ANÁLISE DE ARRANJO FÍSICO: ESTUDO DE CASO REALIZADO NA MINERADORA GRAFITE PEDRA AZUL.

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1 ANÁLISE DE ARRANJO FÍSICO: ESTUDO DE CASO REALIZADO NA MINERADORA GRAFITE PEDRA AZUL. Daniel Abraao de Melo (PUC) Everton Lucinei da Rocha (PUC) JEFFERSON FERREIRA DE OLIVEIRA (PUC) Joao Evangelista de Almeida Saint-Yves (PUC) O presente estudo foi realizado em uma mineradora de pequeno porte localizada na região metropolitana de Belo Horizonte. O objetivo da pesquisa foi identificar os problemas enfrentados pela empresa e sua relação com arranjo físico adotado. A coleta dos dados foi feita por meio de visitas de campo e análise de dados via satélites, utilizando o Google Maps, sendo analisadas as características dos produtos, os processos produtivos utilizados no beneficiamento dos minerais e a movimentação de pessoas, máquinas e e veículos que ocorre dentro da planta de operações. Por meio da análise critica dos dados coletados e técnicas de análise de arranjo físico, demonstrou-se que as principais causas de ineficiência e insegurança estão relacionadas à atual disposição dos processos e recursos dentro da planta, forçando a movimentação de pessoas e equipamentos com fluxo sobreposto. Foi desenvolvida uma proposta de arranjo físico que buscou sanar os problemas enfrentados pela empresa, além disso a pesquisa buscou também meios de avaliar a eficiência do novo layout proposto, que se apresentou vantajoso do ponto de vista teórico. Palavras-chave: Arranjo físico, Eficiência produtiva, Beneficiamento de minerais

2 1 Introdução A mineração Grafite Pedra Azul LTDA e a Mais Filito Indústria e Comércio LTDA, são empresas do ramo de extração de grafite e filito. Possuem atividades e serviços agregados à atividade principal como: o transporte rodoviário de seus produtos e outras atividades de apoio à extração dos minerais. A empresa busca readequar seu arranjo físico e aproveitar de forma ideal a sua planta de operações, organizar máquinas, pessoas, informações e departamentos, implantar um fluxo de processos com sincronia e, com isso, evitar qualquer tipo de desperdício ou custos adicionais, o que justificou a importância desse estudo em sugerir dimensionar e eliminar excesso de operações, movimentações desnecessárias e ineficiências produtivas. A busca por um arranjo físico que traga ganhos de produtividade deve passar por uma análise de aspectos ergonômicos, de movimentação de materiais e pessoas e do favorecimento ou não na aparição de conflitos de fluxo, portanto deve ser realizado um estudo aprofundado sobre todos esses fatores, que são estratégicos para qualquer empresa (VIEIRA, 1976). 1.1 Metodologia A pesquisa realizada foi do tipo descritiva e a técnica utilizada foi o estudo de caso, segundo Fonseca (2009), esse tipo de pesquisa consiste na observação e coleta de dados sobre fenômenos da forma como eles ocorrem na prática, de forma a se obter informações relevantes sobre o objeto de estudo. Bertucci (2008) ressalta que esse tipo de pesquisa busca responde como e porque um determinado fenômeno ocorre na prática. O trabalho desenvolvido foi de natureza qualitativa, para Gressler (2004) a pesquisa qualitativa busca desenvolver hipóteses que descrevam o porque da ocorrência do fenômeno em um determinado contexto. Para Bertucci (2008) Estudos de caso são de natureza eminentemente qualitativa e valem-se preferencialmente de dados coletados pelo pesquisador por meio de consultas a fontes primárias e/ou secundárias, de entrevistas e da própria observação do fenômeno. As ferramentas utilizadas para a coleta de dados foram: a) Consulta a documentos internos; 2

