SUL-RIO-GRANDENSE CAMPUS SAPUCAIA DO SUL
CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM FABRICAÇÃO MECÂNICA
ANÁLISE DO CICLO DE VIDA DE MOLDES DE INJEÇÃO UTILIZANDO CONCEITO DE ECODESIGN
GUILHERME DOS SANTOS MARQUES LUCIANO FECK AVILA
Orientador: Durval João De Barba Junior
Sapucaia do Sul 2016
GUILHERME DOS SANTOS MARQUES LUCIANO FECK AVILA
ANÁLISE DO CICLO DE VIDA DE MOLDES DE INJEÇÃO UTILIZANDO CONCEITO DE ECODESIGN
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado no Instituto Federal Sul-Rio-Grandense, Campus de Sapucaia do Sul, como parte dos requisitos para obtenção do Título de Tecnólogo em Fabricação Mecânica
Orientador: Prof. Durval João De Barba Junior
Sapucaia do Sul 2016
RESUMO
A metodologia de Ecodesign promove a inclusão das considerações ambientais ao processo de desenvolvimento de produto, propiciando melhora do funcionamento ambiental dos produtos ao longo de todo seu ciclo de vida, justamente na fase de início do processo de desenvolvimento onde se constata a maior chance de melhoria de eficiência ambiental do produto. Este trabalho tem o objetivo de aplicar conceitos de Ecodesign, com utilização da ferramenta de diagnóstico DfE Matrix, para análise dos impactos ambientais de cada fase do ciclo de vida de moldes para injeção. Para tal, faz-se uma adaptação da ferramenta DfE Matrix para o projeto de moldes de injeção de termoplásticos observando as etapas que um molde passa ao longo de sua vida e impactos que cada etapa contribui para o meio ambiente. Com base nos aspectos abordados sobre ciclo de vida do molde, utiliza-se a matriz cruzando as fases de vida do molde com os aspectos ambientais relacionados com cada fase. A ferramenta DfE Matrix foi aplicada em três empresas, que comportam o ciclo de vida de um molde, na forma de questionários. Os resultados obtidos mostram uma falta de equipamento adequado ou de conhecimento sobre análise de gasto energético em todo ciclo de vida, assim como para as questões de resíduos líquidos e gasosos.
Palavras-chave: Ecodesign, Impacto Ambiental, Sustentabilidade, Ciclo de vida, Molde.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Ciclo de vida de um produto dentro do ambiente para fim de vida útil (PIGOSSO,
2012) ... 4
Figura 2: Elementos básicos de um molde de injeção (HARADA, 2001) ... 10
Figura 3: Ciclo de Vida do Molde ... 11
Figura 4: Ciclo de Vida X Aspectos Ambientais ... 11
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Beneficios ambientais e financeiros por área focal do Ecodesign (STEVELS, 2001) 8 Tabela 2: Matriz ciclo de vida X aspectos ambientais (COBRA, 2012) 12 Tabela 3: Pontuação e conceito sobre as práticas de fabricação e uso do molde 14
Tabela 4: Pontuação empresa A 15
Tabela 5: Pontuação empresa B 17
Tabela 6: Pontuação empresa C 18
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
DfE - Design for Environment (Projeto para Meio Ambiente) PDP - Processo de Desenvolvimento de Produto
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ... V LISTA DE TABELAS ... VI LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ... VII
1. INTRODUÇÃO ... 1
2. OBJETIVOS ... 3
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA... 4
3.1 Ciclo de Vida ... 4
3.1.1 Ciclo de Vida do Molde ... 5
3.2 Lei 12.305/2010 – Política Nacional de Resíduos Sólidos ... 6
3.3 Ecodesign ... 6 3.3.1 Ferramentas de Ecodesign ... 9 3.4 Molde de Injeção ... 9 4. METODOLOGIA ... 11 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 15 5.1 Empresa A ... 15 5.2 Empresa B ... 16 5.3 Empresa C ... 17 5.4 Comparativo ... 18 6. CONCLUSÕES ... 20
7. LIMITAÇÕES, DIFICULDADES E SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS 21 REFERÊNCIAS ... 22
1. INTRODUÇÃO
Tendo como base a definição inicial, de desenvolvimento sustentável, criada na comissão mundial sobre meio ambiente e desenvolvimento em 1987, como sendo “desenvolvimento que atende as necessidades presentes sem comprometer a capacidade das futuras gerações de atender as suas necessidades” (WORLD COMISSION ON ENVIRONMENT AND DEVELOPMENT, 2002) e também visando atender a demanda do mercado mundial sobre a procura cada vez maior de novos produtos, constata-se a necessidade de novas ferramentas de processo de desenvolvimento de produtos (PDP) preparado para atender as necessidades de mercado e as necessidades do ambiente como um todo.
Para a inclusão das considerações ambientais ao processo de desenvolvimento de produto é que se faz o uso da metodologia de Ecodesign, que promove a melhora do funcionamento ambiental dos produtos ao longo de todo seu ciclo de vida, justamente na fase de início do processo de desenvolvimento que foi constatada uma maior chance de melhoria de eficiência ambiental do produto (VAN WEENWN, 1995; LUTTROPP e LAGERSTEDT, 2006; NIELSEN e WENZEL, 2002).
A aplicação do Ecodesign nas empresas ainda depende de fatores motivacionais externos, pois nem todas as organizações utilizam de princípios de desenvolvimento sustentável nas suas missões ou, pretendem colocar em risco sua existência, agregando em seu processo alguma ferramenta que possa encarecer o seu produto (CABRERA, 2002). Visto essas dificuldades de adesão ao desenvolvimento sustentável por parte das indústrias, o Governo Federal, através da Lei 12.305 de Agosto de 2010, sobre resíduos sólidos, incentiva que as companhias incluam este movimento, em troca disso, obterão de forma direta benefícios competitivos que lhe renderão maiores negócios, e com isto, maior lucratividade. No entanto, a forma indireta, a mesma lei pune com penas mais brandas e multas pesadas para aos responsáveis que não cumprirem com a determinação da lei.
