Post on 11-Dec-2018
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE
EFLUENTES OLEOSOS: UM ESTUDO
DE CASO PARA MELHORIA DO
PROCESSO
LUCIANO JOSE VIEIRA FRANCO (UNIPAC )
lucianov_franco@hotmail.com
Eliete Dias dos Santos Barbosa (UNIPAC )
eliete03@hotmail.com
Wagner Ricardo Ribeiro (UNIPAC )
wagnerrib@gmail.com
Lidia de Paula Pessoa (UNIPAC )
lidiappessoa@hotmail.com
Thiago Cristian Barbosa Nunes (UNIPAC )
tcbnunipac@yahoo.com.br
Para aumentar a produção em alguns casos, basta o engenheiro ou
gestor de produção ter um olhar atento e minucioso para a
produtividade. Os desvios encontrados na produtividade podem em sua
maioria ser resolvidos com a participação das própprias pessoas que
compõe o processo. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo
analisar um processo de uma estação de tratamento de efluentes
oleosos de uma mineração com o objetivo de eliminar as paradas não
programadas dos processos. Esta pesquisa é um estudo de caso,
caracterizada como exploratória, descritiva e intervencionista,
realizado em uma empresa do setor de mineração localizada na região
de Mariana (MG). Os dados foram coletados por meio de observação
assistemática do local; informações obtidas por meio de um
questionário aplicado aos empregados; brainstorming (tempestade de
ideias) realizada com a equipe de manutenção; e documentos da
empresa. No desenvolvimento deste estudo, foi realizada a descrição
dos processos da estação de tratamento de efluentes oleosos. Em
sequência, os equipamentos foram identificados, entre eles o mais
crítico. Logo, melhorias foram apresentadas por meio de um
brainstorming realizado com os empregados. Entre as propostas
apresentadas, o gerente e o supervisor de manutenção optaram por
implementar a substituição do motor redutor por um sistema de
aspersão de ar. A melhoria propiciou ao processo a eliminação das
paradas na estação devido à manutenção no moto-redutor do tanque
de floculação.
Palavras-chave: Processo, produtividade, melhoria
XXXVI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCÃO Contribuições da Engenharia de Produção para Melhores Práticas de Gestão e Modernização do Brasil
João Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016.
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1. Introdução
O processo produtivo é a razão da existência das empresas e corporações que sobrevivem da
fabricação de bens ou serviços. Em um mercado mais amplo e diversificado, tende a fazer
com que muitos gestores de produção estejam atentos e em busca da melhoria continua dos
processos. Afinal, não existe empresa que se julgue tão boa que não possa melhorar e não
existe processo produtivo que esteja tão bom que não necessite de ajuste.
Para aumentar a produção em alguns casos, basta o engenheiro ou gestor de produção ter um
olhar atento e minucioso para a produtividade. Os desvios encontrados na produtividade
podem em sua maioria ser resolvidos com a participação das próprias pessoas que compõe o
processo produtivo e que utilizam os insumos no processamento de produtos. A melhoria
continua nos processos de produção propícia a identificação das variáveis bem como a
variabilidade dessas
A água é um dos principais insumos utilizados em vários processos produtivos. Esse insumo,
por sua vez, exerce um papel importante na produção de alguns setores como a agropecuária,
agricultura, indústria de celulose, mineração, setor petroquímico, e outros.
Uma das maneiras e formas de cumprir a legislação quanto a utilização dos recursos hídricos
nos processos produtivo é a viabilização e operação da estação de tratamento de efluentes
oleosos. Essa estação tem a finalidade de tratar todo efluente gerado no processo produtivo de
uma empresa antes de descartá-los nos corpos adjacentes ou rios, bacias hidrográficas e
mananciais de águas.
O setor de mineração também utiliza a água como insumo no processo de produção. Em
algumas minerações, o processo de manutenção mecânica possui a estação de tratamento de
efluentes oleosos com a finalidade de tratar todo efluente gerado na oficina, devido à
utilização da água para abastecimento dos lavadores de equipamentos, lavagem do pátio de
manutenção, lavagem de peças ou componentes mecânicos e aspersão e umidificação das vias
de acesso a oficina de manutenção.
Neste contexto, pretende-se com este analisar um processo de uma estação de tratamento de
efluentes oleosos de uma mineração com o objetivo de eliminar as paradas não programadas
do processo.
