ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina

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1 ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina IDENTIFICAÇÃO DE PONTOS CRITÍCOS NA GERAÇÃO DE RESÍDUOS EM INDÚSTRIA DE PROCESSAMENTO MECÂNICO DA MADEIRA Adriana Maria Nolasco Lis Rodrigues Uliana José Nivaldo Garcia PRÓXIMA Realização: ICTR Instituto de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável NISAM - USP Núcleo de Informações em Saúde Ambiental da USP

2 IDENTIFICAÇÃO DE PONTOS CRÍTICOS NA GERAÇÃO DE RESÍDUOS EM INDÚSTRIAS DE PROCESSAMENTO MECÂNICO DA MADEIRA Adriana Maria Nolasco 2 Lis Rodrigues Uliana 3 José Nivaldo Garcia 2 Resumo Este estudo tratou da identificação de pontos críticos de geração de resíduos, em linhas de produção em uma indústria de processamento mecânico da madeira. Através de observações in loco, foram elaborados os fluxogramas das linhas produtivas, identificados os fatores geradores e quantificados os resíduos em cada uma delas. O levantamento permitiu identificar os fatores responsáveis pelas maiores perdas, denominados pontos críticos. Os pontos críticos foram: a falta de controle de qualidade na aquisição e recebimento da madeira; a utilização de espécies que, naturalmente, apresentam grande quantidade de defeitos e elevadas perdas na secagem (angelim-pedra e louro vermelho, respectivamente); falhas no gerenciamento dos recursos humanos e da produção; e restrições impostas pelo mercado. Palavras-chaves: resíduos florestais, resíduos industriais, minimização de resíduos. 2 Professor Doutor do Departamento de Ciências Florestais Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo. 3 Engenheira Florestal, Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Recursos Florestais da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo. 2273

3 1. Introdução Resíduos do processamento mecânico da madeira são todos os materiais resultantes do beneficiamento primário e/ou secundário da madeira que, por limitações tecnológicas ou econômicas, permanecem sem utilização definida, sendo descartados ao final da produção (Salmeron, 1980; Nolasco, 2000). São considerados resíduos do processamento mecânico da madeira a casca, a costaneira, as pontas, as lascas, as partes desclassificadas, os nós, a serragem, as maravalhas e as peças descartadas no controle de qualidade, entre outros (Nolasco, 2000). Tradicionalmente, o manejo dos resíduos do processamento mecânico da madeira consiste na queima à céu aberto, na disposição sobre o solo em áreas adjacentes à indústria ou no descarte em cursos d água. Estas formas de manejo são altamente impactantes, causando poluição do ar e das águas e aumentando o risco de incêndio (Nolasco, 1993; Nolasco, 2000). Na última década novas formas de gerenciamento dos resíduos florestais vêm sendo adotadas. Isso é resultado do aumento da consciência ambiental, que se reflete nas ações dos movimentos ambientalistas e em novos segmentos de mercado formados por consumidores que buscam produtos certificados; do aprimoramento da legislação ambiental e florestal; da substituição de barreiras alfandegárias por barreiras ambientais; e da própria consciência por parte do empresariado, de que as perdas com resíduos significam perdas econômicas para a empresa, além de comprometerem sua imagem perante a sociedade (Nolasco, 1993; Rezende et al., 1992). Os sistemas de gerenciamento de resíduos florestais devem ser concebidos buscando primeiramente a minimização e a valorização, tratando e dispondo somente aqueles materiais que ainda não podem ser aproveitados de outra forma (Nolasco, 2000). A identificação dos pontos críticos de geração de resíduos é fundamental para o planejamento e para a implementação de estratégias de minimização. Pontos críticos são aqueles em que ocorre geração ou de um grande volume de resíduos; ou de resíduos perigosos ou tóxicos (Classe I); ou, ainda, resíduos Classe II ou III, porém de difícil manejo em função de suas características físicas ou da tecnologia disponível. Os pontos críticos podem estar relacionados com a qualidade da matériaprima, com o tipo de equipamento, com o nível de capacitação da mão-de-obra, com o plano de corte adotado, com os critérios de qualidade dos produtos, entre outros. Este estudo teve por objetivo identificar os pontos críticos de geração de resíduos em uma indústria de esquadrias, através do monitoramento do fluxo de madeira, e propor alternativas para minimização da geração. Os objetivos específicos foram: (i) identificar os tipos de resíduos gerados e as operações e fatores geradores (ii) apontar os pontos críticos de geração; (iii) indicar ações para minimização. 2274

