividades de melhorias de processos químicos e auxiliou no
desenvolvimento de novos processos de limpeza de componentes. Concluiu, em 2003, mestrado
em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal do Paraná, e atualmente realiza atividades
em indústria automobilística, onde otimizou processo para gerar menor quantidade de resíduos
industrias, além de supervisionar equipe de trabalho ligada à linha de produção.
Endereço: Rua Pastor José Pinheiro de Lacerda, 57, Bairro Xaxim, CEP 81.710-520, Curitiba, Paraná, Brasil,
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Urivald Pawlowsky
Instituição de trabalho: Universidade Federal do Paraná - UFPR
RESUMO
Em razão do aumento da preocupação com a conservação e a melhoria da qualidade do ambiente e com a proteção
da saúde humana, organizações de todos os tamanhos estão voltando sua atenção aos impactos ambientais potenciais
de suas atividades, produtos ou serviços. O desempenho ambiental de uma organização é de crescente importância
para as partes interessadas internas ou externas. Alcançar um consistente desempenho ambiental requer
compromisso organizacional com uma abordagem sistêmica e com a melhoria contínua do Sistema de Gestão
Ambiental (SGA).
Os benefícios potenciais da prevenção da poluição pelas práticas de minimização de resíduos incluem a redução de
impactos ambientais adversos, melhoria de eficiência e, como conseqüência, a redução de custos.
Este trabalho está elaborado com base na metodologia de minimização de resíduos, e foi analisado, detalhado,
desenvolvido e implementado no Departamento de Pintura de uma indústria automobilística situado na Região
Metropolitana de Curitiba.
PALAVRAS CHAVE
Minimização de Resíduos, VOC, Tinta, Solvente.
INTRODUÇÃO
A cada ano que passa os recursos naturais se tornam cada vez mais escassos. Além das agressões causadas ao meio
ambiente serem muito drásticas, não permitem que a natureza tenha tempo suficiente para conseguir se recuperar,
causando, assim, o chamado desequilíbrio ambiental. Também são cada vez maiores as facilidades para explorar os
recursos naturais devido ao desenvolvimento de novas tecnologias e a produção seriada.
As preocupações com as questões ambientais que existiam até então estavam voltadas essencialmente ao
cumprimento das preconizações da legislação, o que demonstrava um comportamento de controle nos pontos finais
da geração de resíduos, caracterizando, desta forma, ações ditas corretivas.
As exigências legais associadas à pressão exercida pelas entidades/órgãos ambientais e a própria sociedade no que
tange a preservação do meio ambiente, fez com que as empresas poluentes despertassem o interesse para programas
de gestão ambiental, desenvolvendo assim processos de fabricação com maior desempenho e obtendo por
conseqüência redução nos custos associados e minimização na geração de resíduos (que em sua maioria são
perigosos ou não-inertes).
O desenvolvimento de processos menos poluentes traz consigo várias vantagens dentre as quais podem ser citadas: a
redução na geração de resíduos, menores impactos causados no meio ambiente, maior facilidade na obtenção de
linhas de crédito junto a bancos e entidades afins, e como conseqüência, a redução nos custos de manufatura do
produto fabricado. Isto faz com que as empresas desenvolvam ações de caráter preventivo.
O progresso e o desenvolvimento industrial na maioria dos países do mundo tem trazido consigo aumento na
poluição da atmosfera por meio de substâncias orgânicas voláteis, também conhecidos como Compostos Orgânicos
Voláteis ou Volatile Organic Compounds (sigla VOC). VOC´s são substâncias que contém carbono na sua estrutura
molecular e que evaporam rapidamente, no entanto, poucos destes materiais como óxidos de carbono não são
classificados como tais.
As origens são as mais variadas possíveis, sendo proveniente fundamentalmente das facilidades da produção
industrial (indústria de tintas, perfumes, adesivos), em várias composições químicas, no petróleo, nos fluidos de
limpeza voláteis, nos gases provenientes dos motores, nos cigarros, assim como das atividades de recreação e
residenciais que contribuem na formação/emissão de resíduos em quantidades grandes de efluentes e produtos
orgânicos.
