Henrique Guilherme da Silva
BENCHMARKING DA PRODUÇÃO MAIS LIMPA EM EMPRESAS DE FUNDIÇÃO POR MOLDE DE AREIA
Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, da Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito para a obtenção do Grau de mestre em Engenharia Mecânica.
Orientador: Prof. João Carlos Espíndola Ferreira, Ph.D.
Florianópolis 2019
Ficha de identificação da obra elaborada pelo autor Através do Programa de Geração Automática da Biblioteca
Universitária da UFSC. SILVA, Henrique Guilherme
BENCHMARKING DA PRODUÇÃO MAIS LIMPA EM EMPRESAS DE FUNDIÇÃO POR MOLDE DE AREIA / Henrique Guilherme da Silva / orientador, João Carlos Espíndola Ferreira – Florianópolis, SC, 2019.
127p.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
A Deus, por me guiar todos os dias e me abençoar com mais esta conquista.
Ao meu pai, José Roberto, e minha mãe Joana D’arc por acreditarem que eu alcançaria mais esta conquista na minha vida, além da compreensão e apoio financeiro.
Ao meu orientador, professor João Carlos Espíndola Ferreira, por estar sempre disponível e auxiliar a encontrar a solução nos momentos de dificuldade.
Aos amigos que dividiram momentos de êxito e dificuldades, e colegas que trabalhei e estudei durante este mestrado.
A todos os profissionais das empresas participantes, pelo interesse, informação, atenção e tempo disponibilizado para que os objetivos desta pesquisa fossem alcançados.
O poder da vida está na natureza. Salve o planeta, salve a Terra!
A indústria de fundição é indispensável para o desenvolvimento industrial de qualquer país. Contudo, esta indústria tem causado danos significativos ao meio ambiente, uma vez que em seu conjunto de processos são utilizados insumos provindos da natureza, além de gerar um grande volume de resíduos. Por isso, são necessárias ações que visem minimizar os impactos causados no meio ambiente por este processo. Sendo assim, a presente pesquisa teve como finalidade desenvolver indicadores de sustentabilidade condizentes com a indústria de fundição por molde de areia, por meio de Benckmarking da Produção mais Limpa (P+L), com o intuito de mensurar os níveis de prática e performance de empresas do setor de fundição. Além disso, foi elaborado checklist relacionado à manufatura enxuta (ME) a fim de verificar a presença de técnicas da manufatura enxuta empregadas na eliminação de desperdícios visando a P+L. Para a aplicação deste benchmarking foram estudadas 9 empresas do setor de fundição por molde de areia, onde analisou-se o perfil de cada empresa por meio de 8 variáveis e 47 indicadores. Dados foram obtidos mediante visitas presenciais e aplicação de questionário nas empresas, e os dados foram analisados de forma quantitativa e também qualitativa, gerando-se gráficos e tabelas. Obteve-se como resultados nesta pesquisa o diagnóstico de práticas e performance das empresas decorrentes do seu posicionamento nos gráficos de benchmarking, bem como a identificação das áreas em que as empresas devem implementar melhorias visando alcançar a P+L.
Palavras-chave: Produção Mais Limpa, Fundição, Manufatura Enxuta, Benchmarking, Manufatura Sustentável.
ABSTRACT
The foundry industry is indispensable for the industrial development of any country. However, this industry has caused significant damage to the environment, since its processes contribute to the depletion of natural resources, in addition to generating a large amount of waste. Therefore, actions are needed that seek to minimize the impacts caused by this process to the environment. Therefore, the present research aimed to develop sustainability indicators consistent with the sand casting industry, by means of the Cleaner Production Benchmarking (P+L), in order to measure the levels of practice and performance of companies in the foundry sector. In addition, a checklist related to lean manufacturing was created to verify the presence of lean manufacturing techniques used to eliminate waste towards P+L. For the application of this benchmarking, 9 companies from the sand casting sector were studied, where the profile of each company was analyzed by means of 8 variables and 47 indicators. Data were obtained through on-site visits to companies and the application of a questionnaire, and the data were analyzed both quantitatively and qualitatively, generating graphs and tables. The results obtained in this research were the diagnosis of practices and performance of companies resulting from their positioning in the benchmarking charts, as well as the identification of the areas in which companies must implement improvements in order to achieve P+L.
Keywords: Cleaner Production, Foundry, Lean Manufacturing, Benchmarking, Sustainable Manufacturing.
Tabela 2: Dez maiores produtores de fundidos ... 37
Tabela 3: Fontes de poluição na fundição ... 42
Tabela 4: Pontos de Convergência entre P+L e a ME...54
Tabela 5: Ferramentas ME e seus benefícios para P+L...57
Tabela 6: Empresa X Porte...88
LISTA DE FIGURAS
Figura 01: Fluxuograma do processo de fundição ... 29
Figura 02: Tipos de fundidos ... 30
Figura 03: Molde em areia ... 33
Figura 04: Vazamento ... 35
Figura 05: Fração de materiais fundidos ... 36
Figura 06: Distribuição de produção de fundidos por faixa de capacidade instalada ... 38
Figura 07: Distribuição setorial das vendas % ... 39
Figura 08: Elementos da sustentabilidade ... 45
Figura 09: Principais elementos do conceito da P+L ... 47
Figura 10: Estrutura P+L – níveis e estratégia ... 48
Figura 11: Passos para implantação da P+L. ... 52
Figura 12: Integração do Sistema de Gestão. ... 54
Figura 13: Variáveis da pesquisa BME ... 62
Figura 14: Gráfico de prática versus performance ... 68
Figura 15: Gráfico em radar de prática versus performance ... 69
Figura 16: Gráfico de barras ... 70
Figura 17: Variáveis de Prática e Performance ... 71
Figura 18: Checklist da ME...86
Figura 19: Valor médio da pontuação das estratégias competitivas adotada pelas empresas... 89
Figura 20: Gráfico geral de Práticas e Performance...90
Figura 21: Classificação de acordo com a analogia do boxe...91
Figura 22: Gráfico radar de prática e performance...93
Figura 23: Gráfico de barras com a média das empresas para cada indicador da variável administração...94
Figura 24: Gráfico de barras com a média das empresas para cada indicador da variável pessoas...96
Figura 25: Gráfico de barras com a média das empresas para cada indicador da variável informação...97
Figura 26: Gráfico de barras com a média das empresas para cada indicador da variável fornecedor, organização e cliente...99
Figura 27: Gráfico de barras com a média das empresas para cada indicador da variável ambiental...100
Figura 28: Gráfico de barras com a média das empresas para cada indicador do variável desenvolvimento do produto...102
Figura 29: Gráfico de barras com a média das empresas para cada indicador do variável processo...103
Figura 30: Gráfico de barras com a média das empresas para cada indicador da variável energético...105
Figura 31: Gráfico de barras com a média das empresas na avaliação da ME...107
LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Classificação da Pesquisa (com base em Boada, 2015). ... 24
Quadro 2: Indicadores da variável administração ... 73
Quadro 3: Indicadores da variável pessoas ... 75
Quadro 4: Indicadores da variável informação ... 76
Quadro 5: Indicadores da variável forncedor, organização e cliente ... 77
Quadro 6: Indicadores da variável ambiental... 79
Quadro 7: Indicadores da variável desenvolvimento do produto ... 81
Quadro 8: Indicadores do variável processo...82
ABIFA Associação Brasileira de Fundição ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ADF Areia Descartada de Fundição