3 b) Levantamento de dados em campo; c) Observação direta. 2 Referencial teórico Segundo Figueiredo (1982, p.13) O Administrador da Produção é o responsável pela produção de bens, na quantidade e qualidade solicitada, a tempo de satisfazer as datas estipuladas para entrega, com o mínimo custo. Para Corrêa e Corrêa (2005), a gestão da produção é uma atividade de gerenciamento estratégico de recursos e suas interações dentro dos processos, com o objetivo de gerar bens ou serviços, para atender a necessidades e/ou desejos dos clientes. Quanto a gestão estratégica de produção, Corrêa e Corrêa (2005) destacam que [...] é importante também perceber que as numerosas decisões operacionais que se tomam diariamente, quando têm seu efeito somado, podem ser tão ou mais relevantes que as grandes decisões. Sendo assim, eles concluem que [...] é necessário dar direção estratégia para as decisões (e constantemente checar seu impacto), qualquer que seja o porte que tenham. Olhando para o quadro do setor de extrativismo, principalmente com o foco nas pequenas indústrias de extração mineral, os problemas quanto a gestão da produção ficam evidentes. Oliveira apud Guerra e Vidal (2009) cita os principais problemas inerentes às micro e pequenas indústrias de extração mineral brasileira, segundo ele, a baixa produtividade, a falta de controle de qualidade, elevado níveis de perdas no processo, ausência de uso de tecnologias apropriadas e ausência de métodos de lavra no aproveitamento do bem mineral são os principais problemas a serem enfrentados. Uma fonte de melhoria que pode ser explorada pela mineradora é o estudo e seu arranjo físico, segundo Vieira (1976) O planejamento de um arranjo físico é recomendável a qualquer empresa, grande ou pequena. Com um bom arranjo físico obtêm-se resultados surpreendentes na redução de custos de operação e no aumento da produtividade. 2.1 Arranjo Físico Arranjo físico é a forma como se encontram distribuídos os recursos físicos que ocupam espaço dentro de uma instalação. Esses recursos podem incluir uma escrivaninha, 3

4 um centro de trabalho, um escritório, uma pessoa, uma máquina um departamento ou outros (CORRÊA; CORRÊA, 2005, p.276). Para Moreira (2004) arranjo físico é a forma como os centros de trabalhos foram planejados e dispostos dentro de uma instalação. Segundo ele, Pode-se conceituar como centro de trabalho a qualquer coisa que ocupe espaço: um departamento, uma sala, uma pessoa ou grupo de pessoas, máquinas, equipamentos, bancadas e estações de trabalho, etc.. Segundo Slack et al (2009) o arranjo físico refere-se a como os recursos transformadores estão dispostos na operação produtiva. Isso significa tomar decisões de onde colocar máquinas, equipamentos e pessoas e qual fluxo e ordem de operações serão executadas, de forma a se obter o produto final gastando o menor esforço possível Tipos de arranjo físico De acordo com Corrêa e Corrêa (2005) existem basicamente três tipos de arranjo físico que possuem características distintas uns dos outros, são eles: arranjo físico por processo, por produto e posicional. Segundo eles, existem também os tipos chamados híbridos que buscam juntar as características de dois ou mais arranjos básicos. O mais conhecido é o arranjo físico por célula. Para Stevenson (2003) existe apenas três tipos básicos de arranjo físico: por produto, por processo e de posição fixa. Os arranjos físicos por produtos são os mais compatíveis com processamento repetitivos; os arranjos físicos por processo são usados para o processamento intermitente; e os arranjos de posição fixa são utilizados quando projetos demandam arranjos físicos específicos Arranjo físico por processo ou funcional De acordo com Corrêa e Corrêa (2005) este tipo de arranjo físico busca agrupar processos ou funções parecidas no mesmo lugar, por exemplo, em os tornos mecânicas devem ficar agrupados na usinagem, as furadeiras agrupadas no setor de furação, as máquinas de solda no setor de solda, etc. Moreira (2004) "No arranjo físico por processo, característico de muitas indústrias e provavelmente da maioria das atividade de prestação de serviço, os centros de trabalho são agrupados de acordo com a função que desempenham". 4

