PROCESSO PRODUTIVO DE CIMENTO: PARADAS NÃO PROGRAMADAS NO COPROCESSAMENTO
TATIANA DOS SANTOS FERREIRA
Bacharel em Administração – UFMS/CPAQ
DANIELA ALTHOFF PHILIPPI, MSc.
Professora Assistente do Curso de Administração – UFMS/CPAQ
MARLY FONSECA NUNES, MSc.
Professora Assistente do Curso de Administração – UFMS/CPAQ
RESUMO
Este artigo apresenta uma pesquisa cujo objetivo foi analisar as causas das paradas não programadas
que ocorrem na atividade de coprocessamento de resíduo industrial da fabricação de cimento tipo
portland. O coprocessamento é uma eficiente alternativa de destruição de resíduos que, atuando
junto ao processo produtivo de cimento, contribui para a redução de impactos negativos ao meio
ambiente. No coprocessamento, os resíduos são incinerados nos fornos de produção de cimento,
durante o processo de clinquerização, a uma temperatura que permite a sua destruição total, bem
como a geração de energia térmica. Inicialmente, buscou-se descrever os passos do processo
produtivo e a gestão de resíduos da unidade produtiva. A partir disso, foram identificadas as ações
de manutenção existentes e as principais causas de paradas não programadas. Trata-se de um
estudo de caso em que os dados foram coletados em documentos, observação e entrevistas.
Constatou-se que as principais causas das paradas não programadas no coprocessamento são
relacionadas aos próprios resíduos, aos desajustes, às quebras dos equipamentos e a variáveis
externas. Apresentam-se contribuições para a empresa, para o meio ambiente e para a sociedade,
pois os resultados indicam ações para atenuar ou eliminar as paradas no coprocessamento.
ABSTRACT
This article presents a research about an analysis of the production process stops which occur in an
industrial manufacturing of portland cement. The coprocessing is a powerful alternative to the waste
´s destruction that, acting together to the cement productive process, contributes to the reduction of
negative impacts on the environment. In the coprocessing, the waste is incinerated in cement kilns,
during the process of burning at a temperature that allows its complete destruction, as well as the
generation of thermal energy. The research describes the production process steps and its waste
management. Then, maintenance actions and the main causes of the production process stops are
identified. This is a case study in which the data were collected by documents and interviews. It was
noted that the main causes of the production process stops are related to the waste, the misfits, the
equipments´ cutbacks and the external variables. The contributions to the company, the
environment and the human society were showed, because the results indicate actions to mitigate or
eliminate the stops in coprocessing.
Palavras-chave: Paradas não programadas, coprocessamento, resíduos.
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1. INTRODUÇÃO
A necessidade de produzir mais, bem como, a responsabilidade de se desenvolverem de
maneira sustentável, tem levado as empresas a buscarem constantemente novas alternativas de
atuação mais eficazes, tanto no âmbito econômico, quanto social e ambiental. Uma das
características inseparáveis dos processos produtivos dessas mesmas empresas, especialmente as do
ramo industrial, é a geração de resíduos que se tornam passivos quando dispostos de maneira
inadequada no meio ambiente, com potencial de danos à saúde humana e ao equilíbrio ambiental
(causadores de poluição do ar, das águas e do solo), nos mais diversos níveis de periculosidade.
As alternativas tradicionais e legalmente amparadas mais comumente adotadas para a
disposição de resíduos oriundos das atividades industriais são os aterros e os incineradores
tradicionais. Nos aterros, os resíduos ficam armazenados sob condições controladas, contudo, sua
presença caracteriza um risco eminente ao que se refere à poluição dos solos e dos lençóis freáticos.
Já os incineradores tratam os resíduos de maneira ineficiente através de um processo gerador de um
novo tipo de resíduo, as cinzas, resultantes da queima de materiais de todas as classes, desde
materiais inertes até materiais de alto grau de toxidade (ABCP, 2009).
As fábricas de cimento portland sugerem uma nova alternativa: a incorporação de resíduos
industriais durante a produção de clinquer, incinerados em seus fornos que atingem uma
temperatura de até 1450º, realizando assim a destruição total desses resíduos, sem prejuízo a
qualidade de seu produto. A esse processo dá-se o nome de coprocessamento, pois o resíduo é
também uma fonte para geração de energia térmica, sendo ele um combustível alternativo à
utilização de coque de petróleo, de gás GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) e moinha vegetal (pó de
carvão vegetal).
Além dos benefícios econômicos e sociais gerados pelos diversos produtos
derivados, o cimento também contribui, em seu processo produtivo, para retirar
resíduos do meio ambiente [...] A indústria do cimento coloca seus fornos à
disposição de outros setores para a eliminação de resíduos industriais. Essa
alternativa de destruição de resíduos, considerada uma das mais eficientes, é
denominada coprocessamento. Além dos benefícios ao meio ambiente, é uma
atividade que gera empregos diretos e indiretos e é regulamentada, em nível
nacional, pelo Conselho Nacional de Meio Ambiente (ABCP - 2009).
Segundo o DRE – Demonstrativo de Resultado do Exercício da empresa (2009), o consumo de
energia térmica representa mais de um terço (1/3) do custo operacional e caracteriza
individualmente o maior custo para a produção de cimento. Portanto, a melhora no desempenho da
gestão e da operacionalização desse processo representa ganho real em retorno financeiro, já que a
substituição de energia térmica gerada por combustíveis tradicionais de alto custo é parcialmente
suprida pela utilização de combustíveis alternativos - os resíduos.
Diante disso, este artigo apresenta uma pesquisa cujo objetivo foi analisar as causas das
paradas não programadas que ocorrem na cadeia produtiva de coprocessamento de resíduo
industrial da fabricação de cimento tipo portland de uma unidade fabril. Para alcançar tal objetivo
inicialmente foram descritos os passos do processo produtivo para então verificar como é a gestão
de resíduos da Unidade Produtiva e se havia uma sistemática de manutenção preventiva e, a partir
disso, identificar os principais agentes causadores de paradas não programadas.
