Engenharias e Desenvolvimento

Transcrição

Série Engenharias e Desenvolvimento
0
Sistemas, Soluções e Desenvolvimento
FACULDADE PADRE JOÃO BAGOZZI
Superintendente
Pe. Sergio José de Souza
Direção Geral
Prof. Arivonil Matoske Junior
Escola de Engenharias
Profª. Ana Marise Auer (Engenharia Ambiental e Sanitária)
Prof. Edson Pedro Ferlin (Engenharia da Computação)
Prof. Paulo Luiz Butter (Engenharia da Produção)
Prof. Salmo Pustilnick (Engenharia Elétrica)
Prof. Neil Franco de Carvalho (Engenharia Mecânica)
Editor
Prof. Humberto Silvano Herrera Contreras
Revisão
Sandra Braga
Bibliotecária
Íris Labonde
Ilustração da capa
Priory Comunicação
1
E57 Engenharias e Desenvolvimento (E-book): Sistemas, soluções e
desenvolvimento/ Humberto Silvano Herrera Contreras (org.).
Curitiba: Editora Faculdade Padre João Bagozzi, 2016.
Série Engenharias e Desenvolvimento.
Vários Autores
Modo de acesso: World Wide Web:
<http.//www/ http://faculdadebagozzi.edu.br>
ISBN 978-85-69525-02-8
1. Sistemas. 2 Desenvolvimento. I. Faculdade Padre João
Bagozzi. II. Contreras, Humberto Silvano Herrera. III. Engenharias
e Desenvolvimento (série).
CDD 620
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Pe. Ciriaco Bandinu - BAGOZZI
Todos os direitos dessa edição são reservados à Faculdade Padre João Bagozzi.
FACULDADE PADRE JOÃO BAGOZZI
R. Caetano Marchesini, 952 – CEP 81070-110
(41) 3521-2727 / www.faculdadebagozzi.edu.br
Curitiba, abril de 2016
MENSAGEM PELA PRIMEIRA EDIÇÃO
“Aquele que lê muito e anda muito, vê muito e sabe muito”.
(Miguel de Cervantes no Dom Quixote)
O caminho de Dom Quixote e de seu fiel escudeiro Sancho Pança é uma
possível analogia à carreira universitária. Caminhamos, vivemos, sonhamos... e, nessas
ações aprendemos que a profissão tem desafios e que a pesquisa é uma porta de abertura
aos novos olhares para enfrentá-los.
Esta primeira edição da Série Engenharias e Desenvolvimento, intitulada
Sistemas, Soluções e Desenvolvimento é exemplo deste esforço de quem está na
caminhada. Os acadêmicos e os professores que protagonizaram estas produções
textuais buscaram, na compreensão do tema, ampliar o seu olhar sobre a profissão, e
deste campo de atuação das Engenharias que acentua-se cada vez mais como uma
necessidade na nossa sociedade.
Parabenizamos a caminhada acadêmica dos autores e destacamos o seu alcance
visível nos artigos que compõem esta edição. Incentivando-os a continuarem os passos
da pesquisa cientes de que a prática profissional se eleva proporcional à capacidade de
reflexão. A pesquisa nasce da prática e retorna a ela com a intenção de inovar, isto é, de
aprimorar o que já fazemos, sempre no intuito do Bem, do Bom e do Belo.
A iniciativa da Faculdade em socializar as pesquisas acadêmicas é uma dinâmica
que expressa e adere à missão do Ensino Superior. Sabemos que a caminhada para a
rigorosidade científica é árdua e demanda trajetória e investigação permanente. No
entanto, a exploração é o início do estudo científico, e se alcançamos com esta
publicação o primeiro passo, compartilhamos alegria institucional e incentivamos aos
nossos acadêmicos a continuarem.
Que a prática da pesquisa, no caminho acadêmico-profissional, seja uma virtude!
Prof. Humberto Silvano Herrera Contreras
Coordenador do Núcleo de Inovação, Pesquisa e Extensão
Faculdade Padre João Bagozzi
2
SUMÁRIO
Mensagem pela primeira edição ...........................................................................
Humberto Silvano Herrera Contreras
Apresentação .........................................................................................................
Ana Marise Auer e Edson Pedro Ferlin
4
Sistema computacional de prevenção de enchentes e deslizamentos de terra ......
Fernando Korelo da Luz, Sabrina de Carvalho Paixão da Fonseca, Leandro
Sisihaky Toyomoto Junior e Edson Pedro Ferlin
5
Sistema computacional de posicionamento de luneta para visualização de
corpos celestes .......................................................................................................
Eric José da Silva, Leandro Fernandes Antonioli Vitalino, Marlon de Oliveira
Zanardi e Edosn Pedro Ferlin
Emprego de produto verniz retardante de chama: uma solução eficaz .................
Alessandra Regina Urbano Passos, Jackson Freitas, Roselito Boeira Marca e
Ana Marise Auer
Desenvolvimento e implantação de uma planilha eletrônica para gestão e
controle de manutenção em máquinas industriais .................................................
Antonio Carlos Staianov, Perácio Batista Haviaras, Renato Wolanski e Ana
Marise Auer
Descrição dos processos de corrosão externa em tanques de combustíveis de
aço carbono subterrâneos ......................................................................................
Rodrigo Alexandre Santos, Troilo Moises Manasterski, William Kuhn Bizarra e
Ana Marise Auer
15
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3
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54
Uma abordagem da pesquisa operacional e a análise de decisões na implantação
de um negócio ou produto .....................................................................................
Carlos Valim, Simone do Nascimento e Ana Marise Auer
73
Sobre a Série Engenharias e Desenvolvimento .....................................................
98
APRESENTAÇÃO
O conhecimento científico determina a evolução de uma sociedade; dele advém
melhorias na educação, saúde, alimentação e consequentemente na qualidade de vida.
Um país que desenvolve ciência é um país que desenvolve também recursos humanos
com capacidade de resolver problemas.
A pesquisa estimula o pensamento crítico, a criatividade, e é por meio dela que
o processo de aprendizagem é estruturalmente construído em oposição ao processo de
memorização.
O desafio do ensino superior hoje é formar indivíduos capazes de buscar
conhecimentos e de saber utilizá-los; a promoção da pesquisa científica, sendo uma das
funções de uma Instituição de Ensino de nível superior, proporcionará a formação de
profissionais capazes de gerar soluções coerentes com o seu momento tecnológico.
A Faculdade Padre João Bagozzi promove a iniciação científica junto ao seu
corpo discente ao estabelecer a disciplina de Projeto Integrador – PI, em todos os
períodos letivos, em todos os seus cursos de graduação.
O Projeto Integrador da Faculdade Bagozzi é um elemento fundamental no
processo ensino-aprendizagem, e devido ao seu caráter multidisciplinar ele envolve as
disciplinas do período letivo, além de congregar conhecimentos técnico-científicos no
estudo e solução de problemas, sendo aplicado na área de atuação dos cursos.
O estudante ao realizar a disciplina de PI é estimulado a buscar o conhecimento
existente na área de interesse, a formular o problema, a levantar hipóteses, a coletar e
analisar dados necessários à busca de respostas, e a ditar conclusões; o estudante
aprende a lidar com o desconhecido e a encontrar novos conhecimentos.
Ao longo dos anos tem-se desenvolvido projetos consistentes e que foram
publicados em congressos nacionais confirmando o seu caráter técnico-científico.
O presente e-book consiste na publicação de trabalhos realizados na disciplina
de PI, elegidos como destaque do 2º semestre de 2015, valoriza essa atividade de
iniciação científica e dá a oportunidade ao estudante de expor o seu trabalho à
comunidade acadêmica.
Nessa publicação são apresentados seis (6) trabalhos, tendo a participação de
17 estudantes e 2 professores, nas áreas de Engenharia da Computação e Engenharia de
Produção.
Profª. Drª. Ana Marise Auer
Coordenadora do Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária
Prof. Dr. Edson Pedro Ferlin
Coordenador Curso de Engenharia da Computação
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SISTEMA COMPUTACIONAL DE PREVENÇÃO DE ENCHENTES
E DESLIZAMENTOS DE TERRA
Fernando Korelo da Luz
Sabrina de Carvalho Paixão da Fonseca
Leandro Sisihaky Toyomoto Junior
Edson Pedro Ferlin
RESUMO
Devido ao êxodo rural, muitas pessoas saíram dos campos para a cidade nos últimos
anos, e isto acarretou na falta de espaço e aumento populacional das metrópoles, porém
nem todos conseguem ter sua casa em lugares apropriados, possuem saneamento
adequado ou cuidam da limpeza da cidade. Neste artigo será apresentado o sistema
computacional que proporcionará a comodidade e segurança para o usuário, com auxílio
de sensores e sinais, detectando tais desastres naturais como enchentes e deslizamentos.
Palavras-chave: Enchentes. Deslizamentos. Segurança.
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1 INTRODUÇÃO
Boa parte dos lugares onde ocorrem o deslizamento ou enchente, são
comunidades desprovidas de um saneamento adequado e uma estruturação bem
projetada. Nos últimos anos, quando houve enchente no Brasil, a população foi pega de
surpresa, obrigada a abandonar suas residências e consequentemente obtendo perda
parcial ou total de seus bens, sem contar nas mortes ocasionadas pela mesma. E para
minimizar este problema, desenvolveu-se um mecanismo que pretende ajudar essas
pessoas informando na iminência de riscos de enchentes.
2 FUNDAMENTAÇÃO
Neste tópico será apresentado a fundamentação do projeto, com bases em
estudos e resultados referentes ao protótipo físico.
2.1 PESQUISA DE CAMPO
Com o avanço da população sobre as cidades, a moradia e a segurança tem se
tornado um grande problema, com construções em lugares irregulares e a falta de
fiscalização sobre a saúde das metrópoles.
Segundo o IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) o estado que
mais sofreu deslizamento em 2013 foi Minas Gerais, seguido de São Paulo. Porém, não
só o Brasil, mas outros países como Argentina também possuem históricos de
deslizamentos e enchentes (BRASILESCOLA, 2015).
Estes desastres naturais acontecem com frequência quando há um aumento
brusco de chuva, atingindo as casas que estão instaladas irregularmente perto de rios e
morros, além da falta de limpeza da cidade, ocasionando entupimento dos bueiros, em
seguida de alagamento ou enchentes.
Por estas razões que o projeto foi desenvolvido para auxiliar na segurança da
população em geral, contra enchentes e deslizamentos, de origem natural ou não.
2.2 ENCHENTES
As enchentes ocorrem quando há duplicação de vias expressas em direção das
várzeas dos rios, assim como a canalização e a retificação dos cursos d’água superficiais
modificaram a dinâmica hidrológica e dos solos, agravando os riscos de assoreamento
dos rios e das enchentes. Outro obstáculo que a água encontra é o acumulo de lixo em
bueiros, ruas e avenidas, que se juntam aos sedimentos e extravasam os canais. A
combinação de chuvas convectivas, concentração populacional, ocupação irregular e a
falta de planejamento podem ser considerados os maiores fatores que conduzem ao
cenário de catástrofes que somos obrigados a conviver na época das estações chuvosas.
Segundo o IBGE, as enchentes no Brasil atingiram entre 2008 e 2012 cerca de 1.543
municípios, o equivalente a 27,7% das cidades do país, o que resultou em registros de
8.942 ocorrências, que deixaram 1,4 milhão de pessoas desabrigadas ou desalojadas
(UOL, 2014).
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2.3 DESLIZAMENTOS
O deslizamento é um fenômeno provocado pelo escorregamento de materiais
sólidos, como solos, rochas, vegetação e/ou material de construção ao longo de terrenos
inclinados, denominados de encostas. Ocorre em áreas de relevo acidentado, das quais
foram retiradas a cobertura vegetal original que é responsável pela consistência do solo
e que impede, por meio das raízes, o escoamento das águas. Esses fenômenos naturais,
causam problemas imediatos para a população, independentemente de sua condição
social, e também para o meio ambiente. Segundo IBGE entre 2008 a 2012 pelo menos
16,1% das cidades foram atingidas por deslizamentos (ESTADÃO, 2015).
3 DESENVOLVIMENTO
Neste tópico apresentam-se os principais componentes do projeto e seu
funcionamento.
3.1 COMPONENTES
Para processar os dados dos sensores, foi utilizado um kit Arduino, o qual é um
microprocessador capaz de trabalhar com os dados coletados. Para uma melhor
visualização e interação com o usuário, foi implementado uma tela LCD (Liquid Crystal
Display) e uma comunicação via bluetooth com um smartphone.
Um dos principais sensores no projeto é o acelerômetro, responsável por
detectar a mudança de eixo caso tenha um deslizamento, com esta leitura e em conjunto
com os demais dados, é possível emitir alertas, tanto via LCD quanto uma comunicação
via bluetooth para o smartphone do indivíduo.
Alguns problemas que foram detectados durante a sua montagem, foi a questão
da resistência de vários componentes, como a tela para que sua intensidade fosse
regulada de forma correta, a comunicação que não deu certo com 2 arduinos via
bluetooth e a conversão de tensão para o módulo bluetooth.
Contudo, os problemas com a comunicação foram viabilizados de forma que,
apenas um Arduino trabalhasse com os dados via comunicação com o celular, não
necessitando de conversão de tensão. E o outro, ficou com a tela LCD.
3.2 ESPECIFICAÇÃO
Um dos principais componentes no projeto, são os acelerômetros e o sensor de
umidade e temperatura DHT11 (FILIPEFLOP, 2015), o qual possui um importante
papel para a captação de deslizamento. Segue abaixo as especificações desses
componentes:
 Acelerômetro: Possui um chip MPU-6050, ela opera na tensão de 3 a 5V, faz leitura
do giroscópio de mais ou menos 250 a 2000º/s e acelerômetro de mais ou menos 2 a
16g.
 DHT11: Tem um baixo custo, suporta uma corrente máxima de 2,5mA, faz leitura
de 20 a 90% de umidade com precisão de mais ou menos 5% e 0 a 50ºC com
precisão de mais ou menos 2ºC.
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3.3 DIAGRAMAS EM BLOCOS
Na Figura 1 tem-se o diagrama em bloco do primeiro Arduino para
monitoramento de enchentes.
Figura 1 - Diagrama em bloco do primeiro Arduino
Na Figura 2 tem-se o diagrama em bloco do segundo arduino para o
monitoramento de deslizamentos.
Figura 2 - Diagrama em bloco do segundo Arduino.
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3.4 FLUXOGRAMAS
Na Figura 3 tem-se o fluxograma do arduino responsável pelos acelerômetros
utilizados no sistema de monitoramento de deslizamentos.
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Figura 3 - Fluxograma do arduino responsável pelos acelerômetros.
Na Figura 4 tem-se o fluxograma do arduino responsável pelos sensores de nível
e fluxo.
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Figura 4 - Fluxograma do arduino responsável pelos sensores de nível e fluxo.
4 IMPLEMENTAÇÃO
As fotos a seguir são dos mecanismos para prevenção contra enchente e
deslizamento.
A Figura 5 mostra o projeto de alerta de deslizamento, onde nota-se que há um
display de cristal líquido embaixo, um sensor de umidade ao seu lado e em cima, o
suporte com dois acelerômetros é o simulador de deslizamento.
Figura 5 – Protótipo do sistema para simular deslizamentos.
Na Figura 6 tem-se o protótipo do sistema de monitoramento de enchentes e
que mostra no lado esquerdo um pote, para simular um rio, onde possui uma bomba
submersível, um sensor de fluxo e um sensor de nível.
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Figura 6 – Protótipo do sistema para simular enchentes.
À direita tem-se uma caixa, em que contém em seu topo três leds, um verde,
amarelo e um branco (alto brilho). E dentro da caixa, está toda fiação do Arduino e uma
protoboard, com um módulo bluetooth HC-06, para a comunicação com o android.
5 TESTES E RESULTADOS
Na Figura 7 tem-se a imagem ilustrando a mensagem do sistema de alerta.
Figura 7 – Mensagem do sistema de alerta.
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5.1 SENSOR DE VAZÃO E A RELAÇÃO DO FLUXO DE ÁGUA
Durante os testes, a utilização de uma bomba de submersão de aquário, cuja potência é
de 300W, ou 300 litros por hora, foi obtida a seguinte relação de dados com apenas a bomba
ligada no sensor de fluxo e com a adição de volume de água a partir de uma caneca, para
simular o aumento de fluxo, como mostrado na tabela da Figura 8.
Figura 8 – Testes da bomba de água de submersão
A partir desses dados, é possível ver que quando apenas a bomba está ligada, o
fluxo não passa de 1,40 litros por segundo, porém quando se simula o aumento com o
acréscimo de água direto no sensor, é possível perceber o aumento significativo
segundo a tabela. Por este motivo, foi definido que se passar de 1,40 litros/segundo é
considerado para nosso sistema, que o fluxo está acima da média.
5.2 SENSOR ACELERÔMETRO E SEU EIXO Y
Os acelerômetros trabalham com os eixos x, y e z. E no nosso caso foi
trabalhado com o eixo y.
A partir da soma de 5 médias, foi obtido um valor, e quando este valor passava
do limite definido, era reconhecido que estava ocorrendo deslizamento, acionando a
mensagem na tela, advertindo o usuário para que tenha cuidado.
6 TRABALHOS FUTUROS
O cenário atual do Brasil, nos favorece a ter sistemas como o nosso, por ter
muitas construções irregulares, rios pertos de áreas residenciais.
O projeto atual consiste em ter apenas um sistema com o Bluetooth, onde
apenas se trabalha com os dados da enchente. A troca para uma rede de internet sem fio
ou comunicação via satélite, traria a possibilidade de trabalhar com conjuntos de
sensores em tempo real como se fosse uma central recebendo os dados de vários
sistemas captando dados de diversos locais, possibilitando a troca de informação com
mais de um Arduino simultaneamente.
A troca do sensor de umidade DHT11 por um equivalente ao DHT22,
proporcionaria uma leitura mais precisa sobre a umidade e a temperatura. Pois um dos
fatores do DHT11 é que ele não faz leitura para temperaturas abaixo de zero.
Os sensores acelerômetros, futuramente podem ser substituídos por sensores
com leituras mais precisas, e há de se pensar também em criar um sistema como os
celulares, em que se consegue calibrar de maneira fácil cada sensor.
Os níveis do rio também podem ser medidos por mais de um sensor de nível,
ao contrário do projeto que só há um, possibilitando monitorar que épocas são as cheias
ou quando começar a ter mudança no nível, tendo assim um alerta para que a população
fique atenta quanto a possível enchente iminente.
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A relação de custo e benéfico foi aceitável, o projeto foi barato e muitos
componentes foram reaproveitados. Sua apresentação foi em escala residencial, um
sistema isolado onde foi possível demonstrar sua ideia central.
Seu propósito é que seja implementado em escala industrial, onde seriam
instalados pela própria prefeitura, a fim de ter um monitoramento preciso e em larga
escala ao redor da cidade, montanha ou rios. Em lugares com possíveis riscos de
enchente e/ou deslizamento.
Apesar da ideia ser para escala industrial, não impede que também sejam
implementadas nas casas, para monitorar outras coisas. Como uma piscina, um lago
artificial ou até morros que tenham no quintal das casas, que sejam bastante íngremes.
A interação com o usuário por meio do smartphone, é de fácil acesso e
intuitivo, onde apenas avisa o usuário em possíveis desastres. Entretanto, como só foi
possível implementar com o bluetooth, apenas a enchente consegue emitir alarme com o
smartphone. O ideal é trocar futuramente o bluetooth por rede sem fio de internet ou
comunicação via satélite, com melhorias no aplicativo para abranger o outro sistema,
que é contra deslizamento e conseguir avisar o máximo de usuários de forma
simultânea.
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REFERÊNCIAS
ESTADÃO. IBGE mostra desastres naturais no País de 2008 a 2013. (2015).
Disponível
em:
<http://www.estadao.com.br/noticias/geral,ibge-mostra-desastresnaturais-no-pais-de-2008-a-2013,1160592.html>. Acesso em: 16/10/2015.