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2. Processos produtivos e melhoramento da produção
O controle e gerenciamento da produção fica a cargo e sobre a responsabilidade da engenharia
de produção. Essa área visa resolver os problemas crônicos das operações de um processo
produtivo. A grande responsabilidade do engenheiro de produção é lidar com a
competitividade e atuar de forma a gerar resultados positivos e sustentáveis.
Segundo Campos e Silva (2012), o processo produtivo é a atividade de transformação
(processo) de matéria-prima em utilidades necessárias ao consumidor e, se resume no
somatório de ações que direcionam e orientam a sequência de operações para produção de
bens e ou serviços. Assim, ocorre à transformação do produto de entrada em produto acabado,
também denominado como produto final. A figura 1 ilustra esse processo.
Figura 1 – Processo Produtivo de Produtos e/ou Serviços
Fonte: Campos e Silva (2012)
Conforme apresentado na figura 1, as entradas do processo consistem nas necessidades
(insumos, ferramentas, etc.) e requisitos dos clientes; o processo de transformação é o sistema
onde necessita de pessoas, procedimentos e equipamentos para desenvolver o produto e/ou
serviço; a saída é considerada como o produto acabado e/ou serviço realizado.
De acordo com Slack, Chambers e Johston (2002), o processo produtivo é vital para as
corporações, uma vez que produzem bens e/ou serviços. A produção é o motivo da existência
de uma organização.
Ainda segundo esses últimos autores, “a função produção é responsável por satisfazer as
solicitações de consumidores por meio da produção e entrega de produtos e/ou serviços”.
Ainda que se tenha uma produção projetada e definida, onde suas atividades possam ser
planejadas e controladas o gerente de produção pode fazer com que esta produção possa ter
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um melhoramento. Assim, em anos recentes, o conceito de melhoramento vem se
intensificando mais e mais nas linhas de produção. (SLACK ET AL, 2009).
Sobre a questão de melhoramento, esses últimos autores abordam que o gerente de produção
deve conhecer o processo produtivo em um todo. Ele tem que ter ciência do desempenho e
identificar as operações, ao observar se estão boas ou ruins, a fim de definir a intervenção
para o melhoramento da produção.
Slack et al. (2009) afirmam que antes que os gestores de produção possam idealizar sua
abordagem para o melhoramento de suas operações, eles precisam conhecer o processo.
Assim, embasado nos dados do processo o gestor de produção definirá as ações para a
melhoria contínua com base no custo, qualidade, rapidez, confiabilidade, flexibilidade.
Vale ressaltar que o melhoramento no processo pode acontecer sem grandes investimentos e
com a participação do pessoal do chão de fábrica (SLACK et al, 2009). Esses autores
declaram que não importa se melhoramentos sucessivos são pequenos, o que de fato importa é
que cada mês, algum melhoramento tenha de fato acontecido.
Em conformidade com as ideias de Slack et al. (2009), Lustosa et al. (2011) enfatizam que a
melhoria contínua proporciona por meios dinâmicos de mudança o desenvolvimento
simultâneo e integrado de produtos e processos tendendo a redução de custos, melhoria da
qualidade e aumento da produtividade.
Semelhantemente, Tavares (2012) retrata que o melhoramento da produção quando
intercalado com foco na manutenção tende a obter resultados com sustentabilidade
contribuindo para a redução de custo e o aumento da qualidade dos produtos.
3. Metodologia da pesquisa
Este trabalho é um estudo de caso realizado no período de agosto a novembro de 2015, em um
processo produtivo de uma Estação de Tratamento de Efluentes Oleosos (ETEO) pertencente
a uma empresa do setor de mineração localizada na região de Mariana (MG).
O critério de seleção da empresa e do processo foi definido por acessibilidade que, segundo
Vergara (2000), diferencia de qualquer procedimento estatístico por obter dados com
facilidade de acesso. O acesso ocorreu devido um dos autores da pesquisa trabalhar na
empresa.
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Caracterizada como exploratória, descritiva e intervencionista esta pesquisa buscou eliminar
as paradas da ETEO. Como descritiva, nesta pesquisa foi realizada a descrição das etapas de
produção da ETEO. Intervencionista porque o autor desenvolve, participa e implementa
medida de melhoria para solucionar o problema de paradas não programada na estação.