Dentro do contexto de sustentabilidade e Ecodesign, a vivência nas disciplinas ofertadas no curso de Fabricação Mecânica, como: Usinagem I, II e III, Projeto de Ferramentas I e II, Métodos e Processos, Ciência dos Materiais I e II, Ciências dos Polímeros, Reologia, Fundamentos de Projeto de Ferramenta, Gestão da Qualidade e Processo de Fabricação Mecânica I, II e III, buscou-se o embasamento teórico e prático para aplicar a ferramenta de Ecodesign voltada para processo de fabricação de moldes. Dentro de inúmeras ferramentas já desenvolvidas, este trabalho fará uso da ferramenta DfE Matrix que
proporciona uma avaliação qualitativa dos impactos ambientais produzidos em todo o ciclo de vida de um determinado produto (YARWOOD e EAGAN, 1998).
2. OBJETIVOS
Este trabalho consiste em aplicar conceitos de Ecodesign, com a utilização da ferramenta de diagnóstico DfE Matrix, para análise dos impactos ambientais de cada fase do ciclo de vida de moldes para injeção. Para isto, os seguintes objetivos específicos devem ser atendidos:
1. Obter um maior conhecimento dos conceitos de Ecodesign e da Lei 12.305/2010; 2. Adequar a ferramenta de DfE Matrix para moldes de injeção de termoplásticos; 3. Diagnosticar empresas que trabalham com projeto e fabricação de moldes frente ao
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 3.1 Ciclo de Vida
Todos os produtos causam impactos ambientais durante o seu ciclo de vida de alguma maneira, desde a extração da matéria-prima, produção, uso, até a gestão e disposição dos resíduos. Esses efeitos ambientais resultam de decisões inter-relacionadas feitas em vários estágios do ciclo de vida do produto (BAUMANN, BOONS e BRAGD, 2002).
O desempenho ambiental de um produto é determinado pela soma de todos os impactos ambientais ao longo do seu ciclo de vida. O ciclo de vida de um determinado produto, peça ou equipamento não termina quando ele deixa de ser usado ou sua venda é descontinuada. Um celular que deixa de ser usado deveria ter o destino final a indústria que o construiu, onde ele poderá ser desmontado e suas partes recicladas e, até mesmo, utilizadas em outros produtos eletrônicos (BAUMANN, BOONS e BRAGD, 2002).
Figura 1: Ciclo de vida de um produto dentro do ambiente para fim de vida útil (PIGOSSO, 2012)
A Figura 1 mostra a ciclo de vida de um produto, desde a extração da matéria prima até o seu descarte. Também apresenta a abordagem atual com relação ao reuso e reciclagem, que tem ganho um papel importante nas questões de sustentabilidade (BAUMANN, NIELSEN e WENZEL, 2002).
A indústria tem o desafio de incluir e justificar a eco eficiência em seus produtos a fim de torná-los sustentáveis, ao longo de toda a cadeia do seu ciclo de vida, e não meramente no seu processo de fabricação e inserção do produto no mercado. Sendo assim, não unicamente resultados econômicos e ambientais são almejados, com o novo foco do produto e produção sustentável, mas aspectos sociais e éticos são de interesse no desenvolvimento da empresa na sociedade (HAUSCHILD, JESWIET e ALTING, 2005).
3.1.1 Ciclo de Vida do Molde
O ciclo de vida do molde pode seguir as seguintes etapas (TAKANO, et al., 2000; HARADA, 2004):
Matéria-prima. Fornecedor responsável pela transformação de recursos provenientes da natureza ou reciclagem, em produtos de usina que serão usados na construção dos componentes do molde;
Projeto do molde. Concepção do projeto da ferramenta (molde) que deverá atender os requisitos do produto injetado pelo mesmo;
Construção do Molde. Transformação da matéria-prima nos componentes desenvolvidos no projeto do molde;
Utilização. O propósito pelo qual o molde foi desenvolvido e construído. Injeção de polímero para obtenção de peças e componentes plásticos;
Fim de vida. Quando o molde não realiza mais a sua função, por descontinuidade da peça que ele produz ou por desgaste da cavidade ou componentes, não garantindo mais a qualidade de injeção.
A etapa de obtenção da matéria-prima apresenta as condições mais críticas quanto a emissões de resíduos sólidos, líquidos e gasosos, além do elevado consumo de energia nos processos de transformações das indústrias siderúrgicas (TAKANO, et al., 2000).
A fase do projeto do molde é a menos agressiva ao meio-ambiente por consumir basicamente recursos de energia elétrica. Mas esta fase é de grande importância pelas decisões tomadas, pois as tomadas aqui irão influenciar diretamente as fases posteriores. O projeto do molde deverá prever os materiais usados na manufatura, na usinagem, os tratamentos térmicos e superficiais, a quantidade de peças, a necessidade ou não de manutenção e lubrificação, a intercambiabilidade de peças com outros moldes, o desempenho energético e térmico, entre outros, e, também deve prever, o atendimento dos requisitos de um projeto de molde, que compreende a correta dimensão e forma da peça, demanda de produção, custo de produção, tamanho da máquina injetora. Todos estes pontos impactam ainda no fim
da vida do molde, quanto tempo este vai cumprir sua função e qual o destino dos seus componentes (HARADA, 2004; BORTOLLETO, 2011).