BRASIL ESCOLA. O problema das enchentes. (2015). Disponível
<http://www.brasilescola.com/geografia/enchentes.htm>. Acesso em: 20/08/2015.
em:
FILIPEFLOP. Sensor de umidade e temperatura DHT11. (2015). Disponível em:
<http://www.filipeflop.com/pd-6b8f7-sensor-de-umidade-e-temperatura-dht11.html>. D
Acesso em: 23/09/2015.
UOL. IBGE faz retrato de deslizamentos e alagamentos no país. (2014). Disponível
em: <http://noticias.uol.com.br/infograficos/2014/04/30/pesquisa-do-ibge-faz-retratodos-deslizamentos-e-alagamentos-em-5570-municipios-do-pais.htm>.
Acesso em:
19/08/2015.
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SISTEMA COMPUTACIONAL DE POSICIONAMENTO DE
LUNETA PARA VISUALIZAÇÃO DE CORPOS CELESTES
Eric José da Silva
Leandro Fernandes Antonioli Vitalino
Marlon de Oliveira Zanardi
Edson Pedro Ferlin
RESUMO
O artigo descreve o projeto de um sistema de posicionamento de Luneta controlada por
um sistema computacional. O projeto é composto por uma luneta implementada com
lentes e canos de PVC. O objetivo do sistema é o posicionamento da luneta para
determinado corpo celeste utilizando-se para controle um smartphone.
Palavras-chave: Luneta. Telescópio. Ótica.
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1 INTRODUÇÃO
A luneta surgiu com a curiosidade dos cientistas em observar o céu, já no
século XVI (MUNDO DA EDUCAÇÃO, 2015), muitos já faziam observações
astronômicas a olho nu. Contudo, sentiam falta de detalhes, queriam poder chegar mais
“perto” do objeto que estavam observando, então no início do século XVII Hans
Lippershey, inventou a primeira luneta.
A luneta é um instrumento óptico, utiliza ainda hoje uma lente côncava e outra
convexa, a qual na época recebeu o nome de refrator.
Em 1609, surgiu o instrumento que revolucionou toda a astronomia, a luneta de
Galileu Galilei. A luneta tem como principal objetivo ser um instrumento de
aproximação, um conceito parecido com o do zoom de uma câmera fotográfica, ela é
constituída por duas lentes dispostas coaxialmente, uma objetiva e a outra ocular. A
objetiva tem a distância focal da ordem de metros, e a ocular em centímetros.
Funcionando como um ampliador, a luneta aproxima o objeto, porém com a
imagem invertida, entrando em um conceito de imagem real e de imagem virtual.
Já o primeiro telescópio refletor surgiu por volta de 1680, sendo Isaac Newton
seu inventor, ele teve a ideia de desenvolver um com o objetivo de resolver os
problemas das aberrações cromáticas dos refratores de sua época.
Um telescópio tem um conceito e uma estrutura totalmente diferente de uma
luneta, no lugar de uma lente para captar a luz, usa-se um espelho de metal curvo, o
espelho primário, esse espelho capta a luz e é refletida diretamente para o foco.
Na parte do espelho côncavo produz de um objeto distante, uma imagem
situada em seu foco.
2 METODOLOGIA
Com base em pesquisas bibliográficas pode-se desenvolver um conhecimento
teórico, sobre a Luneta e o Telescópio (GRALTEC, 2015; AZIMUTE, 2015).
Como pode-se observar ao longo dos anos a tecnologia evoluiu muito,
aprimorando cada vez mais a qualidade de imagem, e a distância em que se pode ver o
corpo celeste.
O trabalho utiliza como base as pesquisas históricas que, segundo Kerlinger
(1980, 321), “É o tipo de pesquisa que investiga eventos que já tenham ocorrido,
utilizando métodos descritivos e analíticos”.
As pesquisas bibliográficas foram utilizadas para o embasamento do projeto
tanto prático quanto teórico a fim de assegurar a segurança do trabalho.
A pesquisa teórica segundo Demo (2000, p. 20), “Dedica a reconstruir teoria,
conceitos, ideias, ideologias, polêmicas, tendo em vista, em termos imediatos, aprimorar
fundamentos teóricos”.
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3 FUNDAMENTAÇÃO
A seguir serão detalhados alguns elementos do projeto, como as lentes,
estrutura, componentes eletrônicos, etc.
3.1 LENTES
O layout da luneta segue a ilustração da Figura 1.
Figura1- Luneta e suas características.
Fonte: http://astronomia.forumeiros.com
É graças a lentes que se pode ver com mais detalhes os astros, sendo que existem
duas lentes dentro do protótipo, uma ocular outra objetiva. A lente objetiva, apenas
forma a real imagem do objeto a ser visto. Já a lente ocular é quem faz a ampliação da
imagem que se vê e também serve como lente de aumento, e é por causa dessa lente que
se vê a imagem invertida.
3.2 MOTORES
Na automação do protótipo foi utilizado dois micromotores de corrente continua e
que são utilizados para movimentar a luneta na posição vertical e horizontal.
3.3 ESTRUTURA DA LUNETA
A estrutura da luneta foi desenvolvida utilizando-se canos de PVC, sendo um
material barato e eficiente pra desenvolver o protótipo.
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3.4 DIAGRAMA EM BLOCO DO SISTEMA ELETRÔNICO
Na Figura 2 tem-se o diagrama em bloco do sistema computacional que
controla a luneta.
O sistema é composto por um kit arduíno para controle dos motores da luneta,
um computador para processar os dados da webcam e o smartphone para controlar o
posicionamento da luneta.
Figura 2 – Diagrama em Bloco do Sistema.
3.5 FUNCIONAMENTO
Na Figura 3 tem-se o fluxograma básico de funcionamento do sistema de
posicionamento da luneta.
Figura 3 – Fluxograma básico de funcionamento do sistema de posicionamento da luneta.
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4 IMPLEMENTAÇÃO
O cano de PVC (policloreto de polivinila) foi utilizado para fazer o corpo da
estrutura da luneta.
Alguns dos materiais comprados não foram utilizados, como exemplo, as três
mãos francesas que seriam utilizadas para fazer a base do tripé, e que foi substituído
pelo pé de um ventilador.
A conexão do motor vertical foi feita com madeira, com um paquímetro, foi
medido o eixo do motor e feito da mesma medida um “buraco” na madeira, encaixando
a madeira.
Os motores utilizados colocados em posições estratégicas para o melhor
desempenho da luneta.
A webcam foi colocada em cima da luneta para que ela possa apontar para o
mesmo lugar onde a luneta aponta, e captar a imagem a ser vista para fazer o
reconhecimento do astro.
Na Figura 4 pode-se observar a imagem do protótipo da luneta.
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Figura 4 – Imagem do protótipo.
5 RESULTADOS
O resultado obtido com bússola foram os esperados, com ela conseguiu-se
fazer com que a luneta “soubesse” se posicionar.
Os motores suportaram bem o peso da estrutura, e funcionaram de maneira
razoável. Contudo, o ideal seria que o motor do eixo vertical fosse mais fraco, para isso
pode-se melhor trabalhar essa questão.
O aplicativo no smartphone é simples, de fácil entendimento, e totalmente
funcional.
O tempo de resposta do sistema em relação ao apertar de um botão da tela do
smartphone é muito bom.
A webcam é essencial para fazer o acompanhamento dos astros, e com ela foi
possível captar a imagem.
Nos primeiros estudos decidiu-se que o protótipo receberia um comando do
smartphone, por exemplo “Lua”, e a luneta se encarregaria de se posicionar sozinha até
a localização Lua no céu.
Contudo, após pesquisas e de discussões decidiu-se que o aplicativo no
smartphone teria os comandos básicos de subir, descer, direita e esquerda. Além disso,
também haveriam dois botões um de travar, ou seja, a luneta fica fixa, mesmo que
alguém troque ela de lugar ela vai voltar onde estava e o botão de destravar, para que a
luneta pare de seguir tais coordenadas.
O protótipo inicial construído em cano PVC atendeu a necessidade, mas
identificou-se que com o uso prolongado poderia ocorrer avarias, pois o material
utilizado na estrutura é frágil e não suporta o desgaste afrouxando possivelmente as
peças.
Uma das maiores dificuldades apontadas pela equipe foi o reconhecimento de
imagem, um dos fatores determinantes disto foi por causa da baixa qualidade de
imagem oferecida pela câmera.
A localização de um astro no espaço não foi uma grande dificuldade, mas
acompanhar este astro por conta da rotação da Terra foi algo extremamente complexo,
envolvendo o horário e cálculos, os motores neste quesito são essenciais e para que a
experiência fosse melhor era preciso que os motores fossem motores de passo.
REFERÊNCIAS
AZIMUTE, 2015. Disponível em: <www.significados.com.br/azimute>. Acesso em: 08
de Outubro de 2015.
DEMO, Pedro. Metodologia do conhecimento científico. São Paulo: Atlas, 2000.
GRALTEC. Azimute e rumo (2015). Disponível em: <graltec.com/blog/qual-adiferenca-entre-rumo-e-azimute/>. Acesso em: 08 de Outubro de 2015.
KERLINGER, F. N. Metodologia da pesquisa em ciências sociais. São Paulo: E.P.U.
1980.
MUNDO DA EDUCAÇÃO. Lunetas e telescópios (2015). Disponível em:
<http://www.mundoeducacao.com/fisica/lunetas-telescopios.htm>. Acesso em: 01 de
Outubro de 2015.
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EMPREGO DE PRODUTO VERNIZ RETARDANTE DE CHAMA:
UMA SOLUÇÃO EFICAZ
Alessandra Regina Urbano Passos
Jackson Freitas
Roselito Boeira Marca
Ana Marise Auer
RESUMO
Este artigo tem como objetivo principal a demonstração através de um experimento da
eficácia do verniz retardante de chamas, que possui aspectos e características inovadoras
e mais completas que atenda as exigências das normatizações brasileiras. O presente
trabalho parte de uma revisão bibliográfica das normas técnicas brasileiras, de uma
norma alemã, e de um experimento, a partir dos quais é verificado se o produto verniz
retardante de chamas atende às exigências. Conclui-se que o presente trabalho cumpre a
ideia proposta e sugere novas linhas de pesquisas.
Palavras-chave: Verniz. Retardante. Chamas. Normas.
21
1 INTRODUÇÃO
De acordo com Maia e Bianchi (2007), as substâncias químicas exercem a cada
ano uma maior influência no mercado da construção civil, substituindo as práticas
antigas pelas mais modernas e agilizando como um todo o processo construtivo. Este
segmento tem sido cada vez mais importante na construção civil, especialmente porque
as novas tecnologias construtivas exigem produtos específicos e em conformidade com
as normas estabelecidas. Mesmo as soluções mais simples que chegam ao mercado têm
sua origem nos segmentos de químicos.
Esses agentes químicos estão presentes não só na formulação de matériasprimas utilizadas em produtos dirigidos à construção civil, mas também em produtos
prontos que, adicionados a outros itens, melhoram seu desempenho. Exemplo disso os
aditivos químicos elaborados a partir de resinas naturais que, adicionados ao concreto e
às argamassas de cimento e areia, conferem excelentes características de plasticidade,
trabalhabilidade e outras propriedades, reduzindo a formação de trincas por retração e
aumento da resistência, uma vez que reduzem a quantidade de água a ser utilizada.
Assim como esse, vários outros produtos químicos servem para proteção e podem
melhorar o desempenho em todo o processo construtivo.
No entanto, além desses, existe um aspecto de extrema importância e que vem
sendo cada vez mais valorizado no Brasil. Na área de segurança, os retardantes de
chama conseguem retardar a ignição, diminuir a velocidade de queima e até a emissão
de fumaça de um incêndio, com o objetivo maior de salvar vidas.
Dessa forma, depois de tragédias como a da Boate Kiss, em Santa Maria (RS),
que teve como resultado de um incêndio mais de 250 mortes, em sua maioria jovens, o
segmento de aditivos retardantes de chamas vem sendo repensado e, assim, ganhando
espaço no Brasil pela importância de se evitar acidentes e garantir a segurança de todos.
Atualmente, existem várias classes e famílias de retardantes de chamas, que dependendo
do local onde são aplicados, podem agir como aditivo antichama ou obter uma
propagação lenta do fogo. Esses aditivos podem fazer com que o chamado ‘flashover’
(ignição súbita generalizada - incêndios que se desenvolvem de forma rápida), que
ocorre de 2 a 3 minutos após o início do incêndio, retarde esse tempo para 20 a 25
minutos; sendo assim, os produtos tratados com retardantes de chamas proporcionam
aproximadamente 10 vezes mais tempo de escape para uma pessoa evacuar ou
desocupar o local em que está ocorrendo o incêndio, aumentando as possibilidades de
resgate.
O fogo é uma ação que transforma quimicamente materiais combustíveis e
inflamáveis, que quando no estado líquido ou sólido sofrerão primeiramente
a transformação para o estado gasoso, a partir daí quando combinado com o
comburente e ativados por uma fonte de calor, iniciam uma reação em cadeia
gerando mais calor. (CAMILLO JR., 2008, p. 287).
Baseado no autor acima citado, o fogo é a principal fonte de danos em
propriedades domésticas, comerciais e industriais, perdas de vida e despesas públicas.
Os avanços da tecnologia resultaram num acréscimo da utilização de polímeros
sintéticos em diversos produtos, equipamentos eletrônicos, materiais de construção,
produtos domésticos e industriais, que contribuíram para o aumento do risco de
incêndio. A necessidade de proteger os materiais contra fogo levou ao desenvolvimento
de produtos químicos, como os retardantes de chama com a finalidade de evitar ou
retardar a propagação de incêndios. Os retardantes de chama foram desenvolvidos para
22
atuarem sobre uma determinada etapa do processo de combustão. Dependendo do seu
modo de ação, os retardantes de chama podem atuar física ou quimicamente, quer na
fase sólida, líquida ou gasosa.
1.1 METODOLOGIA
Este artigo quanto a sua finalidade caracteriza-se como pesquisa aplicada, com
o objetivo de gerar conhecimento para aplicação prática, na área de segurança e
prevenção a incêndios domésticos, industriais e comerciais.
Quanto aos objetivos, este artigo caracteriza-se como, exploratório e descritivo,
pois através de coleta de dados e estudos, visa proporcionar maior conhecimento sobre o
tema aditivos retardante de chamas.
Quanto aos procedimentos, caracteriza-se como, documental e experimental,
pois a partir de referências como, especificações e normatização coletadas, esse artigo
procura apresentar de forma clara estas normas e procedimentos definidos, para eficácia
do verniz retardante de chamas.
Quanto a natureza, caracteriza-se como qualitativa e quantitativa, pois o artigo
tem a finalidade de chegar a uma quantificação dos resultados e procedimentos aqui
apresentados, permitindo fazer inferências estatísticas, que confirmararão ou refutarão
os dados apresentados.
1.2 JUSTIFICATIVA E MOTIVAÇÃO PARA A PESQUISA
A justificativa para a realização do presente trabalho originou-se quando da
utilização do verniz retardante de chamas fornecido pela empresa alemã Klump
Coatings e estabelecido pela norma alemã Deutsche Institut Fur Normung - DIN
4102:1998-05, que trata da classificação da resistência de matérias de construção quanto
à combustibilidade. Constatou-se que a norma alemã não é citada na Norma de
Procedimento Técnico - NPT 010/2014: Controle de Materiais de Acabamento e de
Revestimento – CMAR, do Corpo de Bombeiros da Polícia Militar do Paraná.
Portanto, estabeleceu-se a necessidade de pesquisa bibliográfica para
demonstrar que a norma alemã DIN 4102:1998-05 satisfaz os critérios da Norma de
Procedimento Técnico - NPT 010/2014.
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo geral
Comparar as normas e constatar que o produto verniz retardante de chamas
apresentado e estabelecido pelos critérios da norma alemã Deutsche Institut Fur
Normung - DIN 4102-1:1998-05, que trata da classificação e resistência quanto a
combustibilidade de materiais de construção, satisfazem os critérios e normas da Norma
de Procedimento Técnico - NPT 010/2014, quanto à proteção dos elementos de
acabamentos e revestimentos.
23
1.3.2 Objetivos específicos
 Realizar pesquisa bibliográfica da norma Alemã, DIN 4102-1:1998-05.
 Realizar pesquisa bibliográfica da Norma de Procedimento Técnico - NPT
010/2014: Controle de Materiais de Acabamento e de Revestimento – CMAR do
Corpo de Bombeiros da Polícia Militar do Paraná.
 Realizar pesquisa bibliográfica dos aditivos retardantes de chamas e suas reações
físico-químicas.
 Pesquisar quais os fatores que reduzem a propagação das chamas e emissão de
fumaça, retardando o tempo do princípio de incêndio.
 Realizar estudo no acompanhamento da aplicação do produto verniz retardante de
chama nos revestimentos em MDF de parede.
 Realizar experimento objetivando a eficácia do produto verniz retardante de
chama aplicado ao revestimento em MDF para parede, através de teste com fogo
em duas amostras, sendo uma sem o tratamento e outra com o tratamento de
verniz retardante de chama.
2 PRODUTO VERNIZ RETARDANTE DE CHAMA
2.1 ESPECIFICAÇÃO E
RETARDANTE DE CHAMA
NORMATIZAÇÃO
DO
PRODUTO
VERNIZ
Os produtos das indústrias de materiais de recobrimento superficial são
indispensáveis para a preservação de todos os tipos de estruturas arquitetônicas,
principalmente sendo estes em madeira e seus derivados que sofrem com a ação do
tempo. Além do efeito protetor, os vernizes tornam mais atraentes os artigos
manufaturados e realçam seu aspecto estético.
O Verniz é uma composição viscosa e sem pigmento que fornece uma camada
brilhante e transparente com a função de impermeabilizar e proteger a superfície na qual
é aplicada. Também é para realçar a cor natural dos materiais e dar a sensação de
profundidade. É amplamente utilizado no interior de construções (portas, móveis,
forros, pisos e paredes) e em itens de artesanato (molduras, instrumentos musicais, itens
decorativos). Existem diferentes tipos de vernizes no mercado, alguns possuem aditivos
contra fungos, cupins e outros agentes biológicos, outros têm na sua composição filtro
solar (indicados para uso externo), outros possuem aditivos retardantes de chamas, que
como o próprio nome diz, atrasam a formação das chamas, podendo assim evitar
incêndios de grandes proporções (SHREVE, 2008).
Diversos produtos que permeiam o cotidiano das pessoas possuem aditivos
retardantes de chamas, sendo esta uma formula de proteger e garantir a
segurança, pois atuam na diminuição da propagação do fogo em casos de
incêndio, evitando mortes e perda de propriedades. (DAWSON e LANDRY,
2007, p. 73).
Este trabalho que trata sobre o produto verniz retardante de chama é fornecido
e fabricado pela empresa alemã Klump Coatgins, sendo composto por Selador e
Revestimento.
24
O Revestimento que é o responsável pelas propriedades retardantes de chamas
resultantes do processo de aplicação que caracteriza o produto final, possibilitando o
estudo quanto à sua classificação de inflamabilidade depois de aplicado aos
revestimentos constituídos em MDF, é o MIRAPHEN UV-TOP COAT:
REVESTIMENTO UV MIRAPHEN, produto classificado como B1 pela DIN 4102. O
fabricante recomenda gramatura de aplicação de 6 a 8 g/m², isso resultará na camada
protetora do revestimento que resistirá as chamas.
Antes da aplicação do REVESTIMENTO UV MIRAPHEN, aplica-se o UVSEALER SIS: SELADOR UV MIRAPHEN, tendo por função ser base para preparo de
superfície que receberá o verniz retardante de chama, sendo este com recomendações
técnicas de aplicação de gramatura de 30g/m².
O estudo do verniz retardante de chama aplicado a materiais de acabamento e
revestimentos nas edificações, terá como fundamentação as normatizações que
competem ao produto verniz retardante de chamas e quanto à classificação do material
com a aplicação do verniz retardante de chamas.
Sendo as seguintes normatizações:
 Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT – Norma Brasileira – NBR 9442/1986: Determinação da propagação superficial da chama pelo método do
painel de ensaio.
 Norma de Procedimento Técnico - NPT 010/2014: Controle de Materiais de
Acabamento e de Revestimento - CMAR. Corpo de Bombeiros da Polícia Militar
do Paraná.