Considerando esta abrangência, a contribuição que os processos de revestimento de superfícies e de manufatura
industrial tem sobre o valor total de VOC liberado para a atmosfera representam aproximadamente 20 a 25% da
quantidade de emissões orgânicas derivadas de atividades humanas. Esta abordagem é apresentada por Dören et al
(1.996).
O estudo aqui desenvolvido está focado no tratamento de problemas ambientais que afetam alguns tipos de
indústrias e tem a finalidade de propor e implementar ações para minimizar a geração de resíduos.
MINIMIZAÇÃO DE RESÍDUOS NO PROCESSO DE PINTURA
O objetivo deste trabalho consiste na implementação da técnica de minimização de resíduos aplicado a um processo
de pintura automotivo para melhorar a performance do processo de fabricação, ou seja, aumentar a quantidade
média de troca de cor na cabine de aplicação de base de uma linha de pintura de veículos automotores.
A aplicação de tinta é um dos principais processos que promovem a geração de resíduos, sendo a principal a emissão
de COV (Compostos Orgânicos Voláteis) proveniente da utilização de solventes tanto na formulação da tinta quanto
na limpeza dos dutos de condução da mesma até sua aplicação sobre o veículo, proveniente da purga de tinta
realizada em cada pulverizador no momento da troca automática de cor, nas máquinas de aplicação, e nas pistolas de
aplicação manual.
Uma parte fundamental na realização do estudo em questão, consistiu na observação diretamente nos postos de
aplicação de tinta manual e automática, o que permitiu identificar e desenvolver ações para minimizar a geração de
resíduos.
Cada ação (o que fazer) foi tratada isoladamente e acompanhada de plano de ação contendo as principais
informações de como proceder no desenvolvimento da respectiva ação, onde realizar a ação, prazo de execução e
responsável da respectiva ação, de modo a permitir sua mensuração quanto à obtenção ou não de resultado positivo
frente à situação até então existente. Para complementar o estudo, foi elaborado um gráfico de acompanhamento do
consumo de tinta, desde o início da atividade até a implementação da última ação proposta, para evidenciar os
ganhos proporcionados pelo estudo desenvolvido.
Assim sendo, as atividades concernentes a este estudo foram desenvolvidas na área de aplicação de tintas.
As medidas referentes à quantidade de resíduos gasosos (emanação de solvente ou COV) foram obtidos diretamente
do laboratório de tintas, através da mensuração da quantidade de resíduos gerados por veículo produzido
(kg/veículo), considerando o percentual de solvente presente tanto no solvente de limpeza como na tinta
propriamente dita.
DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE PINTURA
O processo de pintura da indústria automobilística em estudo apresentava, de forma bastante sucinta, as etapas que
estão abaixo descritas:
1) Tratamento de Superfície – limpeza da superfície metálica, e fosfatização para receber camada de cataforese;
2) Cataforese – aplicação de tinta através de eletrodeposição catódica (fenômeno físico-químico);
3) Estufas de Cura da Cataforese – cura da tinta aplicada por eletrodeposição (duas estufas para garantir a
fabricação de 44 veículos por hora);
4) Massas Vedantes – aplicação de massas para garantir a estanqueidade do veículo;
5) Estufa de Pré-cura da Massa Vedante – pré-curar a massa vedante
6) Aplicação Primer – camada de tinta que permite nivelar pequenas irregularidades superficiais existentes na tinta
eletrodepositada;
7) Estufas de Cura do Primer – curar a camada de primer aplicado (duas estufas para garantir a fabricação de 44
veículos por hora);
8) Sistema de Seleção de Cores – permite homogeneizar a quantidade de veículos a serem pintados na mesma cor;
9) Aplicação de Base Cor – camada de tinta que irá proporcionar o aspecto relativo à cor do veículo,
10) Estufa de Pré-cura de tinta – Permite pré-curar a tinta aplicada
11) Aplicação de Verniz – camada que irá proporcionar o aspecto relativo ao brilho da tinta no veículo.