Na construção do molde, usinagem dos componentes e montagem, se faz uso de fluídos de corte, lavagem de peças, tratamentos térmicos que demandam grande quantidade de energia, tratamentos superficiais que utilizam produtos corrosivos, além da geração de sólidos em maior parte por cavacos (SIMIÃO, 2011).
Durante a utilização do molde, a injeção demanda certa quantidade de energia, tanto para funcionamento da máquina injetora, quanto para aquecimento do polímero e resfriamento da peça injetada. A injeção de termoplásticos ainda conta com a emissão de vapores tóxicos pelo uso de cargas, pigmentos, solventes, desmoldantes, além de resíduos líquidos e sólidos (GARCIA, 2009).
O final da vida útil do molde normalmente ocorre desgaste da cavidade de injeção, o que não permite mais garantir a qualidade da peça injetada (HARADA, 2004).
3.2 Lei 12.305/2010 – Política Nacional de Resíduos Sólidos
Esta lei integra a Política Nacional de Meio Ambiente e associa-se com a Política Nacional de Educação Ambiental e com a Política Federal de Saneamento Básico. É formada por 57 artigos dentro de 4 títulos distintos. As ideias principais desta lei, que têm correlações com este trabalho, estão no Artigo 3° (BRASIL, 2010):
IV - ciclo de vida do produto: série de etapas que envolvem o desenvolvimento do produto, a obtenção de matérias-primas e insumos, o processo produtivo, o consumo e a disposição final;
XVII - responsabilidade compartilhada pelo ciclo de vida dos produtos: conjunto de atribuições individualizadas e encadeadas dos fabricantes, importadores, distribuidores e comerciantes, dos consumidores e dos titulares dos serviços públicos de limpeza urbana e de manejo dos resíduos sólidos, para minimizar o volume de resíduos sólidos e rejeitos gerados, bem como para reduzir os impactos causados à saúde humana e à qualidade ambiental decorrentes do ciclo de vida dos produtos, nos termos desta Lei;
Estes dois incisos tratam de toda a trajetória de criação, uso e descarte do produto, assim como a responsabilidade de cada individuo, empresa ou entidade que tenha alguma relação em algum momento deste ciclo (BRASIL, 2010)
3.3 Ecodesign
O Ecodesign transmite uma ideia de responsabilidade ambiental entre os projetistas de produto. Seu objetivo é buscar novos materiais recicláveis, como matéria prima, ou
reaproveitar os utilizados. Propõem um ideal em sustentabilidade envolvendo assuntos naturais e reciclagem, embora não exista um consenso definido entre todos os “ecodesigners” (NAIME, ASHTON e HUPFFER, 2012).
Muitas empresas estão adotando este conceito de planejamento do produto por possibilitar reaproveitar os materiais e utilizar materiais recicláveis em todo ciclo de vida do produto. Isto se deve à percepção do mercado consumidor cada vez mais exigir produtos com uma filosofia sustentável (NAIME, ASHTON e HUPFFER, 2012).
A atuação do projetista não é apenas na concepção de um novo produto, mas em todas as etapas necessárias para produção, distribuição e descarte. Papanek (1995) desenvolveu desta maneira, o processo de desenvolvimento de produto em seis etapas, que são as maiores causadoras de impacto ambiental, para projeto de Ecodesign. São elas:
1. Escolha de Materiais; 2. Processos de fabricação; 3. Embalagem o produto; 4. Produto acabado; 5. Transporte do produto; 6. Geração de resíduos sólidos.
É de responsabilidade do projetista, especificar cada uma dessas etapas, de forma que, soluções ecologicamente corretas possam ser adotadas permitindo uma maior eficácia no resultado final. (NAIME, ASHTON e HUPFFER, 2012).
O Ecodesign, em sua essência, é uma aplicação de gestão ambiental voltada ao processo de desenvolvimento de produto para obter uma redução dos impactos ambientais em todo ciclo de vida deste produto. No entanto, é necessário observar que nenhuma redução do impacto ambiental será obtida a menos que o resultado gerado, diante deste conceito, seja igual ou superior nas questões de comportamento, execução, aplicação, finalidade, aparência, qualidade e custo (JOHANSSON, 2002; WEENRN, 1995).
O Ecodesign é uma importante forma de aquisição de valores financeiros para as empresas que souberem identificar sua aplicação com a utilização da lei 12305/2010, além dos benefícios na redução de custos e na melhoria no desenvolvimento sustentável (STEVELS, 2001).
Tabela 1: Beneficios ambientais e financeiros por área focal do Ecodesign (STEVELS, 2001)
A Tabela 1 mostra relações diretas entre o Ecodesign e benefícios ambientais e redução de custos tanto para empresas, quanto para o consumidor (STEVEL, 2001).
As ferramentas de Ecodesign, mesmo que de grande importância, ainda são pouco utilizadas, devidas á (O’HARE et al., 2009):
Baixa demanda: não existe requisitos ambientais para o produto;
Falta de tempo: as empresas não dedicam tempo para a aplicação de ferramentas de gestão no desenvolvimento dos seus produtos;
Grande número de ferramentas: as empresas têm dificuldades de definirem e escolherem quais ferramentas são adequadas ao seu perfil e produto;
Integração ineficaz das ferramentas: as ferramentas de Ecodesign são aplicadas em atividades a parte do fluxo normal de desenvolvimento do produto;
Ferramentas não adaptadas ao contexto da empresa: as ferramentas precisam ser adaptadas para a realidade de cada empresa;
Falta de aplicação sistemática: As ferramentas são usadas após a consulta com especialistas, não passando por uma necessariamente por uma análise sobre a viabilidade da ferramenta para cada empresa.