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2. BASE TEÓRICA
2.1. Administração da Produção
Toda empresa produz bens e serviços pela transformação de bens tangíveis, agregando-lhes
valor. Esse processo denomina-se produção (MARTINS e LAUGENI, 2006). A produção utiliza-se de
recursos para agregar valor aos inputs (entradas) de forma a produzir outputs (saídas) de maior valor
final: “a produção envolve um conjunto de recursos de input usado para transformar algo ou para ser
transformado em outputs de bens e serviços” (SLACK, CHAMBERS e JOHNSTON, 2002, p. 36).
A administração da produção visa o alcance de seus objetivos – produtividade, qualidade,
produção ao menor custo possível – que são viabilizados pelo planejamento eficaz do processo
produtivo, pela organização que otimiza a produção de bens e serviços, pela direção que orienta os
rumos para o alcance de objetivos e finalmente, pelo controle, onde se detectam as falhas que
passaram despercebidas, possibilitando a tomada de medidas para o alcance de melhores resultados,
continuamente. Enfim, a “administração da produção trata da maneira pela qual as organizações
produzem bens e serviços” (SLACK, CHAMBERS E JOHNSTON, 2000, p. 29).
Diante do cenário mundial atual, as empresas buscam, cada vez mais, a contínua melhoria de
seus processos e produtos para que possam se manter competitivas e lucrativas para então
sobreviverem às constantes mutações no mercado global.
2.1.1 Capacidade produtiva e produtividade
Na administração da produção, busca-se, fundamentalmente, o aumento da capacidade
produtiva e da produtividade.
A capacidade produtiva consiste, segundo Slack apud Beckedorff e Garcia (2007), no nível
máximo de atividades – ou quantidades de um produto – de valor adicionado, em determinado
período de tempo, que um processo pode realizar sob condições normais de operação. Erdmann
(2000) complementa que para aumentar a capacidade produtiva é necessário analisar todos os
fatores capazes de restringi-la: a capacidade dos equipamentos, as horas disponíveis para produção,
instalações, mix de produtos, sequência do processo, disponibilidade e capacitação humana,
recursos financeiros, insumos utilizados, além da influência de fatores externos como a qualidade
exigida para os produtos e a legislação pertinente (ERDMANN, 2000).
Produtividade é a procura por melhores métodos de trabalho e processos de produção, com
o objetivo de se obter maiores ganhos em seus índices ao menor custo possível. Para Gaither e
Frazier (2002), a produtividade é uma arma competitiva aliada na batalha por fatias de mercado às
empresas mais flexíveis e competitivas quanto ao custo e ao preço agregado a seus processos,
produtos e serviços, ou seja, a tendência atual e futura é a de que a produtividade das empresas seja
fator determinante para sua sobrevivência. Martins e Laugeni (2006) apontam como benefícios
recorrentes do aumento da produtividade: maiores lucros e salários, menores preços e mais
impactos positivos no nível de vida da sociedade.
2.1.1.2. O processo produtivo
Na administração da produção, para que se busque o aumento da produtividade e da
capacidade produtiva é necessário analisar e continuamente aprimorar o processo de produção,
também conhecido como “projeto do processo”, que tem a finalidade de determinar o melhor
método de produção em todas as suas etapas, “com a finalidade de obter um produto que satisfaça
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as especificações determinadas no projeto do produto, ao menor custo” (GAITHER e FRAZIER, 2002,
p. 103).
O projeto do processo interage com o projeto do produto de forma que um não pode ser
totalmente especificado até que o outro tenha sido minuciosamente detalhado, e para que esse
detalhamento aconteça, é necessário que se considere o potencial do processo. O projeto do
produto, por sua vez, detalha o produto através de desenhos, especifica as dimensões e tolerâncias,
resistência, aparência, características de acabamento, desempenho, consumo, entre outras,
definindo exatamente o que vai ser produzido (ERDMANN, 2000).
Dois aspectos relevantes para o projeto do processo e projeto do produto são setup e lead
time de processo. Setup é o tempo de parada de um equipamento para que sejam realizados os
ajustes necessários a sua operacionalidade. Slack, Chambers e Johnston (2002, p. 491), definem-no
como o tempo decorrido entre a parada do processo até o momento em que este retoma suas
condições normais de operação. A eliminação do tempo de necessário para buscar ferramentas, a
antecipação das tarefas que retardam o tempo de troca, a constante prática de rotinas de setup,
mudanças mecânicas simples (ajustes) ilustram métodos que propiciam a redução dos tempos de
setup (SLACK, CHAMBERS e JOHNSTON, 2002). Lead time é “o tempo que decorre a partir do
momento em que a ordem de produção é liberada até que a peça ou produto esteja próprio para o
uso” (ERDMANN, 1998, p. 83). Considerando o fato de que, atualmente o menor tempo de
fabricação de um produto representa vantagem competitiva, a tendência é que as indústrias
procurem viabilizar sua produção em pequenos lotes e para tanto é necessário trabalhar com lead
times curtos a fim de aumentar a flexibilidade de resposta. A determinação dos tempos de setup e
lead time do processo são fatores determinantes para a competitividade da empresa, já que afetam
diretamente tanto seu volume de produção quanto seus índices de produtividade.
2.1.3 Tipos de Manutenção
Manutenção é o termo usado para abordar a forma pela qual as organizações tentam
evitar as falhas ao cuidar de suas instalações físicas, sendo ela uma parte importante da maioria das
atividades de produção, a exemplo, as instalações de indústrias de base, cujas instalações físicas têm
papel fundamental ao seu processo produtivo (SLACK, CHAMBERS e JOHNSTON, 2002).
Para Martins e Laugeni (2006), a manutenção tem por objetivo manter as instalações
operando nas condições para a qual foram projetadas e também intervir quando essas condições
deixam de ser as ideais, de forma que retornem a operar normalmente.
A seguir, serão especificados os tipos de manutenção corretiva, preventiva, preditiva e
manutenção produtiva total.
Para Slack, Chambers e Johnston (2002) a manutenção corretiva é o exercício de operação
dos equipamentos de forma que a intervenção para correção das falhas só ocorrem posteriormente
à sua quebra. Martins e Laugeni (2006) complementam que se trata de uma medida reativa, pois se
age depois de ocorrido o problema.