12) Estufas de Cura do Verniz - curar a camada de verniz aplicado (duas estufas para garantir a fabricação de 44
veículos por hora);
O processo de aplicação de tinta é uma atividade realizada em quatro etapas sendo três relacionadas à aplicação de
tinta (aplicação manual, aplicação eletrostática automática e aplicação pneumática automática) e uma para a cura
parcial da tinta aplicada (em estufa).
A cada troca de cor é realizada a limpeza do circuito de tinta e posteriormente a purga de tinta dos pulverizadores
das máquinas de aplicação. Os tempos de limpeza dos sistemas de aplicação de tintas são considerados muito
importantes no processo de fabricação, pois eles são responsáveis por garantir a qualidade das aplicações de tinta
realizadas a cada troca de cor.
A atividade para maximizar a quantidade de carros pintados na mesma cor foi identificada através de uma análise
realizada no processo de aplicação de tinta, onde foi identificada uma freqüência muito grande na troca de cores, no
processo de aplicação de base, na cabine de aplicação de tinta.
Para determinar a informação relacionada à quantidade média de veículos pintados no mesmo lote de cor, os dados
foram extraídos semanalmente da máquina de aplicação de tinta eletrostática e processados da seguinte forma: a
informação que o software da máquina de aplicação disponibilizou foram a data e hora de aplicação da tinta, a
relação de veículos pintados no período, o código e a descrição de cada tinta na seqüência em que foram pintadas. O
processamento da informação, obtido da tabela gerada automaticamente, foi transferido para o Programa Excel e
então atribuídos números zero (0) para quando o código da tinta registrada era a mesma da aplicação anterior; e
números um (1) para quando o código da tinta aplicada era diferente da aplicação realizada anteriormente. Na última
linha da tabela, foram realizados a somatória de todos números um (1) atribuídos, e o valor obtido desta somatória
foi dividido pela quantidade total de veículos pintados no período de observação, obtendo assim o valor médio de
trocas de cor na semana em análise. A medição inicial resultou no valor médio de troca de cor a cada 1,84 veículos.
ATIVIDADES OU ETAPAS DESENVOLVIDAS
As atividades desenvolvidas constituíram fundamentalmente das ações previstas na Tabela 01 –Ações para
Maximizar a Quantidade Média de Carros Pintados na Mesma Cor, que foram elaboradas a partir da análise das
operações existentes no processo produtivo.
Tabela 01 – Ações para Maximizar a Quantidade Média de Carros Pintados na Mesma Cor
O QUE
COMO
ONDE
QUANDO
Identificar tempo de limpeza dos
Cronometrar tempos de
Postos de aplicação
sistemas de aplicação de tintas e
limpeza
manual e automática S 26/01
consumo de solvente e tinta durante
operações de purgas.
Software do sistema
Estudar modo de
Avaliar o software do sistema de
S 27/01
de seleção
funcionamento do
seleção de cores para identificar e
programa que gerencia a automática de cor
conhecer a lógica de funcionamento.
seleção de cores
Estufas da cataforese
Avaliar a velocidade das estufas da
Cronometrar a
S 28/01
cataforese e da aplicação primer.
velocidade de cada estufa e de aplicação de
e corrigir velocidade caso primer
apresente diferença de
velocidade
Modificar o software de Software do sistema
Incrementar o número de carrocerias
S 33/01
de seleção
de mesma cor, a serem enviadas para gerenciamento do
automática de cor
selecionador de cores
a aplicação de tinta, no programa do
sistema de seleção automática de
cores.
Depto Carroceria,
Avaliar restrições e
Propor nova seqüência para
lançamento de carrocerias no filme de corrigir possíveis quebras Pintura e Montagem S 07/02
no lançamento do filme
produção no Departamento de
de produção
Carroceria.