As maiores barreiras para a aplicação do Ecodesign para as pequenas e médias empresas são: a “não percepção de benefícios ambientais”, a “falta de percepção de responsabilidade” e a “falta de alternativas disponíveis” (VAN HELMER e CRAMER, 2012).
Por estas razões, a aplicação do Ecodesign está reduzida a um número pequeno de grandes empresas, nos países mais desenvolvidos industrialmente, ou onde existe um desenvolvimento no método e educação (GARCIA, JCC, 2007).
3.3.1 Ferramentas de Ecodesign
Existem diferentes métodos e ferramentas desenvolvidos para diferentes modalidades de empresas, tipos de produtos e objetivo da análise. Baumann (2002) distinguiu em seis tipos de categorias: frameworks, guidelines e checklists, rating e ranking, software e sistemas expert, ferramenta analítica e ferramentas organizacionais. Este trabalho utiliza a ferramenta Matriz de Projeto para Meio-Ambiente (Design for Enviromment Matrix – DfE Matrix), uma ferramenta analítica bastante utilizada por alguns autores Nacionais como Pigosso (2008), Guelere Filho (2010) e Cobra (2012), ao qual adaptaram do seu conceito original de Yarwood e Eagan (1998) (FILHO, et al., 2008).
A escolha dessa ferramenta baseou-se por ela ser de característica comparativa, com baixo tempo de demanda, de uso e aplicação. Ela abrange ainda todas as fases do ciclo de vida, pode ser adaptada de acordo com a conveniência do projeto e utiliza-se de um roteiro de baixa complexidade (YARWOOD e EAGAN, 1998).
3.4 Molde de Injeção
O molde para injeção de termoplásticos pode ser entendido como uma matriz, ou um padrão, dividido em duas partes, onde, após a injeção do polímero fundido dentro de suas cavidades, gera uma peça com as dimensões desejadas (HARADA, 2004).
O projeto do molde deve considerar primeiramente o peso, tamanho e geometria da peça que será injetada, além de ter como objetivo a alta produtividade aliada com baixa necessidade de manutenção. Para isto, nesta fase, se faz necessária a observação de fatores técnicos que influenciam estes objetivos (HARADA, 2004).
O molde faz parte de um conjunto de sistemas dentro do processo de injeção. As principais partes de um molde estão indicadas na Figura 2.
Figura 2: Elementos básicos de um molde de injeção (HARADA, 2001)
O molde de injeção hoje possui uma gama extensa de peças e componentes padrões e, até mesmo, normalizados, fornecidos por diversos fabricantes. Placas base, coluna guia, bucha guia e extratores, por exemplo, podem ser adquiridos como peças, assim como um parafuso normalizado. Esta padronização dos componentes oferece um ganho na fase de projeto, não necessitando que o projetista tenha que desenhar tais componentes, quando eventualmente seja necessário desenvolver uma peça especial, adaptada de uma peça padronizada (HARADA, 2004; GARCIA, 2009).
Esta padronização de componentes também oferece um ganho na construção do molde, pois podem ser fabricadas em grandes quantidades, reduzindo custos de fabricação. A padronização dos componentes do molde ainda oferece a possibilidade de aproveitar estas peças em outro molde, desde que este componente atenda as exigências de projeto, como forma e dimensão (HARADA, 2004; GARCIA, 2009).
4. METODOLOGIA
Os estudos sobre Ecodesign, molde e ciclo de vida serão a base para a adaptação da ferramenta DfE Matrix (COBRA, 2012) para o projeto de moldes de injeção de termoplásticos. Em Ciclo de Vida do Molde, item 3.1.1, observa-se as etapas que um molde passa ao longo de sua vida e os impactos que cada etapa contribui para o meio ambiente. Com base nos aspectos abordados sobre ciclo de vida do molde, montou-se a matriz cruzando as fases de vida do molde com os aspectos ambientais relacionados com cada fase.
Etapas do ciclo de vida do molde podem ser organizadas conforme a Figura 3.
Figura 3: Ciclo de Vida do Molde
Para cada fase de vida do molde, conforme apresentado na Figura 3, onde é mostrado o impacto ambiental de cada fase do ciclo de vida, sobre consumo de recursos e emissão de resíduos, lista-se os aspectos ambientais da seguinte forma:
Materiais (material virgem, originário de reciclagem ou aproveitamento); Consumo de energia;
Resíduos sólidos; Resíduos líquidos; Resíduos gasosos.
A Figura 4 mostra o cruzamento das fases do Ciclo de Vida X Aspectos Ambientais:
Figura 4: Ciclo de Vida X Aspectos Ambientais
Desta forma, após o cruzamento das etapas de ciclo de vida do molde com os aspectos ambientais, um questionário foi elaborado com perguntas relacionadas para cada aspecto
ambiental, abordando questões sobre consumo de materiais, consumo de energia, emissão de resíduos, uso de substâncias toxicas, uso de materiais provenientes de reciclagem e reaproveitamento, além do uso de softwares com intuito buscar a redução do consumo de recursos.
Com o cruzamento das fases do ciclo de vida com os aspectos ambientais, também foi possível gerar a matriz apresentada na Tabela 2:
Tabela 2: Matriz ciclo de vida X aspectos ambientais (COBRA, 2012)
Esta matriz possui 25 campos, (A1, A2, A3... E3, E4 e E5), que são pontuados (máximo cinco pontos, conforme exemplificado na Figura 5) a partir de respostas ao questionário direcionado às empresas desenvolvedoras de moldes de injeção e às empresas que utilizam estes moldes na injeção dos seus produtos.