Na manutenção preventiva, segundo Slack, Chambers e Johnston (2002), os principais
objetivos são a redução ou mesmo a eliminação da probabilidade da ocorrência de falhas por
manutenção que possam provocar avarias na operacionalidade dos equipamentos seguindo uma
programação pré-estabelecida e sistemática (limpeza, lubrificação, verificação e, se necessário,
substituição de componentes que apresentem condições insatisfatórias para a operação do
equipamento).
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A manutenção preditiva consiste no monitoramento de certos parâmetros ou condições de
equipamentos e instalações de modo a antecipar a identificação de um futuro problema e mediante
anormalidades em seu comportamento realiza-se as intervenções necessárias para normalização de
seus padrões de funcionamento. A manutenção preditiva é usualmente utilizada em equipamentos
de grande importância ao processo produtivo, que geralmente devem estar em funcionamento
constante devido a necessidade de se atender um plano de produção (MARTINS E LAUGENI, 2006).
A manutenção produtiva total, TPM, do termo em inglês total productive maintenance, é
uma filosofia gerencial que atua no comportamento das pessoas, na forma com que os problemas
são tratados, dentro da organização, no processo produtivo de uma forma geral. Seu objetivo é
atingir a zero quebra ou, o termo mais usual, falha zero (MARTINS E LAUGENI, 2006). Slack,
Chambers e Johnston (2002) defendem que a TPM adota princípios de trabalho em equipe e
empowerment (autonomia), faz abordagens de melhoria contínua para prevenir falhas, também vê a
manutenção como um assunto multisetorial, onde todas as pessoas na empresa podem contribuir de
alguma maneira.
2.2. Gestão ambiental empresarial
O levantamento das questões ambientais foi timidamente seguindo os rumos da História,
mas foi na década de 1970 que a preocupação com o estado do meio ambiente passou a tornar-se
pauta na agenda do Governo de vários países e de vários segmentos da sociedade. No âmbito
empresarial essa preocupação é ainda mais recente, embora muitas organizações, há muito tempo,
venham adotando práticas com o intuito de preservar o Meio Ambiente. Atualmente os
questionamentos que apontam os problemas ambientais tomaram dimensão global, mas em grande
parte das empresas ainda não há práticas administrativas e operacionais que atuem efetivamente. “A
globalização dos problemas ambientais é um fato incontestável e as empresas estão desde sua
origem no centro desse processo”. A relação empresa – meio ambiente sempre levanta questões
polêmicas e de difícil consenso e em vista a gravidade dos problemas ambientais, é requerido,
portanto, das empresas uma gestão aberta que vislumbre para que possa chegar às melhores
propostas que melhor se apliquem a cada situação. É fundamental considerar o meio ambiente como
tema central de decisão e adotar medidas administrativas, operacionais e tecnológicas a seu favor
(BARBIERI, 2004, p. 9).
Segundo Sanches (2000), a partir da década de 1990, tem sido verificada a ocorrência de
drásticas mudanças no processo econômico que acarretam implicações diretas às empresas
industriais devido a fatos como a transformação da economia internacional e a globalização da
produção e do consumo. A competitividade é um dos fatores que estimula uma posição proativa das
empresas, que é determinada não somente por seu desempenho financeiro a curto, médio e longo
prazo, mas também pela forma com que ela se relaciona com o mercado. A reputação da empresa é
um ativo intangível e é também uma vantagem competitiva importante e um dos fatores que
determinam essa reputação perante a sociedade geral e ao próprio mercado, é forma como trata
suas questões sociais e ambientais (BARBIERI, 2004)
Para Druzzian e Santos (2006) um Sistema de Gestão Ambiental eficaz visa a uma interação
mais saudável (social, ambiental e econômica) entre a atividade humana e o meio ambiente, que se
aprimora pela busca e novas ferramentas e novos métodos de trabalho, tanto para as operações
internas quanto externas, quando a empresa, além de se empenhar em aplicar boas práticas em
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todos os seus processos, é capaz de também de envolver seus clientes, fornecedores, como também
a própria sociedade.
2.2.1. Coprocessamento
O coprocessamento de resíduos é uma atividade que visa a reutilização de materiais
resultantes de processos produtivos e, no entanto, indesejáveis por sua fonte geradora, como
alternativa para substituição de matéria-prima para a produção de cimento. Há duas formas de
reutilização de material: a substituição de insumos que são incorporados no processo para a
produção de cimento e a substituição de combustíveis tradicionais, como por exemplo, de coque de
petróleo, atuando então como um combustível alternativo para a produção de cimento
(TOCCHETTO, 2005).
Segundo Kihara (2008), o coprocessamento de resíduos é uma tecnologia regulamentada de
destinação final de resíduos em fornos de cimento que não gera novos resíduos e contribui para a
preservação de recursos naturais.
O coprocessamento de resíduos industriais, seja para a substituição de matérias-primas ou
mesmo para geração de energia térmica, é um processo já muito difundido em muitos países na
Europa e na Ásia. Algumas de suas fábricas de cimento têm como principal produto a utilização de
resíduos em seu processo produtivo. No Brasil, ele representa uma fatia importante de um mercando
em expansão, visto que essa é uma tendência real para as fábricas de cimento, onde se abre um
novo leque de oportunidade de negócios, vistas as características no âmbito econômico, social e
ambiental, ou seja, é um ramo de negócios que está diretamente vinculado com a sustentabilidade
da produção industrial também para as fontes geradoras (ABCP, 2010).
A Europa foi pioneira no desenvolvimento desse processo, que se iniciou na década de 1970.
A primeira legislação brasileira de aborda o tema é de 1988 e os primeiros experimentos iniciaram-se
no início da década de 1990.
Em âmbito nacional, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) publicou
em 1999, a Resolução 264, com as linhas gerais do coprocessamento e os limites
de emissão de material particulado e poluentes. A Resolução 316 de 2002 para
sistemas de tratamento térmico complementou a regulamentação, estabelecendo
para o coprocessamento o limite de emissão para dioxinas e furanos. Este
movimento reverteu-se rapidamente em múltiplos processos de licenciamento do
coprocessamento em fábricas de cimento no Brasil (ABCP, 2009).