5 Arranjo físico por produto Corrêa e Corrêa (2005) dizem que este arranjo se chama "por produto" porque a lógica pensada para locação dos recursos transformadores é a sequência das etapas de processo para agregação de valor. Segundo Slack et al (2009) "o arranjo físico por produto envolve localizar os recursos produtivos transformadores internamente segundo a melhor conveniência do recurso que está sendo transformado". Os autores falam também que devido ao fluxo percorrido pelas informações ou produtos ser muito previsível, este arranjo físico também é chamado de arranjo físico por linha e isso o torna de certa forma mais fácil de ser controlado Arranjo físico posicional Moreira (2004) argumenta que esse é o "arranjo usado na realização de projetos - não se pode propriamente dizer que existe um fluxo do produto, que tende a permanecer fixo ou quase fixo, aglutinando em torno de si as pessoas, ferramentas e materiais necessários". Segundo o autor, se existe uma impossibilidade de locomoção destes produtos entre as etapas e essa impossibilidade geralmente deriva de fatores como peso, tamanho e formato, deve-se utilizar o arranjo de posição fixa. Stevenson (2003) conceitua que no arranjo físico posicional o item a ser transformado fica estacionário e a mão de obra, ferramentas e maquinários se movem de acordo com a necessidade do projeto. Geralmente é o peso, a forma e o tamanho que tornam difíceis ou até mesmo impossível a movimentação do produto Arranjo físico celular Corrêa e Corrêa (2005) falam que o arranjo físico celular vem para suprir as ineficiências do arranjo físico funcional, baseando-se no princípio chamado de tecnologia de grupo, ou seja, busca-se agrupar recursos não similares de forma que consiga-se processar um grupo de itens que necessitam de processamentos similares. Segundo Slack et al (2009), no arranjo físico celular os recursos a serem transformados no processo são separados ou pré-selecionados no início da etapa, após agrupados eles são encaminhados, cada um para uma área ou célula especifica, onde todos os recursos transformadores necessários para atender determinada etapa se encontram. A célula em si pode ser arranjada segundo um arranjo físico posicional ou por produto. Depois de 5

6 serem processados na célula, os recursos os recursos transformados podem prosseguir para outra célula. 3 Apresentação prática Buscando entender o processo e o fluxo dentro do processo que ocorre na mineradora, a análise foi feita primeiramente sobre os produtos fornecidos pela empresa, em seguida como é realizado o processamento e por fim, qual o procedimento utilizado para que as entradas do processo sejam transformadas em produtos. 3.1 Famílias de produtos A empresa comercializa dois minerais, o grafite e o filito. O filito é vendido em sacos padronizados de 16 kg. O grafite possui duas opções de venda que são as embalagens e a venda a granel, mais utilizada por clientes esporádicos e de menor porte. O Quadro 1 exemplifica como os produtos são comercializados. Quadro 1 - Produtos comercializados A Figura 1 mostra os sacos de 16kg de filito no estoque, prontos para serem expedidos. Figura 1 - Expedição do filito, sacos de 16 kg. A Figura 2 mostra as embalagens de grafite cheios e prontos para serem expedidos. 6

7 Figura 2 - Expedição grafite (embalagem) Extração dos minerais O grafite e o filito são minerais que compõem o solo da região onde a mina está localizada. O filito é mais disperso no solo, sendo mais fácil de ser identificado e muitas vezes está exposto, sem a necessidade da cava. O grafite é encontrado em veios, mas assim como o filito, ele também é fácil de ser identificado e não há a necessidade de escavações profundas para se obter o mineral. Para a extração dos minerais a separação entre o grafite e o filito é apenas visual, portanto há uma certa mistura de ambos os minerais em proporções não controladas Armazenagem Os minerais são armazenados em áreas cobertas, mas não totalmente protegidas das variações do tempo, isso porque os armazéns são abertos pelas laterais. As variações climáticas não tem impacto negativo na qualidade do grafite, pela forma como ele é vendido e por sua aplicação na indústria. O filito é diferente, ele possui alta capacidade de absorver a umidade do ar, o que causa uma variação no peso final do produto, causando divergência no peso do caminhão carregado. Por meio da Figura 3 podemos ver o armazenamento do filito ensacado. 7

