AUTOMATIZAÇÃO EM SISTEMA DE COLETA DE GRANALHA DE AÇO EM CABINE DE JATEAMENTO

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1 AUTOMATIZAÇÃO EM SISTEMA DE COLETA DE GRANALHA DE AÇO EM CABINE DE JATEAMENTO PERONDI, Ivonei¹ NUNES, Paulo¹ AMROGINSKI, Paulo¹ DE PARIS, Alaércio 2 alaercioparis@ideau.com.br GANDON, Luiz luizgandon@ideau.com.br ¹ Discentes do Curso de Engenharia de Produção, 9 Nível, 2018/1- Faculdade IDEAU Getúlio Vargas/RS. ² Docentes do Curso de Engenharia de Produção, 9 Nível, 2018/1 - Faculdade IDEAU Getúlio Vargas/RS. RESUMO: Este trabalho apresenta sugestão para automação do recolhimento da granalha onde hoje é feito manualmente o recolhimento desse material. Ocasionando assim uma perca de tempo e mão de obra deixando o custo mais elevado entre as peças que serão jateadas. Portanto, recorreu-se a um amplo estudo exploratório, utilizando pesquisa de campo, entrevistas e visitas na fábrica, com base nos dados levantados fez-se necessária fundamentação teórica para sugerir como proposta de melhoria a automatização no setor de jateamento com granalha. Palavra-chave: Automação, setup. ABSTRACT: This work presents suggestion for automation of the gathering of the shot where the manual gathering of this material is done manually today. Thus causing a waste of time and labor leaving the highest cost among the parts that will be blasted. Therefore, a large exploratory study was used, using field research, interviews and visits in the factory, based on the data collected, it was necessary to provide a theoretical basis to suggest automation improvement in the blasting sector. Keyword: Automation, Setup. Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 1

2 1 INTRODUÇÃO A corrosão consiste na deterioração dos materiais pela ação química ou eletroquímica do meio, reduzindo assim a vida útil do material podendo estar ou não associado a esforços mecânicos, a mesma altera a estrutura dos materiais ferrosos, metálicos mas também de materiais não metálicos. Segundo Gentil (1996) a corrosão transforma constantemente os materiais metálicos fazendo com que a durabilidade e desempenho dos mesmos deixam de satisfazer as suas necessidades especificas. As empresas visando uma maior vida útil de seus equipamentos utilizam geralmente um jateamento abrasivo que muitas vezes é feito por jateamento de granalha. Pois este remove impurezas antigas dos equipamentos como pinturas, corrosão dentre outras. O objetivo deste estudo é entender como esta sendo efetuado o jateamento por granalha nesta empresa do ramo metal mecânica. E sugerir uma possível melhoria no que tange no processo de automatização na coleta de granalha na cabine de jateamento. 2 DESENVOLVIMENTO 2.1 Apresentação da Empresa A empresa foi fundada em 1979 na cidade de Erebango/RS, produzindo máquinas para empacotamento de pós e granulados. Em 2004 a empresa foi transferida para a cidade de Getúlio Vargas/RS e instalada num terreno de aproximadamente m² com mais de m² de área construída. Realizando atividades do ramo metal mecânico, produz diversos equipamentos no setor de moinhos de farinha, ervateiras, rações, indústrias de biodiesel, indústrias de óleos, empresas do ramo alimentício, além da prestação de serviços como montagem elétrica e mecânica e assistência técnica. Trabalhando fortemente com desenvolvimento de tecnologia em seus produtos, a empresa além de fabricar, desenvolve equipamentos que buscam soluções em máquinas e automação industrial, com foco total no aumento de produtividade e qualidade. No início de suas Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 2

3 atividades a empresa contava com um quadro de apenas 50 colaboradores, e em 2017 passou a ter cerca de 200 colaboradores nas mais diversas áreas da empresa Produção Segundo Martins e Laugeni (2002), todas as atividades desenvolvidas por uma empresa visando atender seus objetivos de curto, médio e longo prazo se interrelacionam, na maioria das vezes de forma complexa. São atividades fundamentais que as organizações usam para realizar tarefas e atingir suas metas (RITZMAN E KRAJESWSKI, 2004). As atividades da empresa funcionam de uma maneira fácil e prática, que é utilizada pela maioria das organizações que atuam neste mesmo ramo, ou seja, toda ela trabalha através de encomendas, projetos e de realização de pedidos de seus clientes. Desta forma fica um pouco restringido a informação exata quanto a produção de equipamentos, mas acredita-se que a empresa, em média, fabrica em torno de uma média geral de 50 equipamentos/mês. O estudo do segmento de atuação da empresa, foca muito no que se diz respeito a qualidade e produtividade, ou seja, o mercado está cada vez mais exigente, buscando alternativas que consigam atender as exigências de seus clientes em preço, qualidade, rapidez de entrega, diminuição de desperdícios e principalmente o aumento de sua produtividade. Portanto, a automação de processos está cada vez mais presente nas indústrias, e com isso, a importância do estudo neste ramo fica cada vez mais evidenciada quando citamos a produção como um todo. 2.2 Conceitos de uma Automação Segundo ROSÁRIO (2009), automação é todo processo que realiza tarefas e atividades de forma autônoma ou que auxilia o homem em suas tarefas cotidianas, a antigas rodas d ` água, moinhos, chegada das maquinas a vapor todos esses são invenções antigas que foram considerados sistemas de automações da época. O conceito mais forte que define automação é a integração de conhecimentos Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 3