Os dados da ABCP (2009) apontam que a primeira tentativa de coprocessar resíduos em
fornos de clinquer no exterior foi de 1974 a 1976 no Canadá e, no Brasil, no ano de 1990. Segundo
Kihara (2008) o Brasil possui 35 plantas licenciadas para executar a atividade de coprocessamento, o
que corresponde a 80% dos fornos do país.
A temperatura do forno de clinquer, combinado com o lead time do processo de
clinquerização que gira em torno de 45 minutos é ideal para a destruição de resíduos. A zona de
queima tem uma temperatura média de 1450º e a temperatura da chama é equivalente a 2000º. A
atmosfera alcalina favorece a neutralização dos contaminantes e a parte inorgânica é fundida e
incorporada a estrutura do clinquer e a parte orgânica é completamente transformada em água e
dióxido de carbono (H2O e CO2), expelidos com os gases de tiragem do processo (KIHARA, 2008).
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Kihara (2008) classifica os resíduos em: (a) resíduos com bom poder calorífico –
solventes, resíduos oleosos, graxas, lama de processos químicos, resíduos de fábricas de borracha,
pneus usados, resíduos têxteis, resíduos plásticos, serragem, entre outros; (b) resíduos com baixo
poder calorífico – água de processos químicos, lama derivada de esgoto industrial, resíduos com alta
proporção aquosa em geral; (c) matérias-primas alternativas – lama com alumina (alumínio), lamas
siderúrgicas(ferro), areia de fundição (sílica), terras de filtragem (sílica), refratários usados (alumínio),
resíduos da fabricação de vidros (flúor), gesso, cinzas, escórias e (d) resíduos proibidos: resíduos de
serviços de saúde, resíduos domiciliares brutos, resíduos radioativos, substâncias organocloradas,
agrotóxicos, substâncias explosivas.
Os resíduos com bom poder calorífico são ideais para substituição de combustíveis, pois a
geração de energia térmica depende de uma quantidade menor de massa se comparado com
resíduos de baixo poder calorífico (ABCP, 2009).
Segundo dados da ABCP (2009), as matérias-primas alternativas são incorporadas
diretamente no produto, como por exemplo, o alumínio, o ferro, a sílica são incorporadas na farinha
para a obtenção do clinquer conforme especificação para atendimento de qualidade e a escória de
produção de ferro-gusa, com características químicas similares às do clinquer e o gesso, aditivo final
que retém água no cimento, aumentando seu tempo de manipulação em suas destinações finais.
3. METODOLOGIA DE PESQUISA
A pesquisa descrita neste artigo caracteriza-se como um estudo de caso, que é um tipo de
pesquisa aprofundado e que, segundo Acevedo e Nohara (2009, p. 50) “é um delineamento que se
preocupa com questões do tipo “como” e “por que”, o que se coaduna com o objetivo da pesquisa
que consistiu em analisar com profundidade as causas das paradas não programadas do
coprocessamento.
Os procedimentos adotados para coleta de dados foram: observação, aplicação de entrevista
e pesquisa documental.
A técnica de observação foi aplicada na unidade produtiva entre os meses de setembro a
novembro de 2009 e entre março e maio do ano corrente, para a explanação do processo produtivo
de cimento de forma geral e da cadeia de coprocessamento de forma mais específica, desde a cadeia
de Mineração à cadeia Ensacamento (Expedição).
A pesquisa documental foi baseada no OEE – Overall Equipment Effectiveness, (ou Eficácia
Global do Equipamento), o que possibilitou a visualização real do processo no período analisado,
quando todas as informações pertinentes foram obtidas dessa análise. Assim, realizou-se um
levantamento dos fatores responsáveis pelas paradas da cadeia de coprocessamento.
As entrevistas foram estruturadas, sendo, portanto, aplicadas três operadores de produção e
um supervisor de produção, com roteiros previamente estabelecidos. As entrevistas afirmaram e
complementaram o que havia sido coletado nas observações e nos documentos, permitindo uma
descrição mais clara dos processos produtivos, dos fatores intervenientes nas paradas não
programadas e de suas causas, além de apontar algumas ações exeqüíveis de soluções.
4. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS
4.1. A unidade produtiva e o processo produtivo do cimento
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A empresa em que se realizou a pesquisa é uma unidade de um grande grupo e é uma
fabricante de cimento, que foi inaugurada no início da década de 1990. Possui uma capacidade de
produção de duas mil toneladas de cimento por dia, atendendo quatro estados brasileiros e um país
vizinho.
Na pesquisa, inicialmente, procurou-se descrever o processo de produção de cimento, para
então especificar o coprocessamento. Assim, apresenta-se, na seqüência, a especificação das etapas
do processo produtivo de cimento
A primeira etapa do processo produtivo de cimento é a mineração, fase de extração de
calcário calcítico e filito. Esses materiais são extraídos de uma mina que se localiza próximo à área
industrial através de um processo perfuração da rocha e detonação com dinamite. Posteriormente,
esses materiais são encaminhados a um britador para redução do tamanho das partículas
(granulometria) do material. Esse material mais fino é então enviado para um galpão de estocagem,
onde ele é empilhado e homogeneizado simultaneamente.
A segunda etapa do processo é a Moagem de Cru, quando o material resultante do processo
anterior é capturado no galpão de estocagem da mistura crua de filito e calcário, dosado e inserido
no moinho de cru. Assim, é adicionado um percentual de minério de ferro. O produto resultante da
etapa moagem de cru é denominado farinha, que é encaminhado então para o silo de farinha, onde
passa por um novo processo de homogeneização para que se obtenha um produto mais
padronizado, principalmente com relação à manutenção de uma composição química e finura
constante.
A terceira etapa – Moagem de Coque – está ligada à clinquerização, pois a cadeia de moagem
de combustíveis (coque de petróleo e moinha de carvão vegetal) é responsável pelo fornecimento da
matéria-prima tradicional para geração de energia térmica. Os combustíveis moídos são dosados e
injetados no forno e no calcinador.