4 2. Material e Métodos O estudo foi desenvolvido na Indústria Madeireira Uliana, fundada em 1947 e localizada no município de Tietê SP. A empresa possui cerca de 180 funcionários, uma área construída de m 2 e capacidade produtiva média de peças por mês. Sua linha de produtos abrange diferentes elementos para uso na construção civil: caixilhos, janelas venezianas, portas lisas, portas maciças e portas venezianas de madeira. Para uma correta identificação dos pontos críticos de geração de resíduos, deve-se entender claramente o processo produtivo, pois um fator gerador somente pode ser considerado crítico se estiver comprometendo ambiental e/ou economicamente a produção e puder ser evitado através de diferentes ações com viabilidade de implementação. Para tanto, foram elaborados os fluxogramas das linhas de produção desde o recebimento da matéria-prima até o produto acabado. Os resíduos gerados foram identificados através de observação in loco para cada operação realizada, analisando-se os fatores geradores. Os resíduos foram classificados como finos (serragem e maravalha) e grossos (peças de refugo). A quantificação dos resíduos e os rendimentos nas linhas de produção foram obtidos por máquina e por linha de produção para os seguintes produtos: Linha 1: batente de angelim-pedra (Hymenolobium petraeum); Linha 2: batente + guarnição de angelim-pedra; Linha 3: guarnição de angelim-pedra; Linha 4: batente de louro vermelho (Nectandra rubia). Inicialmente, as pranchas de madeira foram medidas, identificadas e, tiveram seu volume bruto estimado (Equação 1). A seguir foram empilhadas em lotes e, posteriormente, processadas. Cada prancha foi acompanhada no processamento, máquina por máquina, até o produto acabado. Em cada máquina foram pesados os resíduos grossos e coletadas 20 amostras deste material, ao acaso, para determinação da massa específica média (Equação 2). Foram pesados todos os resíduos grossos (M trgm ) gerados para cada lote de madeira processada na máquina m. Com esse valor calculou-se o volume de resíduo grosso (Equação 3). Pela diferença entre o volume de madeira processada (V bsm ), o volume de produto resultante (V um ) e o volume de resíduo grosso (V trgm ) gerado em uma determinada máquina, obteve-se o volume de resíduo fino naquela máquina m (Equação 4). Do processamento, resulta ainda um subproduto que poderá ser utilizado como matériaprima para outros tipos de produtos (V um ), considerado material de reaproveitamento. V bs = 4 52 k = 1 i= 1 bs * hs * ls i Onde: k = lote de madeira (1, 2, 3, 4); i = tábua (1, 2,..., 52); V bs = volume bruto seco; bs i = largura da tábua i seca; hs i = espessura da tábua i seca; ls i = comprimento da tábua i seca; ρ ( ar) M = V rsem rsem i i (1) (2) 2275

5 Onde: ρ (ar) = massa específica do material resíduo à 12 % de umidade, Kg/m 3 ; M rsem = massa de resíduo seco em estufa, Kg, produzidos na máquina m; V rsem = volume de resíduo seco em estufa, m 3, produzidos na máquina m. M trqm Vtrgm = ρ ( ar ) Onde: V trgm = volume total de resíduos grossos produzidos na máquina m; M trgm = massa total de resíduos grossos produzidos na máquina m. (3) V tfm = V bsm V pm V um V trgm (4) Onde: V tfm = volume total de resíduos finos produzidos na máquina m; V bsm = volume bruto seco produzido na máquina m; V pm = volume de produto produzido na máquina m; V um = volume útil que poderá ser reutilizado na máquina m; V trgm = volume total de resíduos grossos produzidos na máquina m. 3. Resultados e Discussão A empresa estudada fabricou um amplo leque de produtos (portas maciças, portas lisas, batentes, guarnições, venezianas, caixilhos para janelas e vitrôs), utilizando grande diversidade de espécies madeireiras: andiroba, angelim pedra, cedro rosa, cedroarana, cumaru, eucalipto, freijó, goiabão, louro, marupá, entre outras. Os funcionários responsáveis pelo processamento da madeira, não possuiam capacitação técnica formal. O aprendizado se deu dentro da empresa, de mestre para aprendiz, podendo perpetuar falhas de operação. A maioria desses funcionários encontrava-se numa faixa etária entre 18 e 37 anos e tinham completado o ciclo básico (8 ª série). Os tipos de equipamentos utilizados no processamento da madeira foram basicamente serras circulares, destopadeiras, lixadeiras e prensas. Essas máquinas estavam distribuídas na fábrica de acordo com as linhas de produção. As linhas foram organizadas em função dos diferentes tipos de produtos. A distribuição das linhas obedeceu às dimensões dos produtos, ou seja, a madeira bruta entrou na fábrica e primeiramente destinou-se à fabricação de produtos com medidas maiores. Conforme essas peças foram sendo cortadas, uma pilha de madeira de menores dimensões foi sendo formada, podendo ser levada para outros setores que necessitem dessa matéria-prima ou encaminhada ao pátio de madeira para reaproveitamento. A política de gerenciamento da matéria-prima na empresa foi eficiente, pois a madeira foi manejada a fim de aproveitá-la ao máximo. Os planos de corte foram feitos acompanhando as exigências de cada produto, isso fez com que a geração de resíduos diminuísse. Resíduos foram gerados ao longo de todo o processamento. O tipo e a quantidade em cada linha de produção dependeu do produto fabricado, da matéria-prima empregada, da capacitação da mão-de-obra e da estratégia de fabricação da 2276