Ainda para cada fase do ciclo de vida, na Tabela 2, as linhas A, B, C, D e E, apresentam o total de pontos para aquela fase. Este questionário também foi elaborado a partir dos conceitos de ecodesign e ciclo de vida, tendo como objetivo mapear as práticas das empresas e seus fornecedores, com relação à concepção, uso e desuso do molde (COBRA, 2012).
A matriz será pontuada para cada resposta positiva, isto é, em favor da conservação do meio ambiente. Exemplificando: caso a empresa que esteja sendo avaliada tenha um programa de reciclagem ou reuso de materiais usados ao longo da vida do molde, ela será pontuada no campo correspondente a este item. A matriz terá uma pontuação máxima de 125 pontos, indicando boas práticas de sustentabilidade. Estas perguntas têm por finalidade questionar as empresas quanto ao uso de materiais, consumo de energia, reciclagem e tratamento de resíduos (COBRA, 2012).
Inicialmente a ideia era que as entrevistas fossem realizadas com empresas que tivessem em seu processo todas as fases de vida do molde, mas este plano não pode ser seguido, por não ser a prática das maiorias das empresas que trabalham com injeção ou projeto de moldes. Desta forma, a estratégia de pesquisa e levantamento de dados foi dividida em duas partes:
1) Para fabricantes de moldes, o questionário aplicado foi para as fases de ciclo de vida de matéria-prima, projeto e construção do molde, podendo atingir no máximo 75 pontos.
2) Para empresas que utilizam o molde em seus processos produtivos de injeção, o questionário foi para as fases de vida de matéria-prima, neste caso o molde propriamente dito, utilização e fim de vida, também podendo atingir máxima de 75 pontos.
Uma parcial de valores pode ser considerada, dividindo a pontuação máxima de cada item em três, conceituando cada parcial de acordo com a Tabela 3:
Tabela 3: Pontuação e conceito sobre as práticas de fabricação e uso do molde
Pontuação Conceito Descrição
0 a 1 Ruim
Práticas pouco conservadoras, demandando elevado consumo de energia e materiais. Emissão de resíduos sem preocupação
com tratamento ou destino adequado. 2 a 4 Regular Práticas razoáveis de conservação de energia e
reaproveitamento de recursos.
5 Bom
Boas práticas na produção e utilização do molde, indicando consumo de recursos provenientes de fontes recicláveis ou aproveitamento. Preocupação com emissão e destino correto
dos resíduos.
A Tabela 3 serviu como parâmetro para conceituar as práticas que as empresas adotam na fabricação, construção, utilização e desuso do molde. Após cada entrevista, foi gerado um relatório apontando os aspectos gerais dos resultados e aspectos pontuais, orientando assim a empresa para que a mesma possa entender e tomar medidas para adequação de equipamentos e sistemas de produção.
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste capitulo serão apresentados uma análise, parcial e geral, dos dados obtidos nas entrevistas e o resultado em número de pontos que cada uma das três empresas alcançou na matriz. Uma descrição breve das atividades da empresa é apresentada, mas preservando identidade de cada uma delas, identificadas apenas pelas letras A, B, e C.
5.1 Empresa A
Empresa localizada em município da Grande Porto Alegre, especializada na produção de produtos plásticos de utilidades domésticas. Possui grande capacidade de produção, atendendo todo o Brasil. A empresa A respondeu por completo o questionário, através do seu coordenador de manutenção, portando é possível ter uma percepção melhor do ciclo completo de vida do molde que ela utiliza.
Tabela 4: Pontuação empresa A
A Tabela 4 mostra a pontuação que a empresa A alcançou no questionário e é possível perceber que ela tem uma boa percepção das etapas que sua ferramenta, o molde, passa durante o seu ciclo de vida.
Sobre a fase de fornecimento de matéria-prima para o molde, é possível perceber que a empresa tem uma preocupação com o consumo de energia e a geração de resíduos, alcançando pontuação máxima nos respectivos quesitos, porém peca em não utilizar em maior quantidade de materiais reciclados.
Na fase de projeto do molde, a empresa demostra interesse em utilizar métodos de engenharia que permitem a redução de uso de material na construção do molde. Também
obteve boa pontuação, perdendo apenas por não conhecer sobre a emissão de resíduos líquidos e gasosos em seu processo.
Na construção do molde, a empresa A teve a menor pontuação, preocupando-se apenas com o desperdício de material e em evitar o uso de substancias toxicas, não demonstrando cuidados ou não tendo controle sobre o consumo de energia e emissão de resíduos neste quesito.
A utilização do molde demanda baixa manutenção, com isso, a empresa faz uso racional de insumos de limpeza e lubrificação. Em termos de energia, assim como os quesitos sobre resíduos líquidos e gasosos, a empresa não obteve pontuação, mostrando que não tem controle ou conhecimento das práticas nestas premissas.
O fim de vida do molde é caracterizado basicamente pela desmontagem e aproveitamento dos componentes ou o seu correto descarte.
Como a empresa A respondeu todo o questionário, a pontuação máxima possível seria de 125 pontos. A sua pontuação total alcançada de 43, ficando 34,4% do ideal dentro dos quesitos abordados na aplicação da ferramenta DfE. Este percentual baixo mostra que a empresa não tem boas práticas de conservação de energia, recursos e tratamento dos resíduos ou, não conhece o seu processo na integridade.
5.2 Empresa B
A empresa B, esta localizada na região da Grande Porto Alegre, é especializada em matrizes para solados. Possui instalações de matrizaria, usinagem CNC e também modelagem 3D em CAD, permitindo desenvolver a ferramenta para seus clientes. Além da ferramenta, a empresa também pode fornecer a modelagem do produto do cliente. Este é um fundamento importante, pois o projeto do produto, desenvolvido em conjunto com o projeto do molde, pode alcançar melhores resultados com relação a o desempenho da ferramenta (molde), consumo de energia, consumo de materiais, entre outros fatores que podem ser otimizados no desenvolvimento do produto, quanto do molde.