BME Benchmarking Enxuto
CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo CGI Compacted Graphite Iron – Ferro Fundido Vermicular CNPML Centro Nacional de Produção mais Limpa
CNTL Centro Nacional de Tecnologias Limpas CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente CQZD Controle da Qualidade e Zero Defeitos DFA Design for Assembly
DFD Design for Disassembly DFE Design for Environment DFR Design for Recycling DFX Design for X
EIA Estudo de Impacto Ambiental
EPA United States Environmental Protection Agency IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
LSSP Laboratório de Simulação de Sistemas de Produção ME Manufatura Enxuta
ME Manufatura Enxuta
MIE Benchmarking Made in Europe P&D Pesquisa e Desenvolvimento P+L Produção mais Limpa P+L Produção mais Limpa
PCP Planejamento e Controle da Produção PF Performance
PR Prática
RIMA Relatório de Impacto Ambiental
SEBRAE Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
SGA Sistema de Gestão Ambiental SGI Sistema de Gestão Integrado SGQ Sistema de Gestão da Qualidade TPM Manutenção Produtiva Total
UNEP United Nations Environment Programme
UNIDO United Nations Industrial Development Organization- Nações Unidas para o Desenvolvimento Industrial WBCSD World Business Council for Sustainable Development
1 INTRODUÇÃO...23 1.1 CLASIFICAÇÃO DA PESQUISA... 24 1.2 OBJETIVOS E CONTRIBUIÇÕES... 24 1.2. 1. Objetivo Geral ... 24 1.2.2. Objetivos Específicos ... 24 1.2.3. Contribuição do trabalho ... 26 1.3 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO... 26 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA...28 2.1 FUNDIÇÃO...28 2.1.1 Tipos de Fundidos ... 30
2.1.2 Processo de Fundição em Areia ... 31
2.1.3 Fusão e Fornos ... 34
2.1.4 Vazamento e Acabamento...34
2.2. INDUSTRIA DE FUNDIÇÃO NO MUNDO...35
2.3 INDUSTRIA DE FUNDIÇÃO NO BRASIL...37
2.4 A INDUSTRIA DE FUNDIÇÃO E AS LEIS AMBIENTAIS...39
2.5 REJEITOS DA FUNDIÇÃO POR MOLDES EM AREIA...40
2.6 SUSTENTABILIDADE E A PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL...43
2.7 A PRODUÇÃ MAIS LIMPA (P+L) ...45
2.7.1. Rede de Produção mais Limpa...49
2.7.2. Benefícios da P+L ... 50
2.7.3. Dificuldades para introdução da P+L ... 50
2.7.4 Passos para introdução da P+L...51
2.8. SISTEMA DE GESTÃO INTEGRADA ...58
3 MANUFATURA ENXUTA...55
3.1. MANUFATURA ENXUTA E A P+L ... 55
3.1.1 Técnicas da Manufatura Enxuta...57
4 BENCHMARKING ...60
4.1. MÉTODO BENCHARMARKING ENXUTO ... 61
5 METODOLOGIA...63
5.1.ETAPAS DE DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA ...63
5.2 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA DA PESQUISA ... 64
5.3 VISÃO GERAL DO MÉTODO ... 64
5.4 DEFINIÇÃO DO CASO ...65
5.5 INSTRUMENTO DE COLETA DE DADOS ...66
5.6 MÉTODO BENCHMARKING DA P+L...66 5.7 ETAPA DE AVALIAÇÃO...70 5.8 QUESTIONÁRIO P+L...72 5.8.1 Variável Administração...72 5.8.2 Variável Pessoas...74 5.8.3 Variável Informação...76
5.8.4 Variável Fornecedor, Organização e Cliente...77
5.8.5 Variável Ambiental...78
5.8.6 Variável Desenvolvimento do Produto...80
5.8.7 Variável Processo...82
5.8.8 Variável Energético...83
5.8.9 Checklist da Manufatura Enxuta...85
6 RESULTADOS E ANÁLISES...87
6.1. CARACTERIZAÇÃO DAS EMPRESAS...87
6.2 ANÁLISE DOS RESULTADOS...89
6.2.1 Análise do gráfico de prática e performance...89
6.2.2 Análise baseada na analogia do boxe...90
6.2.3 Análise baseada no gráfico radar...93
6.2.4 Análise do gráfico de barras baseado na variável Administração….94 6.2.5 Análise do gráfico de barras baseado na variável Pessoas...95
6.2.6 Análise do gráfico de barras baseado na variável Informação...97
6.2.7 Análise do gráfico de barras baseado na variável Fornecedor, Organização e Cliente...98
6.2.8 Análise do gráfico de barras baseado na variável Ambiental...100
6.2.9 Análise do gráfico de barras baseado na variável Desenvolvimento do Produto...101
6.2.10 Análise do gráfico de barras baseado na variável Processo...103
6.2.11 Análise do gráfico de barras baseado na variável Energético...105
6.3 PRESENÇA DA MANUFATURA ENXUTA NAS EMPRESAS DE FUNDIÇÃO POR MOLDE DE AREIA...106
7 CONCLUSÕES...109
7.1 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS...112
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA...113
APÊNDICE A...126
1. INTRODUÇÃO
Como alternativas às atuais práticas que norteiam a sociedade capitalista e industrializada, as corporações encontraram no desenvolvimento sustentável uma motivação para que se efetuasse uma significativa alteração nas práticas estabelecidas, com o objetivo de construir pilares de uma nova fase, com regras visando a sustentabilidade ambiental (ROMEIRO, 2012).
A indústria consome uma grande fatia de recursos naturais (HOCHSTETLER, 2002). A manufatura de produtos consome elevados níveis de energia, desde a extração da matéria-prima, fabricação, transporte, uso e descarte. Portanto, estudos mais aprofundados relacionados à manufatura sustentável são extremamente importantes para que as empresas sejam capazes de desenvolver práticas apropriadas para o planeta.
O processo de fundição consome grande parte de recursos naturais não renováveis (SOARES, 2000). Todo o material excedente que não retorna ao processo é descartado, em sua grande parte no meio ambiente. E a falta de aproveitamento destes materiais descartados contribui para a degradação do meio ambiente. Neste cenário, pode-se trabalhar com algumas alternativas para minimizar esse problema como, por exemplo, a modificação do projeto do produto, utilizando novas ligas e materiais, e também procedimentos que minimizem a poluição e o excesso de resíduos.
No âmbito das práticas de sustentabilidade aplicadas à cadeia de valor das empresas destacam-se: as técnicas de Produção mais Limpa (P+L), o Sistema de Gestão Ambiental e algumas técnicas da Manufatura Enxuta (ME). A Produção mais Limpa significa a aplicação contínua de uma estratégia econômica, ambiental e tecnológica integrada aos produtos e processos, a fim de aumentar a eficiência no uso das matérias-primas, água e energia mediante a não geração, minimização ou reciclagem de resíduos gerados em todos os setores produtivos (CNTL, 2003). Logo, a Produção mais Limpa visa proporcionar ações preventivas com a finalidade de garantir ações que minimizem o impacto no meio ambiente e evitar que ações sejam realizadas somente na saída do sistema produtivo (RAMOS, 2013; RAMOS et al., 2018).
Por sua vez, a manufatura enxuta (ME) é um conceito cujas técnicas eliminam desperdícios e aumentam a qualidade dos produtos. Na literatura são encontrados diversos estudos de caso em que a P+L mostrou-se eficiente quando combinada com a manufatura enxuta.
Considera-se que a aplicação tanto da Manufatura Enxuta como da Produção mais Limpa contribui para a melhoria da competitividade das indústrias, pois ambas têm como benefícios, por exemplo, o aumento da produtividade, melhoria da qualidade, otimização na utilização da matéria-prima, dos insumos e outros recursos, fatores esses de significativa importância face à necessidade da busca contínua da excelência empresarial no mundo (RAMOS, 2013; RAMOS et al., 2018). Sendo assim, conforme BOADA (2015), as tendências mundiais em sustentabilidade estão sendo inseridas nas empresas com o intuito de criar possibilidades em novos mercados e de serem reconhecidas pelas diretrizes estratégicas sólidas para os próximos anos.
1.1 CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA
No Quadro 1 é apresentada a classificação da pesquisa realizada no presente trabalho, de acordo com Boada (2015).
1.2 OBJETIVOS E CONTRIBUIÇÕES
O Objetivo Geral e os Objetivos Específicos do presente trabalho são apresentados a seguir.
