AUMENTO DA PRODUTIVIVIDADE EM LAVRA DE SIENITO COM BASE NA P+L

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1 XXX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Maturidade e desafios da Engenharia de Produção: competitividade das empresas, condições de trabalho, meio ambiente. São Carlos, SP, Brasil, 12 a15 de outubro de AUMENTO DA PRODUTIVIVIDADE EM LAVRA DE SIENITO COM BASE NA P+L JOEL MARTINS DOS SANTOS (SENAI-UTFPR) joel.martins@pr.senai.br Robson Moreira de Oliveira (UTFPR) rmoreira@utfpr.edu.br ivanir Luiz de Oliveira (UTFPR) ivanir@utfpr.edu.br Com a industrialização e o crescimento da população, houve um aumento do mercado imobiliário provocando um aumento no consumo de rochas ornamentais e aumentaram o volume e os tipos de resíduo gerados, provocando impactos ambientais, sociaiss e econômicos. A fim de reverter este quadro diversos conceitos e métodos têm sido propostos e aplicados, entre eles pode-se citar a Produção Mais Limpa. A Produção mais Limpa aplicada às empresas procura, preventivamente, diminuir o máximo possível volume e a toxidade de seus resíduos e reciclar aqueles que são inevitáveis. Este artigo tem como objetivo principal avaliar a perda durante a extração de blocos de rochas ornamentais de sienito tunas, em uma empresa na cidade de Tunas do Paraná - PR. Para atingir este objetivo procurou-se (i) Analisar os aspectos tecnológicos presentes na extração de Sienito em Tunas do Paraná - PR (ii) Analisar fluxos de materiais (entradas e saídas de processos), numa extração e beneficiamento de Sienito (iii) Avaliar com base na Produção mais Limpa potenciais de minimização da geração de resíduos de lavras de Sienitos.Chegou-se a conclusão que as perdas durante processo de produção de blocos de sienitos, que os métodos de lavra matações geram mais resíduos que os de maciços rochoos. Não utilização de explosivos e adoção de técnicas de cortes contínua (como fio diamantado, cortador a corrente, jato d água), são indicados para evitar a produção de resíduos. Alguns programas de computadores específicos estão sendo também utilizados como ferramentas nos esforços de redução dos resíduos gerados.a fase de pesquisa é uma etapa importante para subsidiar um projeto de processamento de blocos com pouca geração de resíduos. Palavras-chaves: Produção Mais Limpa, Lavra de Sienito, Resíduo de Sienito

2 1. Introdução O Brasil é um dos maiores produtores de rochas ornamentais do mundo, tanto na forma de blocos, como em produtos acabados, destacando-se os mármores, granitos e sienitos. O estado do Espírito Santo é o principal pólo produtor do país. O Estado do Paraná vem se firmando como um importante produtor e exportador de rochas ornamentais no Brasil, atualmente é 6º maior no ranking de extração de rochas ornamentais do Brasil segundo ABIROCHAS (2010). Dentre as rochas extraídas e beneficiadas no Estado, os sienitos alcalinos de Tunas merecem destaque, por serem um dos principais produtos requeridos pelos compradores nacionais e internacionais de rochas processadas, comercializados, em sua maior parte, sob a forma de ladrilhos e chapas polidas O Complexo Alcalino de Tunas de onde essas rochas são extraídas, é um corpo plutônico de idade Mesozóica (60 a 110 Milhões de anos), de composição predominantemente sienítica, intrusivo em rochas metaígneas e metassedimentares pré-cambrianas do Grupo Açungui e do Grupo Setuva. É formado por cinco estruturas sub-vulcânicas anelares justapostas, alinhadas na direção NW-SE, cuja gênese está relacionada à reativação Wealdeniana da Plataforma Brasileira (Fuck, 1972). As rochas ornamentais deste complexo distribuem-se no campo dos sienitos, situando-se entre as faixas das rochas intermediárias e ácidas em relação ao conteúdo de sílica (Baêta, 2004). Os sienitos de Tunas representam cerca de 40% da produção paranaense de rochas ornamentais. 