 Norma alemã que classifica material quanto à inflamabilidade. Deustsches Institut
Fur Normung - DIN 4102:1998-05.
 Norma Americana que classifica material quanto ao índice de Densidade Óptica
(Dm), American Society for Testing and Materials – ASTM E 662.
2.2 MÉTODOS DE AÇÃO DOS RETARDANTES DE CHAMA
De acordo com sua natureza química, os retardantes de chama, podem atuar
por ação química, física ou por ambos os métodos, quer na fase sólida, líquida ou
gasosa. O processo de combustão pode ser inibido por ação física, nomeadamente por
resfriamento, por formação de uma camada protetora e por diluição.
Substâncias retardantes de chama possuem diferentes formas de reação, sendo:
por ação química, onde a reação é limitadora da propagação de chamas, ou por ação
física, resfriamento, produzindo gases incombustíveis que reduzem o O2 necessário
formando uma camada carbonizada protetora, inibindo a combustão.
No processo por resfriamento, o retardante de chama resfria o polímero a
temperaturas abaixo das que são necessárias para que ocorra a pirólise. Um exemplo é o
Hidróxido de Magnésio (MgO2H2) e Alumina tri-hidratada Al (OH)3 ou trihidróxido
de alumínio (dissolução da bauxita em soda cáustica e recristalização da gipsita pelo
processo Bayer), que tem como características cor branca, textura fina e homogênea
(não é tóxica e quimicamente é inerte). Além de retardar chamas também é um
supressor de fumaça e possui uma baixa abrasividade devido a dureza Mohs ser baixa
(aproximadamente 3) (GALLO e AGNELLI, 1998; LAVCHIK, 2007).
25
Figura 1: Representação das ligações químicas da alumina tri-hidratada e do hidróxido de
magnésio.
Fonte: Autor (2015).
A principal razão para a propriedade retardante de chamas é a ação em
diminuir a temperatura. Isso ocorre porque a decomposição do hidróxido de alumínio Al
(OH)3 em alumina, é uma reação endotérmica que libera água, que acontece
aproximadamente entre 220 C a 600 C, no caso do hidróxido de magnésio acima de 330
C˚ até ficar totalmente desidratada.
26
Figura 2: Peça aditivada com alumina tri-hidratada.
Segundo Gallo e Agnelli (1998) no processo de formação de uma camada
protetora ocorre o isolamento da fase condensada do polímero combustível da fase
gasosa, por uma camada sólida ou gasosa protetora, sendo interrompido o processo de
retroalimentação térmica. Esta camada protetora também inibe as reações de combustão,
pois impede a transferência de gases combustíveis para a fase de queima gasosa. Para
isto, pode ser usado compostos halógenos que cumprem está função como o Trióxido de
antimônio, sendo um importante componente de aditivos antichama em compostos
halogenados. Porém, só são eficientes sozinhos em teores muito elevados (altos custos),
a atuação sinérgica com os compostos de bromo tem se mostrado de grande eficácia. O
uso de trióxido de antimônio e compostos de bromo forma tribrometo de antimônio que,
durante a combustão é decomposto em oxibrometo de antimônio (SbOBr) e ácido
bromídrico, usado geralmente de 4% a 12% junto a resina.
Ainda seguindo a ideia dos autores (GALLO e AGNELLI, 1998) no processo
por diluição são adicionados aditivos que quando decompostos liberam gases inertes
que diluem os combustíveis nas fases sólida e gasosa, de modo a que a temperatura de
ignição seja mais elevada. Para isso, temos Cianurato de melamina, um retardante de
chama não halogenado com boa estabilidade térmica. Quando exposta ao fogo, faz com
que a poliamida tenha um gotejamento não inflamável, enquanto decompõe-se
endotérmicamente produzindo gazes não combustíveis na fase vaporosa, podendo ser
obtida com 10 a 15% de cianurato de melamina em compostos não carregados.
27
Figura 3: Peça aditivada com compostos halogenos.
Conforme descreve Mila (2014) a ação química intervém nas reações de fase
gasosa e sólida, no processo de combustão. Nas reações de fase gasosa, os retardantes
de chama atuarão sobre os radicais livres produzidos na pirólise e interrompem os
fenômenos exotérmicos na etapa da combustão. Nas reações de fase sólida os
retardantes de chama podem atuar de duas formas: acelerar a fragmentação do polímero
promovendo um desvio de fluxo de fragmentos para o exterior, para isso temos o
Cianurato de melamina, um retardante de chama não halogenado com boa estabilidade
térmica. Quando exposta ao fogo, faz com que a poliamida tenha um gotejamento não
inflamável, enquanto decompõe-se endotérmicamente produzindo gazes não
combustíveis na fase vaporosa, que por conta da influência da chama e esta, por falta de
combustível é extinta, podendo ser obtida com 10 a 15% de cianureto de melamina em
compostos não carregados.
Ainda de acordo com o autor citado acima, outra forma de atuação dos
retardantes de chama consiste na formação de uma camada de carbono na superfície do
polímero que atuará como uma camada protetora.
Figura 4: Peça aditivada com compostos fosforados.
2.3 DEFINIÇÕES DE NORMA DE PROCEDIMENTO TÉCNICO NPT-010:
CONTROLE DE MATERIAIS DE ACABAMENTO E REVESTIMENTO - CMAR
A Norma de Procedimento Técnico - NPT010-2014 estabelece as condições a
serem atendidas pelos materiais de acabamento e revestimento empregados nas
edificações, para que, na ocorrência, restrinjam a propagação de fogo e o
desenvolvimento de fumaça, atendendo ao previsto no Código de Segurança Contra
Incêndio e Pânico das edificações e áreas de risco do Corpo de Bombeiros do Paraná.
Esta se aplica a todas as edificações e áreas de risco onde são exigidos controles de
matérias de acabamento e de revestimento conforme ocupações e usos constantes da
Tabela B.1.
Tabela 1 – Classe dos materiais a serem utilizados considerando o grupo/divisão da ocupação/uso em
função da finalidade do material.
PISO
GRUPO /
DIVISÃO
B, D, E, G,
H, I-1, J-1,
J-2
Classe I, IIA, III-A ou
IV-A
FINALIDADE DO MATERIAL
PAREDE E
TETO E FORRO
DIVISÓRIA
Classe I, II-A ou III-A
Classe I ou II-A
Fonte: NPT-010, 2014 - Tabela B.1 (Anexo B).
O Controle de Materiais de Acabamento e de Revestimento – CMAR,
empregado nas edificações destina-se a estabelecer padrões para o não surgimento de
condições propiciais do crescimento e da propagação de incêndios, bem como a geração
de fumaça.
A inflamabilidade do material é considerada pelo tempo de ignição ou a
quantidade mínima de calor impregnada para a ignição, essa propriedade também está
coligada à rapidez que o material pode atingir o ponto de ignição. (LEVCHIK, 2007).
A Norma de Procedimento Técnico (NPT-010) exige que todo material ou
conjunto de materiais empregados nas superfícies dos elementos construtivos das
edificações, tanto nos ambientes internos como nos externos, com finalidades de atribuir
28
características estéticas, de conforto, de durabilidade isolação térmica e/ou acústica, seja
aplicado método de ensaio utilizado para classificar materiais com relação ao seu
comportamento frente ao fogo (reação ao fogo), seguindo os padrões indicados na
Tabela A.2.
Tabela 2: Classificação das edificações e áreas de risco quanto a ocupação.
Método de Ensaio
NBR 9442
ASTM E 662
Interpretação
-
-
-
A
Ip ≤ 25
Dm ≤ 450
B
Ip ≤ 25
Dm > 450
Há eficácia do tratamento retardante,
desempenho
significativamente
melhor,
solução retardante eficiente.
A
25 < Ip ≤ 75
Dm ≤ 450
B
25 < Ip ≤ 75
Dm > 450
A
75 < Ip ≤ 150
Dm ≤ 450
B
75 < Ip ≤ 150
Dm > 450
A
150 < Ip ≤ 400
Dm ≤ 450
B
150 < Ip ≤ 400
Dm > 450
Ip > 400
-
Classe
I
II
III
IV
V
VI
Há baixa eficácia do tratamento retardante,
houve melhora pouco significativa.
Retardante não teve eficácia, a reação da fibra
natural é a mesma que sem tratamento
retardante.
Retardante prejudicou a reação da fibra
natural
na
propagação
de
chamas
comparativamente com seu estado sem
tratamento.
Retardante prejudicou de forma significativa a
fibra natural, tomando-o com maior
propagação de chamas comparativamente com
seu estado sem tratamento.
Fonte: NPT-010, 2014 - Tabela A.2 (Anexo A).
O resultado do teste da NBR 9442 gera resultados de classificação levando em
consideração o valor médio e limite do Índice de Propagação de chamas (Ip), que é o
resultado dos fatores de calor e propagação de chama. O resultado do teste da ASTM E
662 gera um índice de Densidade Óptica (Dm) que não deve ser superior ao limite
máximo das normativas do Corpo de Bombeiros, estabelecido em 450, conforme a
Tabela A.2.
2.4 CLASSIFICAÇÃO CONFORME DIN 4102-1:1998-05
A classe da maioria dos materiais de construção será determinada com base nos
testes de incêndio especificados nesta norma. Os materiais de construção devem ser
classificados de acordo com seu comportamento ao fogo, como mostrado no quadro
abaixo.
29
Tabela 4: Classificação de material.
Classe de
Material
Materiais
A
Concreto, paredes de tijolo, pisos de areia e seixo, cimentos,
argamassas, cerâmica, vidro, espuma de vidro, painéis de
gesso, ferro fundido, aço, alumínio.
Designação
Materiais não
combustíveis
(não inflamável)
A1
Fibra mineral, lã de vidro.
A2
Painéis de gesso acartonado, poliestireno de concreto, lã
mineral.
B
Combustíveis
Materiais combustíveis
(Inflamável)
B1
Madeira tratada com um retardador de fogo, espuma de
plástico rígido. Um incêndio deve extinguir-se quando a fonte
do fogo é removida.
Não é facilmente
inflamável
(retardador de chama)
B2
Peças e materiais de madeira com espessura > 2mm.
Peças e materiais de madeira com espessura < 2mm, papelão,
palha, papel.
Fonte: DIN 4102-1:1998-05 - Tabela 1.
B3
2.5 APLICAÇÃO
DO
VERNIZ
REVESTIMENTOS DE MDF
RETARDANTE
DE
Inflamável
(normalmente
inflamável)
Facilmente inflamável
(altamente inflamável)
CHAMA
NOS
O processo utilizado para a aplicação do verniz retardante de chama aos
revestimentos constituídos por MDF, foi através de aplicação mecânica executada por
intermédio de uma máquina de linha na empresa Novo Piso - Pisos e Revestimentos.
O processo divide-se em três módulos em série, sendo estes: lixamento, pintura
e secagem instantânea através de túnel ultravioleta - UV. As aplicações dos líquidos
consumíveis são por meio de cortina, e a secagem pelas lâmpadas cilíndricas de
ultravioleta. A regulagem e calibração dos equipamentos são de extrema importância,
pois os produtos a serem aplicados devem seguir as especificações do fabricante quanto
a sua gramatura de aplicabilidade aos revestimentos, pois estes influenciam na película
protetora que é formada, sendo esta a responsável pelo retardamento das chamas, e
posteriormente por sua classificação.
I. A preparação ou lixamento da superfície é realizada com dois objetivos. O primeiro
consiste em remover da superfície materiais que possam impedir o contato do verniz
com o mesmo. O segundo relaciona-se a necessidade de criar um adequado perfil de
rugosidade capaz de permitir a ancoragem mecânica ao substrato.
II. A aplicação do Selador UV MIRAPHEN – UV PRIMER foi conforme especificação
de fabricante e constatou-se gramatura média aplicada de 12,61 g/m² em um
intervalo de duas horas, sendo a gramatura especifica por fabricante de 10 m/g² a
30m/g².
III. A aplicação do REVESTIMENTO UV MIRAPHEN – UV TOP COAT ocorreu
conforme recomendações de fabricante, constatado gramatura média de 6,17m/g² em
um intervalo de duas horas.
Para se testar a qualidade final do produto acabado, utilizou-se de
procedimento o teste de aderência simplificada, avaliando apenas desplacamento de
película formada. O produto final não terá como destino ser instalado como piso, que
30
possui uma norma especifica que os testes de aderência devem atender quanto à
aplicação de tintas e vernizes em madeira.
Sendo assim, avaliou-se como positivamente a aplicação dos produtos durante
acompanhamento dos mesmos, e constatou-se que todos os processos fabris utilizados
atenderam as especificações do fabricante para que os produtos possam propiciar o
melhor resultado.
2.6 TESTE DE FOGO
O teste a ser realizado não seguirá qualquer procedimento estabelecido por
normatizações, portanto caracterizando-se como experimento.
Consistiu em submeter duas amostras ou corpo de provas à chama emitida de
um maçarico utilizado na soldagem de conexões de gás, e verificar as características das
amostras após o teste.
Foram submetidas a este teste, duas amostras de revestimento em MDF para
parede, sendo uma sem proteção e outra com proteção do produto verniz retardante de
chama.
Nesse teste, o tempo em que as peças começam a se inflamar, não serão
considerados, pois este tipo de maçarico produz uma chama, conforme especificado
pelo fabricante, de aproximadamente 1050°C.
A distância da amostra até a chama é de aproximadamente 25cm.
31
2.6.1 Equipamentos e materiais utilizados
Foi utilizado um maçarico convencional – Fabricante Jackwal – Modelo
002.394 (figura 5), um recipiente de GLP (P-13) e um isqueiro.
Amostra de revestimento para parede com dimensões de 17 cm de largura, 34
cm de comprimento e 1,5 cm de espessura, sem proteção de produto verniz retardante
de chamas, identificada com uma tarja vermelha (figura 6).
Amostra de revestimento para parede com dimensões de 17 cm de largura, 34
cm de comprimento e 1,5 cm de espessura, com proteção de produto verniz retardante
de chamas (figura 6).
Figura 5: Maçarico convencional.
Figura 6: Amostras testadas.
2.6.2 Teste da amostra sem tratamento retardante de chamas
Começando o teste de fogo podemos observar o início do processo de pirólise,
ou seja, com o aquecimento do combustível sólido, este começa a desprender vapores
que se inflamam queimando e carbonizando o material (figura 7). Prosseguindo,
observamos que enquanto existe uma fonte de ignição o material continua se
inflamando (figura 8), e quando esta fonte cessa o material ainda se inflama (figura 9).
Quando os vapores liberados pela pirólise são insuficientes para a combustão, a chama
cessa e observamos o estado da amostra que apresentou um desplacamento superficial
(figura 10).
32
Figura 7: Início de pirólise.
Figura 8: Início de inflamabilidade.
Figura 9: Sem fonte de ignição.
Figura 10: Desplacamento superficial.
2.6.3 Teste da amostra com tratamento retardante de chamas
Começando o teste de fogo podemos observar o início do processo de pirólise
sobre o retardante de chamas, ou seja, com o aquecimento do combustível sólido, este
começa a desprender vapores que se inflamam queimando e carbonizando o material
(figura 11). Prosseguindo, observamos que enquanto existe uma fonte de ignição, o
retardante continua se inflamando, mas protegendo o substrato (figura 12), e quando
esta fonte cessa o material não se inflama (figura 13), pois os vapores liberados pela
pirólise são insuficientes para a combustão. Após a chama cessar observamos o estado
da amostra que apresentou a formação de bolhas carbonizadas (figura 14).
Figura 11: Início de pirólise.
Figura 12: Início de inflamabilidade.
33
Figura 13: Sem fonte de ignição.
Figura 14: Formação de bolhas.
No presente estudo podemos comprovar através da revisão bibliográfica das
Normas e das certificações emitidas e disponíveis no site do fabricante do verniz
retardante de chamas, que este é classificado pela norma alemã DIN 4102-1:1998-05,
como sendo classe B1.
Apesar da não citação da norma alemã DIN 4102-2:1998-05 na Norma de
Procedimento Técnico (NPT-010) do Corpo de Bombeiros da Polícia do Paraná, sendo
que este estabelece as condições a serem atendidas pelos materiais de acabamento e
revestimento empregados nas edificações, para que, na ocorrência, restrinjam a
propagação de fogo e o desenvolvimento de fumaça, podemos afirmar através dos dados
apresentados e comparados nas tabelas abaixo que a classificação dada pela norma
alemã se enquadra na classe II-A na NPT-010. Sendo assim, em conformidade com a
Norma de Procedimento Técnico.
Tabela 5: Classificação dos materiais/revestimentos.
Método de ensaio
NBR 9442
ASTM E 662
Interpretação
A
Ip ≤ 25
Dm ≤ 450
B
Ip ≤ 25
DM > 450
Há eficácia do tratamento retardante de
chama, desempenho significativamente
melhor, solução retardante eficiente.
Classe
II
Fonte: NPT-010. 2014 – Tabelas A.2 (Anexo A).
Tabela 6: Classe de Material.
Classe de Material
Materiais
Madeira tratada, com um retardo de fogo, espuma
B1
de plástico rígido. Um incêndio deve extinguir-se
quando a fonte de fogo é removida.
Fonte: DIN 4102-1:1998-05 – Tabela 1.
Designação
Não é facilmente
inflamável (retardador
de chama)
Após o teste de fogo, também podemos concluir que o produto verniz
retardante de chama atingiu seu objetivo de proteção do substrato aplicado aos
revestimentos constituídos em MDF para parede, formando uma camada de bolhas
carbonizadas com espessura de aproximadamente 3 mm que protegeram o material,
(figura 15). Fazendo a raspagem do material carbonizado, observamos que o produto
retardante de chamas cumpriu o seu objetivo de proteger o substrato (figura 16).
Figura 15: Espessura das bolhas.
Figura16: Proteção do substrato.
34
REFERÊNCIAS
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS - ASTM E 662 - Norma
Americana que classifica material quanto ao índice de Densidade Óptica (Dm),
específica de fumaça gerada por materiais sólidos.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT – Norma Brasileira
– NBR - 9442/1986: Determinação da propagação superficial da chama pelo método do
painel de ensaio.
MILA, M. Aditivos retardantes de chamas garantia de segurança para salvar vidas. In:
Revista Construchemical - Multimedia, Inc. (USA) - 7061 Grand National Drive. 2014.
Disponível em: <http://www.construchemical.com/edicao/14/ files/assets/common/
downloads/publication.pdf>. Acesso em: 12 de outubro de 2015.
CAMILLO JR., A. B. Manual de Prevenção e Combate a Incêndio. 10 ed. São Paulo:
SENAC. 2008.
DAWSON e LANDRY. Electrial & Eletronic Equipament: Flame Retardante de
Chama 2007, p.73-78.
DEUTSCHES INSTITUT FUR NORMUNG - DIN 4102:1998-05 - Norma alemã que
classifica material quanto à inflamabilidade.
GALLO e AGNELLI. 1998. Aspectos de Comportamento de Polímeros em
Condições de Incêndio. Polímeros: Ciência e Tecnologia. 1998, p.23-38
LEVCHIK; SERGEIi V. Introdução a Flamabilidade. 2007.
MAIA, D.J.; BIANCHI, J. C. A. Química Geral: Fundamentos. São Paulo: Pearson
Prentice Hall, 2007. Cap. 5, p. 117 – 147.
NORMA DE PROCEDIMENTO TÉCNICO - NPT 010/2014: Controle de Materiais de
Acabamento e de Revestimento - CMAR. Corpo de Bombeiros da Polícia Militar do
Paraná.
RAW MATERIAL. Produtos. Disponível em: <http://www.rawmaterial.com.br/
2013/03/alumina-hidratada>. Acesso em: 02 de outubro de 2015.
RETARDANTES DE CHAMA BROMADOS: Éteres difenílicos polibromados
(PBDEs). Disponível em: <http://www.actafarmaceuticaportuguesa.com>. Acesso em:
20 de setembro de 2015.
SHREVE, R. N.; BRINK, J. A. Indústrias de Processos Químicos. Guanabara: LTC, 4
ed., p. 717, 2008.