8 Figura 3 - Armazenamento do filito pronto para expedição. A Figura 4 mostra como o grafite é armazenado após o processamento. Figura 4 - Armazenamento do grafite processado Expedição Os produtos são expedidos em pontos diferentes da planta de beneficiamento. Os caminhões de filito são carregados pelos próprios operários da mineradora de forma manual. O grafite é carregado utilizando um trator do tipo pá carregadeira. 3.2 Processos Os processos percorridos pelo grafite e pelo filito são bem semelhantes, sendo que o processo do grafite é mais longo, pois é necessário atingir uma granulometria menor que a do filito, ou seja, o grafite passa por dois processos de moagem, enquanto o filito passa por 8

9 somente um Entradas do Processo - Grafite e Filito A entrada do processo é feita pelo desmonte mecânico do grafite e do filito, que são extraídos na cava por meio de uma pá carregadeira, por se tratar de uma mina de pequeno porte e também pelo material ser de baixa abrasividade, não há necessidade da utilização de explosivos. Após o desmonte do material, a pá carregadeira enche o caminhão e o mesmo se desloca para os estoques de entrada, hora abastecendo o estoque de grafite, hora abastecendo o estoque de filito Abastecimento do processo Uma outra pá carregadeira abastece o silo a partir do estoque de entrada e dá início ao processamento. Na Figura 5 podemos observar o silo de grafite completamente cheio. Figura 5 Silo de grafite cheio Processamento do Grafite Na saída do silo de grafite existe uma correia transportadora que alimenta o primeiro moinho martelo o qual reduz a granulometria do material, nessa correia transportadora ficam três operadores que são responsáveis por retirar as pedras maiores, não deixando que estas, caiam no moinho, após a primeira redução, o material cai em outra correia transportadora, que alimenta um segundo moinho, conforme Figura 6. 9

10 Figura 6 Silo, correias transportadoras e moinhos. O segundo moinho é responsável por reduzir ainda mais a granulometria e após essa etapa o material forma uma pilha de produto acabado, onde, com uma pá carregadeira pode-se encher as embalagens por meio do chute de embalagem ou abastecer diretamente os caminhões para a venda a granel Processamento do Filito O beneficiamento do filito começa com a pá carregadeira que abastece o silo, este por sua vez abastece uma correia transportadora que alimenta um moinho de martelos. Figura 7 Entrada do filito bruto, moagem e saída do filito processado. 10

11 O filito, por se tratar de um material mais fino que o grafite, não necessita de uma segunda moagem, sendo assim o material proveniente do moinho vai, por meio de uma correia transportadora, diretamente para um silo, contendo o produto processado. Abaixo do silo existem quatro bocais por onde os operários fazem o empacotamento do filito. O operário enche o pacote e o coloca em uma esteira que leva o saco preenchido até uma seladora, após selado o produtos está pronto para ser estocado, conforme ilustrado na Figura 8. Figura 8 Etapa de empacotamento do filito e selagem dos sacos. Após o pacote de filito ter sido selado, um operador fica responsável pelo empilhamento destes no estoque, conforme mostrado a Figura Procedimento Toda a movimentação que ocorre na planta, necessária para transformar os recursos de 11

12 entradas em produtos foi analisada, com o intuito de verificar os impactos causados por essa integração nos processos produtivos A planta produtiva A mineradora realiza o beneficiamento do filito e do grafite na mesma planta. Como alguns equipamentos são compartilhados entre os processos de beneficiamento, ocorre o transito de tratores, sendo principalmente da pá carregadeira, além da movimentação de um trator de esteira. Ocorre também o tráfego de caminhões tanto para abastecimento dos silos, como para expedição do produto acabado. Além disso, há também a necessidade de compartilhar mão-de-obra entre os processos, gerando um fluxo de pessoas. Os fluxos que ocorrem atualmente devido à movimentação desses veículos, equipamentos e pessoas está representado pelas linhas tracejadas na Figura 9. Figura 9 - Sobreposição dos fluxos, vista da planta baixa. 4 Análise crítica e medidas corretivas Após fazer um levantamento da situação atual da planta de produção da empresa, foi 12