1.2. 1. Objetivo Geral
O objetivo geral desta dissertação consiste na aplicação do método Benchmarking da Produção mais Limpa no setor de fundição em moldes de areia para comparar as empresas e realizar o diagnóstico quanto às práticas, performance e potencial de implantação da P+L dentro de empresas de fundição deste tipo de processo.
1.2.2. Objetivos Específicos
Verificar o estado de fabricação de 9 empresas de fundição por molde de areia, presentes nos estados de São Paulo, Paraná e Santa Catarina. Analisar no método do Benchmarking da Produção mais Limpa proposto os aspectos inerentes ao desenvolvimento de produto, processo produtivos, informações, administração, pessoas e a relação existente entre fornecedor, cliente e a organização, perfil energético e ambiental. Estes aspectos devem ser considerados para avaliar as ações adotadas pelas empresas destinadas à Produção mais Limpa;
Verificar a aplicação e contribuição da Manufatura Enxuta para a Produção mais Limpa por meio da análise da utilização das práticas da Manufatura Enxuta, considerando aqueles contribuintes para a Produção mais Limpa;
Quadro 1: Classificação da Pesquisa (com base em Boada, 2015).
Natureza Pesquisa aplicada
Aplicar na prática conhecimentos e conceitos referentes à P+L, ME, e suas relações na procura da sustentabilidade empresarial.
Forma de abordar o problema
Qualitativa
O desenvolvimento das atividades das empresas é a fonte direta para a coleta de dados e o pesquisador é o instrumento chave. Foi aplicado o benchmarking para a análise da maturidade da produção mais limpa nas empresas do setor de fundição com moldes de areia, efetuou-se uma análise comparativa das empresas participantes e a geração de indicadores gerais para avaliar as questões de P+L e ME.
Objetivos
Exploratória
Emprega-se como procedimento técnico o levantamento bibliográfico para melhor entender o tema abordado neste estudo; realizaram-se entrevistas presenciais com profissionais experientes de uma população de empresas, mediante a aplicação de um questionário padrão.
Descritiva
Tem como objetivo descrever as características de determinada população, no caso indústrias de fundição em areia e estabelecer relação entre variáveis de prática e performance dessas empresas com relação à P+L, bem coma análise das ferramentas da ME.
Explicativa
São identificados os fatores que contribuem para a ocorrência dos fenômenos, sendo que foi possibilitado pela observação das entrevistas realizadas.
Procedimentos Técnicos
Pesquisa bibliográfica
Consiste em abordar os temas discutidos no estudo como: Benchmarking, Fundição, P+L, ME. A sustentabilidade e as práticas de manufatura que vem se desenvolvendo e sendo pesquisada, avaliada e reformulada em nível mundial com o fim de avaliar os conceitos de sustentabilidade na realidade das empresas.
Estudo de caso
Consiste na aplicação do benchmarking para avaliar de forma comparativa a maturidade dos processos das empresas participantes da pesquisa.
Pesquisa participante
A aplicação do questionário ocorreu com a participação direita do pesquisador.
1.2.3. Contribuição do trabalho
As contribuições deste trabalho podem ser classificadas em industriais e acadêmicas. Acadêmicas porque faz uso de um método de pesquisa que avalia aspectos da fundição do processo em areia, além de realizar um profundo levantamento bibliográfico sobre a fundição, sustentabilidade, produção mais limpa e manufatura enxuta. Além disso, gera um vínculo entre o setor acadêmico e empresarial, integrando seus conhecimentos.
A contribuição desta pesquisa no âmbito industrial corresponde ao posicionamento das empresas de fundição no que se refere às práticas, performance e potencial de implantação da produção mais limpa. Pode-se assim identificar os pontos mais críticos no Pode-setor que, de posPode-se dessas informações, poderão desenvolver ações focadas nos casos que necessitam de maior atenção.
Além disso, este trabalho contribui para avaliar a relação e a eficiência das ações de melhoria desenvolvidas pelas empresas no contexto tanto da manufatura enxuta como da Produção mais Limpa, visando reduzir ou eliminar o impacto ambiental.
1.3 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
A estruturação em capítulos desta dissertação é a seguinte: Capítulo 1: Introdução
Este capítulo apresenta uma breve introdução sobre a abordagem do trabalho, incluindo os objetivos principais e específicos, assim como as contribuições da pesquisa.
Capítulo 2: Revisão bibliográfica
Contém uma revisão da literatura sobre a história da fundição e seus principais processos, além de informações sobre a produtividade do setor no Brasil e no mundo. É feita também uma abordagem da relação entre os conceitos e ferramentas da manufatura enxuta (ME) e da produção mais limpa (P+L), bem como estudos sobre a interpretação de práticas sustentáveis e avaliação de indicadores. Apresenta-se conceitos e elementos teóricos relacionados ao tema da pesquisa com o alvo de oferecer base de sustentação a presente dissertação.
Capítulo 3: Descrição da metodologia proposta
Esse capítulo descreve brevemente as etapas para a construção da metodologia proposta, e como os conceitos, ferramentas e os níveis de gestão das empresas são alinhados na procura da construção de uma metodologia fácil de implantar, mas que conduza as empresas no caminho da sustentabilidade.
Capítulo 4: Método utilizado
Esse capítulo apresenta o Benchmarking Made in Europe, fazendo um detalhamento deste método, explicando-se o seu surgimento e funcionamento, além de também descrever o método BME.
Capítulo 5: Metodologia
Contém a metodologia empregada nesta dissertação, bem como a estruturação da dissertação. Discute-se o método Benchmarking da Produção mais Limpa, que será utilizado na pesquisa do diagnóstico de prática e performance das empresas em relação à P+L. É também apresentado o checklist da manufatura enxuta nas empresas, visando identificar a sua contribuição para a Produção mais Limpa.
Capítulo 6: Análise dos Resultados
É realizada a apresentação e análise dos resultados mediante os gráficos conforme o método utilizado neste estudo.
Capítulo 7: Conclusões
Apresenta-se as conclusões decorrentes do desenvolvimento e aplicação do trabalho e, por fim, propõe-se sugestões para trabalhos futuros.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1. FUNDIÇÃO
Acredita-se que o processo de fundição seja conhecido desde 5000 a.C., quando já se faziam objetos em cobre fundido por meio de moldes em pedra lascada (ROSSITTI,1993). Uma razão plausível para que o cobre tenha sido o primeiro metal fundido pelo homem, de forma não acidental, é o seu baixo ponto de fusão. Ao longo da Idade do Bronze, com início em torno de 3300 a.C., as técnicas de fundição evoluíram.
A adição de estanho ou arsênio ao cobre formou a nova liga conhecida como bronze, o que aumentou a dureza do metal e permitiu ao homem produzir armas e armaduras de alta resistência. Entretanto, por muito tempo, materiais em bronze eram considerados artigos de luxo, de modo que seu uso não era estendido a soldados ou plebeus (CASOTTI, FILHO, CASTRO,2011). Naquela época, o processo em “cera perdida” já era conhecido na China e na Mesopotâmia. Achados arqueológicos mostram que, entre 1700 a.C. e 1100 a.C., artesãos da dinastia Shang utilizavam esse processo de fundição para fabricar objetos artísticos de paredes finas, com desenhos sofisticados.
Basicamente, a fundição é definida como um processo de fabricação para a produção de peças metálicas. Ela se dá mediante a fusão de ferro, aço ou metais não-ferrosos (alumínio, zinco, cobre, etc.), vazando-o e deixando-o solidificar em moldes, de maneira que a forma da cavidade do molde determina a forma do objeto (LIMA, 2011). A peça em processo de conformação a partir do líquido metálico diferencia o processo de fundição dos demais processos de conformação de metais, uma vez que sua versatilidade é bem maior, inclusive nas peças de maior complexidade. A Figura 1 mostra o fluxograma do processo de fundição atualmente.