35
DESENVOLVIMENTO E IMPLANTAÇÃO DE UMA PLANILHA
ELETRÔNICA PARA GESTÃO E CONTROLE DE MANUTENÇÃO
EM MÁQUINAS INDUSTRIAIS
Antonio Carlos Staianov
Perácio Batista Haviaras
Renato Wolanski
Ana Marise Auer
RESUMO
A proposta do presente artigo é o desenvolvimento e implantação de uma planilha
eletrônica para auxilio e controle da manutenção em máquinas industriais em uma
empresa de médio porte, especializada em embalagens longa vida. Por meio de um
levantamento dados e verificação dos resultados apresentados pelo setor analisado,
surgiu a necessidade do tema proposto. A metodologia aplicada foi bibliográfica,
exploratória e estudo de caso, fundamentado por um conteúdo teórico centrado na
função da manutenção. Neste artigo é possível entender os tipos de manutenção e a
maneira como foram traduzidas as informações em dados aplicados no desenvolvimento
do trabalho. Com a intenção de se obter a melhoria no setor e atingir o objetivo proposto
com o menor custo possível, a planilha foi desenvolvida usando os recursos do
Microsoft Excel. Nas considerações é possível notar o ganho na aplicação da planilha,
principalmente no que diz respeito ao tempo, que interfere diretamente na
competitividade da empresa.
Palavras-chave: Manutenção. Gestão. Ferramentas da qualidade.
36
1 INTRODUÇÃO
No intuito de aumentar a produtividade, vida útil e reduzir tempo de
manutenção, as empresas dos mais variados ramos industriais buscam otimizar o
desempenho de suas máquinas e componentes auxiliares, como centrais de lubrificação,
motores e bombas.
No ambiente produtivo a lubrificação surge como um dos fatores eficazes para
que metas e objetivos estabelecidos por gestores de manutenção e linhas de produção
sejam alcançados, bem como todos os elementos que possam compor qualquer
equipamento.
O crescente espírito competitivo que se exige nos dias atuais torna cada detalhe
de um planejamento o diferencial entre o sucesso e o fracasso. A prática da lubrificação
somada a uma correta gestão, vem minimizar problemas recorrentes de manutenção
industrial.
A existência de um programa racional de lubrificação e sua implementação
influem diretamente nos custos industriais pela redução do número de paradas para
manutenção, diminuição das despesas com peças de reposição, com lubrificantes e pelo
aumento da produção, além de melhorar as condições de segurança do próprio serviço
de lubrificação (ARAUJO, 2009).
A afirmação anterior está correta, pois o desafio não está em somente produzir
para atender as metas da empresa e a demanda exigida pelo mercado, mas sim produzir
mais com o menor custo possível.
Os recursos de fabricação do ambiente de produção têm alto valor agregado em
maquinários, e neste contexto a manutenção, mais especificamente a lubrificação dessas
maquinas tem importância fundamental para diminuição dos custos em avarias,
diminuição de produção com paragens de máquinas e aumento da vida útil de
componentes como engrenagens, mancais e guias.
A garantia da disponibilidade dos equipamentos e maquinários está
diretamente ligada a uma boa gestão de manutenção. Nesse quesito surgem diversos
fatores que podem auxiliar os gestores nas análises do ambiente, planejamentos,
implantação e controle.
De forma prática, o presente trabalho tem como objetivo principal desenvolver
uma solução de baixo custo para gestão e controle na manutenção de máquinas
industriais.
O acompanhamento das atividades de manutenções auxilia na redução de
custos e maximização da produção, visando minimizar as avarias dos equipamentos e
maquinários, tornando-se essencial para o resultado positivo da empresa e
prolongamento da vida útil de peças e maquinários.
O presente artigo valeu-se de uma necessidade e de um trabalho realizado em
uma empresa de médio porte especializada na fabricação de embalagens longa vida, e
visa responder a seguinte pergunta, é possivel facilitar a coleta de dados da manutenção
sem um ERP?
A relevância deste artigo justifica-se pela contribuição com os gestores e
responsáveis da área de manutenção industrial na elaboração e gerenciamento de um
plano de manutenção industrial de maneira fácil e intuitiva, principalmente no setor
fabril. A proposta é estabelecer um ambiente operacional prático e fácil, onde os
manutentores e operadores possam executar a correta intervenção com menor custo e
tempo.
O objetivo geral do presente trabalho é apresentar uma solução de baixo custo
para controlar a manutenção de maquinas industriais.
37
Para se atingir o objetivo geral foram definidos os seguintes objetivos
específicos.
 Acompanhar o funcionamento das maquinas e suas paradas por manutenção;
 Diagnosticar sua causa raiz;
 Desenvolver uma planilha eletrônica para facilitar controle das manutenções;
 Procedimentar o tipo, uso e a aplicação dos recursos para as manutenções;
 Elaborar alocação dos recursos conforme demanda.
A metodologia aplicada se resume em três fundamentos principais, observação,
elaboração e implementação. Para que se obtenha um melhor esclarecimento sobre o
conteúdo deste estudo, propõe-se a pesquisa bibliográfica, por meio da leitura de
material amplamente publicado como base da aplicação da presente proposta.
De acordo com Gil (2010) a pesquisa bibliográfica é elaborada com base em
material já publicado. Geralmente, esta modalidade de pesquisa inclui material impresso
como livros, revistas, jornais, teses, dissertações e anais de eventos científicos.
Segundo os objetivos trata-se de pesquisa exploratória pelo fato de se
apresentar informações obtidas através de experiências na empresa objeto de estudo,
que mostra uma situação na área de manutenção que, apesar de evidente não é aceita.
Segundo Gil (2010), a pesquisa exploratória tem como objetivo proporcionar
maior familiaridade com o problema, com vistas a torná-lo mais explícito ou a construir
hipóteses.
O presente estudo também se caracteriza como um estudo de caso, onde por
meio de questionamentos e evidencias de uma situação apresentada percebeu-se a
necessidade de uma tomada de decisão a respeito da atividade envolvida.
Yin (2010) afirma que o estudo de caso é uma forma de investigação onde se
busca uma explicação para o fenômeno atual inserido num contexto real em situações e
características em que os limites entre o fenômeno e o contexto visualizado não estão
claramente definidos.
Através da observação dos equipamentos e maquinários e levantamento dos
dados pode-se selecionar variáveis e fatores capazes de influenciar a realização deste
trabalho para a determinada empresa.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
Cabe à manutenção uma parte na contribuição para que as empresas garantam
lucro e qualidade dos seus serviços e produtos, não há como negar que quando se tem
controle de instalações, manutenção planejada e conservação de equipamentos, o
processo produtivo tem mais facilidade e alternativas para atingir suas metas e
resultados.
A função da manutenção surgiu no século XVI, com a invenção das primeiras
máquinas têxteis, no entanto, a conservação de ferramentas e instrumentos é uma prática
que foi observada desde os primórdios da civilização, embora passasse despercebida aos
olhos das pessoas (CARVALHO, 2011)
Marsarioli (2010) define que o nome manutenção começou a ser conhecido
por volta do século XVI na Europa central, juntamente com o surgimento do relógio
mecânico, quando surgiram os primeiros técnicos em montagem e assistência.
Diversos fatores contribuíram para o avanço e evolução da manutenção, à
medida que acontecimentos históricos surgiam, e onde se percebia a necessidade de se
fazer uso de qualquer tipo de equipamento, fosse maquinaria, alguma inovação de
processo ou meios de locomoção, exigia-se aplicação efetiva da manutenção.
38
Segundo Souza (2009), até a primeira guerra mundial a manutenção tinha
importância secundária e era executada pelo próprio pessoal que operava os
equipamentos. Em função da guerra, ocorreu aumento na demanda por produtos e
serviços bélicos obrigando as empresas aumentar consideravelmente sua produção e
com isso ter a garantia que os equipamentos trabalhassem o maior número de horas
possíveis.
Iniciou-se então, naquele período, nas décadas de 30 e 40, a procura por
aprimoramentos e melhorias que garantissem que o trabalho da manutenção não se
resumisse somente na correção das falhas, mas que também houvesse maneiras de se
poderem prevenir as ocorrências de falhas e quebras nos equipamentos, chamada hoje
de manutenção preventiva (SOUZA, 2009).
Carvalho (2011) cita que o uso efetivo do termo manutenção, indicando a
função de manter em bom funcionamento todo e qualquer equipamento, ferramenta ou
dispositivo, ocorreu na década de 1950 nos EUA e, neste mesmo período, na Europa, tal
termo ocupou, aos poucos, os espaços nos meios produtivos, em detrimento da palavra
conservação.
O objetivo da manutenção numa organização é garantir ao máximo a
disponibilidade dos equipamentos e fazer com que por meio da função operatriz, a
confiabilidade, segurança e preservação do meio ambiente sejam claramente
considerados (SOUZA, 2008).
2.1 GESTÃO DA MANUTENÇÃO
Em processos que não podem ser interrompidos, a manutenção corretiva é uma
metodologia bastante eficaz, mas deve ser implantado um bom planejamento estratégico
para manutenção e paradas dos equipamentos.
Com a crescente demanda de serviços e produtos e a alta competitividade no
setor industrial, torna-se fundamental e relevante a disponibilidade, probabilidade e
confiabilidade dos equipamentos dentro do setor produtivo. A manutenção centrada na
confiabilidade Reliability Centred Maintenance, (RMC) conforme cita Rausand (1998),
faz parte da gestão da manutenção e um plano estratégico elaborado para dar suporte à
correção de falhas.
A metodologia RCM teve sua origem na década de 60, na indústria aeronáutica
americana. Desde então, vem sendo aplicada com sucesso por muitos anos,
primeiramente na indústria aeronáutica e, mais tarde, nas usinas nucleares, refinarias de
petróleo e muitas outras indústrias (RAUSAND, 1998).
2.2 DISPONIBILIDADE, PROBABILIDADE E CONFIABILIDADE
A confiabilidade é a capacidade de um item de desempenhar uma função
específica, sob condições e intervalo de tempo predeterminado (PALLEROSI, 2007).
De forma direta e objetiva, confiabilidade é a probabilidade de que um item irá
sobreviver a um determinado período de funcionamento, nos termos especificados de
condições de funcionamento, sem falhas. A probabilidade condicional de falha mede a
probabilidade de que um determinado item ao entrar numa determinada idade ou
intervalo irá falhar durante esse período. Se a probabilidade condicional de falha
aumenta com a idade, o item mostra características de desgaste (KARDEC & NASCIF,
2009).
39
O conceito de disponibilidade é utilizado para apurar o tempo que os
equipamentos ficam à disposição para atuarem de forma produtiva. O tempo disponível
do equipamento é simplesmente o tempo que o equipamento está operando somado ao
tempo de espera (KARDEC & NASCIF, 2009).
Segundo Pallerosi (2007), disponibilidade é a capacidade de um equipamento
estar em condição de executar sua função com uma duração real de funcionamento,
sendo reparado após uma falha, com condições operacionais e ambientais especificadas,
com custos de reparos compatíveis e tempos de recolocação menores possíveis.
O tempo de indisponibilidade é o tempo que o equipamento permanece sob
intervenção de reparo ou aguardando a equipe de manutenção. A disponibilidade de um
produto depende do número de falhas que ocorrem (confiabilidade), de quanto tempo se
leva para sanar essas falhas (manutenabilidade) e da quantidade de apoio logístico
reservado para a manutenção (SOUZA, 2008), logo, torna-se fundamental um trabalho
para que se identifiquem as probabilidades de falhas e como minimizar as
consequências das mesmas.
2.3 MANUTENÇÃO PREVENTIVA
A partir da década de 60 e final da década de 80, a manutenção preventiva
(MP) foi a mais avançada técnica utilizada pelos departamentos de manutenção das
organizações. A MP é baseada em dois princípios: o de que existe uma forte correlação
entre idade e a taxa de falhas dos equipamentos, e o de que a vida útil do componente e
a probabilidade de falha do equipamento podem ser determinadas estatisticamente, e,
por conseguinte, as peças podem ser substituídas ou reconstruídas antes do fracasso
(NASA, 2000).
A manutenção preventiva tem como objetivo a prevenção da ocorrência de
uma falha ou parada do equipamento por quebra e apoiar os serviços de manutenção
corretiva com a utilização de trabalho periódico (SOUZA, 2008).
É destinada a reduzir a probabilidade de falha ou a degradação do
funcionamento de um item. Existe dentro desde tipo de atividade a manutenção
sistemática que é prestada a intervalos regulares (quilômetros, horas de funcionamento,
ciclos de operação etc.), a rota de inspeção, checklist operacional e lubrificação
(BRANCO, 2008).
A correta e a eficaz intervenção preventivas baseiam-se em planos previamente
definidos pela engenharia de manutenção e confiabilidade, originados de arquivos
técnicos cuja formação inicia-se durante a fase de projeto até o acompanhamento do
histórico. Esse arquivo deve conter informações de montagens enriquecidas e
posteriormente manutenções corretivas e realimentações (BRANCO, 2008).
Um aspecto importante da manutenção preventiva é que os itens devem ser
inspecionados periodicamente em virtude de desgastes que venham a sofrer após certo
tempo (FREGATTI, 2015).
2.4 MANUTENÇÃO CORRETIVA
A manutenção corretiva é efetuada após a ocorrência de uma pane ou falha,
destinada a recolocar um item em condições de executar uma função requerida (ABNT NBR 5462, 1994 apud PALLEROSI, 2007).
40
Na maioria das vezes a manutenção corretiva não é planejada e quando
acontece a parada do equipamento se faz necessário uma equipe capacitada,
preferencialmente com informações pertinentes ao equipamento em questão.
Informações como histórico de quebras, falhas recorrentes e pontos críticos e
vulneráveis (SOUZA, 2008).
A manutenção corretiva, por ser uma atividade inesperada e por causar uma
parada não programada à produção, geralmente tem um custo mais elevado para a
organização (NAKAJIMA, 1998).
Não é uma atividade totalmente descartada de uso exatamente por existirem
falhas aleatórias nos equipamentos e, portanto, ser uma atividade importante na rotina
da manutenção (BELMONTE e SCANDELARI, 2006).
2.5 MANUTENÇÃO PREDITIVA
A manutenção preditiva pode ser definida como a atividade de
acompanhamento de determinados parâmetros do equipamento que indicam seu
desempenho, de forma sistemática, com o objetivo de identificar o exato momento de
intervenção do equipamento (KARDEC e CARVALHO, 2002).
Entende-se pela descrição acima que esse tipo de manutenção, a preditiva é
mais eficiente, pois faz com que o equipamento pare somente quando houver
necessidade, de forma geral pode-se dizer que atua com os mesmos objetivos da
preventiva, antecipar a ocorrência da quebra, o diferencial é que a intervenção somente
acontece quando se detecta a falha por meio de um acompanhamento efetivo e técnica
de análise.
Para Pallerosi (2007), a manutenção preditiva é a atividade que permite
garantir uma qualidade de serviço desejada, com base na aplicação sistemática de
técnicas de análise, utilizando-se de meios de supervisão centralizados ou de
amostragem, para reduzir ao mínimo a Manutenção Preventiva e diminuir a Manutenção
Corretiva.
2.6 VANTAGENS DO PLANO DE MANUTENÇÃO
Com a implementação de um plano de manutenção se obtém diversas
vantagens na hora da manutenção e em seus custos. Segundo Souza (2008) as vantagens
de um plano de manutenção podem ser resumidas da seguinte forma, conforme se vê no
quadro 1 a seguir.
41
Quadro 1 - Vantagens de um plano de manutenção
O número de etapas pode ser identificado e o trabalho transformado em rotina
As exigências de recursos humanos podem ser planejadas
Os erros na aquisição de materiais, peças sobressalentes e subcontratação de serviços podem
ser evitados.
A qualidade pode ser verificada e podem ser adquiridos materiais de melhor qualidade
Por meio da criação de plano de trabalho detalhado, os cronogramas podem ser preparados e
coordenados com os planos de produção.
Os ciclos de reparo podem ser identificados para que possam ser tomadas as medidas em
tempo hábil.
Planos de reparos simultâneos podem ser criados.
Os padrões para o trabalho de reparo podem ser identificados, permitindo que o trabalho seja
executado de forma eficiente.
Por meio de atividades planejadas, um grande volume de trabalho pode ser realizado de forma
mais eficiente.
O senso de responsabilidade das pessoas pode ser estimulado.
Fonte: Autores
As vantagens aumentam conforme o tempo de utilização, pois terá rotina e
históricos do equipamento facilitando assim futuras intervenções (FILHO, 2008).
2.7 FERRAMENTAS DA GESTÃO
As ferramentas da qualidade são instrumentos para identificar oportunidades de
melhoria e auxiliar na coleta de dados e apresentação de resultados, visando o apoio na
tomada de decisões por parte do gestor do processo (BEHR et al., 2008).
2.7.1 Brainstorming
Conhecido como “tempestade de ideias” o brainstorming se destaca pela
simplicidade e fácil aplicação, quando bem gerenciado pode colher uma grande
quantidade de ideias em pouco tempo, sugere-se que não se ultrapasse vinte minutos
máximos de discussão.
Para Kurztberg (2005), embora a informação obtida pela forma do
brainstorming não obedeça a um processo racional e planificado de procura e pesquisa
de conceitos, a sua utilização poderá proporcionar um conjunto de ideias e de questões
que possam constituir o ponto de partida para uma atividade ou tomada de decisão que
exija uma elaboração mais exigente.
O brainstorming é uma técnica muito utilizada por empresas para detecção de
problemas, onde por meio de uma equipe de pessoas de vários setores, gerando as mais
diversas ideias e opiniões podem chegar a um problema concreto e iniciar um plano de
solução para o mesmo.
Segundo Falconi (2009) o brainstorming deve ser realizado cuidadosamente,
pois, se for mal elaborado pode não contribuir para a solução do problema, mas sim
levar a um levantamento de informações excessivas e sem utilidade.
42
Fazendo uso do brainstorming, optou-se por atuar no processo de lubrificação
de rolamentos por apresentar um quadro mais crítico no que diz respeito às paradas por
quebras e contaminação dos rolos e cilindros para confecção das embalagens.
O brainstorming segundo Marshal (2008, p. 102)
[...] é um processo de grupo em que os indivíduos emitem ideias de forma
livre, sem críticas, no menor espaço de tempo possível. Os grupos devem ter
entre cinco e 12 pessoas e é recomendável que a participação seja voluntária,
com regras claras e prazo determinado. Deve-se utilizar facilitadores,
adequadamente treinados para lidar com os grupos.
Pode-se dividir o brainstorming em três fases de aplicação, definir as causas ou
fatos, a geração de ideias e encontrar a melhor solução. A principal regra que se prega é
a liberdade de expressão sem preocupação com críticas, muitas vezes as ideias mais
insanas podem ser as que mais se aproximam da melhor decisão.
2.7.2 5W2H
Autores como Mariani et al. (2005) concluem que o 5W2H é uma ferramenta
que funciona como um plano de ação simplificado e ainda é uma poderosa ferramenta
que está à disposição de todos os colaboradores da organização.
O ideal é que se aplique logo após a análise de causa e efeito e detectado os
principais eventos que ocasionam o efeito e as causas raízes, elabora-se um plano de
ação. Um plano de ação sem o uso dessa ferramenta certamente não será tão eficaz, pois
o objetivo e minimizar ou eliminar as falhas recorrentes.
Evidentemente o maior interessado em inserir uma filosofia de qualidade e
melhoria continua no processo de produção é a própria empresa e desta forma motivar
os funcionários na aplicabilidade dessas ferramentas torna-se de suma importância e
desafio para os gestores.
Um plano de ação baseado na 5W2H visa responder sete perguntas e o
principal objetivo é o de bloquear as causas principais do problema por meio da
elaboração de um eficiente plano de ação (MARSHALL JUNIOR et al., 2006).
As iniciais das perguntas que se encontram em inglês são as seguintes:
 O quê? (What);
 Quem? (Who);
 Quando? (When);
 Onde? (Where);
 Por quê? (Why);
 Como (How);
 Quanto custa (How much);
Nota-se que o objetivo ao realizar o plano é que cada uma das perguntas seja
respondida de forma que se conclua: Quais ações serão tomadas? Identificar os
responsáveis pelas ações? Qual o prazo para execução das ações? Onde será realizada a
ação? Justifica a necessidade da ação? Como será feito para alcançar a ação? E qual o
custo envolvido na ação?