6 empresa. Assim, um material que não foi totalmente aproveitado em uma linha de produção pode retornar em outra linha, como matéria-prima de reaproveitamento, ou ser descartado como resíduo, como exemplificado na Figuras 1 e 2, que mostra a geração de resíduos nas linhas de produção de batente. O primeiro ponto crítico de geração de resíduos ocorreu durante o recebimento e classificação da madeira. Para um bom rendimento do processamento é fundamental um eficiente controle de qualidade da matéria-prima que entra no processo. Quando essa etapa é mal gerenciada e não são adotados critérios claros de classificação das peças, há uma maior geração de resíduos durante a produção. Tábuas são descarregadas da empilhadeira Destopadeira -tirar o comprimento da tábua Madeira de reaproveitamento comprimento mínimo de 25 cm largura mínima de 1 cm Serra circular -tirar largura da tábua Serragem Peças de refugo -espessura inferior a 3,3 cm -comprimento inferior a 20 cm Desempenadeira Pátio de aproveitamento Miolo de porta lisa -tirar defeitos das tábuas Desengrossadeira -afinar a tábua Peças de refugo -largura inferior a 1 cm Queima na caldeira -comprimento acima de 30cm e abaixo de 120cm Plaina -fazer rebaixo Maravalha -largura Tupia -moldar a madeira Serragem Lixadeira -lixar a madeira Figura 1 - Fluxograma da produção de batente, mostrando a geração de resíduos e material de reaproveitamento. 2277

7 Tábuas são descarregadas da empilhadeira Destopadeira -tirar o comprimento da tábua Madeira do pátio de aproveitamento Madeira de reaproveitamento comprimento mínimo de 25 cm largura mínima de 1 cm Desempenadeira -tirar defeitos das tábuas Maravalha Serragem Peças de refugo -espessura inferior a 3,3 cm -comprimento inferior a 20 cm Pátio de aproveitamento Serra circular -tirar largura da tábua Miolo de porta lisa Serra circular Peças de refugo -comprimento acima de 30cm e abaixo de 120cm -largura -sair 2 ripas Moldureira -moldar a madeira -largura inferior a 1 cm Serragem Queima na caldeira Montagem Circular -tirar defetos Fazer palheta francesa Maravalha Figura 2. Fluxograma da produção de guarnição, mostrando a geração de resíduos. A indústria empregou nas linhas de produção somente madeira nas dimensões adequadas para cada tipo de produto e dentro de um rigoroso controle de defeitos, para garantir a qualidade do produto acabado. Entretanto, a madeira foi comprada considerando um único critério de qualidade: as dimensões das tábuas (comprimento e espessura e, eventualmente largura). A empresa deu preferência para tábuas com 6,60; 4,40; 2,20 e 1,30 metros de comprimento e 4 a 5 mm de espessura. Estas são as dimensões mais adequadas para a modulação dos produtos. Outros critérios de qualidade relacionados a freqüência de defeitos não foram adotados. Para cada carga de madeira recebida, cerca de 30 m 3, 17 a 33% foi classificada como de reaproveitamento, sendo em sua maioria encaminhada à uma área específica denominada pátio de reaproveitamento. Entretanto, o aproveitamento real desse material foi muito pequeno em função do padrão de qualidade dos produtos. Isso pode ser observado pelo estoque crescente. Considerando que a matéria-prima representa 1/3 no custo de produção, a perda por falta de critérios claros de qualidade pode ser considerada um ponto crítico extremamente importante nesta unidade de produção. 2278