4 substituindo a observação, esforços e as decisões humanas por dispositivos mecânicos, elétricos, eletrônicos e os softwares. A automação de processo têm a capacidade de interpretar os processo e atividades através de regras de negócio, interagir com os autores, melhorar uma qualidade final de um determinado produto, gerar maiores lucratividades para as empresas, invocar outras ferramentas ou aplicações. (CBOK, 2009) Diante de um cenários empresarial tão dinâmico, as organizações precisam rever suas prioridades, deixando o foco tradicional de planejamento, controle e gestão do crescimento e focar suas estratégias em inovação, flexibilidade, velocidade, qualidade, serviço e custo. (Hammer e Stanton, 1995) 2.3 Funcionamento de um sistema Automatizado de Jateamento Segundo CMV (2018) líder no mercado nesse ramo, possui o seguinte equipamento cabine de jateamento com a recuperação automática do abrasivo podem operar com qualquer tipo de abrasivo, como por exemplo, granalha de aço carbono, granalha de aço inox, micro esfera de vidro, óxido de alumínio, abrasivos plásticos e etc.; garantindo sempre altíssimo índice de produtividade, uma vez que a reciclagem do abrasivo é feita automaticamente e simultaneamente permitindo com isto o reinício imediato do trabalho quando esgotada a carga de abrasivo da máquina de jateamento. Este sistema de recuperação do abrasivo exige fundações extremamente reduzidas, podendo opcionalmente ser construído sem a necessidade de fundações, ou ainda em cabines móveis tipo container. Conforme a CMV (2018) pode fornecer kit s de cabine composto pelos componentes que sejam necessários ao cliente, como por exemplo sistema de recuperação automática ou semiautomática do abrasivo, sistemas de exaustão etc., sempre atendendo integralmente as normas de segurança de trabalho e de meio ambiente, todas as cabines atendem todas as NR's Brasileiras (NR10, NR12, NR13, entre outras). As cabines consistem nos seguintes materiais e equipamentos: Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 4

5 Portas: A porta de serviço é construída em perfis soldados e possuí fechamento em chapas de aço, sendo revestida internamente com borracha resistente a abrasão. Um sistema exclusivo de vedação evita a fuga de abrasivos bem como possibilita o fechamento das mesmas sem esforço. Opcionalmente podem ser fornecidas duas portas (cabine tipo túnel) e porta para o operador. Sensores ligados as portas interrompem automaticamente a operação de jateamento quando uma delas for aberta. Luminárias: Dispõem cada uma de quatro lâmpadas fluorescente de 40W, sua forma construtiva e seu posicionamento possibilitam o máximo aproveitamento da luminosidade. O sistema de fixação permite sua fácil remoção para eventual manutenção. Câmara de trabalho: Construídas em perfis de chapa de aço e parafusados entre si, são modulados afim de poder atender a qualquer dimensão tanto de altura, largura como de comprimento. Na sua parte interna (exceto no teto) existe um revestimento de borracha que protege contra a abrasão e auxilia no isolamento acústico. Transporte horizontal do abrasivo: Este sistema combina a atuação de carrinhos raspadores que conduzem o abrasivo até o centro da câmara de trabalho, onde o mesmo é captado por uma rosca transportadora (em alguns casos por uma esteira) que conduz o abrasivo até a base do elevador de canecas (purificador de abrasivos). Sobre todo o piso está disposta uma grade coberta por uma chapa perfurada que faz a retenção de impurezas maiores ou até mesmo de pequenas peças que possam vir a ser derrubadas acidentalmente sobre o piso. Este exclusivo sistema utilizado exige potência instalada muito menor que os outros sistemas graças ao coeficiente de atrito (desgaste) muito menor neste sistema. CMV (2018). Painel de comando: Montado em armário blindado, possui proteção térmica dos motores e Inter travamento que impossibilita a ligação em ordem incorreta dos mesmos. Opcionalmente é fornecido com CLP para o controle automático das funções do equipamento. Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 5