Figura 1: Fluxograma do processo de fundição
Fonte: MARINHO (2016)
Neste processo é necessário um molde que possa reproduzir exatamente a forma da peça projetada, podendo ser: (a) de areia, quando só pode ser utilizado uma única vez, chamado de moldes descartáveis; (b) um molde metálico ou coquilha, que pode ser utilizado um grande número de vezes, conhecido como molde permanente; ou, (c) moldes mistos, podendo-se moldar a parte exterior de uma peça em molde metálico ou coquilha e a parte interior pode ser obtida por meio de um macho de areia (TORRE, 2004).
Os machos servem para dar forma à parte interna de uma peça que será fundida, e sua composição varia de 1% ou 2% de areia e aglutinante. Esses machos são “selados” com calor ou até mesmo gás catalítico antes mesmo de terem a sua forma final, tendo vida útil curta, sendo utilizado apenas uma vez, assim como os moldes em areia verde.
Devem ser levados em consideração alguns aspectos tecnológicos que são muito importantes para a seleção de um processo de fundição, como o peso, material, acabamento e detalhes da geometria da peça, além de formas da peça que não podem ser obtidas com o processo. A quantidade mínima a ser produzida, o tempo de preparação, e a taxa de produção são alguns fatores do processo de fundição que devem ser destacados.
Geralmente a moldação é muito importante na fundição, pois é nessa etapa que se define a quantidade de metal a fundir, os machos a produzir, etc. Porém, quando a fundição está trabalhando abaixo de sua
capacidade instalada, toda a atenção destinada à moldação se volta para a fusão, pois este procedimento permite economizar energia, uma vez que pode-se realizar uma concentração da fusão da carga metálica em determinados dias da semana, o que resulta em redução de custos das peças fundidas além do aumento da vida dos refratários. Neste esquema de produção, a fabricação de moldes e machos é feita de forma a atender ao planejamento das seções de fusão e vazamento (SOARES, 2000). 2.1.1 Tipos de Fundidos
Os fundidos podem ser classificados como ferrosos ou não ferrosos, conforme mostra a Figura 2.
Figura 2: Tipos de Fundidos
Fonte:Elaboração BNDES
Os metais ferrosos são ligas de ferro com carbono que se dividem em aço e ferros fundidos. Os ferros fundidos são ligas do sistema ternário Fe-C-Si contendo teores de carbono superiores a 2%, enquanto o aço contém teores de carbono inferiores a 2% (MALISHEV, NIKOLAIV e SHUVELOV, 1970).
Por fim, na classificação dos fundidos não-ferrosos encontram-se os fundidos em alumínio, zinco, cobre e magnésio. E, entre esencontram-ses, o alumínio possui a maior importância comercial, tanto nacional como internacionalmente. No mundo, cerca de 75% dos fundidos não ferrosos são produzidos em alumínio, e esse percentual chega a 90% no Brasil.
2.1.2 Processo de Fundição em areia (moldes)
Existem vários processos de fundição, sendo o mais utilizado o processo em areia que utiliza moldes descartáveis, feito de uma mistura de areia de fundição com um aglomerante, resultando em moldes com significativa força, rigidez e estrutura. No final do processo de fundição os moldes são destruídos para a extração da peça (DEORE, 2015). As fundições recuperam essa areia para a confecção de novos moldes, exceto os processos que envolvem resina fenólica como aglomerante, para os quais a areia não pode ser reutilizada. Apesar de as fundições reutilizarem a areia dos moldes para enchimento das caixas, uma pequena quantidade de areia nova é sempre adicionada ao processo. Portanto, a areia de fundição é considerada um dos principais problemas ambientais do setor (NAVEIRO, 2007).
Há diversos tipos de areia que podem ser empregadas na fundição, entre elas destacam-se: Sílica (óxido de silício - SiO2); Cromita
(FeOCr2O3); Zirconita (silicato de zircônio – ZrO2SiO2); Areia base
olivina – Forsterita (2MgO. SiO2) e faialita (2FeO. SiO2); e areia base
Chamote (MACHADO, 2002). A areia é de vital importância para obter-se um fundido de qualidade, pois é desta que obter-serão feitos os moldes, machos e canais. Sendo assim, as areias necessitam de várias propriedades para a melhora da qualidade do produto, que incluem: Refratariedade: A areia deve resistir ao calor o máximo possível a fim
de não se fundir com facilidade, causando assim penetração no metal. Quanto mais elevado for o ponto de fusão de uma areia melhor será sua refratariedade (BELEEY, 2011).
Permeabilidade: Esta propriedade é requerida para a expulsão dos gases resultantes da entrada do metal no molde e de desprendimentos durante o resfriamento. Pode ser adquirida observando-se a granulometria da areia, onde um maior diâmetro dos grãos representa maior permeabilidade, porém causa perda de qualidade no acabamento superficial das peças (BELEEY, 2011).
Escoabilidade: Capacidade de escoamento dos grãos de modo que a areia tome a forma do modelo e reaja à ação de forças externas. Inércia química: Propriedade que deve atuar para minimizar/extinguir
reações entre o molde e o metal líquido.
Plasticidade: É um efeito que gera compactação plástica da areia para permitir a extração do modelo e colocação dos machos, sem que ocorra colapso do molde (MURTHY, 2015).
Dilatação: A maioria dos materiais expande com determinado aumento de temperatura, e a areia não é diferente. Porém, isto deve ser observado para que não cause problemas ao fundido. Esta dilatação é responsável por vários defeitos de forma e dimensão em peças vazadas, e tais defeitos podem ser evitados escolhendo-se um determinado tipo de areia para a temperatura em que será derramado o metal (BELLEY, 2011).
Com estas propriedades pode-se selecionar de forma adequada a melhor areia para obter um resultado final que seja satisfatório e definitivamente aplicável no processo de fundição. Muitas das propriedades citadas acima têm sua intensificação a partir de outros componentes como os aglomerantes.
A areia base é considerada um material refratário e também é o componente em maior porcentagem nas areias de fundição (COUTINHO, 2004). Ela possui estado solto e granular produzido pela decomposição das rochas pela ação natural da água, vento, gelo, erosões ou artificialmente. Os diâmetros destes grãos de areia podem variar de 3,36 a 0,053mm.
Os moldes utilizados no processo podem ser preparados manualmente com soquetes ou por máquinas de compressão, impacto, vibração ou projeto de centrífuga. Parte da areia usada pode ser reutilizada, necessitando-se assim de um processo visando a retirada de impurezas (NAWI, 2014).
Este processo apresenta as seguintes vantagens e desvantagens. Vantagens: adapta-se a grandes e pequenas séries, e a tecnologia pode
ser usada para metais ferrosos e não ferrosos, fácil desmoldagem, não requer uso de equipamentos especiais, baixo custo.
Desvantagens: acabamento superficial e tolerâncias dimensionais limitadas, sendo vedada a utilização para grandes peças devido à baixa resistência mecânica do molde, podendo haver incrustação de areia na superfície da peça (MACHADO,2002).
Figura 3: Molde em areia
Fonte: Ferraz (Processos de fabricação)
2.1.3 Fusão e Fornos
A fusão consiste na transformação dos principais insumos (sucata, ferro gusa e ligas metálicas) em ligas de ferro fundido em composições químicas adequadas a cada tipo de aplicação. Estas matérias-primas são então inseridas em fornos cubilô, fornos de indução e fornos a arco, onde são transformadas em metal líquido em temperatura acima de 1500°C (LOPER, CARL, 2003).
Geralmente os fornos elétricos são utilizados para a fusão de metais ferrosos e não-ferrosos, pelo fato de apresentar vantagens sobre os fornos a combustível. Em relação ao custo de energia, a energia térmica obtida quimicamente pela combustão de combustíveis comerciais é geralmente mais barata do que a obtida da conversão da energia elétrica, mesmo quando esta é gerada hidraulicamente (JUNKER, 2006). Porém, conforme a Tabela 1, nas aplicações que exigem temperaturas elevadas, como fusão de metais, o rendimento da transferência da energia da carga metálica do forno é superior no caso da energia elétrica, mesmo quando os fornos a combustíveis são devidamente equipados com recuperadores de elevado custos de manutenção e instalação com a finalidade de melhorar o seu rendimento.