43
2.7.3 ERP
O Enterprise Resource Planning, popularmente conhecido como ERP é um
sistema que, segundo Padilha (2005), é utilizado para auxiliar no controle de toda a
cadeia de suprimento, possibilitando realizar o planejamento estratégico e tático
globalmente para a cadeia e também do operacional para a empresa.
Abaixo, segue figura 1 que representa as evoluções do sistema ERP:
44
Figura 1: Como o ERP pode auxiliar no planejamento e controle de produção.
Fonte: PAULINHO, 2007.
Nota-se que, à medida que o sistema foi evoluindo, a quantidade de áreas e
atividades que o sistema engloba também aumentou, de forma que possibilitou um
controle de todas as vertentes da empresa em um só sistema.
A estrutura de um sistema integrado de gestão pode ser composta de módulos
que incorporam os processos de negócio da organização, baseados nas melhores práticas
mundiais de execução desses processos e desenvolvidas por fornecedores como SAP,
Oracle, JDEdwards, Peoplesoft, Migrosiga e Datasul, tendo como principais
características:
a) orientação à gestão por processos ao invés de gerenciamento funcional e
departamental, característica dos sistemas legados;
b) multifuncionais, incorporando processos de compras, vendas, finanças, entre
outros;
c) possuem uma base de dados única, permitindo a integração dos processos;
d) modular, possibilitando que sejam utilizados com qualquer combinação de
módulos (PLATT, 2010).
45
Figura 2: Sistema ERP.
Fonte: Os autores.
Conforme figura 2, que representa a estrutura típica de um sistema ERP,
percebe-se que o sistema possui uma base de dados central que alimenta as informações
direcionadas tanto para a Diretoria e acionistas, controle de fornecedores, clientes e
funcionários.
3 DESENVOLVIMENTO
No mercado atual, diversas empresas utilizam o ERP para auxiliar no dia a dia
de suas atividades, porém por ser um software de alto custo, sua implementação e
parametrização torna-se de difícil acesso para empresas de baixo poder econômico.
Com o intuito de demonstrar que com as ferramentas do cotidiano pode-se
desenvolver uma ferramenta de controle e com baixo custo, segue-se no
desenvolvimento a apresentação de uma planilha elaborada pelos autores para uma
empresa de médio porte do setor de embalagens.
Na criação da tabela de auxílio para manutenção foi realizado brainstorming,
levantando os pontos críticos para um bom controle e fácil navegação. Assim obteve-se
uma planilha interativa e intuitiva, segue na figura 3 a página inicial da planilha.
Figura 3: Pagina Inicial.
Fonte: Autores.
Para criação da tabela foi utilizado os comandos de macro deixando a tabela
dinâmica e de fácil interação com o usuário. Analisou as pessoas envolvidas no setor
para deixar o arquivo compatível com os usuários para não causar rejeição na hora de
sua implantação no setor de manutenção.
A descrição dos tópicos é:
 Especialidades
Esta área de especialidades tem diversos setores de atuação da manutenção, ao
selecionar uma delas a tabela automaticamente filtra todos os serviços realizados ou que
ainda serão realizados, sendo possível verificar se teremos serviços urgentes no mesmo
período ou até mesmo falta de recursos para as manutenções, conforme se vê na figura
4.
Figura 4: Especialidades.
Fonte: Autores.
46
 Consulta
Na figura 5 observa-se o campo da consulta que tem a finalidade de realizar
busca de informações de maneira simples e rápida podendo ser realizada por: setor, tipo
de intervenção, item, número de funcionários, código da manutenção, status, item para
manutenção, descrição do trabalho, recurso, dia de início, dias percorridos, fim previsto,
dias uteis, % ok e data fim real, cada um desses realizará uma busca em todos os dados
adicionados da tabela.
Figura 5: Consulta.
Fonte: Autores.
 Limpa consulta
Após realizar cada consulta, os campos preenchidos continuarão lá, usa-se o
botão limpa consulta, figura 6, exclui os dados anteriores e entra com nova consulta.
Figura 6: Limpar consulta.
Fonte: Autores
 Nova atividade
Na figura 7 tem-se esse botão que serve para adicionar dados na tabela de
maneira rápida, adicionar serviços e verificar como será realizado.
Figura 7: Nova atividade.
Fonte: Autores.
 Régua para rolagem
Abaixo, na figura 8 verifica-se a régua que demonstra o posicionamento dos
dados na planilha melhorando o entendimento e interpretação das informações onde
nela estão: setor, tipos de intervenção, item, número de funcionários, código de
manutenção, status, itens para manutenção, descrição do trabalho, recursos, dia início,
dias percorridos, fim previsto, dias uteis, % ok, data fim real.
Figura 8: Régua para Rolagem.
Fonte: Autores.
47
 Calendário
Com o calendário, figura 9 se tem de forma rápida e simples a visualização dos
serviços e como eles estão sendo realizados. Em alguns casos também pode se notar a
falta de recursos ou mão de obra para as manutenções.
Figura 9: Calendário.
Fonte: Autores.
 Campo De Dados
Este campo serve para adicionar os trabalhos do setor de manutenção de forma
simples, nele consta todos os dados necessários para a realização dos serviços.
Figura 10: Campo de dados
Fonte: Autores
3.1 ADICIONANDO SERVIÇOS
Para adicionar serviço na tabela de dados, figura 11, clicamos no botão “nova
atividade”, com isso aparecerá o campo de dados em branco para podermos alimentar a
planilha com os dados, após o preenchimento, é necessário salvar a planilha. Realizada
estas etapas a tabela já estará com o novo serviço adicionado.
48
Figura: 11: Adicionando Serviços.
Fonte: Autores
 Término da Manutenção
Após cada serviço deverá ser adicionado no campo “data fim” a data em que o
serviço foi acabado. Para que nas futuras manutenções se tenha o tempo real gasto e os
recursos utilizados, também no campo “% OK” se coloca a porcentagem realizada da
manutenção. Quando o serviço estiver 100% concluído no calendário aparecera “R”
para demonstrar que o serviço foi realizado, conforme se vê na figura 12.
49
Figura 12: Término da Manutenção.
Fonte: Autores.
 Analisando Recurso
A figura 13 mostra a planilha que faz a análise dos recursos, temos o recurso
“calendário” com ele avalia-se os recursos de cada setor, podendo verificar o andamento
da carga de trabalho e as datas para poder remanejar seus recursos de modo que o
serviço não fique com conflitos de datas. Onde o “R” é serviço realizado e “ET” será
em trabalho, como demonstra a imagem a seguir.
Figura: 13: Analisando Recursos.
Fonte: Autores.
O guia da manutenção foi implantado numa empresa de embalagem longa vida
com o intuito de diminuir o tempo de busca em históricos dos equipamentos. Pois, essa
busca era realizada por pasta, sendo um serviço manual e trabalhoso, já com o guia essa
busca se tornou rápida e de fácil controle.
4 RESULTADO
Com a implementação da planilha foi constatado um ganho no tempo de
procura de dados para realizar as manutenções. Verifica-se, conforme figura 14, antes
um histórico do equipamento para poder com mais rapidez solucionar o problema.
MINUTOS
50
40
30
20
10
0
FICHA
PLANILHA
Figura: 14: Resultado.
Fonte: Autores
Foram adicionados todos os históricos de um equipamento X, para analisar a
eficiência da planilha, o resultado foi que na maneira antiga, “por ficha de
equipamento” tinha-se uma demora de 40 minutos, com a busca feita pela planilha
50
obteve-se um tempo de 2 minutos. Teve um ganho de 200% no tempo de busca, com
estas informações pode- se analisar uma melhora relativamente alta no tempo de busca
das informações.
Em uma organização onde se busca excelência nas atividades executadas e
otimização de recursos, faz-se necessário aperfeiçoar de maneira contínua o controle
sobre os processos de manutenção de seus equipamentos. Desta forma, surgiu a
necessidade de elaborar um sistema que facilite a rotina de lubrificação em suas linhas
de produção, evitando desgastes nos equipamentos e também evitando as negligências
na rotina do processo anterior.
Devido ao baixo custo de implantação, desenvolveu-se uma planilha eletrônica
que permite, por meio da catalogação dos equipamentos da empresa e da divisão de
responsáveis, planejar um plano de lubrificação na empresa, procedimentando essa
rotina e também expondo os processos em que os recursos disponíveis não eram
suficientes para aplicação desta rotina.
A implantação do processo obteve ganhos operacionais de tempo, conforme é
possível identificar no comparativo em relação à utilização de fichas históricas e
também de qualidade no serviço, permitindo que a vida útil do equipamento se estenda
pelo controle mais eficaz do processo de manutenção.
51
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53
DESCRIÇÃO DOS PROCESSOS DE CORROSÃO EXTERNA EM
TANQUES DE COMBUSTÍVEIS DE AÇO CARBONO
SUBTERRÂNEOS
Rodrigo Alexandre Santos
Troilo Moises Manasterski
William Kuhn Bizarra
Ana Marise Auer
RESUMO
Os problemas de corrosão em materiais metálicos e não metálicos são um dos exemplos
do cotidiano de quase todos os setores da construção civil, metalúrgicas e
automobilística. O presente trabalho desenvolvido a partir de uma pesquisa bibliográfica
aprofunda-se especificamente na corrosão externa dos tanques de combustível
subterrâneos, grande parte construído em aço carbono, sem revestimento, ou seja, sem
proteção contra corrosão. Gerando desde o desperdício de investimento, e
principalmente acidentes, contaminação, poluição e até mesmo perda de vidas humanas.
O conhecimento dos processos de corrosão que atingem a parte externa desses tanques,
sendo a corrosão eletrolítica a mais agressiva, o solo o meio corrosivo mais complexo
devido as suas características físico-químicas, e a gasolina como principal contaminante
estudado, são de suma importância para buscar novas tecnologias e técnicas
anticorrosivas. A proteção catódica por corrente impressa, aliada a revestimentos
protetores e o monitoramento constante, garantem a proteção do tanque e a preservação
ambiental.
Palavras-chave: Corrosão. Tanque. Combustível. Oxidação.
54
1 INTRODUÇÃO
Quando se fala em processo de corrosão, se fala de reações químicas
heterogêneas ou de reações eletroquímicas que normalmente ocorrem na interface ou
superfície de separação entre o metal e o meio corrosivo. Todos os metais e ligas estão
sujeitos à corrosão. Não há nenhum material que possa ser empregado em todas as
aplicações. A maioria dos componentes metálicos deteriora-se com o uso, se em
exposição a ambientes oxidantes ou corrosivos. Como é impraticável eliminar a
corrosão, o segredo de um bom projeto de engenharia, geralmente, está nos processos de
controle da corrosão (FERREIRA et al. 2002).
No passado, os tanques de aço carbono eram projetados e construídos apenas
para armazenar gasolina. Os itens segurança, inspeção interna, resistência à corrosão,
responsabilidade social, compromissos com o meio ambiente e visão de futuro não eram
premissas fundamentais consideradas no projeto, na fabricação e na utilização destes
tanques subterrâneos. O custo e a facilidade de construção eram os itens que realmente
importavam (DUARTE, 2003).
Os tanques de armazenamento de combustível são estruturas de superfície
metálica, com fabricação e montagem soldada, em formato cilíndrico, construídos
geralmente em aço carbono (liga de ferro-carbono de 0,008% até 2,0% de carbono, e
outros elementos residuais, resultantes do processo de fabricação, como fósforo,
enxofre, manganês e silício (GENTIL, 1996), e são principalmente nos pontos de solda
das chapas e conexões, sujeitos aos efeitos da corrosão por possuírem parede única
simples.
Normalmente esse tipo de tanque é encontrado em refinarias, terminais e
unidades distribuidoras, destinados a armazenar petróleo, etanol, biodiesel, gasolina,
nafta, óleo combustível, água e outros. Mas, pelo seu baixo custo e pela amplitude do
uso do aço-carbono, é de se esperar que o campo de exposição à deterioração também
ocorra de maneira ampla (BARROS, 2012).
Esses tanques estão sujeitos à corrosão interna e externa, respectivamente,
pelos produtos e pelas condições ambientais dominantes. A corrosão interna pode ser
evitada, geralmente, utilizando-se revestimentos adequados. Já a ocorrência de corrosão
externa, localizada e intensa, nesses tanques, pode ser evitada por proteção anticorrosiva
específica, notadamente a proteção catódica associada ou não a revestimentos
específicos. A intensidade do processo corrosivo é em função do tipo de solo, caso seja
úmido, arenoso e salino, e da ocorrência de correntes de fugas provenientes de sistemas
elétricos (MAINIER et al.,1994).
A corrosão em tanques de combustíveis subterrâneos pode ocasionar buracos,
fendas e consequentes vazamentos, possibilitando riscos de incêndios e explosões. E
ainda, a contaminação de lençóis freáticos, sendo a razão dos órgãos ambientais
estabelecerem maiores exigências de proteção como a proteção catódica, revestimentos
externos e monitoração de vazamentos. No Brasil as companhias distribuidoras de
combustíveis têm desenvolvido projetos para proteção de tanques subterrâneos nos
postos de serviços (GENTIL, 1996).
Os problemas socioambientais e econômicos decorrentes do processo de
corrosão externa de tanques de combustíveis de aço carbono subterrâneos gera a
necessidade de desenvolver tecnologias para minimizar e/ou mitigar esse problema.
Sendo, portanto de fundamental importância a análise e descrição desses processos de
corrosão, pois atingem custos extremamente altos, tanto diretos como indiretos,
resultando em consideráveis desperdícios de investimento, isto sem falar dos acidentes e
55
perdas de vidas humanas, provocadas por contaminações, poluição e falta de segurança
dos equipamentos (SILVA, 2009).
Este estudo tem como objetivo principal identificar e descrever os processos de
corrosão da parte externa de tanques de aço carbono subterrâneos, que são na grande
maioria utilizados para o armazenamento de derivados de petróleo, descrevendo suas
causas, tipos, reações, e métodos de proteção, ajudando assim no desenvolvimento de
novas tecnologias para minimizar e/ou mitigar esse problema.
2 CORROSÃO METÁLICA
Para Gentil (1996), define-se corrosão como a deterioração de um material,
usualmente metálico, por uma ação química ou eletroquímica do meio ambiente aliada
ou não a esforços mecânicos. A deterioração causada pela interação físico-química entre
o material e o seu meio operacional representa alterações prejudiciais indesejáveis,
sofridas pelo material, tais como desgaste, variações químicas ou modificações
estruturais, transformando-o, de modo que sua durabilidade e desempenho deixam de
ser satisfatória. A Figura 1 apresenta uma explicação sobre o processo da corrosão.
O conhecimento das características das diferentes formas de corrosão facilita o
encontro das técnicas necessárias e dos mecanismos de proteção do metal que sofre
corrosão. Isso possibilita a análise necessária para a aplicação de medidas preventivas
capazes de reduzir a valores desprezíveis a taxa de corrosão (OLIVEIRA, 2012).
56
Figura 1: Fundamentos de corrosão.
Fonte: PANNONI, 2008.
Sabendo que as reações de oxidação-redução são as reações químicas que
cedem ou recebem elétrons, podemos associar os processos de corrosão com reações de
oxidação dos metais e que, sendo esses metais oxidados, vão agir como redutores, pois
cedem elétrons que, com certeza, são recebidos por alguma substância que tem a função
oxidante no meio corrosivo (OLIVEIRA, 2012).
3 PROCESSOS DE CORROSÃO
São reações químicas e eletroquímicas que se passam na superfície do metal e
obedecem a princípios bem estabelecidos, segundo Gentil (1996) dependendo do meio
corrosivo e o material, podem ser apresentados diferentes mecanismos para os processos
corrosivos:
O mecanismo químico, onde temos corrosão de material metálico por
temperaturas elevadas, por gases ou vapores e em ausência de umidade, chamada de
corrosão seca. Corrosão em solventes orgânicos isentos de água e corrosão de materiais
não metálicos.
O mecanismo eletroquímico, como a corrosão em água ou soluções aquosas,
corrosão atmosférica, no solo e em sais fundidos.
Detalhando esses mecanismos de corrosão, a corrosão eletroquímica é um
processo espontâneo, passível de ocorrer quando o metal ou liga está em contato com
um eletrólito, onde acontecem, simultaneamente, as reações anódica e catódicas. A
transferência dos elétrons da região anódica para a catódica é feita por meio de um
condutor metálico, e uma difusão de ânions e cátions na solução fecha o circuito elétrico
(GENTIL, 1996).
A corrosão eletrolítica se dá com aplicações de corrente elétrica externa, ou
seja, é um processo não espontâneo de corrosão, provocada por correntes de fuga,
também chamadas de parasitas ou estranhas. Esse fenômeno ocorre com frequência em
gasodutos, em oleodutos, em adutoras de água potável, em cabos telefônicos enterrados,
e tanques subterrâneos de postos de gasolina, etc. Geralmente, estas correntes são
devidas às deficiências de isolamentos ou de aterramentos, fora de especificações
técnicas (GENTIL, 1996).
A corrosão química é um processo que corresponde ao ataque de um agente
químico diretamente sobre o material, metálico ou não, sem a presença de água e sem a
transferência de elétrons de uma área para outra. No caso de um metal ou liga, o
processo consiste numa reação química entre o metal ou liga e o meio corrosivo,
resultando na formação de outro produto de corrosão sobre a superfície do metal. Por
exemplo, o ferro quando em presença de gás sulfídrico, muito comum nas atmosferas
próximas às refinarias, mangues e pântanos, sofre corrosão, transformando-se em
sulfeto de ferro, como mostra a reação química a seguir: Fe + H2S → FeS + H2.
(GENTIL, 1996).
Da mesma forma, o gás sulfídrico é o responsável: pelo escurecimento do
cobre, ou de suas ligas, pois há formação de sulfeto de cobre preto (CuS); pelo
aparecimento de coloração amarela, em materiais com revestimento de cádmio devido à
formação de sulfeto de cádmio (CdS); pela decomposição de revestimentos com tinta à
base de zarcão, óxido de chumbo(Pb3O4), que ficam pretas devido à formação de
sulfeto de chumbo (PbS); pelo escurecimento de contatos telefônicos ou de
equipamentos de telecomunicações de prata devido à formação de sulfeto de prata
(Ag2S), prejudicando o funcionamento dos mesmos (GENTIL, 1996).
4 TIPOS DE CORROSÃO
4.1 CORROSÃO ELETROQUÍMICA
Na corrosão eletroquímica, os elétrons são cedidos em determinada região e
recebidos em outra, formando uma pilha de corrosão. Esse processo, conhecido como
57
processo eletroquímico de corrosão, possui três etapas distintas: a primeira etapa
consiste no processo anódico, que seria a passagem dos íons para a solução; a segunda
seria o deslocamento dos elétrons e íons, isto é, a transferência dos elétrons das regiões
anódicas para as catódicas pelo circuito metálico e uma difusão de aníons e cátions na
solução; a terceira etapa consiste no processo catódico, que seria a recepção de elétrons,
na área catódica, pelos íons ou moléculas existentes na solução (SANDRES, 2004).
Os processos anódicos e catódicos são rigorosamente equivalentes: a passagem
de um cátion para o anódico, solução em torno do anodo, é acompanhada da descarga
simultânea de um cátion em torno do catódico, solução em torno do catodo, não se
produzindo acúmulo de eletricidade. Como é seguida a lei de Faraday, a intensidade do
processo de corrosão pode ser avaliada tanto pelo número de cargas dos íons que
passam à solução no anodo como pelo número de cargas dos íons que se descarregam
no catodo, ou ainda pelo número de elétrons que migram do anodo para o catodo
(GENTIL, 1996).
A característica fundamental do mecanismo eletroquímico, segundo Dutra &
Nunes (1991), é que ele só se verifica em presença de um eletrólito. A reação de
corrosão é composta de duas reações parciais: uma reação anódica e uma reação
catódica que se processam em pontos distintos. A reação anódica é de oxidação na qual
são liberados elétrons, os quais se deslocam para outros pontos do metal onde ocorre à
reação catódica que é uma reação de redução. A reação anódica tem como consequência
a dissolução do metal, portanto corrosão, ao passo que a reação catódica conduz à
reação de espécies presentes no meio, sem a participação do metal sobre o qual ela tem
lugar.