6 Máquina de jateamento: Possui vaso de pressão construído de acordo com a norma ASME VIII, testado hidrostaticamente para operar a pressão de 8 Bar (116PSI), com saída para um ou mais operadores, com comando pneumático a distância e kit completo de proteção do(s) operador(es), filtro de ar apropriado para a respiração humana. A máquina possuí ainda sistema pneumático de grande eficiência e bico(s) de alto rendimento. Opcionalmente pode ser equipada com sensor de nível para reabastecimento automático do abrasivo. Purificador de abrasivos / Elevador de canecas: O elevador de canecas recebe o abrasivo em sua moega e eleva o mesmo até o purificador. O elevador possuí canecas em ferro fundido nodular de alta resistência a abrasão e é acionado por um moto redutor. O purificador de abrasivos recebe o abrasivo do elevador de canecas e através de um sistema regulável por contrapesos forma uma cortina com o abrasivo, por onde passa uma corrente de ar também regulável que leva para o sistema de exaustão o pó e outros resíduos que estejam contaminando o abrasivo. O abrasivo já livre de impurezas cai no silo que está sobre a máquina de jateamento. Opcionalmente o purificador de abrasivos pode ser fornecido com peneira rotativa. Sistema de exaustão: A combinação de defletores para admissão / saída de ar garantem excelente visibilidade operacional, bem como eliminam por sua forma construtiva o desperdício de abrasivo. FIGURA 1 Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 6

7 A empresa fornecedora destas cabines realiza a venda das mesmas, a montagem e venda de kit de reposições, e se o cliente não tiver uma manutenção interna a empresa CMV realiza manutenções. Seus custos de venda e montagem destas cabines variam conforme o pedido exigido do cliente mas variam de R$ ,00 até cabines de mais de R$ ,00 em projetos mais complexos. 2.4 Ergonomia Segundo PENERO (2002 ) pode-se dizer que a Ergonomia surgiu quando o homem começou a utilizar objetos que facilitavam a sua vida. Na empresa visitada o trabalho realizado diariamente pelo colaborador neste processo de jateamento consiste que o mesmo trabalha o turno inteiro na posição ereta, sendo que os equipamentos dependendo do seu porte tende a se usar um determinado dispositivo de apoio podendo ser eles : cavaletes, roletes e carrinho, sendo de suma importância o trabalho conjunto do jateador, encarregado e colaboradores da logística interna para sempre se acomodar os equipamentos em um modo que o operador não precise fazer movimentos de agachamento ou de movimentos dos braços acima da altura dos ombros pois o equipamento de Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 7

8 jateamento trabalha com pressão acima de 100 psi, com uma posição ereta com os braços a altura da cintura o colaborador consegue desempenhar um trabalho sem afetar sua postura não ocasionando problemas ou dores na colona ou dos ombros se o mesmo tivesse que fazer movimentos acima da cintura e de agachamento. 2.5 Segurança A segurança do trabalho pode ser definida como: um conjunto de normas destinadas à melhora dos ambientes de trabalho com objetivos de evitar acidentes, minimizar as condições inseguras de trabalho, preparar o trabalhador para a prevenção dos desastres ocupacionais, estabelecer melhores condições físicas e psíquicas no trabalho e por via de consequência, melhores condições de eficiência e de produção. BARBOSA FILHO Neste processo de jateamento é indispensável o uso dos seguintes ipi : calça e jaqueta a prova de impacto do abrasivo, luva de couro, capacete com ar mandado, bota com biqueira de aço, filtro de purificador de ar aonde o mesmo e mandado pra o capacete do operador. Na cabine de jateamento existe a exaustão de poeira proveniente do processo do jateamento, neste processo dificilmente o operador deixara de usar o seu ipi por o mesmo sofrer ferimentos devido a alta velocidade do abrasivo saindo do mangueira do jato de granalha, não havendo também relatos da empresa sobre acidentes no jateamento com abrasivo. 2.6 Logística e Arranjo Físico Na empresa visitada se observou que a logística interna se da através de empilhadeira e caminhão para serviços entres setores distintos e até porque e o método de custo beneficio melhor por a empresa ter cada setor em níveis diferentes de solo, tendo então que os equipamentos serem movidos para fora do pavilhão para se poder ter acesso ao seguinte. Chegando os equipamentos no processo do jateamento através de empilhadeira ou caminhão a logística fica a cargo de Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 8