Tabela 1: Valores energéticos de diversos fornos de fusão.
Fonte: ABM – FUNDIÇÃO (10ª edição)
Os fornos elétricos apresentam as seguintes vantagens sobre os fornos a combustível:
1. Possibilidade de atingir temperaturas elevadas limitadas apenas pela resistência ao calor do refratário;
2. A carga metálica não entra em contato com os gases combustíveis e, portanto, não há contaminação de elementos prejudiciais presentes nos mesmos;
3. Devido à sua estabilidade de funcionamento, fornos elétricos permitem controlar facilmente todas as fases de operação por meio de elementos de regulação precisa;
4. Fornos elétricos podem ser operados com refratários ácidos ou básicos, segundo a conveniência da aplicação;
5. O forno elétrico pode ser operado com ou sem escória (segundo o tipo de forno) de acordo com a conveniência da operação – refino ou simples fusão;
6. Maior rendimento metálico do forno elétrico devido à redução das perdas de fusão (oxidação, etc.) e devido à possibilidade de redução de refugos.
2.1.4 Vazamento e Acabamento
Ao obter o material fundido e estando o macho e os moldes prontos e montados, tem-se início o processo de vazamento, em que o metal líquido é transferido do forno para a panela de vazamento, que despejará o metal no molde (Figura 4). As principais variáveis nessa fase são a limpeza da panela, a temperatura e a velocidade do vazamento, pois uma velocidade muito alta pode resultar na erosão da areia e inclusão de
grãos na peça. Após o tempo necessário de resfriamento, é feita a desmoldagem da peça, onde uma parte significativa da areia retirada no processo é encaminhada para regeneração e reutilização, enquanto a peça resfriada e livre dos moldes é encaminhada para a próxima etapa da fundição, que corresponde ao acabamento (CARNIN, 2008).
Figura 4: Vazamento
Fonte: Boca de Visita, 2017.
Após o processo de solidificação e resfriamento a peça passa pelo processo de desmoldagem, no qual tem-se vibrações do conjunto de moldagem para retirar a mistura de areia e etapas posteriores do acabamento. A areia é removida e a limpeza é efetuada por meio de jateamento, escovação e esmerilhação.
2.2 INDÚSTRIA DE FUNDIÇÃO NO MUNDO
A fundição é considerada um dos principais setores com influência na economia mundial. Desde 2010 a capacidade de operação do setor supera o valor de 91 milhões de toneladas por ano. A última década trouxe mudanças significativas no mapa dos maiores produtores de fundidos no mundo, e a globalização e as transformações econômicas também influenciam este processo (HOLTZER, DANKO, KUMON, 2014). Em 2010 a produção de 88% dos fundidos se concentrou em 10 países e, aquele mesmo ano, Brasil e Taiwan se destacaram positivamente devido ao aumento de 42% e 41% em suas produções, respectivamente.
O ferro fundido cinzento apresenta a maior fração da produção, com 44,1 milhões de toneladas produzidos, e a Figura 5 mostra a fração de materiais de fundidos dos principais países produtores.
O número de plantas de fundição no mundo gira em torno de 48.000, dos quais 55% estão localizados na China. O segundo lugar em relação ao número de peças de fundição pertence à Índia, que possui cerca de 9% das plantas de fundição. A maioria dessas plantas produzem peças de ferro fundido, e 80% dessas empresas empregam menos de 250 pessoas por planta (HOLTZER, DANKO, KUMON, 2014).
Segundo o último senso mundial de produção de fundidos da revista METAL CASTING DESIGN & PURCHASING, em 2015 a produção mundial de fundidos alcançou 104,1 milhões de toneladas, superando os 103,7 milhões de toneladas em 2014. O crescimento na produção de 2013 para 2014 foi de 2,37%, e de 2014 para 2015 foi de 0,4%. A publicação aponta que aquele foi o sexto ano em que a produção mundial aumentou, depois da recessão global de 2008-2009. A Tabela 2 mostra os principais produtores mundiais de fundidos.
Figura 5: Fração de materiais fundidos
Tabela 2: Dez maiores produtores de fundidos
País Produção (ton)
1° China 45.600.000 2° Índia 10.770.000 3° EUA 10.388.272 4° Japão 5.409.900 5° Alemanha 5.306.676 6° Rússia 4.200.000 7° Coréia 2.623.000 8° México 2.560.190 9° Brasil 2.315.897 10° Itália 2.031.151
Fonte: Autor, 2019. (Adaptado de METAL CASTING, 2017)
Como se pode observar, a China lidera o ranking dos 10 maiores produtores mundiais de fundidos, o que já ocorre desde o início dos anos 2000, quando os EUA era o maior produtor. A produção chinesa de fundidos é muito superior à produção de qualquer outro país presente no ranking, considerando tanto a sua produção quanto a quantidade de fábricas.
A China apresentou um crescimento acelerado nas últimas décadas, e o seu mercado é extremamente competitivo, capaz de produzir em escala global com custo reduzido e com crescentes padrões tecnológicos (HOLTZER, 2014).
2.3 INDÚSTRIA DE FUNDIÇÃO NO BRASIL
O Brasil possui 1.352 empresas de fundição em operação, segundo a ABIFA (2017), sendo 500 de ferro, 148 de aço, 447 de alumínio, e outras 257 de ligas. O setor emprega mais de 66.000 colaboradores diretos, utilizando predominantemente mão de obra e matéria-prima nacionais, o que lhe confere independência do mercado externo.
Ainda de acordo com a ABIFA, a produção nacional encontra-se pulverizada nas indústrias de pequeno e médio porte, com predomínio do capital nacional, localizadas principalmente nas regiões Sudeste e Sul do
país. A indústria de grande porte (capacidade instalada acima de 30.000 t/ano) é minoria em número de plantas industriais, mas estas são responsáveis pela maior parcela da produção nacional, atendendo principalmente ao setor automobilístico. A Figura 6 apresenta a participação das fundições, de acordo com sua capacidade instalada, no total da produção nacional.
Figura 6: Distribuição da produção de fundidos por faixa de capacidade instalada.
Fonte: ESF (2007)
58% da produção de fundidos no Brasil é destinada à indústria automotiva (Figura 07), abastecendo fabricantes de componentes automotores, autopeças e as próprias montadoras de automóveis, caminhões, ônibus e tratores. O segmento automotivo dá mostras do potencial do mercado brasileiro com os investimentos realizados, e a presença em nosso país de montadoras da Europa, EUA e Ásia. O Brasil possui a 8ª frota mundial de veículos, cerca de 34,7 milhões de veículos, e é o 9º maior produtor.
Figura 07: Distribuição setorial das vendas -%
Fonte: Associação Brasileira de Fundição (ABIFA)
2.4 A INDÚSTRIA DE FUNDIÇÃO E AS LEIS AMBIENTAIS As indústrias de fundição têm tido mais interesse pelo cumprimento das legislações ambientais devido à crescente competividade do mercado, em que se faz necessário o esclarecimento das responsabilidades ambientais perante clientes, fornecedores, órgãos ambientais, sociedade e investidores de um modo geral (CASTRO, 2001). O controle da atividade produtiva, no que se refere às limitações e requisitos, tem se mostrado cada vez mais restritivo nos aspectos referentes às emissões, efluentes e resíduos gerados pela produção (SOUZA, 2004). A preservação ambiental está expressa de forma clara no artigo 225 da Constituição Federal do Brasil, tal como segue: “Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-lo para a presente e as futuras gerações”.
Existem ainda leis na esfera federal que podem ser citadas, como:
Lei federal n° 6.938/81 (regulamentada pelo decreto 99.274/90): “dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e aplicação, e dá outras providências” (BRASIL, 1981). Esta lei deu base de sustentação para a exigência do EIA/RIMA (instrumentos para avaliação do impacto ambiental) pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA
(Resolução n° 1/1986) como parte integrante do processo de licenciamento ambiental para determinadas atividades (CONAMA, 2006).