13 feita uma listagem dos principais problemas encontrados e quais ações deveriam ser tomadas para solucionar esses problemas. 4.1 Problemas encontrados Após avaliar os fluxos e as movimentações que ocorrem dentro do processo produtivo, foram levantados problemas em que a causa estava ligada à movimentação e aos fluxos existentes dentro do processo, sendo estes listados no Quadro 2. Quadro 2 - Problemas encontrados e ações corretivas. 4.2 Impacto do arranjo físico atual nos problemas encontrados Fazendo uma análise do atual arranjo físico da mineradora, percebe-se que a disposição dos processos não favorece a total eficiência da planta produtiva, uma vez que não foram feitos estudos mais aprofundados para a disposição de máquinas, equipamentos e deslocamento de pessoas. A maioria dos problemas identificados estão relacionados com a disposição dos processos dentro da planta. O distanciamento do processo do grafite e do filito gera a necessidade de movimentação excessiva, além disso, recursos e pessoas são compartilhados, 13

14 acarretando uma sobreposição dos fluxos. Como atualmente não existem rotas padronizadas essa situação se agrava, gerando paradas no processo e situações de risco para os operadores. A Figura 10 mostra os pontos onde os conflitos ocorrem. 14

15 Figura 10 - Conflitos relativos à movimentação de pessoas e recursos. Os círculos escuros indicam os pontos onde ocorrem conflitos de fluxos, sendo que quanto maior o círculo mais intenso o conflito, ou seja, onde há risco para o operador e interrupções no processo causados por esses conflitos. Com auxílio da Figura 10 podemos perceber que o ponto 1 é onde a ocorrência do conflito é mais prejudicial ao processo. Na região indicada pelo ponto 1, ocorre o encontro entre veículos que abastecem o processo, veículos carregados saindo para entrega e operadores que são compartilhados entre os processos do grafite e do filito, além disso, a topografia do local não favorece a intensidade desse fluxo, com uma área pequena para manobra de veículos maiores e oferecendo pouca visibilidade. 4.3 Proposta de melhoria Após evidenciar as movimentações que ocorrem dentro do processo, ficou claro que o local onde se encontra o processamento e expedição do filito forçam a movimentação de pessoas, máquinas e caminhões, sendo essa a fonte do mais intenso conflito do processo. 15

16 O posicionamento do setor de manutenção fica em um ponto praticamente equidistante entre o processamento do filito e do grafite, porém não é o ponto ótimo, já que o acesso às duas operações depende também da topografia, que dificulta mais o acesso ao processamento do grafite do que o do filito. O processamento do grafite está em uma posição ideal, pois o mesmo está próxima à mina, possui um amplo espaço para movimentação e manobra de caminhões e máquinas, além disso oferece um caminho seguro para a movimentação de operadores dentro do processo. A proposta de melhoria deve também contemplar uma área mais eficiente para a expedição do filito, de forma que não ocorra - tal como ocorre atualmente - uma parada no processo durante a manobra de caminhões e carretas. Além disso, o novo local deve prover um sistema que permita acondicionar melhor o filito, reduzindo os problemas causados pelo excesso de umidade no material. 11. O resultado da análise de posicionamento ideal dos processos pode ser visto na Figura Figura 11 - Layout proposto para a planta produtiva. 16

17 Aplicando esse novo layout deixariam de existir dois estoques de filito bruto e, além disso, a área de expedição do filito seria maior, evitando a necessidade de manobra de caminhões. A aproximação desses dois processos reduziria o tempo de deslocamento dos operadores e garantiria uma rota segura, quando os mesmos são compartilhados entre os processos. Outra mudança contemplada seria na serralheria e manutenção, que ficariam próximas ao processamento, reduzindo a necessidade de deslocamento dos manutentores, o que impacta diretamente na eficiência do serviço. 4.4 Parâmetros para mensuração dos resultados Para avaliar o impacto que esse novo layout pode trazer para as atividades da mineradora, foram adotados os critérios recomendados por Vieira (1976), são eles: 1. O novo layout melhora a segurança dos operadores? 2. O novo layout reduz o tempo de operações? 17

18 3. A movimentação dentro do novo layout seria reduzida? 4. Os problemas de manobra e contra-fluxo serão resolvidos? Para avaliar esses aspectos foram traçadas as novas rotas dentro da proposta de layout, o resultado pode ser visto na Figura