QUEM
Supervisor
Produção
Supervisor
Produção
Supervisor
Produção
Supervisor
Produção
Engenharia
RESULTADOS OBTIDOS
Dentre os resultados obtidos nas ações que fizeram parte do plano de ação estabelecido na Tabela 01 – Ações para
Maximizar a Quantidade Média de Carros Pintados na Mesma Cor, somente a primeira ação não apresentou
resultado significativo, pois se pretendia diminuir o tempo das operações de limpeza automática com o solvente, e
foi observado que isto causaria problemas de qualidade (manchas) no veículo pintado, caso fosse alterado o tempo
de limpeza que havia sido preconizado. Em função disto, esta primeira ação não foi implementada.
A segunda ação consistiu em identificar no software do sistema de seleção de cores qual era a quantidade de
carrocerias de mesma cor programada (no software de gerenciamento) para ser enviada a cabine de aplicação de
tinta. Avaliando o software de gerenciamento do sistema de seleção de cores, foi identificado que a quantidade
máxima de carrocerias que este sistema tinha registrado no seu banco de dados para envio ao setor de aplicação de
tinta base cor eram quatro (4) carrocerias no máximo.Outro ponto bastante importante na realização desta segunda
ação foi a questão relacionada a representatividade que cada cor apresentava em relação à quantidade total de
veículos. Este dado foi obtido diretamente com o Departamento de Logística da Fábrica, que realizava a
programação dos veículos a serem fabricados. Foi verificado que as cores prata, preto e grafite representavam cada
uma o percentual de 36%, 20% e 16% respectivamente. A análise do software de gerenciamento do sistema seletor
de cores foi necessária para que fosse possível identificar possíveis pontos de otimização para o referido sistema.
Outra ação que contribuiu para aumentar a quantidade de carros pintados na mesma cor foi a padronização das
velocidades das estufas de cura da cataforese e do primer, caracterizado aqui como sendo a terceira ação
correspondente a Tabela 01. Haviam pequenas diferenças entre elas, o que proporcionava uma ruptura na seqüência
de carros de mesma cor, prejudicando a formação de um lote grande de carros de mesma cor. As estufas de
cataforese estavam com suas velocidades registradas para 2,98 m/min (metros por minuto) na estufa 1 (situada a
esquerda no sentido do fluxo) e de 2,90 m/min para a estufa 2 (a direita no sentido do fluxo). Para melhor
compreender a situação, será apresentado um exemplo: dois carros que seguiam para as estufas eram separados
fisicamente no fluxo, fazendo com que o primeiro fosse direcionado para a estufa 1 (da esquerda) e o segundo carro
para a estufa 2 (da direita). Foi observado que em alguns casos o carro que entrou na estufa da esquerda (primeiro a
entrar), não necessariamente era o primeiro carro a sair quando comparado com o segundo. Isto causava uma
interferência no fluxo produtivo, quebrando a seqüência com a qual os carros deveriam chegar ao sistema de seleção
automática de cor. Esta diferença observada foi então corrigida e a partir deste momento as velocidades das estufas
foram acertadas para 3,0 m/min. Com relação as estufas de primer, foi identificado que ambas as estufas estavam
exatamente com a mesma velocidade, não causando interferência no fluxo de carros com mesma cor. As estufas de
primer apresentavam velocidade de 3,0 m/min, ou seja, igual a da cataforese. Para determinar a velocidade que as
estufas estavam, foi utilizado cronômetro e marcadas distâncias de 1 metro em cada uma das estufas. Em seguida
cronometrado o tempo que um objeto pequeno apresentava para ir do ponto inicial (marco zero) até o ponto final
(marco de 1 metro). Esta ação permitiu que a média de carros pintados na mesma cor passasse de 1,84 para 1,86.