Lei Federal n° 9.605/98: “dispõe sobra as sanções penais e administrativas derivadas de condutas e atividades lesivas ao meio ambiente e dá outras providências” (BRASIL, 1981). Conhecida como Lei de Crimes Ambientais, mediante essa lei pode-se responsabilizar administrativa, civil e penalmente pessoas físicas ou jurídicas, autoras ou coautoras de prejuízos causados a qualidade do meio ambiente.
A legislação ambiental brasileira está entre as mais avançadas do mundo, sendo composta por leis que afetam as atividades econômicas do país e também a rotina do brasileiro.
Tanto a legislação brasileira quanto a europeia têm os princípios da responsabilidade, que é do gerador de resíduos. Na Europa (notadamente na França) e no Brasil, o gerador tem a responsabilidade, por exemplo, de escolher um centro de tratamento que seja legalizado e adequado ambientalmente, ficando essa escolha sob a sua responsabilidade, e também de escolher um transportador que seja credenciado (GROSZEK, 2004).
2.5 REJEITOS DA FUNDIÇÃO MOLDADA EM AREIA
Várias indústrias são possíveis geradoras de efeitos nocivos ao meio ambiente, por meio de transformação de recursos naturais em bens e pela enorme quantidade de resíduos. Levando em consideração a diversidade e o porte do parque industrial mundial, sobretudo brasileiro, a quantidade e a qualidade dos resíduos sólidos gerados assumem uma importância significativa, tanto no processo de degradação do meio quanto na exploração de recursos naturais (CARNIN, 2008).
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) aponta que os resíduos sólidos são os que se encontram em estado sólido ou semissólido, resultantes das atividades industriais, domésticas e hospitalares, comerciais, agrícolas de serviços e de variação (NBR 10.004, 2004).
A fundição de metais é considerada uma atividade potencialmente poluidora, devido à transformação dos diversos insumos envolvidos no processo, resultando na formação de resíduos sólidos e também de poluentes atmosféricos.
A água é o principal meio de remoção de impurezas. As fontes de poluição das águas pela indústria de fundição são lavagem de pisos, máquinas e equipamentos, o descarte de lavadores de gases, derramamento de produtos químicos e o descarte de águas de resfriamento. O volume de efluentes líquidos lançados em sistemas de esgoto ou em corpos d’água (como rio, córregos, etc.) deve ser controlado mediante sistemas de tratamento de águas residuais (SOUZA, HELLEN, 1998).
Segundo SOUZA (2004), os poluentes lançados no ar pela indústria de fundição devem ser tratados com a melhor tecnologia possível, conforme viabilidade econômica da empresa. A Tabela 03 mostra as principais fontes de poluição presentes no processo de fundição.
Tabela 03: Fontes de poluição na fundição
Fonte: Gerência de ações corretivas CETES
Dos resíduos sólidos gerados pela fundição, a areia usada é a que se mostra em maior proporção, representando mais de 75% dos rejeitos gerados (REVISTA FUNDIÇÃO E MATÉRIAS PRIMA, 2013). Na fase de extração da areia, que geralmente é feita em ambientes sensíveis e importantes para a preservação da biodiversidade e recursos hídricos, tal atividade implica na supressão de vegetação ou impedimento de sua regeneração e, em muitas situações, o solo superficial de maior fertilidade é removido, deixando que os solos remanescentes fiquem expostos aos
processos erosivos que podem acarretar em assoreamento de corpos d’água do entorno (MECHI e SANCHES, 2010).
Na fundição, ainda que seja possível reutilizar cerca de 98% da areia usada, há uma quantidade limitada de vezes que essas areias podem ser efetivamente reinseridas dentro do processo, uma vez que usada nos ciclos do processo de fundição as partículas de areia perdem o formato angular necessário para a formação dos moldes com resistência e permeabilidade adequada e, neste caso, a areia passa a ser um resíduo (MEERA, 2017).
A areia resultante da desagregação dos moldes e macho é, em grande parte, misturada na etapa de desmoldagem, sem nenhuma distinção, sendo denominadas “areias descartada de fundição – ADF” (ABIFA, 2016).
2.6 SUSTENTABILIDADE E PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL
Na segunda metade do século XX, a busca pelo desenvolvimento econômico a qualquer preço aliada à ideia de que os recursos naturais eram infinitos, promoveu o uso inadequado desses recursos, degradando a qualidade ambiental e comprometendo de forma significativa a sua preservação (COSTA, 2016).
Nesse contexto de graves problemas socioambientais surgiram mobilizações para encontrar um novo modelo de desenvolvimento que permitisse compatibilizar aspectos econômicos, sociais e ambientais (SCHLEMPER et al., 2015).
Diante deste contexto, na década de 1970 um novo modelo de desenvolvimento econômico começava a surgir, o qual ficou conhecido em 1987 após a publicação de um relatório encomendado pelas Nações Unidas que tinha o objetivo de desenvolver um plano de longo prazo de desenvolvimento sustentável (COSTA, 2016). De acordo com esse relatório, o desenvolvimento sustentável acontece quando as necessidades do presente podem ser satisfeitas sem comprometer a capacidade das gerações futuras (DPCS, 2014).
O termo desenvolvimento sustentável foi publicado no livro Our Common Future em 1987, em um documento denominado Relatório Brundtland, elaborado pelo WCED - Word Commission on Environmental Development, em que este termo é definido como o “desenvolvimento que procura satisfazer as necessidades da geração atual, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de satisfazerem as suas próprias necessidades” (WCED, 1991 [1987]). Logo,
a expressão “desenvolvimento sustentável” foi cunhada visando incluir os processos decisórios e políticos baseados na interdependência e complementaridade de crescimento econômico e preservação do meio ambiente (RAMOS, 2013).
Embora o desenvolvimento sustentável e a sustentabilidade sejam expressões utilizadas de forma análoga, os mesmos não são sinônimos (LÉLÉ, 1991). Por meio de MUNCK e SOUZA (2009), a literatura aponta que o desenvolvimento sustentável é considerado uma meta mais ampla que a sustentabilidade, e o termo “desenvolvimento sustentável” é aceito como aquilo a ser alcançado pela soma e equilíbrio das ações e processos individuais e organizacionais, enquanto a sustentabilidade é assimilada como o equilíbrio conquistado em cada ação e processo organizacional que vislumbre preocupações de longo prazo em seus cotidianos.
Com a consciência de que as empresas não consomem somente recursos financeiros, mas também recursos ambientais e sociais, em 1991 ELKINGTON desenvolveu a tripé da sustentabilidade (triple bottom line - TBL), que traduz uma perspectiva cada vez mais aceita pela sociedade e organizações. A TBL sugere que o desenvolvimento econômico, qualidade ambiental e justiça social são relevantes para a compreensão da sustentabilidade.
Conforme Lorenzetti, Cruz e Ricioli (2008), o pilar econômico descreve a geração de riqueza pela e para a sociedade, mediante o fornecimento de bens (duráveis) e serviços; o pilar ambiental refere-se à conservação e ao manejo dos recursos naturais, e o pilar social simboliza o alcance da igualdade e a participação de todos os grupos sociais na construção e manutenção do equilíbrio do sistema, compartilhando direitos e responsabilidades. Conforme a Figura 08 os três elementos que compõem o tripé, os quais devem agir de forma integrada para que se alcance o desenvolvimento sustentável (RAMOS, 2013; RAMOS et al., 2018).
Figura 08: Elementos da Sustentabilidade
Fonte: RAMOS, 2013 (Adaptado de Savitz e Weber,2007).
Existe uma inter-relação entre o desenvolvimento econômico e a preservação ambiental que favorece a formação da ecoeficiência. A justiça socioambiental acontece no momento em que a organização consegue de forma simultânea integrar o desenvolvimento social com o capital natural, e passa a tratar de equalização e distribuição dos benefícios ambientais entre diferentes grupos sociais (MUNK; SOUZA, 2009).