Esta empresa também respondeu por inteiro o questionário, através do seu diretor industrial, fornecendo informações mais completas sobre o ciclo de vida do molde.
Por ter engenharia e projeto próprio, além de usinagem e construção do molde, a empresa tem boa noção de todo o processo de criação.
Tabela 5: Pontuação empresa B
A Tabela 5 mostra a pontuação da empresa B. É possível ver que esta busca o uso de materiais provenientes de fontes de reciclagem, indicados no campo A1. Em contrapartida, a empresa não tem conhecimento sobre consumo de energia e como é tratado as emissões de resíduos por parte do seu fornecedor de matéria-prima.
No projeto do molde, a empresa B alcançou 20 pontos, de um máximo de 25. Por ter projeto e fabricação própria, existe uma preocupação interna em construir o molde com o mínimo de materiais e consumo de recursos possíveis.
Na construção do molde, a empresa tem boa condução dos processos quanto a utilização de materiais, consumo de energia e tratamento dos resíduos.
Na utilização do molde existe uma boa preocupação com a emissão de resíduos, em especial com os líquidos, onde a empresa alcançou pontuação máxima.
O fim de vida do molde tem bons aproveitamentos de componente e baixa emissão de resíduos, também reflexo do projeto pensado neste sentido.
A empresa B alcançou 59 pontos de um total de 125 para todo o questionário, 47,2% do total. Em geral a pontuação ficou na metade para cada quesito, perdendo apenas no fornecimento da matéria-prima por não conhecer sobre as práticas dos seus fornecedores.
5.3 Empresa C
Empresa especializada em usinagem e ferramentaria, também localizada na região da Grande Porto Alegre, produz para seus clientes moldes de injeção, matrizes para borracha e coquilhas para fundição. A empresa C respondeu o questionário, através de seu gerente comercial, apenas para as etapas de matéria-prima, projeto e construção do molde (A, B e C).
Tabela 6: Pontuação empresa C
A Tabela 6 mostra a pontuação que a empresa C alcançou no questionário DfE. A empresa não pontuou no quesito fornecimento de matéria-prima, mostrando falta de conhecimento sobre o fornecimento do material que utiliza na construção dos seus moldes.
No projeto e na construção, não existe preocupação com consumo de energia e emissão de resíduos.
A empresa C alcançou um total de 12 pontos de 75, representando 16% da pontuação máxima. Estes números representam baixa preocupação da empresa com relação ao consumo de recursos, emissão, destino e tratamento de resíduos.
5.4 Comparativo
A Tabela 7 apresenta um comparativo entre os resultados obtidos por cada uma das empresas que responderam ao questionário. O intuito é apenas traçar um comparativo numérico sobre como cada empresa pontuou e não comparar qualitativamente uma empresa em relação à outra.
Tabela 7: Comparativo numérico da pontuação das empresas
Empresa Pontuação máxima possível Pontuação obtida Percentual
A 125 43 34,4%
B 125 59 47,2%
De acordo com a Tabela 7, onde foi mostrada a pontuação de cada empresa, é possível ver que nenhuma delas alcançou ao menos 50% da pontuação possível.
Dentre algumas conclusões, podemos citar dois aspectos que podem contribuir para resultados tão baixos:
1) As empresas não se preocupam com emissão de resíduos e consumo de recursos, sejam energéticos e/ou insumos;
2) As empresas desconhecem o seu próprio processo, dos seus fornecedores e de seus clientes.
6. CONCLUSÕES
O trabalho teve como objetivo a aplicação da abordagem de Ecodesign através da ferramenta de diagnóstico DfE Matrix, para projeto de moldes para injeção e assim ter um diferencial dentro das características de Lei 12.305, além de poder levar esse conceito de sustentabilidade para as empresas entrevistadas.
Sobre os resultados obtidos, fica clara a falta de equipamento adequado ou de conhecimento sobre análise de gasto energético em todo o ciclo de vida, assim como para as questões de resíduos líquidos e gasosos.
Mesmo tendo algumas vantagens competitivas ao utilizar ferramenta de Ecodesign, acredita-se que o momento econômico e político dificultaram ainda mais a aplicação deste tipo de ferramenta, pois poucas empresas pretendiam ou pretendem investir em algo novo neste período de retração econômica.
Contudo, espera-se que a cada dia aumente essa conscientização nos processos produtivos de forma sustentáveis e que estas ferramentas não fiquem apenas nas mãos de algumas empresas privadas e públicas, mas também que elas sejam abordadas e difundidas em escolas e que o desenvolvimento sustentável faça parte dos cursos de engenharia e tecnologia como disciplina obrigatória, pois massificando a informação teremos resultados mais expressivos.
7. LIMITAÇÕES, DIFICULDADES E SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Particularmente para este trabalho, como havia necessidade de relacionar ecodesign, ciclo de vida e molde de injeção, pouco material existe disponível com este foco. Então foi necessário realizar pesquisas pontuais para cada assunto abordado e assim montar o trabalho.
Em contrapartida, ao longo deste curso, muito se aprendeu sobre a injeção de plásticos e suas ferramentas, facilitando assim, o direcionamento dos assuntos abordados e também a adaptação e elaboração do questionário que compôs a ferramenta DfE Matrix.
A aplicação da ferramenta, inicialmente, estava destinada exclusivamente aos projetistas de molde, mas acabou sendo respondida pelos responsáveis da área industrial, como diretores e coordenadores. Dentro deste cenário houve dificuldades para aplicar a ferramenta. Em um universo de dez empresas procuradas somente três responderam o questionário, as demais alegaram falta de tempo hábil e outras prioridades.