A pesquisa de campo realizou-se por meio de quatro etapas. Isto é, observação assistemática
de um dos autores do local; informações obtidas de um questionário aplicado aos empregados
inseridos no processo de manutenção da ETEO; brainstorming (tempestade de ideias)
realizada com a equipe de manutenção; e documentos da empresa.
Por meio da observação do participante, instrumento de coleta de dados, o autor da pesquisa
pode identificar como ocorre o processo da ETEO e descrevê-lo. Assim, a observação
proporcionou ao pesquisador partilhar o cotidiano apresentado no âmbito de seu estudo.
Acrescenta-se ainda, que as etapas do processo foram registradas por meio de fotografias.
O processo de manutenção possui 08 empregados. Todos esses empregados participaram da
pesquisa. O que caracteriza uma amostra censitária.
Como dito, dois questionários foram utilizados nas coletas de dados. O primeiro buscou
identificar o equipamento mais crítico do processo produtivo. O segundo buscou identificar a
frequência de manutenção no equipamento mais crítico do processo produtivo.
Em sequência, foi desenvolvida a dinâmica brainstorming, que significa tempestade de ideias,
com a equipe de manutenção. Essa dinâmica buscou identificar melhorias no processo para
evitar as paradas não programadas.
Por fim, a quarta etapa apresenta os resultados advindos da implementação da melhoria
proposta pelos empregados de manutenção da ETEO.
Os dados possuem natureza qualitativa e quantitativa e foram tratados por meio de análise de
conteúdo. Além disso, os dados quantitativos foram apresentados em gráficos e tratados
também por meio de percentuais.
4. Processo produtivo e equipamentos mecânicos da estação de tratamento de efluente
oleosos
A legislação ambiental vigente determina que todo o efluente contaminado com óleo deve ser
tratado antes de ser descartado. Com o objetivo de cumprir na integra a norma, as empresas
implementam em seus processos produtivos a estação de tratamento de efluentes oleosos,
conhecida como ETEO.
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A ETEO tem a função de tratar a água contaminada por resíduos oleosos gerada no processo
de produção de uma indústria. O processo produtivo é sequencial, isto é, tem uma sequência
linear de produção onde todas as etapas do processamento são fixas. Assim, se ocorrer parada
de qualquer equipamento, há a paralisação da estação.
A produção da ETEO divide-se em cinco etapas: preliminar, coagulação, floculação, flotação
e filtragem. O fluxo apresentado na figura 1 ilustra as etapas do processo produtivo.
Figura 1 – Etapas do processo produtivo
Fonte: Dados da pesquisa (2015)
No processo preliminar, ocorre, à separação física do efluente contaminado, o fator densidade,
contribui para este processo, onde ocorre também a sedimentação, ou seja, a separação dos
sólidos com a granulométrica mais grosseira que ficam retidos na rampa de sedimentação dos
óleos e graxas por densidade diferente.
A remoção dos óleos e graxas são realizadas por meio de bombas pneumáticas e destinadas ás
empresas que os utilizam como produtos para coprocessamento em alto forno.
O processo de coagulação é realizado por meio da adição de produto químico, que fazem com
que as micro moléculas de sólidos se aglutine. O processo ocorre no tanque de coagulação, é
importante ressaltar que, ocorre também a clarificação da água.
A adição de produto químico também é realizada no processo de floculação. A finalidade é
fazer com que as moléculas de sólidos aglutinadas na etapa anterior, ou seja, na Coagulação,
venham flutuar devido à alteração da densidade da água. Assim, formam moléculas maiores
Preliminar
Coagulação
Floculação
Flotação
Filtragem
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para a etapa subsequente. No tanque de floculação ocorre a aglutinação do sólido para
remoção deste, no processo de Flotação.
A finalidade do processo de flotação é manter os sólidos aglutinados na etapa anterior, por um
maior tempo possível suspenso dentro do tanque. Isso é realizado para que sejam retirados os
sólidos pelo raspador de lodo, também denominado de raspador de sólidos. Tais sólidos são
direcionados para o pátio de sedimentação, para realizar a secagem. Após, são retirados e
destinados ao depósito de resíduos sólidos, em seguida, a água é direcionada ao processo de
filtragem.