2.7. A PRODUÇÃO MAIS LIMPA (P+L)
A adoção de metodologias de Prevenção da Poluição, também conhecidas por Produção mais Limpa, vêm sendo propostas como instrumentos para minimizar os desperdícios de matérias-primas e energia, convertidos em resíduos sólidos, líquidos e gasosos, responsáveis por adicionar custos aos processos produtivos e gerar problemas ambientais (COELHO, 2004).
Atualmente pode-se encontrar várias abordagens concorrentes promovidas por entidades nacionais e internacionais:
• PP ou P2 – Prevention Pollution, divulgada pela EPA – Environmental Protection Agency (EPA, 1990);
• P+L - Produção mais Limpa, desenvolvida pela UNIDO – United Nations for Industrial Development, e UNEP – United Nations Environmental Program (UNEP, 1996);
• PL – Produção Limpa, defendida por organizações ambientalistas e vários Centros de P&D – Pesquisa e Desenvolvimento; • Ecoeficiência, desenvolvida pelo WBCSD – World Business Council for Sustainable Development (WWI, 1995).
Na literatura é frequente encontrar referências em relação a Produção Limpa (PL) como: “Tecnologias Limpas”, “Tecnologias mais Limpas”, “Produção mais Limpa”, “Tecnologias de Baixo Desperdícios”, entre outras. Também se encontra a PL ainda relacionada a conceitos e metodologias da Qualidade, como Total Quality Environmental Management – TQEM, terminologia introduzida pela Global Environmental Management Initiative – GEMI em 1991 (PIO, 2000).
A Produção mais Limpa (P+L) é a aplicação de uma estratégia técnica, econômica e ambiental integrada aos processos e produtos, a fim de aumentar a eficiência no uso de matérias-primas, água e energia, mediante a não geração, minimização ou reciclagem dos resíduos e emissões geradas, com benefícios ambientais, econômicos e de saúde ocupacional (CETESB, 2009 apud WERNER, E. M.; BARCAJI, A. C.; HALL 2009).
De acordo com UNEP/UNIDO (2012), a Produção mais Limpa pode ser definida como uma estratégia ambiental preventiva aplicada de forma contínua e integrada a processos, produtos e serviços, para aumentar a ecoeficiência e reduzir riscos para os seres humanos e o meio ambiente. A P+L leva em consideração as variáveis ambientais em todos os níveis de uma empresa, como a compra da matéria-prima, engenharia do produto, design, pós-venda, e faz uma comparação da vida econômica da empresa juntamente com fatores ambientais (Figura 09).
Figura 09: Principais elementos do conceito de Produção mais Limpa
Fonte: Adaptado de UNEP/ UNIDO (2012)
O conceito da P+L aplicado a processos objetiva a conservação de matérias-primas e energia, eliminando matérias-primas tóxicas e buscando reduzir a toxidez de todos os resíduos antes destes serem gerados no processo produtivo. Para produtos, o conceito enfoca o ciclo de vida de um produto e busca a redução do impacto ambiental desde a extração de matérias-primas até o seu descarte final. O conceito de Produção mais Limpa no setor de serviços introduz as preocupações com o design e entrega de serviços (VAN BERKEL, 2000).
A literatura ainda mostra que existem diversas formas de operações para a diminuição dos impactos ambientais. A redução de insumo e matéria-prima na produção do produto é uma prática que reduz o consumo de energia, economiza matéria-prima e contribui para a preservação ambiental. A viabilidade desta questão está diretamente relacionada à minimização dos desperdícios, melhoria das máquinas, equipamentos e processos, matérias-primas mais eficientes e sensibilização dos funcionários para a conscientização sobre a
importância da sua contribuição na redução do uso de insumos e matéria prima (BOHM, 2011). Na Figura 10 é apresentada outra estrutura da P+L com seus três níveis.
Figura 10: Estrutura P+L – Níveis e Estratégias
Fonte: CNTL (2003)
A Produção mais Limpa também amplia a abordagem em relação ao controle da poluição por extrapolar os limites das fábricas ou serviços. Os procedimentos de controle enfocam apenas as saídas dos processos, enquanto a P+L adota a ACV do produto ou serviço para avaliar toda a carga ambiental associada aos mesmos (RAMOS, 2013).
Até hoje diferentes métodos de produção mais limpa foram aplicados para a sua avaliação. Embora não haja uma ferramenta inerentemente melhor ou pior, uma avaliação de Produção mais Limpa deve considerar atributos inerentes à própria Produção mais Limpa. Contudo, o grande desafio nos dias de hoje é em como lidar com as inconsistências das novas tecnologias aplicadas nos processos de
fabricação, considerando os principais aspectos dos métodos, reduzindo a geração de poluentes e o uso de recursos (ZHANG, 2018).
2.7.1. Rede da Produção mais Limpa
Em 1994, a UNEP (United Nations Environment Programme), junto com a Organização das Nações Unidas para o Desenvolvimento Industrial (ONUDI), estabeleceu o programa Centro Nacional de Produção Mais Limpa (CNPML), visando incentivar a criação de centros de P+L, principalmente em países em desenvolvimento. Nesse programa o ONUDI atua na área de execução, administrando os recursos financeiros e provendo orientação técnica nos processos industriais abordados pelos centros. A UNEP é responsável por divulgar conceitos, elaborar estratégias, ferramentas, políticas, além de disponibilizar material sobre a P+L (CETESB,2005).
O Programa Nacional de Centro de Produção mais Limpa da ONUDI-UNEP (NCPC Programme) tem como finalidade aumentar a competitividade e a capacidade produtiva das empresas mediante a aplicação da P+L, e também a difusão de tecnologias a favor do meio ambiente. Por sua vez os Centros Nacionais de Produção mais Limpa promovem a estratégia da P+L junto às organizações públicas e privadas, além da capacitação da mão de obra local para atender demandas do país ou região (RAMOS, 2013).
No Brasil em 1999 o SEBRAE Nacional (Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas), o CEBDS e o CNTL iniciaram a implantação da Rede Brasileira de Produção mais Limpa (CEBDS). Seus principais objetivos são: disseminar a prevenção como instrumento de minimização de impactos ambientais; motivar o setor produtivo a utilizar práticas e tecnologias baseadas na Produção mais Limpa, incentivar o desenvolvimento e a divulgação de tecnologias mais limpas; apoiar a implantação de núcleos de Produção mais Limpa em todas as regiões do país; e consolidar um sistema de dados e informações sobre experiências de Produção mais Limpa no Brasil.
2.7.2 Benefícios da P+L
Ao implantar a P+L, a empresa terá as ferramentas que contribuirão para conhecer melhor o seu processo produtivo, devido ao constante monitoramento visando manter e desenvolver um sistema ecoeficiente de produção. Segundo CNTL (2003), a Produção mais Limpa deve ser integrada ao Sistema de Qualidade, Gestão Ambiental e de Segurança e Saúde Ocupacional, proporcionando o completo atendimento do sistema de gerenciamento da empresa. Na literatura pode-se citar diversas vantagens econômicas e ambientais que as medidas da P+L proporcionam (FIESP e CIESP, 2005; ADLER e KIEPPER, 2001; LORA, 2000 e CARDOSO, 2006):
Menor consumo de matérias-primas e insumos, proporcionando a conservação de recursos naturais;
Menor volume e carga a serem tratados nas estações de tratamento de água e efluentes líquidos, dispensando a necessidade de investimento para a ampliação de suas capacidades de operação; Menor número de materiais a serem descartados em aterros,
elevando a vida útil dos mesmos;
Menor custo, o que faz aumentar a competitividade e o lucro; Menor número de acidentes, alcançando-se melhor saúde,
segurança ocupacional e moral dos funcionários, advindas com as melhorias no ambiente de trabalho;
• Agilidade para cumprir a legislação ambiental. 2.7.3 Dificuldades para Introdução da P+L
Entre as alternativas propostas para ajudar a liderar um futuro mais sustentável, a Produção mais Limpa se mostrou nos últimos 10 anos um método de caráter contínuo. Contudo, apesar de já ser aplicada em várias empresas, tornando-se significativamente popular, vários ramos da indústria ainda não foram atingidos, deixando lacunas abertas, além de apresentar dificuldades para a introdução do método (MATOS, 2018).