A quarta ação implementada foi balizada através das informações obtida da análise do sistema de gerenciamento do
seletor de cores. Como foi identificado que dentre as dez tintas (bases) aplicadas, três delas representavam
aproximadamente 70% do total de tinta utilizado, decidiu-se por incrementar o número mínimo de carros pintados
na mesma cor no sistema informático, para as cores de maior representatividade. Desta forma, o sistema de seleção
automático de cor foi ajustado para trocar a cor a cada 10 carrocerias para as tintas de maior representatividade, e as
demais cores permaneceram com a situação identificada inicialmente. Isto permitiu um ganho médio de 0,13 pontos
na média de carros pintados na mesma cor, subindo para 1,99.
A quinta ação consistiu, em um primeiro momento, avaliar o processo de fabricação de carrocerias considerando a
concepção dos carros desde seu lançamento no sistema informático, pelo Departamento de Logística, até o momento
de início da produção no Departamento de Carroceria. No momento de definir o filme de produção, processo pelo
qual são definidas as configurações que cada carro irá apresentar depois de montado, algumas restrições afetam
diretamente a produção, tanto nos Departamentos de Carroceria e Pintura como no Departamento de Montagem. Isto
faz com que não seja possível produzir a quantidade de carros especificados diariamente caso estas restrições sejam
negligenciadas. A capacidade de produção para a qual a fábrica foi projetada corresponde a 40% de veículos modelo
Clio Hatch (5 portas), 30% de veículos modelo Clio Sedan (4 portas) e 30% de veículos modelo Scénic (minivam).
Dentre as principais restrições existentes no processo de produção da fábrica podem ser citados os:
Modelos fabricados (Scénic, Clio e Clio Sedan): a relação mínima que deveria ser obedecida para lançamento do
filme de produção no Departamento de Carroceria era a relação entre Scénic, Clio e Clio Sedam, a saber: a) para a
Scénic a restrição existente era de 1 Scénic fabricada para cada 3 Clio fabricados; b) para o Clio Sedan a restrição
existente era de 1 Clio Sedam fabricado para cada 2 Clios fabricados;
Tipo de motorização (1.0 - 8 válvulas, 1.0 - 16 válvulas, 1.6 - 16 válvulas, 2.0 - 16 válvulas e 1.9 - diesel);
Tipo de freio (com ou sem ABS);
Tipos de acessórios (vidro elétrico, trava elétrica, ar condicionado, direção hidráulica) e acabamento interno;
Cores.
Nas primeiras observações realizadas, pode-se constatada na linha de fabricação que haviam 2, 3 ou até mais
veículos fabricados (Scénic ou Clio Sedam) que chegavam ao Departamento de Pintura sem respeitar a restrição
anteriormente descrita. Isto fazia com que a seqüência de carros pintados na mesma cor fosse comprometida, pois os
veículos não apresentavam, nesta etapa do processo, a mesma seqüência de cores que deveria apresentar quando
comparado ao seu lançamento no Departamento de Carroceria. No ponto de concepção dos veículos, local onde
ocorre associação do número do carro com a carroceria física, várias cartas contendo o número de diversos carros
eram impressas consecutivamente, e isto ocasionava um grande número de cartas no posto de trabalho do operador.
No momento do operador associar a carta com a carroceria física, e em função da grande quantidade de cartas que
havia em seu posto, ocorria associação fora da seqüência em que as cartas tinham sido impressas, causando ruptura
na seqüência de carrocerias processadas na mesma cor. As correções adotadas consistiram na impressão de cada
carta somente após a anterior ter sido associada com o veículo fisicamente e na nova formação operacional aos
colaboradores que executavam atividades neste ponto do processo produtivo.