2. Conceitos e ferramentas ambientais ou produção (P+L) Com o lançamento do projeto espacial soviético conhecido como Vostok, no inicio da década de 60, quando foram reveladas as primeiras fotos do planeta terra, as pessoas começaram a perceber que o planeta era limitado, um ambiente finito, no qual todos os seus habitantes podem sofrer com sua devastação gradativa. Desde o choque da revelação das primeiras fotos do planeta azul, fez o homem desapertar para dar inicio a aceleração da conscientização ambientalista mundial. Ainda na década de 60, começam a aparecer conceitos inerentes à causa ambiental, e nos anos 70 surgiram às primeiras reações das sociedades, através de encontros, conferências (conferência de Estocolmo em 1972), atos administrativos (no Brasil a criação da Secretaria Especial do Meio Ambiente SEMA), etc.. Nos anos 80, consideraram se as reações ambientalistas. No Brasil, essa questão foi então institucionalizada e regulamentada pela política Nacional do Meio Ambiente (PNMA) e a Resolução do CONAMA 001/86 (Andrade, Marinho e Kiperstok, 2001). A Produção mais Limpa é uma estratégia gerencial que permite a empresa obter crescimento econômico ao mesmo tempo em que são gerenciados os impactos ambientalmente adversos oriundos do processo produtivo. Esta afirmação é derivada do conceito da Produção mais Limpa lançada pela United Nation Environmental Program UNEP em Segundo Diaz e Pires (2005), a Produção mais Limpa objetiva preservar o meio ambiente, o consumidor e a comunidade, ao mesmo tempo em que busca o crescimento sustentável das organizações através da melhoria de sua eficiência, lucratividade e competitividade. Direcionada aos processos a Produção mais Limpa objetiva a preservação das matériasprimas, energia e água; a redução das emissões diretamente em sua fonte, através de tecnologias inovadoras e reduzindo custos e riscos ambientais e econômicos. Os benefícios 2

3 envolvidos com o atingimento destes objetivos são: melhora significativa na eficiência organizacional, performance ambiental e na competitividade da empresa. Para analisar as oportunidades de aprimoramento do processo produtivo a P + L indica ações em três níveis que objetivam a redução ou eliminação dos resíduos de produção: Figura 1 Oportunidades de P + L. Prioritariamente devem-se ser tomadas as ações que objetivem eliminar o minimizar as emissões sólidas, líquidas e gasosas no processo produtivo onde são geradas, nestas ações incluem desde modificações no produto até alterações do processo, para tanto, podem ser utilizadas técnicas de boas praticas de fabricação, substituição de matérias-primas e modificações tecnológicas. Esta oportunidade de minimização de resíduos é descrito no conceito de P + L como nível 1. (CNTL, 2003) O nível 2 objetiva também a minimização de resíduos porém neste caso através da reciclagem interna, ou seja, todo resíduos sólido oriundo do processo produtivo é reprocessado internamente a fim de reaproveitá-lo no processo produtivo já existente ou como matéria-prima para novos produtos dentro da própria empresa. (CNTL, 2003) E o nível 3 apresenta a oportunidade de reuso dos resíduos através da reciclagem externa. Neste nível, os materiais são comercializados para terceiros que os reciclarão ou os utilizarão como matérias-primas para novos produtos. (CNTL, 2003) Estes três níveis de P + L norteiam as empresas que objetivam eliminar ou minimizar a geração de resíduos sólidos de seus processos. Cabendo análises econômicas, financeiras e ambientais entorno de cada uma delas a fim de identificar em que nível a empresa se encontra e as ações que devem ser tomadas para se alcançar os nível mais elevados de eficiência do processo.(cntl, 2003). Dentre os problemas encontrados na lavra, soma-se a grande variação da coloração e textura dos materiais lavrados, o insuficiente conhecimento do comportamento estrutural e tectônico das rochas do complexo, o que faz com que ocorram perdas em torno de 70% nas pedreiras, acarretando num grande volume de rocha descartado em bota-foras, vindo a se transformar 3