8 O recebimento da madeira é parte essencial para um bom rendimento do processamento da madeira, pois é nessa etapa que se controla a qualidade da matéria-prima que entra no processo. Quando essa etapa é mal gerenciada e não apresenta critérios claros de classificação das peças, haverá uma maior geração de resíduos durante a produção. Se um planejamento prévio de produção fosse feito em função da demanda de produtos, as cargas de madeira poderiam ser classificadas em função das suas dimensões predominantes e empregadas em produtos que permitissem as melhores relações de dimensões (tábua - produto), o que resultaria em maior rendimento e menor geração de resíduos. O segundo ponto crítico está relacionado à seleção das espécies empregadas na produção. As características da madeira são muito importantes do ponto de vista do seu uso final, através delas pode-se preconizar hipóteses sobre o comportamento do material em diferentes condições de processamento, bem como a qualidade do produto final obtido. Das espécies mais utilizadas, o louro vermelho e o angelim-pedra, o primeiro apresentou perda significativa após a secagem artificial pela incidência de rachaduras superficiais. Já no angelim-pedra, os principais fatores de geração de resíduos ocorreram pela presença de manchas, resultantes da ação de fungos apodrecedores, de brancal e galerias feitas por insetos. A Tabela 1 apresenta os dados de geração de resíduos por tipo (finos e grossos), espécie de madeira e linha de produção. Tabela 1 - Rendimento das linhas de produção observadas. Rendimento (%) Produto LP1 LP2 LP3 LP4 Batente 46,20 46,20-41,16 Guarnição - 6,83 23,81 - Resíduos grossos 4,69 6,62 6,73 1,53 Resíduos finos 20,44 32,59 42,36 14,35 Defeitos 28,67 7,76 27,10 42,96 LP1= linha de produção de batente de angelim-pedra; LP2= linha de produção de batente + guarnição de angelim-pedra; LP3= linha de produção de guarnição de angelim-pedra; LP4= linha de produção de batente de louro-vermelho O angelim-pedra apresentou maior incidência de defeitos classificados como pontuais, tanto em relação à localização nas peças como em relação às operações de processamento. Esse tipo de defeito é facilmente identificado e pode ser marcado, delimitando-se a área não aproveitável, que será descartada como resíduo ao longo da produção. Já no louro vermelho as perdas foram decorrentes de um tipo de defeito que surge durante o processo de secagem. São fissuras superficiais resultantes do acúmulo de extrativos na superfície da peça, que impedem a saída de água das camadas internas da madeira. Como as camadas internas impedem as externas de se retraírem, são geradas tensões que, excedendo a resistência da 2279

9 madeira à tração perpendicular às fibras, provocam o rompimento dos tecidos lenhosos. Esse tipo de defeito gerou um volume maior de resíduos, pela perda de peças inteiras logo após a secagem ou durante o processamento. Mesmo considerando uma única espécie, a qualidade da madeira mostrou-se intimamente ligada ao rendimento na produção (Figura 2). Destopadeira 120,00 % 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 Matéria-prima Batente Guarnição Palheta Miolo Resíduos grossos Resíduos finos 0, Amostras Figura 2 - Comparação da qualidade da madeira de diferentes amostras nas linhas de produção LP1 e LP2. Analisando a geração de resíduos e produtos por máquina, para a destopadeira houve variação no volume gerado em decorrência da variação na qualidade da matéria-prima. O fator gerador de maior ou menor quantidade de resíduos foi a qualidade da matéria-prima, já que, nesse caso, a máquina e o operador foram os mesmos durante o processamento. Com a melhoria da qualidade da matéria-prima, observou-se o aumento do rendimento em produto e redução dos volumes de resíduos grossos, finos, miolo (material de aproveitamento para enchimento de portas lisas) e palheta (componente da veneziana). Critérios claros de qualidade, especialmente em relação aos tipos e freqüência de defeitos, precisam ser elaborados e aplicados na seleção dos fornecedores de matéria-prima e no recebimento da madeira. Isso evitaria custos econômicos e ambientais resultantes do transporte e processamento de material de baixo rendimento. 2280