REFERÊNCIAS
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APÊNDICE I – QUESTIONÁRIO APLICADO ÁS EMPRESAS
A – FORNECEDORES MATÉRIA-PRIMA
A1: Fornecedor MP x Materiais
Qual a porcentagem de material reciclado os fornecedores utilizam na obtenção da matéria-prima usada nestes produtos?
a) 1 a 5% ☐ b) 6 a 25% ☐ c) 26 a 50% ☐ d) > 50% ☐
e) 0% ou desconhece ☐
A2: Fornecedor MP x Consumo de Energia
Qual a porcentagem dos fornecedores desta matéria-prima possui em andamento, programa de conservação de energia? a) 1 a 5% ☐ b) 6 a 25% ☐ c) 26 a 50% ☐ d) > 50% ☐ e) 0% ou desconhece ☐
A3: Qual a porcentagem dos fornecedores responsáveis por este produto ou componente possui ISO14000 em andamento?
a) 1 a 5% ☐ b) 6 a 25% ☐ c) 26 a 50% ☐ d) > 50% ☐
e) 0% ou desconhece ☐
A4: Fornecedor MP x Resíduos Líquidos
Qual a porcentagem dos fornecedores desta matéria-prima possui em andamento, programa de conservação de água? a) 1 a 5% ☐ b) 6 a 25% ☐ c) 26 a 50% ☐ d) > 50% ☐ e) 0% ou desconhece ☐
A5: Fornecedor MP x Resíduos Gasoso
Qual a porcentagem dos fornecedores desta matéria-prima possui em andamento, programa de redução de emissão de poluentes?
a) 1 a 5% ☐ b) 6 a 25% ☐ c) 26 a 50% ☐ d) > 50% ☐ e) 0% ou desconhece ☐
B – PROJETO DO MOLDE
B1: Projeto do Produto x Materiais
Durante o desenvolvimento do produto, teve a preocupação de:
a) Aplicar estruturas de nervuras para aumentar rigidez estrutural ☐ b) Evitar componentes extras de pouca funcionalidade ☐
c) Investigar alternativa tecnológica para reduzir conteúdo de material ☐ d) Evitar superdimensionamento ☐
e) utilizar software de simulação para minimizar desperdício de material ☐
B2: Projeto do Produto x Consumo de Energia
Durante o desenvolvimento do produto, teve a preocupação de:
a) Utilizar sistema de resfriação eficiente ☐
b) Utilizar tecnologia alternativa com menor consumo de energia ☐
c) Utilizar materiais que requerem menor consumo de energia em seu ☐ beneficiamento, ou que tem menor emissão de poluentes na sua fabricação ☐
d) Utilizar materiais comercialmente mais disponíveis ☐
e) utilizar software de simulação para avaliar o consumo energético efetivo ☐
B3: Projeto do Produto x Resíduos Sólidos
Durante o desenvolvimento do produto, teve a preocupação de:
a) Calcular a vida útil dos componentes substituíveis de acordo com a durabilidade planejada ☐ b) Desenvolver o produto de forma modular para possibilitar utilizações ao longo da vida útil ☐
c) Evitar a seleção de materiais duráveis para produtos ou componentes temporários ☐ d) Assegurar que o produto seja suficientemente durável para reuso, recondicionado e\ou remanufaturado ☐
e) Desenvolver o produto de forma multifuncional, para otimizar o desempenho ambiental ☐
B4: Projeto do Produto x Resíduos Líquidos
Qual a porcentagem de resíduos líquidos reutilizados durante o desenvolvimento do produto? a) 1 a 5% ☐ b) 6 a 25% ☐ c) 26 a 50% ☐ d) > 50% ☐ e) 0% ou desconhece ☐
B5: Projeto do Produto x Resíduos Gasoso
Qual a porcentagem de resíduos gasosos é dissipada durante o desenvolvimento do produto?