19 Figura 12 - Fluxo previsto dentro do novo layout. A Figura 12 nos mostra que não haveria mais o encontro entre as rotas dos operadores e as rotas de tratores e caminhões, o que representa um ganho em termos de segurança. Apesar de haver um encontro entre a rota de tratores e a rota de expedição, na prática esse conflito não existira, pois quando ocorre a expedição de filito, pelo fato dos operadores serem compartilhados, o processo de produção para e consequentemente a movimentação dos tratores também para. Por meio da Figura 12, pode-se notar também que a área onde atualmente acontece o conflito mais crítico, entre caminhões, tratores e pessoas, deixaria de ser assim e passaria a ser uma área onde somente ocorre o tráfego de caminhões em um sentido, não causando mais interrupções no processo em função de manobras. O layout proposto, em teoria não propicia o aparecimento de nenhum tipo de contra- 19

20 fluxo, pois, por meio dele, seria possível definir rotas fixas, utilizando os acessos já existentes e de forma que os veículos e equipamentos sigam um fluxo contínuo, sem a necessidade de retornar, ou de sair pelo mesmo lugar em que entraram. 5 Conclusão Apesar de ser necessário fazer um melhor detalhamento sobre os reais ganhos de um novo layout e dos custos envolvidos em sua implantação, a pesquisa evidenciou que o atual layout é sim responsável por reduzir a eficiência do processo, gerando situações de risco para os operadores e favorecendo interrupções no processo. Os principais problemas vistos pelos gestores da mineradora têm relação estreita com o arranjo físico atual, o que foi confirmado pela pesquisa. A adoção de um novo layout por parte da mineradora depende de uma análise mais aprofundada, onde devem ser levantados os custos, o tempo necessário para a execução, tempo de retorno do investimento, entre outros. Porém, a pesquisa realizada representa um direcionamento para a mineradora, que tem agora evidenciado a fonte de alguns de seus problemas e um caminho para o qual pode buscar melhorar seus processos e ser mais competitiva. Os impactos desse novo layout passam pela melhoria do fluxo de veículos, redução na movimentação de máquinas, melhoria da segurança dos operadores, que não precisariam mais transitar entre veículos e máquinas Outro impacto significativo é que o novo layout eliminaria a necessidade de manobra para as carretas e caminhões maiores, que atualmente é uma das fontes de paradas nos processos da empresa. REFERÊNCIAS BERTUCCI, Janete L. O. Metodologia básica para elaboração de trabalhos de conclusão de cursos. São Paulo: Atlas, GRESSLER, Lori Alice. Introdução à pesquisa: projetos e relatórios. São Paulo: Loyola CORRÊA, Henrique L., CORRÊA, Carlos A. Administração da produção e de operações. São Paulo: Editora Atlas, FIGUEIREDO, Adalberto S. Manual de administração da produção. Rio de Janeiro: CNI, FONSECA, Regina C. V. Metodologia do trabalho científico. Curitiba: ISDE Brasil S.A

21 MMEa - MINISTÉRIO DE MINIAS E ENERGIA. Perfil da grafita Disponível em < b3a4-eca894a2cb80>, Acesso em: 30 set MMEb - MINISTÉRIO DE MINIAS E ENERGIA. Perfil do talco, pirofilita e agalmatolito Disponível em < df/1e1d3b b dda9dda2a8e>, Acesso em: 30 set MOREIRA, Daniel A. Administração da produção e operações. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, GUERRA, Elzivir A., VIDAL, Francisco W. H. Promoção pelo MCT da inovação tecnológica em micro e pequenas empresas de mineração organizadas em arranjos produtivos locais (APL) de base mineral. Fortaleza, CE, In: Simpósio de geologia do nordeste, 23, 2009, Fortaleza: Biblioteca Professor Isaías Ferraira Leite Disponível em: < Acesso em: 30 set SLACK, Nigel, CHAMBERS, Stuart. JOHNSTON, Robert. Administração da produção. 3. ed. São Paulo: Atlas, STEVENSON, William J. Administração das operações de produção. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC Editora, VIEIRA, Augusto C. G. Manual do layout: Arranjo físico. Rio de Janeiro: CNI,