Na fase de clinquerização – quarta etapa do processo – ocorre a transformação mais radical
das matérias-primas para a produção de cimento. A primeira etapa do processo de clinquerização da
farinha produzida é o processo de pré-calcinação, na torre de ciclones e calcinador, que nada mais é
o processo de descarbonatação do material, ou seja, realização do processo de lixiviação do carbono
(entre 90 e 95%) presente na farinha a uma temperatura de até 1.450º, para a “extração” do cálcio.
Posteriormente, o material é inserido no forno rotativo de clinquer, que conclui a etapa de
descarbonatação. Após isto, entra-se na fase líquida, quando se passam a formar grânulos comparativamente - do tamanho de bolas de gude, formando o clinquer, que sai em brasa do forno e
passa para a etapa de resfriamento, para então ser armazenado no silo de clinquer.
O coprocessamento interage no processo na etapa de clinquerização, atuando parcialmente
como substituto alternativo de combustíveis - o coque de petróleo e a moinha vegetal.
A moagem de cimento é a ultima etapa da produção de cimento propriamente dita. O
clinquer é dosado e inserido no moinho de cimento e é também adicionado gesso (3%), que retém
água no cimento para suas destinações finais e de calcário (10%) para dar mais volume ao produto. O
cimento é então transportado e armazenado em dois silos com a capacidade de 10.000 toneladas
cada. O ensacamento e a expedição constituem a etapa em que o cimento é embalado e expedido ao
cliente. O cimento pode ser ensacado (50 Kg) e transportado em carretas ou granel, transportado em
caminhões tanques.
4.2. O coprocessamento de resíduos para geração de energia térmica
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O coprocessamento de resíduo para a geração de energia térmica integra o processo
produtivo de cimento, atuante desde o ano de 2005 na unidade produtiva. Como já mencionado, ele
é parte integrante do processo de clinquerização e atua como substituto parcial de combustíveis
tradicionais.
Foram identificados como principais equipamentos para a operação da cadeia de
coprocessamento: transportadores e movimentadores (pás-carregadeiras, tremonhas, correias e
desaglomeradores mecânicos); dosadores (balanças); analisadores de gás; instrumentos de medição
de temperatura, pressão, nível e fluxo.
Para melhor descrever o processo da cadeia produtiva de coprocessamento se faz necessária
uma breve descrição para melhor compreensão dos seus processos independentes, como também
de seus principais equipamentos: (a) abastecimento – o abastecimento primário é realizado com
uma pá-carregadeira que alimenta a tremonha dosando o resíduo conforme o mix de resíduo
determinado; (b) tremonha de abastecimento: equipamento que atua como um pequeno
reservatório que controla o fluxo de material, dosando-o de forma regulada; (c) transporte – o
transporte é realizado por correias transportadoras (C1, C2, C3, C4 e C5), que realizam o
deslocamento do material de modo contínuo e sincronizado - os equipamentos de transporte são
interligados por um dispositivo popularmente conhecido como “shut”, que atua como um duto
responsável por direcionar o material para o próximo equipamento na sequência; (d)
desaglomerador – equipamento que tem a função de descompactar o material e possibilitar uma
distribuição (fluxo) uniforme para os componentes de transporte; (e) peneirador – equipamento
responsável pela separação do material mais fino e dos materiais de maior granulometria; o material
que fica detido é então expurgado (rejeito de grosso) e reprocessado; (f) pré-silo – armazena o
material e faz a dosagem para controle da balança; (g) balança dosadora – é o equipamento que
permite avaliar e dosar a quantidade de material que será introduzido na etapa final do processo; (h)
válvula Flap – é um dispositivo em formato de caixa que possui uma “porta” de entrada e uma de
saída que funciona alternadamente, ou seja, no momento em que uma porta se fecha a outra se
abre, de forma que seja inserido na caixa de fumaça uma dosagem específica de material; (i) câmara
da caixa de fumaça: o material entra na câmara da caixa de fumaça onde é processada a queima e
portanto, a geração de energia térmica. A câmara de fumaça é um equipamento que antecede o
forno, quando que em muitos processos, a introdução do resíduo é realizada de maneira direta; (j)
com a atual estrutura da cadeia hoje, esses equipamentos se fazem indispensáveis para sua
operacionalidade e para a eficácia de sua atuação. Por ser um processo contínuo, qualquer problema
que possa ocorrer em um componente, compromete a atuação dos demais.
Embora a cadeia de coprocessamento para geração de energia térmica tenha iniciado sua
operação a partir do ano de 2005, a análise dos problemas que afetam sua operacionalidade ainda
não é totalmente sistematizada. Observa-se o não atendimento do plano de produção devido ao
grande número de horas que a cadeia permanece inoperante ou mesmo atuando com capacidade
real abaixo do esperado, devido à diversos fatores afetam a cadeia, pelas condições que o forno
apresenta, além de diversos fatores alheios ao processo especificamente. Para o desenvolvimento do
processo de coprocessamento é necessário que o forno esteja produzindo em condições estáveis, ou
seja, ele é totalmente dependente da boa operacionalização do forno, que por sua vez pode ser
influenciado pelas demais cadeias produtivas, principalmente, pela qualidade do produto entregue
pela Moagem de Cru.