Exemplificando, ainda conforme citado pelos autores acima, a corrosão
eletroquímica envolve duas reações de meia célula; uma reação de oxidação no ânodo e
uma reação de redução no cátodo. Para o ferro a corrosão em água com um pH próximo
de neutro, essas reações de meia célula podem ser representadas como: Fe → Fe2- + 2eOs elétrons podem se mover através do ferro metálico para o exterior da gota
onde: H2O + 1/2 O2 + 2e- → 2OHDentro da gota, os íons podem se mover para o interior reagindo com os íons
móveis de ferro (II) da região de oxidação. O hidróxido de ferro (II) é precipitado, Fe2+
+ 2CH- → Fe(OH)2
A ferrugem é então rapidamente produzida pela oxidação do precipitado,
2Fe(OH)2 + H2O + 1/2O2 → 2Fe(OH)3
58
Figura 2: Processo de corrosão eletroquímica.
Fonte: http://tudodeconcursosevestibulares.blogspot.com.br/
Conforme Dutra & Nunes (1991), os processos de corrosão eletroquímica
podem ser desencadeados ou acelerados por certos tipos de bactérias, exemplo os
gêneros Desulfovibrio e Desulfotomaculum são bactérias anaeróbicas (redutoras), o
gênero Thiobacillus é aeróbico (autótrofa). A ocorrência desses tipos de corrosão não é
rara em materiais metálicos subterrâneos, principalmente em terrenos de alta umidade,
inclusive pantanosos.
4.2 CORROSÃO ELETROLÍTICA
Os tanques de aço carbono subterrâneos de combustíveis, assim como as
tubulações subterrâneas, tais como, oleodutos, gasodutos e adutoras estão
frequentemente sujeitas à interferência de correntes ocasionadas por potenciais externos
que abandonam o seu circuito normal para fluir pelo solo. Essas correntes, também
conhecidas como correntes de fuga, quando atingem a estrutura metálica enterrada
podem ocasionar severa corrosão (SANDRES, 2004).
Como mostra as figuras 3, 4 e 5 a seguir, essa corrosão ocorre na área onde as
correntes de fuga abandonam as instalações atingidas, que seria a área anódica.
Normalmente, acontecem furos isolados nas instalações, onde a corrente escapa para o
solo, apresentando grandes alvéolos externos, localizados e com penetração total das
paredes dos tanques ou tubos subterrâneos. Segundo Gentil (1996), como as grandezas
dessas correntes são maiores que as originadas no próprio tanque de aço carbono, a
corrosão verificada pode ser muito rápida.
59
FONTE: Modificado google imagem
Figura 3: Processo de corrosão eletrolítica.
Fonte: O autor.
60
Figura 4: Esquematização do processo de corrosão eletrolítica.
Fonte: Modificado Google imagem.
Figura 5: Corrosão eletrolítica em tanque enterrado de aço-carbono.
Fonte: http://pt.slideshare.net/jestigaribia/ana-nery-corroso-de-metais
4.3 VELOCIDADE DE CORROSÃO
A velocidade com que se processa a corrosão é dada pela massa de material
desgastado, em certa área, durante certo tempo, ou seja, pela taxa de corrosão. A taxa de
corrosão pode ser representada pela massa desgastada por unidade de área na unidade
de tempo (GENTIL, 1996).
Ainda conforme Gentil (1996), a massa deteriorada pode ser calculada pela
equação de Faraday, “m = e.i.t”, onde:
m = massa desgastada, em g;
e = equivalente eletroquímico do metal; i = corrente de corrosão, em Amperes;
t = tempo em que se observou o processo, em segundos.
A corrente i de corrosão é, portanto, um fator fundamental na maior ou menor
intensidade do processo corrosivo e o seu valor pode ser variável ao longo do processo
corrosivo.
De acordo com Gentil (1996), a corrente de corrosão depende
fundamentalmente de dois fatores:
•
Diferença de potencial das pilhas (diferença de potencial entre áreas
anódicas e catódicas) - DV;
•
Resistência de contato dos eletrodos das pilhas (resistência de contato das
áreas anódicas e catódicas) - R;
A diferença de potencial - DV - pode ser influenciada pela resistividade do
eletrólito, pela superfície de contato das áreas anódicas e catódicas e também pelos
fenômenos de polarização e passivação. A velocidade de corrosão pode ser ainda,
alterada por outros fatores que influenciam de modo direto ou indireto na polarização ou
na passivação (GENTIL, 1996).
O controle da velocidade de corrosão pode se processar na área anódica ou na
área catódica, no primeiro caso diz-se que a reação de corrosão é controlada
anodicamente e no segundo caso catodicamente. Quando o controle se dá anódica e
catodicamente diz-se que o controle é misto (GENTIL, 1996).
4.4 FATOR DE CORROSÃO: SOLO
Os meios corrosivos mais frequentes são: atmosfera, águas naturais, solo, e
produtos químicos. No caso dos tanques de aço-carbono subterrâneos, o meio corrosivo
é o solo, e por mais seco que pareça sempre contém água e funciona, normalmente,
61
como excelente eletrólito para a passagem de correntes, provocando a corrosão
(SANDRES, 2004).
Quando um tanque de armazenamento ou uma tubulação são enterrados, estes
ficam sob a ação de processos corrosivos, ou pilhas de corrosão, que podem ser
causados por: contatos elétricos entre dois metais diferentes; heterogeneidades do
material metálico; heterogeneidades do solo; eletrólise causada por correntes elétricas
de fuga oriundas de fontes externas de força eletromotriz, (como os geradores de
corrente contínua das estradas de ferro eletrificadas, motores de elevadores, sistemas de
solda de corrente contínua, etc.) ou como acontece na maioria das vezes, pela
combinação de alguns ou de todos esses fatores atuando ao mesmo tempo. Também
pode ocorrer desses equipamentos subterrâneos serem atacados pela corrosão resultante
da ação de certos tipos de bactérias (SANDRES, 2004).
De acordo com Gentil (1996), essas características físico-químicas do solo são:
presença de água, presença de sais solúveis, presença de gases, acidez, potencial de
hidrogênio (pH), resistividade elétrica, potencial redox e presença de poluentes. Essas
características não são totalmente independentes, havendo combinação das mesmas.
Na prática de corrosão, segundo Dutra & Nunes (1991), utiliza-se comumente
o valor de resistividade elétrica do solo como índice de sua agressividade. Um solo que
possui umidade permanente e a presença sais solúveis, por exemplo, apresenta baixa
resistividade (alta condutividade) elétrica, o que vai favorecer o processo eletroquímico,
aumentando a sua agressividade.
Booth et al. (1967), em estudos realizados, mostraram que para melhor
caracterização da agressividade dos solos, devem ser determinados parâmetros de
resistividade do solo, potencial redox e teor de água. Booth e Tiller (1968), na tabela 1,
a seguir, apresentam a seguinte relação:
Tabela 1: Caracterização da agressividade do solo
Parâmetros
Resistividade do solo
(Ωcm)
Potencial redox (pH = 7)
(V)
Teor de água (% em peso)
(para casos limites)
Agressivo
Não agressivo
<2.000
>2.000
<0,40 (ou <0,43para solo
argiloso)
>0,40 (ou >0,43 para solo
argiloso)
>20%
<20%
Fonte: Booth e Tiller (1968)
4.5 CONTAMINANTE: GASOLINA
A gasolina, o principal derivado do petróleo, é uma mistura complexa, sendo
constituída por uma extensa composição, com maior parte dos seus constituintes
classificados como alifáticos ou como aromáticos. Os compostos alifáticos incluem
constituintes como o butano, o penteno e o octano. Os compostos aromáticos incluem
constituintes como o benzeno, o tolueno, o etilbenzeno e os xilenos (BTEX). Sua
composição está relacionada com o petróleo que a originou, com o processamento
utilizado para o seu refinamento e também com a existência ou não de aditivos para
minimizar seus efeitos ao meio ambiente, aumentar o seu desempenho e reduzir os
desgastes mecânicos (PENNER, 2000).
62
Nas refinarias, o petróleo no seu estado natural, também conhecido como óleo
cru, é separado numa torre de destilação em diferentes frações de compostos alifáticos,
aromáticos e asfálticos durante o refinamento. É por meio de processos sucessivos que
os compostos mais leves se dividem em quatro a cinco correntes principais que são
misturadas fornecendo a composição final da gasolina (SANDRES, 2004).
Segundo Means et al. (1980), os hidrocarbonetos podem ser classificados em
função de sua densidade, em comparação com a densidade da água. Desta forma, são
divididos em líquidos densos de fase não aquosa, ou seja, hidrocarbonetos mais densos
que a água, por exemplo, os hidrocarbonetos clorados, e em líquidos leves de fase não
aquosa, ou seja, hidrocarbonetos menos densos que a água, como a gasolina e o óleo
diesel.
No Brasil, gasolina comum (tipo C) é a mais consumida no país e facilmente
encontrada em qualquer um de nossos postos, constituída de aproximadamente 73% de
gasolina A e 27% de álcool anidro, conforme Portaria MAPA (Ministério da
Agricultura, Pecuária e Abastecimento) nº 75 e Resolução CIMA (Conselho
Interministerial do Açúcar e do Álcool) nº 1/2015. Gasolina A é o combustível
produzido por processo de refino de petróleo ou formulado por meio da mistura de
correntes provenientes do refino de petróleo e processamento de gás natural, destinado
aos veículos automotivos dotados de motores ciclo Otto, isento de componentes
oxigenados (RESOLUÇÃO ANP Nº 57, DE 20.10.2011 - DOU 21/10/2011).
O etanol é um solvente orgânico polar que começou a ser utilizado na gasolina
a partir da década de 70, após a crise do petróleo (Benetti,1999). O procedimento de
adição do etanol à gasolina proporciona economia de petróleo, pois aumenta a
octanagem e, consequentemente o rendimento dos motores. Outra vantagem seria a
diminuição da poluição atmosférica, já que a emissão de CO2 é reduzida em 50% e de
hidrocarbonetos em 40% (FERNANDES, 1997).
No solo, a característica de solvente polar do etanol induz a um aumento de
solubilidade de alguns componentes polares da gasolina (BENETTI, 1999).
4.6 MÉTODOS DE COMBATE À CORROSÃO
De acordo com Dutra & Nunes (1991) a corrosão pode ter consequências
diretas e indiretas, sendo a maioria delas de natureza econômica, como substituição de
equipamento corroído; paralisação do equipamento por falhas ocasionadas pela
corrosão; Emprego de manutenção preventiva; contaminação ou perda de produtos;
perda de eficiência do equipamento; superdimensionamento de projetos.
Segundo Dutra & Nunes (1991), os métodos de proteção contra a corrosão
eletroquímica baseiam-se em impedir ou controlar o funcionamento das pilhas ou
células de corrosão. Com esse objetivo, pode-se agir no metal, no meio corrosivo, nos
potenciais das pilhas e consequentemente na interface metal/eletrólito.
4.7 PROTEÇÃO CATÓDICA
A proteção catódica, segundo Dutra & Nunes (1991), é a técnica que, baseada
nos princípios da eletroquímica, transforma a estrutura metálica que se deseja proteger
em uma pilha artificial, evitando, assim, que a estrutura se deteriore. É graças à proteção
catódica que milhares de quilômetros de tubulações enterradas para o transporte de
água, petróleo, gás e produtos químicos, assim como, grandes estruturas portuárias e
63
plataformas marítimas de produção de petróleo, tanques subterrâneos operam com
segurança, protegidos da corrosão.
Para o perfeito entendimento do mecanismo da proteção catódica, é necessário
que se visualize o mecanismo da corrosão eletroquímica. Como já foi exposta
anteriormente, à corrosão eletroquímica ocorre sempre que se tem uma estrutura
metálica em contato com um eletrólito, onde aparecem as pilhas ou células de corrosão
(áreas anódicas e catódicas) (DUTRA & NUNES, 1991).
Ainda conforme Dutra & Nunes (1991), com a formação das pilhas existe um
fluxo de corrente, através do eletrólito, da área anódica para a catódica. A corrosão
ocorre justamente na superfície da área anódica, quando a corrente deixa o anodo (ou
área anódica) e penetra no eletrólito. Essa corrente migra através do eletrólito e penetra
na área catódica, resultando no desprendimento de hidrogênio gasoso (H2) e também na
formação de outros compostos como hidroxilas (OH-). A formação do hidrogênio e de
outros compostos é um fenômeno conhecido como polarização catódica, e é de
fundamental importância no mecanismo da proteção catódica, pois esse fenômeno tende
a reduzir a atividade da pilha de corrosão.
Em função dessas considerações, pode-se dizer que se a superfície de uma
instalação metálica subterrânea ficar totalmente polarizada, ou seja, adquirir o
comportamento catódico, ela não sofrerá ataque corrosivo. Na realidade, a corrosão não
é eliminada, mas sim transferida para um material de custo baixo que é usado como
anodo, enquanto a valiosa instalação metálica ficará protegida pela ação da “proteção
catódica” (SANDRES, 2004).
4.8 MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE PROTEÇÃO CATÓDICA POR ANODOS
GALVÂNICOS
O anodo galvânico ou de sacrifício é constituído de um metal eletronegativo
em relação à estrutura e, quando ligado, dentro de um eletrólito, no caso o solo, adquire
comportamento anódico, liberando a corrente de proteção. Essa corrente penetra no
tanque através do solo bloqueia as correntes de corrosão e retorna ao seu ponto inicial,
fechando o circuito por intermédio do fio de cobre (IEC - Instalações e Engenharia de
Corrosão, 1990).
Os materiais mais usados para a fabricação de anodos galvânicos são ligas de
zinco, de magnésio e de alumínio, sendo que os anodos mais eficientes no solo são os
de zinco e de magnésio (SANDRES, 2004).
Os anodos de alumínio têm o seu uso restrito aos sistemas onde o eletrólito é
totalmente líquido, particularmente na água do mar, o seu resultado é excelente. Os
anodos de zinco são bastante utilizados para proteção de estruturas marítimas, porém
também podem proteger estruturas subterrâneas, desde que o solo possua baixa
resistividade elétrica na ordem de até 1.500 Ωcm. Os anodos de magnésio são
recomendados para proteção de instalações metálicas enterradas em solos com
resistividade elétrica de até 6.000 Ωcm, sendo que, resultados melhores são conseguidos
em solos com resistividade máxima de 3.000 Ωcm (IEC, 1990).
A proteção catódica galvânica, apesar de apresentar vantagens econômicas
quanto ao custo da instalação e da manutenção, segundo Biezma & San Cristóbal
(2003), apresenta algumas limitações, para o seu uso em postos de gasolina, que devem
ser consideradas:
Aplicação limitada para solos de baixa resistividade elétrica (no máximo 6.000
Ωcm) e para tanques com revestimento de excelente qualidade. Necessidade de
64
instalação de juntas isolantes nas ligações das tubulações com os tanques, com o
objetivo de isolar os tanques das linhas, sendo de difícil instalação em postos já
existentes. Se o tanque estiver influenciado por correntes de fuga, dificilmente os
anodos galvânicos serão eficientes, e se estiver influenciado por correntes de alta
voltagem, os anodos terão que ser substituídos frequentemente (SANDRES, 2004).
4.9 MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE
IMPRESSA
Na proteção catódica por corrente impressa, as estruturas metálicas enterradas
recebem a corrente de proteção de uma fonte externa eletromotriz (f.e.m.), utilizando
um conjunto dispersor decorrente no eletrólito, constituído por um leito de anodos
inertes, que apresentam um desgaste muito baixo, em alguns casos, desprezível e
consequentemente possuem vida mais longa (SANDRES, 2004).
O retificador é o equipamento mais utilizado como gerador da fonte externa de
‘f.e.m’, ele é alimentado por intermédio de um circuito de corrente alternada, e fornece
a quantidade de corrente contínua necessária para a eliminação das pilhas de corrosão
existentes na superfície metálica que se deseja proteger. Esse equipamento é
basicamente constituído de um transformador, que abaixa a tensão de alimentação para
o valor desejado no circuito de proteção catódica; de uma coluna retificadora, que pode
ser construída com placas de selênio ou com diodos de silício (vida mais longa); de
instrumentos para as medições das voltagens e das correntes de saída; de dispositivos
convencionais de proteção elétrica, como para-raios, fusíveis e disjuntores; além de
taps, para a regulagem da tensão de saída em corrente contínua (IEC, 1990). A figura 6
mostra um retificador com diodos de silício, e a figura 7 mostra um esquema desse tipo
de proteção:
Figura 6: Retificador com diodos de silício.
Fonte: Google imagens.
65
Figura 7: Esquema típico de instalação de sistema por corrente impressa para tanques subterrâneos
Fonte: Modificado do IEC, 1990.
Os anodos inertes podem ser instalados na posição vertical ou horizontal, sendo
comum o uso de enchimento condutor (backfill) de coque metalúrgico, material
homogêneo e de baixa resistividade elétrica, por exemplo, uma mistura de gesso,
bentonita (mistura de argilas geralmente impura, de grãos muito finos) e sulfato de
sódio, com o intuito de promover um desgaste uniforme do anodo e melhorar a
distribuição de corrente (DUTRA & NUNES, 1991). A utilização do backfill pode
reduzir o desgaste do anodo em até 50% para a densidade de corrente utilizada.
A aplicação do método de proteção catódica por corrente impressa apresenta
algumas vantagens em relação à aplicação do método por anodos galvânicos, como por
exemplo, as seguintes possibilidades: fornecer maiores quantidades de corrente às
estruturas, controlar as quantidades de corrente fornecida, ser aplicado em qualquer
eletrólito (mesmo com resistividade elétrica elevada), ser aplicado, com eficácia, para
estruturas nuas ou pobremente revestidas e finalmente, ser aplicado, com economia,
para a proteção de instalações metálicas de grande porte. Porém é de extrema
importância registrar que a aplicação desse método implica em um dispêndio com
energia elétrica, devido à utilização da fonte externa da ‘f.e.m.’, e que para que a sua
aplicação seja bem- sucedida, será necessária a manutenção periódica, ainda que de fácil
realização, pois um dos problemas que esse método pode apresentar é a possibilidade de
interferência com outras estruturas metálicas enterradas nas proximidades, o que poderá
ser evitado com facilidade (BIEZMA & SAN CRISTÓBAL, 2003).
Outro problema que o método de proteção catódica por corrente impressa pode
apresentar, segundo Biezma & San Cristóbal (2003), é a superproteção da estrutura
metálica. Esse fenômeno é prejudicial para a estrutura, pois acarreta a formação de
hidrogênio atômico (H) nas suas imediações. Esse hidrogênio pode migrar para a
superfície da estrutura metálica e penetrar na mesma, ocasionando a sua fragilização.
Quanto mais o material metálico estiver tensionado, mais suscetível ele estará à
66
penetração do hidrogênio, e consequentemente à fragilização, podendo, desta forma,
sofrer corrosão nessa área fragilizada.
4.10 REVESTIMENTOS
Os revestimentos protetores também são considerados métodos eficazes no
combate à corrosão. Eles são aplicados sobre a superfície metálica, constituindo-se
fundamentalmente numa barreira entre o metal e o meio corrosivo (DUTRA & NUNES,
1991).
Os principais tipos de revestimentos protetores empregados no combate e
controle à corrosão são os revestimentos: orgânicos, inorgânicos, os metálicos e os de
compósitos, porém para o desenvolvimento desta pesquisa, é de interesse abordar
apenas os revestimentos orgânicos e os de compósitos orgânicos, que são os utilizados
em instalações metálicas enterradas (SANDRES, 2004).
4.11 REVESTIMENTOS ORGÂNICOS
Segundo Silva (2009), os revestimentos orgânicos consistem na interposição de
uma camada de natureza orgânica entre a superfície metálica e o meio corrosivo, por
exemplo, a pintura industrial é geralmente utilizada para o controle de corrosão em
estruturas aéreas, podendo também ser empregada em estruturas submersas de fácil
acesso para manutenção (navios, embarcações, boias), porém é empregada em
estruturas subterrâneas somente em casos especiais devido à dificuldade de manutenção.