a) 1 a 5% ☐ b) 6 a 25% ☐ c) 26 a 50% ☐ d) > 50% ☐
C – MANUFATURA E CONSTRUÇÃO DO MOLDE C1: Manufatura x Materiais
Para este produto teve a preocupação de:
a) Utilizar material recicláveis na maior quantidade possível ☐ b) Evitar materiais escassos ou que se tornarão escassos ☐ c) utilizar quantidade mínima possível de material ☐ d) Evitar diferentes tipos de materiais ☐
e) Não utilizas substancias tóxicas nos processos de manufatura ☐
C2: Manufatura x Consumo de Energia Para este produto teve a preocupação de:
a) Utilizar tecnologia de processamento com menor consumo de energia ☐
b) Utilizar co-geração, troca de calor ou outras técnicas para utilizar a energia que seria desperdiçada ☐
c) Utilizar máquinas e equipamentos eficientes quanto ao consumo de energia nos processos de manufatura ☐
d) Monitorar o consumo de energia dos equipamentos de produção ☐
e) O transporte entre a manufatura e os pontos de montagem foram minimizados ☐
C3: Manufatura x Resíduos Sólidos
Para este produto teve a preocupação de:
a) Selecionar processos que reduzem sobras e materiais descartados durante a produção ☐ b) Utilizar sistema de simulação para otimizar os processos de transformação ☐
c) Usar a maior quantidade de material reciclado possível ☐
d) Otimizar o reaproveitamento de sobras e rejeitos durante a fabricação ☐
e) Reuzar e reduzir os resíduos de embalagens quando os componentes são transportados entre as instalações ☐
C4: Manufatura x Resíduos Líquidos Para este produto teve a preocupação de:
a) Foi utilizado processo de manufatura que reutiliza o resíduo líquido ☐ b) Evitar o uso de resíduos tóxicos ou aditivos no processo de manufatura ☐ c) Evitar o uso de anticorrosivos nos processos de manufatura ☐
d) Otimizar o reaproveitamento e reuso dos sub-produtos líquidos gerados durante o processo de manufatura foram investigaas ☐
e) A empresa tem programa de reciclagem de resíduos líquidos, em andamento ☐
C5: Manufatura x Resíduos Gasoso
Para este produto teve a preocupação de:
a) A geração de poluentes do ar perigosos foi evitado duranto o processo de manufatura ☐ b) A geração de gases que causam aquecimento global e a destruição da camada de ozônio foi evitada ☐
c) Foi evitado o uso de substancias, de compostos volateis, com alta taxa de evaporação ☐ d) A empresa pussui sistema de contenção de gases ☐
D - UTILIZAÇÃO
D1: Utilização x Materiais
Para este produto
a) O produto é facilmente desmontado para reparo ou reuso ☐
b) As partes deste produto estão prontamente disponíveis para reparo ☐ c) Foi utilizado software para simular tempo de utilização ☐
d) As partes são intercambiáveis para com outros produtos ☐ e) As partes são livres de necessidade de lubrificação ☐
D2: Utilização x Consumo de Energia Para este produto
a) O projeto do produto possibilita o mínimo consumo de energia durante o uso do produto ☐
b) O produto pode ter um ajuste de energia baseada na intensidade da atividade ☐ c) Foi utilizado software para simular consumo de energia ☐
d) A energia utilizado na produção, provém de fontes renováveis ☐ e) A empresa possui programa de redução do consumo de energia ☐ D3: Utilização x Resíduos Sólidos
Para este produto
a) Projetar produtos que necessitem do mínimo de limpeza e manutenção possível ☐ b) Desenvolver ferramentas complementares de reparo, materiais e documentação ☐ c) Utilizar componentes recondicionados/remanufaturados como peças de reposição ☐ d) Assegurar o reaproveitamento/reciclagem dos componentes desgastados ☐
e) Padronizar componentes e/ou utilizar componentes estruturais idênticos para diferentes variantes do produto ☐
D4: Utilização x Resíduos Líquidos Para este produto
a) O uso do produto evita a liberação de substâncias conhecidas por serem poluentes a água ☐
b) O suposto resíduo liberado na utilização pode ser reaproveitado ☐
c) Investigar alternativas ao uso de substâncias tóxicas ou indesejáveis necessários para a operação ou manutenção e incorporá-las sempre que possível ☐
d) A empresa possui sistema de contenção de resíduos líquidos ☐
e) A empresa tem programa de reciclagem e descarte correto de filtros ☐
D5: Utilização x Resíduos Gasoso Para este produto
a) A emissão de poluentes atmosféricos perigosos foi evitada durante o uso ☐
b) A emissão de gases que causam aquecimento global e a destruição da camada de ozônio foi evitada durante o uso ☐
c) Investigar possíveis gases tóxicos ou indesejáveis necessários para a operação ou manutenção e incorporá-las sempre que possível ☐
d) A empresa possui sistema de contenção de gases ☐
e) A empresa tem programa de reciclagem e descarte correto de filtros de gases ☐
E – FIM DE VIDA
E1: Fim de Vida x Materiais
Durante o desenvolvimento, você buscou:
a) Os materiais são de facilmente reutilizados ou reciclados ☐ b) Os materiais são de facil identificação por tipo e separação ☐
c) Alguns dos materiais precisam ser dispostos como resíduo perigoso ☐
d) Fornecer informação sobre a idade do material e número de vezes que já foi reciclado ou reutilizado ☐
e)Facilitar a desmontagem do produto e separação dos diferentes materiais para facilitar a reciclagem, reuso e remanufatura ☐
E2: Fim de Vida x Consumo de Energia Durante o desenvolvimento, você buscou:
a) Minimizar o consumo de energia durante o processo de desmontagem do produto ☐ b) Existem partes que podem ser seguramente utilizadas para geração de energia, como na incineração ☐
E3: Fim de Vida x Resíduos Sólidos
Durante o desenvolvimento, você buscou:
a) Rotular componentes para indicar o tempo de vida útil restante ☐
b) Localizar as partes não recicláveis em uma área que possibilite fácil remoção e descarte ☐ c) Organizar e facilitar o acesso e a remoção de componentes reparáveis ☐
d) Priorizar a desmontagem de materiais com maior valor econômico ☐ e) Existe local apropriado para recuperar os resíduos sólidos ☐
E4: Fim de Vida x Resíduos Líquidos Durante o desenvolvimento, você buscou:
a) O produto foi desenvolvido de forma a recuperar líquidos durante o processo de desmontagem ☐
b) No processo de desmontagem não se utilizou de alguma tecnologia que possa gerar resíduos líquidos ☐
c) Foi identificado o líquido no processo de desmontagem ☐
d) Foi evitado o uso de solventes ou lubrificantes durante a desmontagem ☐
e) Foram usados solventes ou lubrificantes que provém de reciclagem e/ou possam ser reciclados
E5: Fim de Vida x Resíduos Gasoso
Durante o desenvolvimento, você buscou:
a) A liberação de resíduo que causam destruição da camada de ozônio e\ou aquecimento global foi evitada durante a disposição final do produto ☐
b) A liberação de poluentes atmosféricos foi evitada durante a disposição final deste produto ☐
c) Foi evitado materiais que emitem substâncias tóxicas durante a disposição final ☐ d) Foi utilizado sistema de contenção de gases ☐