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Quanto às vantagens que o desenvolvimento do processo de coprocessamento proporciona
à unidade produtiva estudada, foram identificadas como principais: (a) a substituição de
combustíveis fósseis – que é um combustível alternativo que propicia a redução do consumo de
combustíveis tradicionais derivados do petróleo, como, por exemplo, o coque de petróleo que possui
alto valor de aquisição no mercado nacional e internacional, substituindo em proporção sua
utilização; (b) o alinhamento à estratégia de sustentabilidade da empresa – consegue-se também
reutilizar os resíduos gerados internamente, dando respaldo de uma atuação conscientizada do
tratamento resíduos para a própria sociedade e também ao meio ambiente; (c) a viabilidade
econômica – a redução do custo variável de produção, que hoje gira em torno de 6% na Unidade; (d)
a difusão de boas práticas – considerando que o coprocessamento de resíduos é uma tendência
mundial nas fábricas de cimento, o desenvolvimento dessa atividade ajuda a divulgar as ações que as
indústrias para minimizar as transformações que suas atividades promovem para a sociedade e o
meio ambiente; (e) a sustentabilidade ecológica – a incorporação desses materiais ao clinquer ajuda
a reduzir sua disposição como passivos no meio ambiente, através da adequação do forno de
cimento como uma ferramenta de Gestão Ambiental; (f) tecnologia – é um processo que hoje dispõe
de tecnologia de ponta no mercado nacional e internacional; (g) atendimento aos requisitos legais –
é atividade regulamentada em nível federal e estadual conduzida de forma segura e monitorada; (h)
a diminuição da produção – o resíduo compete com a farinha durante no interior do forno com
relação a volume, já que a capacidade de processamento do forno é limitada pelo nível de oxigênio
que ele dispõe para realizar a combustão completa; (i) o aumento de variáveis no processo produtivo
– a estabilidade do forno é comprometida por todos os fatores interagem com ele; (j) a elevação de
requisitos legais aplicáveis – as exigências legais aumentam a responsabilidade da empresa perante
aos órgãos ambientais responsáveis e as leis vigentes; (l) o alto custo de implantação – alto custo dos
equipamentos de forma geral, mas principalmente com instalações físicas de armazenamento.
Um aspecto do coprocessamento para as fábricas de cimento é a geração de receita pela
aquisição do resíduo, já que as indústrias geradoras pagam para que esse resíduo receba tratamento
adequado, contudo a fábrica de cimentos é que arca com os custos do frete. Como a unidade
produtiva em questão não é estrategicamente localizada para esse processo, sua principal vantagem
com relação à amortização de custos de produção é a própria substituição de combustíveis para a
geração de energia, quando o lucro que seria gerado pela aquisição de resíduo é absorvido pelos
custos com frete.
No que diz respeito aos critérios para a operacionalidade da cadeia de coprocessamento, é
imprescindível destacar que ela é influenciada por diversas variáveis que afetem seu desempenho,
nem sempre facilmente controláveis ao ponto de evitar que ocorram as falhas que afetam seu
desempenho. Enumeram-se a seguir as principais variáveis, ressaltando que o principal agente de
observação é o forno: (a) processo de fabricação estável – o forno precisa estar operando
estavelmente e atendendo aos padrões de qualidade, já que uma das premissas para o forno
coprocessar resíduos é não afetar a qualidade do clinquer que sai do forno; (b) equipamentos de
medição em operação (analisadores de gases, medidores de temperatura, de pressão, de fluxo, entre
outros) – os equipamentos que controlam as variáveis que restringem a produção do forno devem
estar atuando satisfatoriamente; (c) mistura de resíduo de acordo com as exigências operacionais
(poder calorífico, índice de voláteis e outros elementos químicos, entre outros) – o mix de resíduos
deve propiciar uma boa geração de energia térmica; (d) mistura de acordo com as exigências legais
(tamanho médio do material, composição química, origem dos resíduos, entre outros) o mix de
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resíduos deve também atender as especificações legais em regularidade com as normas ambientais;
(e) produção real acima de 90 toneladas por hora (90 t/h); (f) nível de oxigênio maior que 0,5%, e,
menor que 9,9% na câmara de fumaça; (g) temperatura da entrada do eletrofiltro inferior a 200º; (h)
se o eletrofiltro estiver desligado, a cadeia não opera; (i) emissão de particulado do eletrofiltro
controlado.
Segundo dados do OEE - Overall Equipment Effectiveness,a principal cadeia produtiva que
afeta o processo de coprocessamento, é a cadeia Forno, que por sua vez é influenciada pelos
dispositivos de segurança (eletrofiltro, analisadores de gás) e é interdependente das cadeias
moagem de cru e moagem de coque, portanto ela depende fortemente da estabilidade do processo
de fabricação de cimento como um todo. Daí a importância de se realizar estudos constantemente (a
considerar que os processos produtivos têm uma estabilidade sazonal, ou seja, devido às inúmeras
variáveis e a infinidade de falhas ao qual o processo está sujeito) a fim de otimizar a produção ,
visando a maior produtividade das cadeias, que implica, por sua vez, redução de problemas
operacionais causados por seus equipamentos e insumos.
4.3. Gestão de resíduos na unidade produtiva
Os melhores resíduos coprocessados para geração de calor são provenientes de indústria do
ramo de Metalurgia, pneus, Siderurgia, Química, Energia Elétrica, Petroquímica, Auto-Motores,
Alumínio, Papel & Celulose e Embalagens.
A Gestão de Resíduos adquiridos destinados ao coprocessamento segue o seguinte fluxo:
desenvolvimento e homologação de fornecedores; teste industrial; licenciamento ambiental e de
operação; planejamento e programação de recebimento de cargas; estocagem; adequação das
matérias-primas à nova mistura; mistura e queima do resíduo; emissão de certificados de destruição
de resíduos.
As fases de desenvolvimento e homologação de fornecedores e planejamento e
programação de recebimento de cargas são atividades desenvolvidas pela área corporativa e as
demais são de responsabilidade da área operacional. Outras áreas também são envolvidas, como o
Planejamento e Controle de Produção (PCP), responsável pela compilação e manuseio dos dados
referentes a queima de resíduos (percentual de substituição, volume de resíduo queimado, eficiência
de queima, entre outros) e a área de Logística, responsável pelo transporte dos resíduos.
A gestão de resíduos internos destinados ao coprocessamento é aqui descrita com base em
observação realizada pela autora. Ela segue o seguinte fluxo: (1º) o resíduo é coletado e armazenado
em recipientes próprios; (2º) os resíduos remanescentes do processo industrial são reintroduzidos
diretamente no (início do) processo; (3 º) os resíduos gerados nas demais atividades da fábrica são
encaminhados para uma central de triagem; (4º) os resíduos são então classificados conforme a
permissibilidade para o coprocessamento; (5º) os resíduos apropriados ao coprocessamento são
encaminhados para o forno e são introduzidos diretamente na caixa de fumaça em forma de
charutos, seguindo uma programação; (6º) os resíduos que não são não podem ser coprocessados
são então encaminhados para tratamento externo em empresas especializadas.