O processo de filtragem tem a função de retirar da água as micro-impurezas. A filtragem da
água é realizada primeiramente em um tanque de areia, a seguir, a água é direcionada para um
tanque de carvão. Ao fim deste processo a agua é direcionada aos lavadores, aspersores de
vias e reservatório de água para utilização industrial, ficando esta água restringida para
consumo humano e, caso não ocorra a utilização da água no processo produtivo da empresa,
ela pode ser descartada nos mananciais.
4.1 Equipamento do Processo da ETEO
Uma Estação de Tratamento de Efluentes Oleosos possui equipamentos de produção de
acionamento mecânico, hidráulico, pneumático e elétrico. Esses, por sua vez, têm a finalidade
de contribuir para o processo produtivo de toda a ETEO.
Devido o processo da ETEO ter layout linear, quando ocorre pane em um dos equipamentos
da estação, ocorre também a parada de todo o processo produtivo. Isso é um fato grave, pois
além de parar a ETEO, pode parar também os processos produtivos que dependem da água.
Os principais equipamentos de produção do processo produtivo da ETEO são os motores
elétricos, motores redutores, bombas de transferências, dosadora de produtos, rodo raspador
de lodo, filtro prensa, painel pH e separador de água e óleo.
Os motores elétricos têm a função de acionar as bombas responsáveis por bombear todo o
líquido que se encontra na estação. Para esses motores, existe uma sistemática de manutenção,
isto é, a manutenção preventiva.
Os motores redutores têm a função de gerar energia mecânica rotacional para as hélices que
homogeniza o efluente quando o mesmo recebe a adição de produto químico para tratamento
sequencial. O custo como restrição para realização da manutenção preventiva é bastante
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significativo. Desta forma, é necessário ter um estoque mínimo de um moto-redutor a fim de
evitar parada da ETEO, caso ocorra algum defeito neste motor.
As bombas de transferência têm a função de manter os tanques de equalização em nível
estático de operação. Este nível de operação se faz necessário, uma vez que, o tratamento de
efluente por fluxo contínuo deve ser homogeneizado antes da adição de produto químico.
A bomba dosadora tem a função de efetuar a dosagem e fazer a adição de produto químico
nos tanques de tratamento, conforme cada etapa do processo. A característica peculiar desta
estação de tratamento de efluente e do tipo físico-químico. Isto é, físico porque processa a
separação dos contaminantes do efluente através da densidade; e químico porque utiliza de
produto químico para o tratamento do efluente.
A função rodo raspador é coletar em um movimento circular, todas as moléculas de sólidos
que ficam suspensas na etapa da flotação. Esta coleta tem uma semelhança muito grande com
a utilização do rodo tradicional utilizado para fins domésticos, por isto o nome rodo raspador.
O filtro prensa tem a função de prensar e compactar o sólido coletado pelo rodo raspador.
O painel PH é responsável por informar a variabilidade da adição de produto químico na
estação. Por meio do sistema de eletrodo, esse painel capta o pH do efluente e informa para as
bombas dosadoras a quantidade ideal e necessária de produto químico a ser utilizado em cada
etapa do processo.
O separador de água e óleo, como próprio nome diz, tem a função de separar o óleo da água.
O efluente tratado nesta estação é derivado da oficina central de manutenção mecânica de
equipamentos. Um dos maiores contaminantes deste efluente é a presença de óleo derivado
dos equipamentos automobilísticos que sofre as manutenções na oficina central. O óleo não
mistura com a água porque tem densidade, estrutura e polaridade distintas, assim, tende a
flutuar na água. Desta forma, é possível realizar a retirada do óleo da água utilizando a
gravidade para escoamento.
4.2. Identificação do equipamento crítico do processo da ETEO
Para identificar o equipamento crítico do processo da ETEO, foi desenvolvido um
questionário com duas perguntas para serem respondidos pelos empregados da equipe de
manutenção.
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A primeira pergunta buscou identificar se há ocorrência de paradas devido aos problemas
mecânicos de algum equipamento. Segundo informações apresentadas no questionário à
questão um, sete empregados da equipe de manutenção, ou seja, 87,5% informaram que sim;
enquanto um informou que não.
Na segunda questão, a pesquisa buscou identificar quais os equipamentos mais críticos do
processo produtivo. Nessa segunda pergunta, foram colocados os equipamentos utilizados e
foi solicitado que marquem os dois mais críticos do processo. As respostas dadas pela equipe
de manutenção a pergunta dois, pode ser verificada por meio da figura 2 que apresenta um
gráfico.