Revestimentos com borracha consistem no recobrimento da superfície metálica
com uma camada de borracha, utilizando-se o processo de vulcanização ou decolagem.
É muito utilizado na indústria química em equipamentos e tubulações que trabalham
com meios altamente corrosivos. Assim como revestimentos de alta espessura para
instalações metálicas subterrâneas ou submersas, dentre os quais se destacam:
revestimento com esmalte de piche de carvão, com asfalto, com fitas plásticas, com
espuma rígida de poliuretano e com epóxi piche de carvão (SANDRES, 2004).
4.12 REVESTIMENTOS DE COMPÓSITOS ORGÂNICOS
Especificados por Silva (2009) resume-se na aplicação de resinas orgânicas
(poliéster, epóxi, acrílicas, etc.) com fibra de vidro, na forma de tecidos, fios, flocos,
etc., ou seja, materiais que combinam propriedades complementares.
Figura 8: Aplicação de revestimento com resina reforçada com fibra de vidro.
Fonte: FLAKEGLASS
67
4.13 REVESTIMENTOS PROTETORES PARA INSTALAÇÕES METÁLICAS
SUBTERRÂNEAS
Segundo a IEC (1990), os processos corrosivos das estruturas subterrâneas
ocorrem quando as correntes das pilhas de corrosão fluem para o solo, abandonando o
material metálico. Os revestimentos são usados para reduzir o fluxo de corrente das
pilhas e diminuir a corrosão, que cessaria totalmente se fosse possível à obtenção de um
revestimento perfeito, com 100% de eficiência. Porém, estes possuem sem preparos e
são danificados com certa facilidade, adquirindo falhas que, associadas à absorção de
umidade, permitem o funcionamento das pilhas de corrosão.
Ainda segundo a IEC (1990), um bom revestimento protetor deve obter as
seguintes características, resistência à água e eletricidade evitando a absorção de
umidade pelo revestimento, garantindo, assim, a sua capacidade de isolamento elétrico,
tende a isolar o material metálico do eletrólito, minimizando a passagem das correntes
de corrosão. Adesão ao material metálico dependendo basicamente de boa limpeza da
superfície a proteger e, uma vez obtida, assegura vida mais longa ao revestimento.
Resistência aos impactos devido ao manuseio, transporte e instalação da estrutura
metálica, torna-se necessário que eles sejam os mais resistentes possíveis, para que não
sejam danificados com facilidade. E resistência às ações mecânicas do solo, contrações
e expansões, tornando-se necessário que os revestimentos utilizados em instalações
enterradas possuam, também, essa característica. Estabilidade sobre os efeitos de
variações de temperatura é desejável, principalmente, para regiões com grandes
variações de temperatura, não muito comuns aqui no Brasil. Ductilidade que consiste na
capacidade dos revestimentos de absorverem as tensões e os esforços a que são
submetidas às estruturas revestidas e durabilidade resultante da obtenção de todas as
características acima e de grande importância para a vida da estrutura metálica
enterrada;
Para complementar a proteção parcial que um bom revestimento protetor pode
oferecer a uma instalação metálica subterrânea, utiliza-se, então, um sistema de proteção
catódica, que foi abordada na seção anterior, eliminando, assim, o processo corrosivo
(SANDRES, 2004).
No caso específico dos tanques subterrâneos de aço carbono para
armazenamento de combustíveis, o revestimento protetor contra a corrosão externa
geralmente utilizada é constituído de piche ou asfalto aplicado a quente sobre a
superfície do tanque previamente limpa com escovas rotativas. Os valores de eficiência
usuais, em projetos de proteção catódica, são de 75% inicial e 60% final (IEC, 1990).
Uma das exigências da Resolução n° 273, do CONAMA de 2000, para o
licenciamento dos postos de gasolina, é a aquisição de tanques subterrâneos de aço
carbono de parede dupla jaquetados, para o armazenamento de combustíveis.
A vantagem desses tanques são, o espaço intersticial entre a parede externa de
resina termo fixa reforçado com fibras de vidro (NBR 13785, ABNT, 2003) e a parede
interna de aço-carbono (NBR 13312, ABNT, 2003) do tanque é monitorada para
identificar eventuais vazamentos de combustíveis ainda em sua fase inicial. A parede
externa de resina termo fixa reforçada com fibras de vidro evita que a parede interna de
aço-carbono entre em contato com o meio corrosivo, aumentando o tempo de vida útil
do equipamento (SANDRES, 2004).
68
Figura 9: Esquema de tanque de parede dupla jaquetado
Fonte: Modificado de Confab, 2002.
Analisando todos os métodos de combate à corrosão existentes no mercado
hoje, e que sejam apropriados para a proteção de estruturas enterradas, de fato, o meio
mais seguro de se proteger um tanque de armazenamento de combustível de aço
carbono enterrado contra a corrosão seria mediante a aplicação de revestimentos
protetores, criteriosamente especificados e aplicados, complementados pela instalação
dos sistemas de proteção catódica que, segundo a IEC (1990), quando
convenientemente dimensionados, conferem a proteção integral às estruturas ao longo
dos anos, como se um revestimento perfeito tivesse sido aplicado sobre o material
metálico.
5 CONSIDERAÇÕES
Com base na pesquisa bibliográfica realizada, são feitas as seguintes
considerações visando concretizar a conclusão do artigo:
A corrosão é uma deterioração do material, devido às reações químicas e/ou
eletroquímicas, sofridas por materiais metálicos e não metálicos, sendo, desta forma, um
permanente desafio ao cotidiano de setores da construção civil, automobilística, naval
entre outras, mesmo com os avanços da ciência e da tecnologia esse fenômeno encontra
meios e mecanismos para se desenvolver.
As análises dos processos corrosivos são de fundamental importância para o
controle efetivo da corrosão. Tanto a corrosão como o seu controle devem ser tratados
em conjunto, o estudo de um pressupõe o estudo do outro, pois o próprio mecanismo de
corrosão aponta para a escolha do método de proteção anticorrosiva a ser empregado.
A corrosão eletrolítica é mais perigosa aos materiais metálicos, o processo
corrosivo ocorre devido à injeção de corrente elétrica externa, geralmente, causada por
aterramentos ou falhas em isolamentos elétricos, como por exemplo, a corrente que flui
dos trilhos do metrô para o solo.
A variabilidade do meio que o tanque ficará exposto é considerado um dos
fatores mais complexos, sendo o solo o ambiente mais desafiador em função de suas
características físico-químicas. O solo que apresenta baixa resistividade ou um alto teor
de cloreto é extremamente agressivo ao aço-carbono dos tanques.
69
Os métodos de combate a corrosão dos tanques de aço-carbono subterrâneos
podem ser a proteção catódica (por anodo galvânico ou corrente impressa) e a aplicação
de revestimentos sobre a superfície metálica. Esses procedimentos podem ser eficientes
se dimensionados em função da agressividade do solo e da possibilidade da presença de
correntes parasitas.
A aplicação de proteção catódica por corrente impressa é uma técnica de
grande eficácia no caso de tanques de aço carbono subterrâneos sem revestimento,
porém necessita de manutenção periódica, e consumo de energia elétrica e pode causar
interferência em estruturas metálicas enterradas vizinhas. De um modo geral, o processo
de controle de corrosão por proteção catódica é empregado em conjunto com
revestimentos protetores (exemplo fibra de vidro). Numa tubulação desprotegida (sem
revestimento externo), a proteção catódica não atuaria satisfatoriamente já que este
sistema de proteção catódica atua na pequena área anódica quando ocorre a falha do
revestimento, ou seja, uma tubulação sem revestimento (exposta ao solo), a área anódica
seria excessivamente grande (o duto inteiro) e o leito de anodo não seria suficiente para
a proteção desejada.
A resolução do CONAMA n° 273 de novembro de 2000, que trata do
licenciamento ambiental de postos de combustíveis e serviços e dispõe sobre a
prevenção e controle da poluição é considerada como uma das mais importantes leis
sobre procedimentos que os estabelecimentos proprietários de tanques subterrâneos de
armazenamento de combustíveis devem seguir para preservar o meio ambiente,
evitando assim a contaminação dos lençóis freáticos, esgotos e rios; aumentando a
segurança das comunidades existentes próximas aos postos de combustíveis.
70
6 CONCLUSÕES
A corrosão externa nos tanques de aço carbono subterrâneos é em função das
características físico-químicas do solo, do contaminante (substancia armazenada no
tanque), sendo a corrosão eletrolítica a mais agressiva para o aço carbono dos tanques.
A proteção catódica por corrente impressa é uma técnica de preservação
ambiental clássica e eficiente, juntamente com os revestimentos (orgânicos ou de
compósitos orgânicos), sendo utilizados na proteção externa de tanques subterrâneos de
aço-carbono, obtendo assim uma ótima relação de eficiência e eficácia.
Os impactos causados por um vazamento subterrâneo de qualquer um desses
derivados do petróleo são devastadores para segurança e saúde da comunidade, bem
como o meio ambiente à sua volta.
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71
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2009.
72
UMA ABORDAGEM DA PESQUISA OPERACIONAL E A
ANÁLISE DE DECISÕES NA IMPLANTAÇÃO DE UM NEGÓCIO
OU PRODUTO
Carlos Valim
Simone do Nascimento
Ana Marise Auer
RESUMO
Este artigo tem como objetivo analisar as informações existentes e demonstrar que a
Pesquisa Operacional é uma ferramenta de planejamento a ser utilizada na implantação
de um negócio. Sendo assim, o investidor pode ter uma visão antecipada do seu
processo de decisão gerencial, buscando através dos relatórios gerados fortalecer e
intensificar sua produção. A Pesquisa Operacional é uma ferramenta que facilita a
tomada de decisão demonstrando ao investidor onde focalizar os seus esforços, sendo
recompensado pelo custo benefício. No âmbito de manufatura é comum as empresas
ignorarem os fatores internos que retardam ou atrapalham as linhas produtivas. São
muitos os fatores que prejudicam a produção e deixam a organização fora do contexto
de mercado, como: atrasos na entrega, qualidade dos produtos, preços fora da realidade
de mercado, sendo os mesmos de origem interna. A solução de tais divergências pode
estar vinculada a operações econômicas. Será que todos os processos obedecem a uma
linha de produção e são economicamente viáveis? Esta e outras indagações estão
abordadas neste artigo para enfatizar que a Pesquisa Operacional facilita uma tomada de
decisão e pode demonstrar ao investidor qual o melhor produto ou serviço mais
lucrativo.
Palavras-chave: Pesquisa Operacional. Tomada de Decisão. Programação Linear.
73
1 INTRODUÇÃO
Estudar as condições produtivas de uma indústria e traçar políticas comerciais
para que a mesma possa se desenvolver competitivamente no meio em que atua, avaliar
as condições da mesma em manter ou ampliar sua posição no mercado e conhecer a sua
real posição e condição, em seus aspectos estratégicos e operacionais, é fundamental.
O empresário hoje em dia quer é reduzir custos e para que isso aconteça, não
há caminho mais viável do que aumentar a produtividade, controlando, avaliando e
gerenciando a produção. Conhecer e ter o controle integral dos processos internos da
indústria, tornar possível promover melhorias que irão resultar em menores custos.
Desta forma, além da redução dos custos, tem-se o conhecimento das
engrenagens que dão sustentação ao negócio.
É de fundamental importância que os empresários, sejam fortalecidos com
mecanismos favoráveis ao crescimento econômico e ao processo de financiamento.
Define Mirshawka (1981) que as características da Pesquisa Operacional são:




Pesquisa sobre as operações de toda a organização;
A otimização das operações, aplicação dos mais recentes métodos e técnicas
científicas;
Desenvolvimento e utilização dos modelos analíticos, projeto e utilização de
operações experimentais;
Emprego de equipes mistas de pesquisa.
No mundo globalizado onde existe uma necessidade de se manter a produção
sustentável e desenvolver novos mercados é imprescindível que as organizações
busquem se enquadrar e para isto é importante definir o que é Pesquisa Operacional e
onde se aplica.
Desenvolvida por George B. Dantzig para resolver questões e objetivos
militares, durante a Segunda Guerra Mundial, posteriormente foi aplicada a referida
técnica ao ramo dos negócios e logo foram introduzidos diversos objetivos simultâneos
em seus modelos, de tal forma que era impossível atingi-los plenamente.
Segundo Corrar (2011) a própria limitação dos recursos era o que dificultava
obter o resultado satisfatório.
A programação Linear é um dos mais importantes instrumentos do campo da
Pesquisa Operacional e esta área de conhecimento tem como objetivo resolver questões
ou propor soluções para problemas que necessitam de um conjunto de procedimentos e
estes através da analogia, irão indicar uma solução para direcionar a tomada de decisão
a obter o resultado esperado.
De acordo com Corrar (2011) para se obter a solução simultânea de um sistema
com múltiplos objetivos, que podem apresentar unidades de medida heterogêneas,
utiliza – se a Programação Linear – PL.
Segundo Moreira (2007) em seu livro Pesquisa Operacional – Curso
Introdutório, a Pesquisa Operacional lida com problemas de como conduzir e coordenar
certas operações em uma organização. Relata ainda Moreira que a Pesquisa Operacional
se baseia principalmente no método cientifico para tratar de seus problemas, onde se
deve formular o que se quer ou melhor construir o modelo e conhecer em primeiro lugar
para que a análise dos dados, possa resultar em valores claros e objetivos, fortalecendo a
tomada de decisão. Desta forma a Pesquisa Operacional vem facilitar e propor a melhor
solução, seja para investir mais ou mesmo para finalizar e abandonar o negócio, sendo
74
esta avaliação necessária para verificar se irá existir lucro e apontar qual produto ou
serviço irá proporcionar maior retorno.
A construção de um modelo, utilizando-se a Pesquisa Operacional, segundo
Moreira (2007), deve seguir as seguintes etapas:





Definição da situação – problema, reconhecer que existe um problema;
Formulação de um modelo quantitativo, transpor para um modelo matemático,
tudo aquilo que era suposição;
Resolução do Modelo e encontro da melhor solução;
Consideração dos fatos imponderáveis;
Implementação da solução.
No ramo dos negócios, percebe-se uma certa carência de conhecimento e de
estudos, para a elaboração dos planos e metas que possibilitem aos empresários, maior
confiabilidade na determinação do plano de produção ótimo para a sua organização. É
preciso consolidar tal prática, isto é, o empresário deve ter ao seu alcance as
possibilidades de gerar a longevidade de seu negócio, com base na utilização de uma
metodologia eficaz, capaz de lhe proporcionar as informações seguras, que irão
determinar e definir uma tomada de decisão. A tomada de decisão com base nos
argumentos da Pesquisa Operacional, irá apontar o melhor caminho e ou o melhor
produto a ser mantido na linha de produção.
A experiência dos gestores e os modismos de mercado, ainda exercem forte
influência numa decisão e um outro fator, segundo Saito (2007) e de muita importância
neste estudo é a demonstração de que a utilização da programação linear ou não linear
pode ser empregada como ferramenta auxiliar e determinar o plano de produção ótimo
em uma indústria. Sendo assim, a organização por meio deste estudo irá definir qual o
melhor produto e ou qual o ramo a ser explorado.
As organizações, empregam de um modo geral, para determinar o que será
produzido, métodos subjetivos e estes nem sempre, conseguem demonstrar a realidade
da produção ou da demanda e aprofundar o estudo numa metodologia que auxilie na
tomada de decisão. É o início para uma mudança no comportamento do ramo
empresarial.
Tendo em vista a competitividade e a necessidade de se manter no mercado ou
no ramo industrial, as organizações, por meio de seus Conselhos, definem uma redução
nos lucros e a utilização da Pesquisa Operacional, ainda pouco explorada. Esta postura
será decisiva para a sobrevivência das empresas nos seus ramos de atuação e para os
próximos anos, visto que a economia nacional, apresenta sinais de recessão. Com todo
este contexto de dificuldades que a economia nacional apresenta, força o empresário a
reduzir custos e para que isso aconteça, o melhor caminho a seguir é conhecer as suas
restrições e seus gargalos e nortear a produção, buscando um aumento de produtividade
por meio do gerenciamento da gestão da produção. Este gerenciamento deve ser
apoiado no conhecimento de qual setor está mais rentável para a organização,
permitindo ter um conhecimento e controle integral dos processos internos da indústria
e sustentação ao negócio.
O êxito desta gestão é ter empresários fortalecidos com mecanismos favoráveis
ao crescimento econômico de seu negócio e a certeza de estar no caminho certo, sem ter
no futuro traumas e situações desconfortáveis.
Embora tenha tendência para a gestão da Qualidade, Meio Ambiente, etc, este
artigo busca descrever como a PO pode ser utilizada como ferramenta econômico e
75
financeira para maximizar o processo produtivo facilitando a tomada de decisão,
questão essencial para se manter num mercado competitivo.
A utilização da subjetividade para resolver os problemas de planejamento da
produção na indústria, aponta o objetivo específico deste trabalho que é mostrar um
plano de produção ótimo, utilizando programação linear ou não linear, possibilitando a
determinação de uma combinação ótima de produtos e ou serviços para maximização da
margem de contribuição total ou melhor definindo, o lucro.
Segundo Saito (2007), para resolver esta questão faz-se necessário definir
algumas ações:
a) determinar a capacidade de produção dos equipamentos (recursos) necessários na
produção e conhecer o melhor produto com melhor resultado;
b) levantar o custo variável dos produtos da unidade estudada;
c) avaliar os impactos externos de demanda e elaborar uma análise de sensibilidade para
as épocas de maior sazonalidade;
d) propor um modelo matemático de programação linear ou não linear para auxiliar na
tomada de decisão da combinação ideal de produtos a ser produzidos em cada época do
ano, a fim de maximizar a margem de contribuição total da empresa.
2 PESQUISA OPERACIONAL
Pesquisa Operacional é o emprego de métodos para auxiliar no processo de
tomada de decisões, tais como: projetar; planejar e operar sistemas e processos em
condições que solicitam disposições que maximizem recursos escassos.
2.1 DEFINIÇÃO
Conforme Colin (2007), a Pesquisa Operacional (PO) é definida como o uso de
métodos matemáticos necessários para resolver problemas nos quais existam o desejo
constante por otimização, ou seja, o melhor resultado possível e, principalmente,
orientados para aplicações práticas.
Daft (1999) define Pesquisa Operacional como “um conjunto de modelos de
decisão com bases quantitativas utilizados para auxiliar quem toma decisões”.
Saltorato e Moccellin (1996) sinalizam que o marco inicial dos estudos em pesquisa
operacional coincide com a II Guerra Mundial de (1939 - 1945) e o desenvolvimento
matemático e computacional das décadas de 1950 e 1960. Segundo Loesch e Hein
(2009) a pesquisa operacional é definida como a ciência que modela processos,
mostrando um conjunto de alternativas de ação, realizando a simulação de valores,
eficiência e custos.
Para Hillier e Lieberman (2010) a pesquisa operacional propõe uma visão
organizacional, buscando solucionar os conflitos de interesses entre as unidades das
organizações da maneira que seja a melhor solução para ambas.
2.2 APLICAÇÃO
Para a realização de um estudo desenvolvido sob a perspectiva da Pesquisa
Operacional, a metodologia a ser aplicada apresenta-se em seis fases, conforme Exler e
Bandeira (2010), são elas:
76
Figura 1 – Fases para desenvolvimento da Pesquisa Operacional
Fonte: Exler e Bandeira, 2010.
Para iniciar a formulação do problema as pessoas envolvidas no estudo para
seu desenvolvimento precisam visualizar o problema de forma clara. Para que isso
ocorra se faz necessário a definição dos objetivos que devem ser alcançados, seu
programa de estudo, para seu alcance, deve ser predefinido suas possibilidades de
alternativas e posteriormente levantadas possíveis restrições envolvidas no sistema.
Essa fase é de total importância para que o desenvolvimento das próximas fases seja
satisfatório.