É importante salientar que gestão de resíduos gerados internamente segue um fluxo
diferente da gestão de resíduos externos e fica a cargo da área de SSMA – Saúde, Segurança e Meio
Ambiente.
4.4. Sistemática de manutenção para a cadeia de coprocessamento de resíduo
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A maneira como os equipamentos são tratados com relação à execução de manutenções
determina sua eficiência no processo quanto a disponibilidade de operação desse equipamento, que
por sua vez está diretamente relacionada com a sistemática aplicada (manutenção corretiva,
preventiva, preditiva), quando consta que a melhor maneira de se combater as falhas é evitá-las.
Embora exista o planejamento semanal para realização de manutenções na cadeia de
coprocessamento, o plano de manutenção não é efetuado sistematicamente de maneira preventiva
como previsto. A cadeia só pára quando é necessário fazer algum ajuste. Isso também se dá devido a
própria acirrada demanda da rotina da equipe de manutenção para atender todas as cadeias
produtiva. Fica evidente que as sistemáticas de manutenções só se efetivam em razão de quebra e
consequente paragem do equipamento, quando a ação para resolução do problema é de caráter
corretivo ao invés de uma atuação preventiva. Isso também ocorre devido a priorização da equipe de
manutenção para o atendimento às demais cadeias produtivas em razão da necessidade de atender
o plano de produção.
4.5. Análise das paradas não programadas na cadeia de coprocessamento
A descrição quantitativa das paradas não programadas possibilitou maior esclarecimento dos
problemas que acometem a redução da produção e consequentemente, perda de produtividade da
cadeia e de eficiência dos equipamentos engajados no processo produtivo. Para tanto, identificaramse de maneira ampla os motivos dos problemas decorrentes e, em seguida, os motivos descritos de
maneira específica.
Todos os dados referentes à análise de paradas não programadas neste tópico e seus
subtópicos foram obtidos através da análise do OEE.
4.5.1. Paradas não programadas: motivos gerais
Inicialmente foram analisadas três variáveis para uma visualização geral: (a) material – um
dos principais agentes causadores de paradas na cadeia é o material que ela processa aliado a fatores
como umidade elevada, granulometria inadequada ao processo, compactação dos resíduos; (b)
equipamento – são os equipamentos que estão mais suscetíveis a ocorrência de falhas; (c) externo –
são as paradas que ocorrem por motivos externos à cadeia de coprocessamento, podendo ou não ter
correlação com ela.
A interação da cadeia com os demais processos, como também a existência de condições
imprevisíveis ao processo de produção de cimento como um todo são principais agentes desse tipo
de paradas. Em segundo plano, há a ocorrência de problemas ligados diretamente às falhas nos
equipamentos, que exigem a atenção da equipe de manutenção especialmente para corrigir essas
falhas de forma que possam operar da maneira mais eficiente. Por fim, as paradas causadas pelo
material processado (ou seja, pelos resíduos).
4.5.2. Paradas não programadas: material
Há três tipos de resíduos utilizados hoje para geração de energia térmica: o pneu (picotado a
uma granulometria de 50 mm), o resíduo Utarp (semelhante à argila e de coloração escura) e o Silcon
(caracterizado principalmente por plástico picotado em partículas pequenas). O mix de resíduo é
geralmente composto pela homogeneização de dois tipos de resíduos para obter o melhor poder
calorífico inferior (PCI) que é determinada por sua composição.
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O principal efeito do material no processo é o entupimento de componentes dos
equipamentos por uma série de motivos, das quais, destacam-se: (a) umidade elevada no resíduo
devido falta de norma interna que especifique um controle de qualidade para o material adquirido;
(,b) transporte inadequado que contribui para o acúmulo de água durante o trajeto do material em
períodos chuvosos; (c) granulometria inadequada ao processo devido ao tamanho das partículas ser
maior que o especificado em contrato; (d) aspecto do físico do resíduo Utarp, que causa
compactação de material promovendo a formação de “borras” elásticas devido a sua consistência
pastosa; (e) mistura inadequada do resíduo (mix): quando a homogeneização do material não ocorre
de forma eficaz, a predominância das características físicas de um determinado resíduo causa
perturbações durante o processo, que se torna instável; (f) aglomeração (formação de torrões) do
material devido o elevado tempo de armazenamento. (g) a maior conseqüência dos problemas
causados pelo resíduo é o entupimento de componentes dos equipamentos, principalmente os de
entrada e saída – shuts.
4.5.3. Paradas não programadas: equipamentos
A descrição dos equipamentos que são afetados por condições adversas aponta os que
apresentam falhas capazes de cessar o processo, até que sejam realizadas intervenções para que
volte a operar normalmente. São eles: (a) correias transportadoras – correias transportadoras
inadequadas ao projeto e componentes inadequados são os maiores causadores de paradas nos
processos causam efeitos como o desalinhamento de correias, poluição na área devido aos
raspadores de limpeza das correias serem ineficientes, falta de sensores de níveis de material, falhas
nos auto-alinhadores; (b) balança dosadora – entupimento no cone do pré-silo da balança devido ao
posicionamento das células de carga que provocam acúmulo de material; (c) tremonha de
alimentação – saída da tremonha de alimentação inadequada, causando entupimento por resíduo no
equipamento.