10 O terceiro ponto crítico identificado relacionou-se ao gerenciamento dos recursos humanos e da produção. Considerando o modelo de gerenciamento da matériaprima adotado pela indústria, baseado no reaproveitamento em diferentes produtos, os funcionários assumiram um papel primordial para seu perfeito funcionamento. A decisão pela possibilidade e encaminhamento de peças para reaproveitamento coube a cada funcionário. Entretanto, não existiram regras claras para os diferentes reaproveitamentos (quanto a dimensões, por exemplo), nem houve treinamento dos funcionários para isso. Desta forma, as peças de várias dimensões diferentes e mesma espécie que iriam para reaproveitamento, foram sendo empilhadas em vários pontos na área interna ou externa da fábrica até que alguém as identificasse e separasse. Isso resultou em perda de eficiência na produção, no aumento do risco de acidentes (queda da pilha de peças de reaproveitamento durante o processamento), e aumento no consumo de energia elétrica (as máquinas foram mantidas ligadas durante a separação). As peças não aproveitadas naquele momento foram para um pátio de reaproveitamento, no qual podiam permanecer por tempo indeterminado, sob ação de intempéries, insetos e outros agentes deteriorantes, aumentando a possibilidade de serem descartadas como resíduo após um certo período. Neste caso, é fundamental a implementação das seguintes ações: (i) definição de critérios para separação e armazenamento interno e externo da madeira de reaproveitamento, sendo os critérios principais, espécie e dimensões; (ii) definição de atribuição clara da atividade de separação à determinados funcionários; (iii) definição de uma estratégia que considere o tempo de vida útil da madeira no pátio de estocagem e a possibilidade de aproveitamento. 4. Conclusão Os pontos críticos identificados neste trabalho foram: (i) falta de controle de qualidade na aquisição e recebimento da madeira; (ii) utilização de espécies que, naturalmente, apresentam grande quantidade de defeitos e elevadas perdas na secagem (angelim-pedra e louro vermelho, respectivamente); (iii) falta de gerenciamento dos recursos humanos e da produção; e (iv) mercado. Para minimizar as perdas nesses pontos críticos recomenda-se: (i) realizar um planejamento prévio de produção em função da demanda de produtos; (ii) definir claramente e adotar critérios de qualidade, especialmente em relação aos tipos e freqüência de defeitos, e aplicá-los na seleção dos fornecedores de matéria-prima e no recebimento da madeira; (iii) implantar ações como definição de critérios para separação e armazenamento interno e externo da madeira de reaproveitamento; atribuir claramente a atividade de separação à determinados funcionários; definir uma estratégia que considere o tempo de vida útil da madeira no pátio de estocagem e a possibilidade de aproveitamento. 2281

11 5. Referências Bibliográficas NOLASCO, A.M. (2000). Resíduos da colheita e beneficiamento da caixeta Tabebuia cassinoides (Lam.) DC.: caracterização e perspectivas. São Carlos, SP. Tese de Doutorado - Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo. NOLASCO, A.M. (1993). Utilização de resíduos da indústria de papel na produção de materiais para construção civil. São Carlos, SP. Dissertação de Mestrado Escola de Engenharia de São Carlos Universidade de São Paulo. REZENDE, J.L.P.; VITAL, B.R.; TAVARES,M.F.R.; PAULA,G.G. (1992). Análise técnica e econômica do desdobro de toras de Pinus. (1992). Revista Árvore. v.16. n.2. p Mai.-Ago SALMERON, A. (1980). Pesquisa sobre mecanização florestal para abastecimento industrial com resíduos visando geração de energia. Série Técnica IPEF. v.1. n.2. p. b1-12. jul Abstract This study has treated about the identification of residue generation critical points in production lines into a mill of mechanical processing wood. Some designs were elaborated through in loco observation of production lines, identifying and quantifying the residue in each line. The study permited identifying the real factors of high waste called "critical points" The critical points were: the fail of quality control in the obtaince and wood receiving, the utilization of species that, naturally, have presented high quantities of defect and high waste in wood drying (angelim-pedra e louro vermelho), lacking of management of human resources, production, and the market. Key-words: forest residues, industrial residues, residues minimization Agradecimento: À Madeireira Uliana pelo apoio ao desenvolvimento deste projeto. 2282