9 paleteiras manuais para palets pequenos ou através de um carrinho de movimentação movido com ajuda da empilhadeira para equipamentos de grande porte. Após o final do jateamento a empilhadeira e solicitada pelo encarregado do setor, segue o equipamento então para uma das cabines de pintura. No arranjo físico do setor se baseia num layout misto sendo ele por produto, processo ou celular devido a alguns equipamentos serem de grande toneladas tendo que mover algumas ferramentas e pessoal ate o equipamento a ser trabalhado, o arranjo físico misto é utilizado quando se deseja aproveitar as vantagens dos diversos tipos de arranjo físico conjuntamente. BALLOU (2001). 3 METODOLOGIA A metodologia é o tema ou o objetivo que requer à apresentação adequada e justificada dos métodos, técnicas e instrumentos usados para resolver as indagações da investigação e junto com a criatividade do pesquisador. MINAYO (2007). A pesquisa exploratória seria o levantamento de dados de materiais existentes, como livros e artigos científicos, mesmo que todos os modos de pesquisas necessitam de trabalho da mesma natureza. O artigo foi realizado de acordo com a pesquisa exploratória juntamente com a pesquisa de campo, onde se buscou informações já existentes, as quais foram publicadas por meios físicos (livros, revistas) e sites. Também foi realizada a visita e entrevista com o gerente da fábrica. No início do trabalho foi realizado um levantamento bibliográfico, a fim de entender as definições teóricas. Depois, foram coletados os dados juntamente com a pesquisa de campo, na indústria metalúrgica na área de fabricação de equipamentos para farinha e erva mate, situada na cidade de Getúlio Vargas, região do Alto Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 9

10 Uruguai, a qual nos propiciou a visita dos processos fabris e possíveis gargalos passiveis de ser automatizados. 4 RESULTADOS E SUGESTÕES 4.1 Processo Atual de Jateamento na Empresa Visitada O Jateamento nesta empresa é feito através de uma cabine desenvolvida pela própria empresa aonde há um jateador responsável só pelo jateamento e um auxiliar o qual faz o abastecimento da granalha quando a mesma acaba no reservatório, o sistema consiste num transportador horizontal aonde o auxiliar o abastece com a granalha de aço seguindo para um elevador vertical aonde o mesmo encaminha para uma peneira para a retirada de objetos e sujeiras que possam afetar o sistema. AMPLA (2018). Conforme Domingos (2002) O método do jateamento é muito empregado na pintura industrial, sendo também muito comum nos fabricantes de estruturas metálicas. Ela é feita através do impacto de partículas, geralmente abrasivas, impelidas a alta velocidade contra a superfície a ser limpa. Esta técnica possui duas grandes vantagens: Elimina todas as impurezas superficiais, permitindo o contato do revestimento com o substrato, Confere rugosidade à superfície, permitindo a ancoragem do revestimento. Após a etapa da peneira a granalha vai para um reservatório que abastece o jato de granalha estando pronto para o inicio do trabalho. Cada gasto de toda granalha e chamado de ciclo ao final de cada ciclo o auxiliar arrasta a mesma com uma pá de arrasto para o transportador horizontal, o tempo e de aproximadamente 1 hora. Num fluxo normal de serviço e feito um recolhimento na parte da manhã e outra na parte da tarde. Além de uma perca diária de tempo de 2 horas com fluxo de serviço normal não relevando um fluxo alto de demanda de serviço, o auxiliar passa por um serviço pesado afetando sua ergonomia em função da posição do serviço aonde a força afeta seus braços e coluna. Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 10

11 4.2 Automatização do Jateamento proposto para ser feito pela própria empresa. Uma implementação de um sistema de jateamento automatizado não iria gerar um alto investimento ou mudança total do sistema não automatizado, pois a empresa visitada possui setor de projeto, caldeiraria, manutenção e civil. A implantação da automatização basearia numa moega de recebimento da granalha em tempo real de trabalho do jateador, substituiria o piso normal por um piso com aberturas adequadas para o abastecimento simultâneo da moega e seguindo para o transportador horizontal. A partir do transportador horizontal o sistema e constituído pelo mesmo existente, essa implementação de automatização poderia ser feito pela própria empresa minimizado os custos de matéria primas e de mão de obra, segue abaixo as etapas para a construção desta moega de recebimento. 4.3 Custos Efetivos desta Automatização Por a empresa possuir um setor de manutenção, construção civil e elétrica, uma automação deste jato fica sendo viável ser feito pela própria empresa, segue abaixo na TABELA 1 os custos e tempo estimado para essa implantação de um jato de granalha automático. Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 11