4.5.4. Paradas não programadas: motivos externos à cadeia
As principais paradas por motivos externos à cadeia são causadas por: (a) poluição (emissão
de particulado elevada) causada pelo descontrole na temperatura dos gases da torre de
arrefecimento devido a deficiência no arrefecimento e umidificação dos gases, bem como a
deficiência na separação de pó pelo eletrofiltro, lembrando que uma das condições básicas para a
operação da cadeia de coprocessamento é o funcionamento e estabilidade de operação do
eletrofiltro; (b) desligamento do eletrofiltro: causado pela queima incompleta do combustível, o que
provoca a formação do monóxido de carbono (CO), componente altamente explosivo. Como o
eletrofiltro é um equipamento que atua por tensão elétrica, os sensores ao captarem o alto nível de
CO, desligam o eletrofiltro por segurança (a queima incompleta ocorre devido ao excesso de
combustível, por baixa temperatura de queima, pela deficiência de oxigênio no processo, que por
sua vez pode ser causada por uma grande quantidade de farinha alimentada no forno, pelo excesso
de combustível e pela formação de colagem dentro do forno); (c) forno instável: a estabilidade dos
parâmetros operacionais do forno é condição básica para operação da cadeia; (d) forno parado: a
cadeia de coprocessamento não atua sem o forno, já que ele é o equipamento que promove o
processamento final do resíduo; (e) qualidade do clinquer: quando o forno não está produzindo nos
limites estipulados de qualidade, a cadeia pára, a fim de se reduzir o número de variáveis no
processo; (f) condições climáticas: o período chuvoso afeta a boa operação da cadeia, pois aumenta a
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quantidade de piques de energia elétrica, a umidade afeta os equipamentos, principalmente os
roletes de apoio das correias transportadoras que perdem sua eficiência; (g) energia elétrica: é o
fator que afeta todas as cadeias de forma geral, quando falta energia ou mesmo quando há
ocorrência de piques, o forno pára; (h) equipamentos externos: paradas causadas por equipamentos
que não tem influência direta, causadores de reações em cadeia; (i) falta de indicação do
opacímetro: o opacímetro mede os níveis de emissões de gases nocivos à saúde humana e ao meio
ambiente, sem ele o coprocessamento não pode atuar.
A estabilidade de cada cadeia produtiva está ligada com a estabilidade das demais. Ao levar
em consideração esse interatividade entre os processos, observa-se a importância da busca pela
manutenção de um processo produtivo estável. A extrema priorização de alguns setores pode
prejudicar a eficiência do processo como um todo quando não são tomadas as medidas necessárias
que uma dada circunstância exija.
4.7. Medidas preventivas na busca pela resolução de problemas
A busca por novas alternativas para a resolução eficaz de problemas deve iniciar com estudo
de todos os problemas que afetam o processo, seja eles corriqueiros ou crônicos, para que se possa
ter uma visão geral dos quadros, coletar e processar informações. Nesse sentido, busca-se aqui fazer
um levantamento de ações que visem apontar soluções para esses problemas.
A resolução de problemas na cadeia de coprocessamento pede o envolvimento de caráter
interdisciplinar e focado de todo o pessoal envolvido direta e indiretamente no processo produtivo.
À equipe de logística cabe o desenvolvimento de ações junto aos fornecedores, de forma que estes
estejam cientes da necessidade de se entregar um produto de qualidade, que atenda as
especificações para as quais o processo produtivo está adaptado, especialmente, quanto à
granulometria do resíduo e teor de umidade. À equipe de manutenção cabe a adoção de um plano
de manutenção de medidas preventivas que possibilite o melhor desempenho dos equipamentos e a
redução da quantidade e de tempos setups e de ajustes devido a quebras de equipamentos. E à
equipe de operação que vivencia diariamente com uma infinidade de variáveis que afetam o
processo, cabe a anotação e o apontamento dessas anomalias, de forma que a equipe de Gestão de
Manutenção e Produção possa a ter maior visibilidade sobre esse processo, de forma que se possa
desenvolver um maior número de ações em prol deste.
A ferramenta de gestão mais importante para as áreas de Manutenção e Produção na
Unidade Produtiva de Bodoquena é o OEE - Overall Equipment Effectiveness, que permite visualizar
todos os indicadores de produtividade, eficiência dos equipamentos, número de horas de operação,
motivos das paradas e a quem cabe a resolução da anomalia.
A importância do controle operacional como o método que busca à uma otimização dos
processos, embora dotado de complexos procedimentos que abrangem as mais diversas áreas de
atuação, se reflete em ganhos econômicos viabilizados por uma boa sistemática de manutenção dos
equipamentos, pela otimização do consumo de insumos, pelo máximo controle de variáveis durante
o processo (dentre outras) na busca constante por melhores resultados operacionais para o aumento
da produtividade.
A necessidade de olhar o processo de maneira específica e centrada é fundamental para
desenvolvimento de conhecimento técnico que inevitavelmente leva ao conhecimento de todo o
processo integralmente, através da busca pelo conhecimento todas as variáveis que influenciam o
processo, como também as variáveis de um processo específico sobre os demais. Portanto, a
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macrovisualização de todos os processos de forma integrada também é um importante método na
busca por tratativas aos problemas considerando que, se os aspectos negativos provocam reações
em cadeia, certamente os resultados assertivos prospectarão bons resultados por esse mesmo
veículo. Raramente, nesses casos a solução estará na mão de poucos. A junção de conhecimentos
específicos entre áreas quando somados em prol da resolução de problemas propiciará a resolução
localizada de problemas, mas que beneficiarão o processo produtivo conjuntamente.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Foi considerada a principal limitação para o desenvolvimento da pesquisa a obtenção de
informações do tema “coprocessamento” de maneira específica, já que é muito pouco citado em
livros e, portanto, o tema foi pesquisado, em publicações acadêmicas, alguns sites de organizações
ambientais e no site da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland).
Propõe-se à empresa, diante das constatações que foram apresentadas, aumentar o nível de
envolvimento dos profissionais de manutenção e operação no processo de coprocessamento. Desta
forma, talvez seja possível, encontrar saídas mais razoáveis e eficazes para a resolução dos
problemas, tendo em vista, que são esses profissionais quem detêm maior conhecimento sobre as
particularidades do processo, e, assim, possam propor a implementação de melhorias.
Como sugestão para novas pesquisas, pode-se considerar o estudo de viabilizar a
implementação de ações necessárias à melhoria do processo na cadeia de coprocessamento. O
estudo mais aprofundado das diversas variáveis que o afetam e a análise do coprocessamento sob
uma ótica sócio-ambiental, já que suas características são de inegável valor a sustentabilidade das
empresas como um negócio rentável e legalmente amparado.
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