Nessa segunda etapa o modelo matemático é construído, tudo o que foi
levantado na formulação, agora, passa a ser um conjunto de relações matemáticas. A
equação principal, chamada de função objetivo, mensura a eficiência do sistema para
cada uma das soluções propostas, enquanto que as limitações, restrições e exigências do
sistema são sinalizadas por equações e inequações.
Um modelo matemático para ser considerado aceitável deve apresentar
resultados próximos aos reais, consequentemente, favorecendo experimentações mais
precisas. Caso contrário, a partir de então, o modelo pode ser reformulado ou
descartado. A formulação do modelo e sua experimentação indicam os parâmetros
fundamentais para a solução do problema. Por esse motivo, possíveis mudanças nesses
parâmetros deverão ser controladas para a garantia da validade da solução adotada,
impactando no cálculo de uma nova solução ou até mesmo na reformulação do modelo
inicialmente proposto. Na implantação e acompanhamento, as soluções numéricas
deverão ser convertidas em operações. Através desse caminho, o Administrador terá
alcançado novas possibilidades na concepção de soluções para os problemas. Cabe
destacar que na implantação, o acompanhamento dos processos para observar a reação
do sistema diante da solução adotada, deve ser uma constante, afinal, o ajuste pode ser
necessário.
2.3 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Segundo dados bibliográficos, as vantagens e desvantagens da utilização da
Pesquisa Operacional são definidas como segue na tabela a seguir:
77
Tabela 1 – Vantagens e Desvantagens da Pesquisa Operacional
Fonte: Autores, adaptado de Silva et al.,2010.
A representação simplificada de um problema prático por meio de um modelo
matemático possibilita a aplicação de técnicas e métodos que facilitam a obtenção de
uma solução.
2.4 MODELOS MATEMÁTICOS
Bassanezi (2002) propõem que “a modelagem matemática consiste na arte de
transformar problemas da realidade em problemas matemáticos e resolvê-los,
interpretando suas soluções na linguagem do mundo real”.
Segundo Biembengut e Hein (2003), um modelo matemático pode ser expresso
sob diversas formas, dentre outros, equação, gráfico, tabela, função, programa
computacional.
Conforme Chiavenato (1997) uma diversidade de Técnicas é apresentada pela
Pesquisa Operacional, mas as principais são as seguintes:
 Programação Linear;
 Programação não linear;
 Programação Dinâmica;
 Teoria dos Grafos;
 Teoria das Filas;
 Teoria dos Jogos;
 Análise Estatística;
 Estudo das Probabilidades.
O modelo matemático utilizado para a aplicação e resolução do estudo
proposto será o Modelo de Programação Linear e SOLVER (Programação das Fórmulas
na Planilha Eletrônica do MS Excel).
2.4.1 Estrutura dos Modelos Matemáticos
Segundo Brown et al. (2001), na estrutura de um modelo matemático são
contidos três conjuntos principais de elementos:
1) Variáveis de decisão e parâmetros: variáveis de decisão são as incógnitas a serem
determinadas pela solução do modelo. Parâmetros são valores fixos no problema;
78
2) Restrições: de modo a levar em conta as limitações físicas do sistema, o modelo deve
incluir restrições que limitam as variáveis de decisão a seus valores possíveis (ou
viáveis);
3) Função objetivo: é uma função matemática que define a qualidade da solução em
função das variáveis de decisão.
2.4.2 Programação Linear
A Programação Linear (PL) é uma programação matemática em que a funçãoobjetivo e as restrições assumem características lineares, tendo diversas aplicações no
controle gerencial, incluindo problemas de produção, de mistura, de transportes,
determinação de política de estoques, estudos de fluxos de caixa, estudo de sistema de
informações dentre outros, em síntese, problemas de utilização dos recursos disponíveis
em que buscam utilização ótima dos mesmos, observando-se limitações impostas pelo
processo produtivo ou pelo mercado.
A aplicação da Programação Linear (PL) representa fundamental importância
para a resolução atribuída a um determinado problema organizacional.
Para Lachtermacher (2004), um problema de Programação Linear apresenta,
em sua forma padrão, uma maximizacão da função objetivo, restrições do tipo menor ou
igual, assim como os termos constantes e variáveis de decisão não negativos.
Martin (2003), define a PL como um conjunto de técnicas de análise e
resolução de problemas com um grande número de variáveis que poderão influenciar no
processo de decisão da organização.
Rodrigues et al. (2013) a programação linear é utilizada quando se almeja
solucionar problemas que levam em consideração a destinação ótima de recursos
escassos em toda a produção ou na realização de atividades.
De acordo com Loesch e Hein (2009) a programação linear é a resolução de
problemas de maximização ou minimização, atendendo a um conjunto de restrições. O
método utilizado recebe o nome de modelagem, construído um modelo matemático que
representa a situação problema a ser trabalhada.
Sobre a perspectiva desses autores, na modelagem de programação linear,
devem ser estabelecidos:
i) as variáveis do problema, ou seja, aquilo que se pode controlar e que se deseja saber
exatamente o valor;
ii) a função objetivo, sempre que se deseja maximizar ou minimizar determinado
objetivo, expresso em função das variáveis do problema;
iii) as restrições, que também são expressas em função das variáveis do problema e
limitam as combinações das variáveis a determinados limites.
Segundo Lisboa (2002), a programação linear é utilizada para aprimorar uma
função linear de variáveis, chamada de “função objetivo”, sujeita as chamadas
restrições.
Todas essas expressões, entretanto, devem estar de acordo com a hipótese
principal da programação linear, ou seja, todas as relações entre as variáveis devem ser
lineares. Isto implica proporcionalidade das quantidades envolvidas.
79
2.4.3 Solver definição
O Solver é uma ferramenta poderosa do Excel que permite fazer vários tipos de
simulações na sua planilha, sendo utilizada principalmente para análise de sensibilidade
com mais de uma variável e com restrições de parâmetros.
Quando encontramos mais de uma variável em um problema, com necessidade
de limites e restrições, o Atingir Meta não poderá solucioná-lo, pois tem limites de
parâmetros para simulação. Para isso, devemos utilizar o recurso Solver, conforme
Cavalcante (2015).
Com o Solver, você pode localizar um resultado ideal para uma fórmula em
uma célula na sua planilha, chamada de célula de destino, tendo disponíveis as
seguintes possibilidades:
 Maximizar valores;
 Minimizar valores;
 Atingir uma meta de valor específico.
Ele trabalha com um grupo de células relacionadas direta ou indiretamente com
a fórmula na célula de destino. Ou seja, todas as células que influenciam no resultado da
célula destino poderão ser alteradas pelo próprio Excel, desde que sejam fórmulas interrelacionadas e atinjam a meta desejada, avaliando todas as restrições e atingindo o
resultado o mais próximo possível.
O Solver ajusta simultaneamente as variáveis nas células que você especificar,
chamadas de células ajustáveis, para atingir o resultado esperado por você através da
célula de destino, a qual nunca pode ser uma fórmula e sim um input para que o Solver
possa ser executado.
Conforme o manual do usuário do Office 2003, o Solver faz parte de um
conjunto de programas, que geralmente são chamados de ferramentas de análise
hipotética, para resolver problemas lineares e de números inteiros, o Solver utiliza o
algoritmo Simplex com limites sobre as variáveis e o método de desvio e limite, método
implementado por John Watson e Dan Fylstra, ambos da Frontline Systems, Inc.
Winston (2015), propõe a montagem de um modelo de otimização no Excel em
três partes: Célula de destino (fórmula da função objetivo), Células variáveis e as
Restrições.
Célula de destino: é a célula que representa a meta ou o objetivo que se deseja
atingir. Esta célula deverá conter uma fórmula que represente a função objetivo do
modelo proposto.
Células variáveis: estas células poderão ser alteradas ou ajustadas a fim de
atingir a otimização da célula de destino. A determinação destes valores está
diretamente relacionada às restrições e/ou limitações do modelo.
Restrições: são células das restrições que representam os valores a que o
modelo está limitado. Estes valores estão relacionados à quantidade de recursos
disponíveis.
2.5 ESTUDO PROPOSTO
Exemplo de utilização da Pesquisa Operacional – Programação Linear.
Maximizar o Lucro, conhecendo as quantidades máximas de Produção.
Exemplo 1 (SOUZA, 2015)
80
Uma fábrica produz dois produtos, A e B. Cada um deles deve ser processado
por duas máquinas, M1 e M2. Devido à programação de outros produtos, que também
utilizam essas máquinas, a máquina M1 tem 24 horas de tempo disponível para os
produtos A e B, enquanto a máquina M2 tem 16 horas de tempo disponível. Para
produzir uma unidade do produto A, gastam-se 4 horas em cada uma das máquinas M1
e M2. Para produzir uma unidade do produto B, gastam-se 6 horas na máquina M1 e 2
horas na máquina M2. Cada unidade vendida do produto A gera um lucro de R$80 e
cada unidade do produto B, um lucro de R$60. Existe uma previsão máxima de
demanda para o produto B de 3 unidades, não havendo restrições quanto à demanda do
produto A. Deseja-se saber quantas unidades de A e de B devem ser produzidas, de
forma a maximizar o lucro, e ao mesmo tempo, obedecer a todas as restrições do
problema.
Solução do Exemplo 1, utilizando a Programação Linear
81
82
Utilizando o programa SOLVER – Excel – Exemplo 1.
83
Conclusão:
Para se obter um maior lucro, obedecendo todas as restrições, será necessário
produzir 3 peças do produto “A” e 2 peças do Produto “B”, com um Lucro máximo de
R$360,00.
Exemplo 2 (SOUZA, 2015)
Definindo a maximização do lucro pela quantidade produzida.
Uma empresa após um processo de racionalização de produção, ficou com
disponibilidade de 3 recursos produtivos, R1, R2 e R3. Um estudo sobre o uso desses
recursos indicou a possibilidade de se fabricar 2 produtos P1 e P2. Levantando os custos
e consultando o departamento de vendas sobre o preço de colocação no mercado,
verificou-se que P1 daria um lucro de R$120,00 por unidade e P2, R$150,00 por
unidade. O departamento de produção forneceu a seguinte tabela de uso de recursos.
84
85
Conclusão
Para se obter um maior lucro, obedecendo todas as restrições, deve-se utilizar o recurso
3, fabricando 13 peças do Produto 1 e 19 Pçs do Produto 2.
Exemplo 3. (SOUZA, 2015)
Que produção mensal de P1 e P2 traz o maior lucro para a empresa?
Construa o modelo, represente graficamente e determine o lucro máximo.
Uma indústria produz dois tipos de produtos, A e B, sendo que cada um
consome uma certa quantidade de horas/semanais para serem produzidos por três
máquinas. A máquina (1) para produzir o produto A gasta 2 horas e para produzir o
produto B gasta 2 horas com uma autonomia de produção de 160horas/semanais. Pelo
maquinário (2), o produto A gasta 1 hora e o produto B gasta 2 horas com uma
autonomia de produção de 120 horas/semanais. O maquinário (3), gasta 4 horas para
produzir o produto A e 2 horas para produzir o produto B com 280 horas/ semanais de
autonomia.
Os dados estão expostos na tabela com seus respectivos tempos; máximo
semanal de uso das máquinas:
O lucro obtido pelo produto A é de R$1,00 e pelo produto B é R$1,50.
Quanto se deve fabricar de cada produto, de modo que seja obedecida a
capacidade operativa das máquinas, com o maior lucro possível?
86
87
Conclusão
Para se obter um maior Lucro, obedecendo todas as restrições, deve - se
fabricar as seguintes quantidades: Produto "A" = 40 Peças Produto "B" = 40 Peças O
Lucro será de R$100,00
88
Conclusão
Para se obter um maior Lucro, obedecendo todas as restrições, deve-se fabricar as
seguintes quantidades:
Produto "A" = 40 Peças
Produto "B" = 40 Peças
O Lucro será de R$100,00
Empresa precisa decidir quais modelos de geladeira instalar em sua nova planta.
Dois possíveis modelos: luxo e básico.
No máximo, 1500 unidades do modelo luxo e 6000 unidades do modelo básico podem
ser vendidas por mês.
Empresa contratou 25000 homens-hora de trabalho por mês;
Os modelos luxos precisam de 10 homens-hora de trabalho para serem produzidos e os
modelos básicos, 8 homens-hora.
A capacidade da linha de montagem é de 4500 geladeiras por mês, pois as geladeiras
dividem a mesma linha;
O lucro unitário do modelo luxo é R$100,00 por mês, enquanto o modelo básico lucra
R$50,00 durante o mesmo período
Determinar quanto produzir de cada geladeira, de modo a satisfazer todas as restrições e
maximizar o lucro da empresa.
89
90
Conclusão
Para se obter um maior lucro, obedecendo todas as restrições, deve - se fabricar as seguintes
quantidades:
Produto "1" = 1500 Peças
O Lucro será de R$ 212.500,00
91
Conclusão
Para se obter um maior Lucro, obedecendo todas as restrições, deve - se fabricar as
seguintes quantidades:
Uma companhia de transporte tem dois tipos de caminhões: O tipo A tem 2m3 de
espaço refrigerado e 3m3 de espaço não refrigerado; o tipo B tem 2m3 de espaço
refrigerado e 1m3 de não refrigerado. O cliente quer transportar produtos que
necessitarão de 16m3 de espaço refrigerado e 12m3 de área não refrigerada. A
companhia calcula que são necessários em 1.100 litros de combustível para uma viagem
com o caminhão A e 750 litros para o caminhão B.
Quantas viagens deverão ser feitas de cada tipo de caminhão para que se tenha o menor
custo de combustível?
92
93
Conclusão
Para se obter um maior lucro, obedecendo todas as restrições. Cada caminhão deverá
executar as seguintes quantidades de viagens:
Caminhão "A" - 2 Viagens
Caminhão "B" - 6 Viagens
2.6 PROCESSO DE TOMADA DE DECISÃO
Conforme Rezende (2005, p. 18), “A informação é um recurso efetivo e
inexorável para as empresas, especialmente quando planejada e disseminada de forma
personalizada, com qualidade inquestionável e preferencialmente antecipada para
facilitar as decisões. ”
Assim segundo Kazmier (1975) Tomada de Decisão é o ato ou efeito de tomar,
de decidir, resolução, determinação, deliberação, desembaraço, disposição, coragem
capacidade de decidir.
Kazmier (1975) afirma que: a habilidade em tomar decisões é a chave para o
planejamento bem-sucedido em todos os níveis da gestão. Isto envolve mais que uma
simples seleção de planos de ação que assume pelo menos três fases: diagnóstico;
descobertas de alternativas e análises.
De acordo com a afirmação de Ansoff (1977, p. 30), “no processo de tomada
de decisão, existem vários enfoques sobre decisões empresarias individuais ou em
grupo. Decisões estratégicas tendem a ser tomadas por esses grupos”.
O processo decisório depende das características pessoais, da situação e da
maneira como percebe a situação.
O processo decisório exige sete etapas, segundo Chiavenato (2004). A saber:
1) Percepção da situação que envolve algum problema;
2) Análise e definição do problema;
3) Definição dos objetivos;
4) Procura de alternativas de solução ou de cursos de ação;
5) Escolha da alternativa mais adequada ao alcance dos objetivos;
6) Avaliação e comparação das alternativas;
7) Implementação da alternativa escolhida;
Processo no qual cada etapa poderá influenciar as outras e todo o processo.
As etapas acima podem ter influência uma das outras dentro do processo
decisório e pode ocorrer que na pratica, estas etapas não sejam seguidas à risca.
Ocorrendo uma necessidade de uma solução imediata e a pressão de decisão
for forte, impossibilitando uma aplicação detalhada e planejada, as etapas “3”, “5” e
“7”, podem ser abreviadas ou suprimidas.
Não ocorrendo a pressão, algumas etapas podem ser planejadas com maiores
detalhes e se forem dinâmicas, podem ser adaptadas, ampliadas e ou estendidas no
tempo.
Os objetivos propostos neste artigo foram alcançados e seu caráter prático e
exequível abre caminho e esclarece seu uso, para que outros trabalhos sejam
desenvolvidos, com base nos conceitos aqui informados. Sendo assim, a utilização
deste, deve respeitar adequadamente todos os fundamentos teóricos aqui abordados,
para se obter os resultados satisfatórios à uma tomada de decisão.
O Conceito de Lucro ou Margem de Contribuição pode ser empregado na
indústria e em diversos ramos da nossa economia, mesmo sendo de pequeno ou médio
porte. O Lucro a ser obtido depende de um estudo e de decisões a serem definidas e
assumidas pelos gestores e estes precisam de uma visão financeira ou estratégica, para
colocarem seus planos em pratica e a utilização da Pesquisa Operacional pode
proporcionar estas informações.
94
Além disso, a Pesquisa Operacional aplicada adequadamente, como ferramenta
chave no auxílio na tomada de decisão, pode determinar um plano de produção ótima,
mesmo que o cenário aponte um grande número de restrições.
A utilização da Pesquisa Operacional aliada à experiência dos gestores,
contribui para uma solução final, que deve ser assumida totalmente ou não ou se
necessário, deve ser modificada para atender as oscilações mercadológicas, neste caso a
Pesquisa Operacional serve como parâmetro aos gestores para determinar a solução
ótima.
A pesquisa apresentada, demonstrou que em diversas áreas da economia existe
uma carência de informações e estas podem ser obtidas através da Pesquisa
Operacional, na busca de se determinar a melhor decisão.
A definição de uma produção ou os recursos a serem utilizados pela
organização são de responsabilidades dos gestores e estes precisam desenvolver gatilhos
ou estudos apropriados que facilitem a escolha de se aumentar uma produção de um
produto ou o inverso, diminuir uma produção, visto que as informações obtidas, não
foram favoráveis à produção do referido produto.
Ressalta-se que a integração de conceitos, princípios e métodos auxiliam na
elaboração de ferramentas eficientes e confiáveis e isto só poderá ser aplicado se o
modelo for sustentado por um embasamento teórico forte e que as áreas sejam afins e os
gestores estejam buscando um denominador comum.
Como considerações finais este artigo de conclusão de semestre é uma
importante etapa na formação e informação do aluno do curso de Engenharia de
Produção, possibilitando o mesmo na integração do conhecimento e na aplicação dos
conceitos através de uma vivência prática.
As organizações precisam despertar para a utilização de mão de obra
especializada, capaz de auxiliá-la nas decisões e descobrir novas alternativas para a
longevidade do negócio.
A mudança deste cenário é imprescindível, pois somente assim as empresas
estarão abertas ao mercado interno e com capacidade para também atender ao mercado
internacional.
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estratégia. São Paulo: Contexto, 2002.
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SOUZA, Kennedy Medeiros Tavares, Apostila Aula 3, Cursos: Engenharia de
Produção 8º Período, Gestão Produção Industrial 5º e 6º Períodos, Disciplina: Pesquisa
Operacional, Curitiba, PR: FACULDADE BAGOZZI.
WINSTON, Wayne L. Introdução à otimização com a ferramenta Solver do MsExcel. Disponível em:
<file:///D:/Documents%20and%20Settings/User/Meus%20documentos/Downloads/Uso
%20da%20Ferram.%20Solover.pdf >>. Acesso em: 23/10/2015.
97
SOBRE A SÉRIE ENGENHARIAS E DESENVOLVIMENTO
98
A Série Engenharias e Desenvolvimento seleciona parte dos trabalhos
acadêmicos produzidos pelos acadêmicos na disciplina de Projeto Integrador na área das
Engenharias, e os publica em formato de E-book, com a intenção de valorizar a pesquisa
acadêmica fruto da relação professor e aluno, e também, socializar com a comunidade o
conhecimento produzido na Faculdade.
O destaque dos “Projetos Acadêmicos” é uma iniciativa do Núcleo de Inovação,
Pesquisa e Extensão (NIPE) da Faculdade Padre João Bagozzi, que fomenta a
interdisciplinaridade entre as unidades curriculares e visa reconhecer os Projetos
Integradores desenvolvidos pelos acadêmicos dos diferentes cursos ao longo do
semestre letivo, que se destacaram pela sua inovação, qualidade acadêmico-científica e
relação com a prática profissional.
Maiores informações no site da Faculdade: www.faculdadebagozzi.edu.br ou no
e-mail [email protected].
99

Engenharias e Desenvolvimento

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