4 numa questão ambiental ainda há ser resolvido. O processo de transformação da rocha em blocos classificam-se no nível 1 de P + L como redução na fonte através da modificação do processo produtivo que induzam a menores níveis de geração de resíduo durante o processo de transformação das rochas em blocos de sienito. 3. Lavra de rochas de Sienito Tunas e seus problemas Demostramos, nesta oportunidade, do segmento produtivo de sienito tunas ainda na mina. discutiremos de forma básica os métodos de extração de rochas sieniticas e seus problemas ambientais gerados com a produção dos blocos. Cujo objetivo é mostrar as perdas geradas durante a extração dos blocos de sienitos. 3.1 Lavra de rochas de Sienito Tunas A lavra das pedreiras de sienitos Tunas para a produção de blocos destinados à indústria de rochas ornamentais vem desde a década de 70. É executado em bancadas a céu aberto. São dois os tipos de lavra para a rocha sieníticas: um, é a lavra em matacões e o outro, é a lavra de maciços rochosos. Recentemente, técnica mais avançada, como corte por fio diamantado e por massa expansiva, começaram a ser utilizados pelas empresas que atuam no complexo. Os blocos extraídos possuem volumes entre 4m³ e 8m³, podendo alcançar até 10m³, mas neste caso como as rochas sieníticas tem um alto valor agregado pode ser variável a extração de blocos de até 1m³. No entanto, é privilegiar as maiores dimensões de blocos. Programa-se o desmonte de blocos primários, blocos esses que são definidos de acordo com as características do maciço, as produções requeridas, mão de obra e equipamentos disponíveis. A exploração de um bloco primário faz-se em operações fundamentais, como furação, corte, derrube esquartejamento extração e acabamento. O resíduo de sienito é basicamente formado por lascas de rocha, devido às dificuldades encontradas para a extração de blocos rochosos, dos materiais comercialmente estabelecidos, além da grande variação, textural quanto de coloração, soma-se o insuficiente conhecimento do comportamento estrutural e tectônico das rochas do complexo, acarretando um baixo aproveitamento (de 25 a 40%) do material lavrado e o conseqüente abandono de várias frentes de lavra já abertas (BAÊTA, 2004) Acarretando a geração de resíduos sólidos (lascas) num volume crescente e significativo (Foto 1). Esse material, quando dispostos em áreas adequadas (bota fora), ainda compromete o uso posterior do solo, permitindo apenas atividades de reflorestamento. Quando simplesmente abandonados no entorno da área de lavra gera um impacto visual, na presença de chuvas são carreados para os rios e lagos causando assoreamento nos mesmos. Entretanto existe a possibilidade de diminuição ou até mesmo a eliminação na quantidade dos resíduos quando aplicado à Produção Mais Limpa. Neste sentido o trabalho se justifica fazendo um levantamento dos processos de lavra de Sienito Tunas e coletando dados que possa fornecer informações que auxiliem na tomada de decisão quanto à implementação do Método da P + L na empresa. 4

5 Foto 1 Depósito de rejeito de frações descartadas das pedreiras de rochas ornamentais em Tunas/PR. Os defeitos encontrados nos blocos produzidos em uma frente de lavra obrigam os mineradores a classificá-los como de 1ª, 2ª e 3ª qualidade, sendo destinados a diferentes mercados consumidores. Existem ainda, nos blocos já lavrados, microfraturas que só são percebidas quando o mesmo é dividido em chapas, gerando com isso perdas em torno de 20 a 25% numa serrada (BAÊTA, 2004). 4. Materiais e métodos 4.1 Materiais e métodos de análises Este trabalho iniciou-se com visitas a uma empresa de rochas ornamentais da região de Tunas do Paraná. Identificou-se o processo de extração e corte das rochas, e estudaram-se os diversos métodos utilizados nos processos de extração de rochas Sieníticas.. A primeira parte deste trabalho envolveu o levantamento dos trabalhos realizados e publicados sobre o Complexo Alcalino de Tunas. Em especial a caracterização petrográfica, faciológica e tecnológica das rochas ornamentais do complexo alcalino de Tunas/Pr realizado por Baêta (2004). Identificando-se os aspectos de geologia regional, local, estrutural, petrografia, geoquímica e geocronologia, além dos trabalhos referentes às suas rochas ornamentais. A segunda parte deste trabalho envolveu a elaboração e aplicação do instrumento de estudo foi o método da Produção Mais Limpa (P+L). Os trabalhos executados consistiram em: - Um estudo exploratório cujo objetivo foi realizar o levantamento inicial de dados da empresa e; - Um estudo complementar cujo objetivo foi detalhar as informações do estudo exploratório para uma melhor avaliação. 