12 TABELA 1 TABELA DE ETAPAS / RESPONSAVEIS / TEMPO E CUSTO ETAPA RESPONSÁVEL TEMPO CUSTO RETIRADA DAS CHAPAS PISO EXISTENTE AUTOMAÇÃO INTERNA 2 DIAS R$ 500 RETIRADA DA ESTEIRA HORIZONTAL AUTOMAÇÃO INTERNA 1 DIA R$ 250 ESCAVAMENTO PARA MOEGA TERCERIZADO 1 DIA R$ MODELAGEM DO TERRENO SETOR CIVIL DA EMPRESA 3 DIAS R$ E PARTE CIVIL CONCRETO PARA REALOCAÇÃO SETOR CIVIL DA EMPRESA 2 DIAS R$ 800 DA ESTEIRA HORIZONTAL RECOLOCAÇÃO DAS CHAPAS AUTOMAÇÃO INTERNA 2 DIAS R$ 500 QUE ERAM DO PISO PARA VIRAREM A MOEGA AUTOMAÇÃO INTERNA 2 DIAS R$ 500 RECOLOCAÇÃO DA ESTEIRA MONTAGEM DO PISO DE TELA AUTOMAÇÃO INTERNA 5 DIAS R$ MATERIA PRIMA SETOR DE COMPRAS 1 DIA R$ CHAPAS VASADAS CONSUMIVEIS SOLDA AUTOMAÇÃO INTERNA 1 DIA R$ E DISCOS ETC TOTAL DE TEMPO 20 DIAS UTEIS TOTAL ENTRE GASTOS DOS COLABORADORES E MATERIAS PRIMAS R$ A empresa gastaria em torno de R$ ,00 para esta automatização, o valor contempla os gastos salariais por dia para cada colaborador envolvido, além disso, outro ponto a ser observado é de que como a empresa possui somente desta cabine de jateamento essa implantação teria que ser feito em um mês de baixa demanda de serviço pois o grupo estimou o trabalho em 20 dias úteis. Fazendo se está automatização a empresa ganharia no mínimo 2 horas por dia perdidas em setup, mensalmente um ganho de 40 horas mês e 480 horas ano. Calculando que o auxiliar ganhe 10 reais a hora trabalhada a empresa estaria já ganhando R$ 4.800,00 por ano mais a extinção do auxiliar da área por não necessitar mais o serviço do mesmo que giraria em torno de R$ 2.500,00 de economia por mês e R$ ,00 por ano. A empresa gastaria aproximadamente R$ ,00 nesta automatização interna e economizando R$ ,00 por ano um investimento que se pagaria em apenas 7 meses. Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 12

13 5 CONCLUSÃO A automação para as empresas nos dias de hoje é de suma importâncias desde a questões de segurança para os colaboradores, eliminação de gargalos em determinado setores, aumento da capacidade produtiva, melhor qualidade e aumentos de lucros na final do produto acabado. No caso da empresa visitada a implementação de uma automatização em um determinado processo como o da cabine de jateamento, a própria podendo fazer o projeto e a execução da implementação da automatização com um custo barato e de curto prazo de retorno do investimento, não restando a menos duvida que a automação neste processo e de suma e importância quanto a eliminação do setup diário quanto a não precisar mais de um auxiliar para o abastecimento do sistema de recolhimento de granalha de aço. Portanto essa pesquisa foi de grande enriquecimento para o grupo na questão prática no que se diz a automação, visualizando que nem sempre uma automação envolve grandes investimentos mas sim um forma melhor e critica de se observar determinados processos e mais ainda aonde existe um gargalo. 6 REFERÊNCIAS MARTINS, P. G; LAUGENI, F. P. Administração de produção. São Paulo: Editora Saraiva, RITZMAN, L. P.; KRAJEWSKI, L. J. Administração da produção e operações. 2º e. São Paulo: Pearson Education do Brasil, GENTIL, Vicente. Corrosão. Rio de janeiro: LTC - LIVROS TÉCNICOS E CIENTIFICOS EDITORA S.A., Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 13

14 Association of Business Process Management Professionals Guide to the Business Process Management Body of Knowledge (BPM CBOK ) Edition Hammer, M. and Stanton, S. A. (1995) The reengineering revolution: a handbook. Harper Business: New York. Fábio Domingos Pannoni, M.Sc., Ph.D Automação Industrial /João Maurício Rosário São Paulo Projeto de Aperfeiçoamento Teórico e Prático Getúlio Vargas RS Brasil 14