A próxima etapa relacionada a esta ação, e de maior impacto em termos de importância, teve como base a
eliminação das principais restrições que haviam para se processar as carrocerias no Departamento de Montagem. Por
exemplo: air bag, tipo de acabamento e tipo de motor. Através de uma melhor distribuição dos componentes
montados no veículo seria possível reduzir o número de restrições com relação ao lançamento do veículo. No
entanto, para que fosse possível realizar as primeiras medições deveria ser feito um desdobramento de atividades
intersetoriais, abrangendo principalmente os Departamentos de Montagem, Pintura, Carroceria e Logística, de modo
que fosse possível viabilizar a execução de ensaios práticos desconsiderando as restrições do Departamento de
Montagem relacionadas, em primeiro momento, ao tipo de freio e os tipos de acessórios e acabamento interno. Os
principais interlocutores que participaram desta ação foram os setores de Engenharias da Carroceria, da Pintura e da
Montagem, Fabricação Pintura e Montagem, de modo a permitir que em todos os Departamentos fossem
processados os veículos independentemente das restrições (salvo a questão de 1 Scénic para cada 3 Clios Hatch e 1
Clio Sedan para cada 2 Clios Hatch), sem que houvessem perdas associadas à produção diária total de veículos e
também sem causar problemas de ergonomia ao operador dos postos de trabalho onde anteriormente haviam as
restrições acima indicadas. É importante lembrar que estas ações foram tomadas para que fosse possível construir
um filme de produção com maior número de carros na mesma cor.
Considerando, portanto, o ponto de início do trabalho (S 25 de 2.001) e o ponto final (semana 19 de 2.002) pode-se
verificar que houve um aumento médio na quantidade de carros pintados na mesma cor de 2,03, nas cabines de
aplicação, atingindo o valor de 3,87, conforme apresentado no Gráfico 01 – Quantidade Média de Troca de Cor. Isto
representa uma redução total, no período em análise de 1.979,0 kg de solvente e 1.056,6 kg de tinta em 46 semanas
de atividade.
Gráfico 01 – Quantidade Média de Troca de Cor
3,
87
3,
65
16/02
3,
3,
64
10
3,
3,
36
Melhor
3,50
3,
22
52
4,00
07/02
4,50
2,
27
2,
14
09
2,
2,
05
27/01
2,
1,
99
26/01
2,00
1,
84
2,50
07
2,
59
3,00
1,50
1,00
0,50
19/02
05/02
42/01
36/01
35/01
34/01
33/01
32/01
29/01
28/01
25/01
0,00
Semana / Ano
De acordo com as ações previstas na Tabela 01 - Ações para Maximizar a Quantidade Média de Carros Pintados na
Mesma Cor, podem ser estabelecidas as conclusões apresentadas na Tabela 02 – Tabela Conclusiva:
Tabela 02 – Tabela Conclusiva
Quantidade Média de Troca de Cor/veículo
Consumo de Solvente (kg)
Consumo de Base (kg)
Geração VOC (kg/veículo)
Geração de resíduos com solvente (kg/veículo)
Valor Inicial
1,84
3.778
2.017
1,25
2,19
Valor Final
3,87
1.799
960
0,59
0,65
Ganho Obtido
2,03 (+110,5%)
1.979 (-47,6%)
1.057 (-47,5%)
0,66 (-51%)
1,54 (-70%)
No primeiro momento, procurou-se identificar e solucionar os problemas existentes no Departamento de Pintura
para possibilitar o incremento do número de carros pintados na mesma cor, para posteriormente desenvolver
atividades interdepartamentais.
A participação dos três Departamentos fabris (Carroceria, Pintura e Montagem) na execução de atividades que
apresentavam um objetivo comum proporcionou um excelente resultado no que diz respeito a quantidade média de
troca de cor.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Hanser/Gardner Publications, Cincinnati, Ohio, 202 p.
Alloway, B. J. & Ayres, D.C. (1993) Chemical Principles of Environmental Pollution, 1st edition, Blackie
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Noel de Nevers (2000) Air Pollution Control Engineering, 2nd Edition, McGraw-Hill Higher Education,
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Norman R. Roobol (1997) Industrial Painting – Principles and Practices, Second Edition, Hanser/Gardner
Publications, Cincinnati, Ohio.
S. Vigneron, J. Hermia, and J. Chaouki (1994) Characterization and Control of Odours and VOC in the
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