5. Estudo exploratório Este estudo foi dividido em duas partes. A primeira parte deste trabalho envolveu o levantamento dos trabalhos realizados e publicados sobre o Complexo Alcalino de Tunas. Em especial a caracterização petrográfica, faciológica e tecnológica das rochas ornamentais do complexo alcalino de Tunas/Pr realizado por Baêta (2004). Identificando-se os aspectos de geologia regional, local, estrutural, petrografia, geoquímica e geocronologia, além dos trabalhos referentes às suas rochas ornamentais. Iniciou-se com visitas a uma empresa de produção de blocos de sienito Tunas na região de Tunas do Paraná. Destinou-se a obtenção de informações que pudessem propiciar uma avaliação qualitativa das características relativas aos processos de produção de blocos de sienitos e os problemas ambientais gerados com a produção dos mesmos. Esta etapa iniciou-se com a identificação da empresa, os tipos de 5

6 rochas Sieníticas trabalhadas, sua produção média mensal (base em 12 meses) e o tipo e quantidades de processos de produção de blocos de sienito lavras existentes com a respectiva capacidade de produção em m 3 /mês. Na segunda parte do estudo exploratório foram levantadas informações detalhadas sobre tipos, quantidades, origem da matéria-prima (entradas), blocos produzidos e resíduos sólidos (saídas) gerados no processo de lavra de sienitos. Para os resíduos sólidos identificou-se a destinação dada a estes para determinar o tipo de resíduo com maior volume descartado. 5.1 Estudo complementar no processamento de rochas sieníticas Para a elaboração de o estudo complementar no processamento de rochas Sieníticas estabeleceu-se as diretrizes de aprofundar as informações do estudo exploratório relativo aos processos de produção de blocos com maior volume de resíduo gerado. Com base na produção P + L, procurou-se identificar no processamento de blocos de Sienito Tunas da empresa iniciativas que levam à redução da quantidade ou a toxidade dos resíduos gerados. Para isto foram feitas perguntas no levantamento sobre os investimentos em equipamentos de lavra, modificações de processos e de projeto de processamento, e quantificação do resíduo de Sienito, reaproveitamento do resíduo. 6. Resultado e discussões 6.1 Empresa participante do estudo A empresa que concordou em participar do estudo, tem serraria de rochas ornamentais na região metropolitana de Curitiba, entre as atividades está o desdobramento de rochas ornamentais, pesquisa e lavra de rochas ornamentais. É uma das principais empresas que tem processamento de blocos de Sienito no Complexo Alcalino de Tunas, seus principais produtos são chapas polidas e ladrilhos. Sua produção média mensal (base em 12 meses) é de aproximadamente 2000m 3 / mês trabalhando em 04 frentes de processamentos de blocos, sendo que 02 frentes de processamentos de blocos trabalham em matacões, enquanto que as demais em maciços rochosos. 6.2 Instrumento de estudos Foram realizadas diversas visitas no processamento de blocos de Sienito Tunas para que o estudo atingisse o formato final. O estudo foi dividido em duas partes, uma exploratória e outra complementar. A primeira parte estudo exploratório permitiu identificar, entre os resíduos gerados pelo processamento de bloco de Sienito, aquele de maior quantidade gerada. Também contribui para conhecer a realidade do setor de lavra através dos tipos de lavra. No processamento de blocos de sienito Tunas, são utilizados os métodos de produção em matacões e maciços rochosos. A taxa de recuperação da produção em matacões é frequentemente mais baixa que a do maciço, os motivos da produção dos resíduos nos matacões, por causa da necessidade de utilização de explosivos, mesmo sendo de baixa onda de choque. A deflagração desses explosivos proporciona a criação de microestrutura em matacões de sienitos comprometendo a integridade da rocha, que ocasiona perda de material. Alterações da rocha sieníticas causada pela ação de intempéries é mais elevado nos matacões, favorecendo a produção de resíduos. 6