Para UNIDO (2001 apud MELLO, 2002, p.36-37) existem barreiras para a introdução da P+L nas empresas, as quais incluem:
• Barreiras organizacionais: relacionadas ao não envolvimento dos empregados, concentração de poder de decisão no proprietário da
empresa, alta rotatividade de pessoal técnico e falta de reconhecimento das iniciativas dos empregados.
• Barreira sistêmica: abrange falhas na documentação da empresa, bem como falta de controle e registros dos seus gastos, bem como a inexistência ou carência de promoção profissional.
• Barreiras de atitudes: a cultura relacionada a melhores práticas de operação são inconsistentes e/ou falhas, falta de liderança, a supervisão ineficaz, a segurança no trabalho inadequada, além do medo de cometer erros.
• Barreiras econômicas: nesse caso verifica-se predomínio de preços baixos e disponibilidade abundante de recursos, não existindo interesse em projetos de P+L por parte das instituições financiadoras. Não há inclusão dos custos ambientais na análise econômica, planejamento inadequado dos investimentos, os capitais são restritos a investimentos rápidos e de pequeno valor, além da predominância de incentivos fiscais à produção.
• Barreiras técnicas: a infraestrutura é falha, a mão de obra é limitada ou não está disponível, acesso às informações técnicas é limitada, a tecnologia e a infraestrutura são limitadas.
• Barreiras governamentais: a política de preços adotada tem relação com determinados serviços públicos, ênfase no fim do tubo, políticas ambientais de isenção fiscal, e falta de incentivos para esforços de redução de resíduos.
• Outras barreiras: ausência de apoio da organização, falta de pressão pública para o controle da poluição, sazonalidade nos processos de produção e espaço limitado no leiaute das empresas
2.7.4 Passos para Implementação da P+L
A revolução na implementação da Produção mais Limpa foi iniciada durante a Conferência das Nações Unidas sobre o meio ambiente em Estocolmo, em 1972, na qual os delegados da conferência destacaram questões de poluição ambiental como uma preocupação global que deve ser tratada em conformidade (YUSUP, 2015). Com base na conferência, os delegados conceberam a Declaração das Nações Unidas sobre o meio ambiente, conhecida como Declaração de Estocolmo. Esse documento se tornou o ponto de partida para os ministérios do meio ambiente em vários países estabelecerem uma abordagem abrangente para a implementação e aplicação da proteção ao meio ambiente.
Para a implantação da P+L é utilizada uma metodologia dividida em 5 passos, como mostrado na Figura 11:
Figura 11: Passos para a implantação da P+L
Fonte: Nascimento, Lemos e Mello (2008)
Na primeira fase são declarados os limites e o foco de aplicação da Produção mais Limpa e, para isso, se faz necessária a avaliação prévia da planta, do potencial de aplicação da P+L e análise do tempo que será demandado para implantação da mesma. Por isso devem-se buscar metas básicas: obter comprometimento gerencial, definir a amplitude de avaliação (toda a planta industrial ou processo já selecionado), encontrar quais são as barreiras para a implementação e buscar soluções que possam de alguma maneira garantir a continuidade do programa, estabelecer qual estratégia será adotada para a execução do trabalho (definir o tempo de aplicação da metodologia e os horários para a capacitação e sensibilização dos funcionários) e estabelecer uma equipe capacitada e sensibilizada que deverá multiplicar os ensinamentos da P+L por toda a empresa.
Na Fase 2 ocorre uma avaliação do processo, é necessária uma análise profunda do fluxograma, permitindo, portanto, a visualização e a definição do fluxo qualitativo de matéria-prima, água e energia do processo produtivo, visualização da geração de resíduos durante o processo, atuando como uma ferramenta de capitação de dados para a construção de uma estratégia que visa a redução de resíduos, efluentes e emissões. Após a criação do fluxograma do processo produtivo são determinadas as estratégias para identificação e quantificação dos fluxos de massa e energia nas diversas etapas deste processo. A partir de todas as informações obtidas no levantamento das informações (diagnóstico
ambiental e planilha dos principais aspectos ambientais) é selecionada a atividade e/ou operação mais crítica.
Na Fase 3 é elaborado um diagnóstico ambiental e também de processos. Nesta etapa elabora-se o balanço material, são estabelecidos os indicadores, são detectadas as causas da geração de resíduos e são verificadas as opções de Produção mais Limpa corretas para agir nos pontos críticos. Portanto, o diagnóstico deve avaliar e levantar informações como, por exemplo: volume de produtos produzidos; materiais utilizados como matéria-prima, auxiliares e insumos no processo(s) produtivo(s); consumo de energia, água, combustível e água; e existência ou não de efluentes e quais os sistema de tratamentos utilizados.
Na Fase 4 é elaborado o balanço ambiental, econômico e tecnológico do processo produtivo. Logo, busca-se nesta fase identificar as opções de P+L mais adequadas, considerando os aspectos econômicos, técnicos e ambientais. No balanço ambiental avaliam-se os pontos críticos de geração de resíduos, assim como a causa e suas consequências para o meio-ambiente. Por fim, na Fase 5 é realizada a avaliação do balanço elaborado (ambiental, econômico e tecnológico) e a identificação de oportunidades de Produção mais Limpa. Nesta fase é muito importante o desenvolvimento do plano de implementação e do monitoramento para o alcance da P+L.
Com relação aos níveis de atuação empregados na obtenção da P+L, conforme CNTL (Figura 10), a EPA (2007) define cinco categorias de oportunidade de prevenção, que são:
• Mudança no produto: alteração na forma e material que compõem o produto;
• Substituição de matéria-prima e auxiliares e mudança tecnológica: abrange oportunidade de automação e otimização de processo, modificações do design de equipamentos e substituição de processos;
• Boas práticas operacionais: são obtidas quando há modificações nos procedimentos operacionais e gerenciais;
• Reciclagem interna: permite o reaproveitamento de resíduos sólidos, líquidos e atmosféricos nos processos produtivos onde são gerados.
Para que seja realizada uma divulgação da P+L nas empresas, é necessária a adoção de indicadores que sejam voltados a ações preventivas, pois os indicadores possibilitam melhores informações e procedimentos (CARDOSO, 2004).
2.8. SISTEMA DE GESTÃO INTEGRADA (SGI)
As empresas operam em um cenário global caracterizado por intensa concorrência, sempre que necessário para cumprir os requisitos mínimos de cliente e de legislação para sobreviver. Os sistemas de gestão ganharam popularidade dentro de diferentes países em todo o mundo, especialmente quando se trata de qualidade. Embora esses sistemas de gerenciamento possam ser operados separadamente, existem muitas dificuldades que as empresas enfrentam ao operar esses múltiplos gerenciamentos simultâneos (NUNHES, 2017).
O sistema de gestão ambiental com base na norma ISO 14001 estabelece um conjunto de responsabilidades, práticas, procedimentos, políticas, revisões, processos e recursos que são necessários para a sua implementação. Um sistema de gestão ambiental proporciona um processo de produção em conformidade com uma política ambiental, permitindo a implementação de processos sustentáveis. Além disso, reduz os custos mediante uma melhor utilização dos recursos naturais e aplica os conceitos da produção mais limpa (ARIMURA, 2008, BOGNER, BANSAL, 2007, CAMPOS, MELO, 2008).
A adoção de um SGI apresenta como principais vantagens: redução da duplicação de recursos internos e infraestrutura, diminuição do número de documentos e complexidade na organização, minimização dos custos de implantação, certificação e manutenção dos sistemas, melhoria da gestão e desempenho organizacional (RAMOS, 2013). A Figura 12 mostra a integração dos sistemas de gestão e a P+L.
Figura 12: Integração dos Sistema de Gestão