7 Mudança dos padrões estéticos dos corpos rochosos, dentro de um nível aceitável, em uma mesma zona é comum. Essa heterogeneidade prejudica o planejamento de produção e restringe o comércio de blocos, transformando uma parte dos blocos produzidos em resíduos. Produção de blocos em maciços rochosos, a quantidade de resíduo origina principalmente dos processos de produção usado quando (desabamento), desmonte de grandes pranchas, uso de explosivos, perfurações com grandes profundidades através dos desvios dos furos, tendências arquitetônicas mundiais, não raro um determinado tipo de rocha ser bem aceito no mercado em um momento e pouco depois esse mesmo tipo não ser mais aceito. O estudo complementar aprofundou-se quanto à questão dos resíduos dos processamentos de blocos, permitindo uma identificação e quantificação quanto ao volume, fator importante na questão do gerenciamento por questões ambientais, e econômicas e técnicas. Permitiu a obtenção de dados a respeito de atividades de gerenciamento interno na empresa com recuperação, mudanças no processo e/ou projeto para a diminuição da geração de resíduo como o descarte em aterros. Destaca-se que a relação matéria-prima/bloco produzido possibilita quantificar a quantidade de sienito que é destinado ao descarte em aterros (Quadro ) Tipos de processamento de blocos Capacidade Nominal (m 3 /mês) Produção de Blocos Média (m 3 /mês) Quantidade de Resíduo de Sienito enviado a aterros (m 3 /mês) Em matacões 1200, ,00 400,00 Em maciços rochosos 1000,00 800,00 300,00 Fonte adaptado por Joel (2009) Quadro 1: Relaciona os métodos de processamento de blocos, capacidade de produção e resíduo gerados. 6.3 Estudo complementar aplicado O estudo exploratório determina os tipos de lavras, as condições de entrada de rochas Sieníticas podem ser comparadas com as saídas de bloco produzido, conforme apregoa a P+L. A identifica-se a quantidade rochas Sieníticas utilizada pela empresa, através desta informação pode-se de forma preventiva fazer uma previsão da quantidade de resíduo de rocha produzida. A quantidade de bloco de Sienito produzido por m³, e quantidade de resíduo de sienito que são enviados aos aterros. 6.4 Resultado da coleta de dados A empresa que participou do estudo, é de porte médio, tem como materiais Sienito Tunas, recebendo diversas denominações em função da coloração tais como verde Tunas, verde mar, verde boreal, com base no estudo complementar obteve-se os resultados comentados a seguir. 6.5 Caracterização dos processos produtivos com base nos métodos de lavra Os métodos de lavra utilizados pela empresa em estudo, são lavras em matacões e rochas. A lavra em matacões é a que apresenta menor capacidade de produção, enquanto que a lavra em maciço rochoso apresenta maior capacidade de produção. 7

8 6.6 Estudo das entradas e saídas Na secunda parte do estudo exploratório foram levantadas informações detalhadas sobre os tipos e quantidades de rochas Sieníticas (entradas), blocos produzidos e resíduos sólidos (saídas) gerados nos processos de lavra. Os dados das rochas Sieníticas utilizadas pela empresa foram coletados (BAETA, 2004) 6.7 Levantamento da geração de resíduos Figura 2 Fluxograma de processo. A partir do levantamento de trabalhos anteriores através do estudo exploratório obteve-se o resultado teórico que mostra a quantidade média mensal dos tipos de resíduos gerados pela empresa pesquisada. Pode se observar que o resíduo de maior quantidade é o de matacões (m 3 /mês), seguidos dos resíduos de Sienitos produzidos pela lavra de maciço rochoso (m 3 /mês). 7. Conclusões finais Os resíduos sólidos gerados com o processo produção de blocos em matacões são maiores que os de maciços rochosos. Tecnologia avançadas são utilizadas nos processos de produção de blocos nos maciços rochosos em relação aos matacões, o aproveitamento dos maciços rochosos oferecem maior garantia ao mercado consumidor além de poluir menos. Maior controle no processo de produção de blocos, menor geração de resíduo e poluição. Realização de estudos específicos, desde a fase de prospecção, visando a adoção de estratégias adequadas ao conceito de Produção Mais Limpa. Quanto mais intensificado for a pesquisa e detalhada em um volume restrito do maciço alcalino de Tunas, maior chance de planejar um processamento limpo de rochas sieníticas. Métodos empíricos durante a pesquisa de rochas sieníticas, como o processamento piloto são essenciais para avaliar o processamento de blocos sob o conceito de produção mais limpa. Utilização de métodos de produção de blocos de sienitos, tais como argamassas expansivas, corte continuo sem explosivos, com fio diamantado, corrente, esses métodos reduzem a produção de resíduo. Programa específico de computador pode ser utilizado para avaliar o volume de uma produção de blocos com o maior numero possível de blocos. A relação entre um volume e outro será a recuperação teórica do processo. A tendência em Tunas do Paraná é a utilização do resíduo de Lavra de Sienito em outros produtos por empresas do setor cerâmico, devido as características da rocha matriz. As quantidades relativas de feldspato potássico e sódico cálcico condicionam os teores relativos de K 2 O, Na 2 O e CaO refletindo significativamente na fusibilidade dos produtos (DUTRA, 2005). 8

9 Os minerais portadores de ferro (biotita, hornoblenda, piroxênios e anfibólios) presente apresentam susctibilidade magnética significativa, permitindo a obtenção de concentrados com teores de ferro Fe 2 O 3 inferiores a 0,15% para os granitos e 0,31% para os Sienitos, e cor de queima branco o melhor desempenho foi apresentado pelo Sienito Tunas, habilitando-o para uso mais nobre (DUTRA, 2005). A questão ambiental é um quesito fundamental, porque novos produtos estarão sendo gerados a partir de materiais pré descartados, minimizando sensivelmente os impactos hoje existentes. Referências ABIROCHAS - Associação Brasileira de Indústrias de Rochas Ornamentais (2010). Disponível em < acesso em 22/9/2008. BAÊTA, R.M. - Caracterização Petrográfica, Faciológica e Tecnológica das Rochas Ornamentais do Complexo Alcalino de Tunas/PR. Curitiba, Dissertação (Mestrado), Universidade Federal do Paraná. FERNANDES. O. V. Beneficiamento de minérios. Ouro Preto, 2004, 98 páginas. Curso de mineração. Coordenadoria da área de mineração, Centro Federal de Educação Tecnológica de Ouro Preto. FUCK, R.A. - Geologia do Maciço Alcalino de Tunas, Paraná, Brasil. São Paulo, 1972, 82 páginas. Tese (Doutorado), Instituto de Geologia, Universidade de São Paulo. GOMES,C.B., BARBIERI,M. ;BECCALUCA,L. ;BROTZU,P.; CONTE,A.; RUBERT,E.; SHEIBE,F.; TAMURA,R.M.; TRAVERSA,G. Petrological and geochemical studies of alkaline rocks from continental Brasil. The Tunas Massif, State of Paraná Geochemical Brazil, v.1:p RODRIGUEZ, A. M. Resíduo de granito e outras matérias-primas para a fabricação de grês porcelanato. Ponta Grossa, 2004, 141 páginas. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciências dos Materiais), Universidade Estadual de Ponta Grossa. MOTTA, J. F. M., e FREIRE, A. S. Potencialidades para o aproveitamento econômico do rejeito da serragem do granito. Revista Rochas, São Paulo, edição 123, p , julho/agosto VASCONCELLOS,E.M.G. Investigações Geológicas e Petrográficas das Brechas Vulcânicas do Maciço Alcalino de Tunas,PR. São Paulo, 1991, 128 páginas. Dissertação (Mestrado) Instituto de Geologia, Universidade de São Paulo. VASCONCELLOS, E.M.G. Caracterização Petrográfica das Brechas Vulcânicas do Maciço Alcalino de Tunas, PR Rev. Bras Geociências, v.22(3): p VASCONCELLOS, E.M. G & GOMES, C.B. - Petrologia e geoquímica de diques e plugs alcalinos na região do Vale do Ribeira, divisa dos Estados do Paraná e São Paulo. Curitiba, 1995, 115 páginas. Tese (Doutorado em), Universidade Federal do Paraná. WILSON, M. Igneous Petrogenesis UNWIN HYMAN. London, 465 páginas. 9