Figura 2 – Equipamento críticos
Fonte: Dados da pesquisa (2015)
Conforme apresentado no gráfico da figura 2, o moto-redutor foi apontado por todos os
membros da equipe de manutenção, o motor elétrico e a bomba de transferência foram
apontados por dois; a dosadora de produto, o rodo raspador de lodo, o filtro de prensa e o
painel de pH obtiveram a pontuação de um; e o separador de óleo não foi apontado por
nenhum membro da equipe de manutenção.
4.3. Melhoria no processo - brainstorming
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Assim que foi identificado o equipamento mais crítico e a frequência das manutenções, foi
realizado um brainstorming, com os empregados da equipe de manutenção. O objetivo era
buscar melhoria no sistema do moto-redutor, a fim de evitar as paradas não programadas.
O brainstorming foi desenvolvido em uma reunião, realizada em setembro de 2015, onde os
oitos empregados da equipe de manutenção foram consultados e solicitados para apresentarem
sugestões de melhoria.
As sugestões dadas pelos empregados da equipe de manutenção foram:
- Substituir o moto-redutor por outro mais potente;
- Substituir o moto-redutor por sistema de aspersão de ar;
- Relocar o moto-redutor na parte inferior do tanque.
Assim, essas sugestões foram enviadas ao gerente e supervisor da manutenção, que optaram
por substituir o moto-redutor por sistema de aspersão de ar.
4.4. Implementação do sistema de aspersão de ar
Em seguida, foi implementado o sistema de aspersão de ar no tanque de floculação.
Lembrando, o sistema tem a função de manter os sólidos suspensos para clarificação da água.
A melhoria consiste na alteração do processo produtivo da ETEO, que antes da intervenção, a
operação do processo de floculação era realizada com o auxílio do moto-redutor que tinha
como objetivo final homogenizar ou emulsionar o efluente quando o mesmo recebia a adição
de produto químico.
Desta forma, a melhoria identificada na pesquisa junto à equipe de manutenção da estação se
baseia na substituição do moto-redutor do tanque de floculação por um sistema de aspersão de
ar que pudesse realizar o mesmo serviço.
Foram realizados vários testes para verificar a funcionalidade do sistema de aspersão de ar no
tanque de floculação. A partir dos resultados positivos, foi implementado um sistema
pneumático de aspersão, que é um sistema de aeração.
Esse sistema pode ser verificado por meio da foto apresentada na figura 3.
Figura 3 – Sistema de Aspersão de Ar no Tanque de Floculação
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Fonte: Dados da pesquisa (2015)
Por meio da foto da figura 3, verifica-se que ar é injetado no tanque de floculação para
realizar a mistura dos produtos químicos com o efluente.
4.5. Resultados da produção da ETEO com a Melhoria implementada
Após a implementação do sistema de aspersão, foram levantados os dados de produção da
ETEO dos meses de setembro e outubro de 2015. Esses meses referem-se aos meses antes e
após a implementação do sistema de aspersão.
A figura 4 apresenta um gráfico que mostra o volume de produção da ETEO no mês de
setembro de 2015.
Figura 4 – Volume de Produção – Setembro de 2015 – Antes da Melhoria
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Fonte: Dados da pesquisa (2015)
O gráfico da figura 4 apresenta a produção da estação em relação aos dias do mês de setembro
de 2015. A variabilidade vista no gráfico ocorre devido à característica de produção
ascendente e descendente devido às paralisações nos dias de feriado e domingo, identificado
como dia 6, 7, 13, 20, 27. Os demais dias que se encontram sem produção, é devido a parada
da estação para manutenção ou substituição do moto-redutor, dias 14, 14, 16 e 17.
O volume de produção da ETEO, após a implementação do sistema de aspersão, foi levantado
conforme pode ser observado na figura 5.
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Figura 5 – Volume de Produção – Outubro de 2015 – Após da Melhoria
Fonte: Dados da pesquisa (2015)
O gráfico da figura 5 aponta um ganho de produção. As variáveis apresentadas no gráfico são
referentes a não operação nos dias de folga dos operadores, dias 4,11, 12, 18 e 25. Obteve-se
um ganho de produtividade, no fluxo de tratamento de efluente e processos tendendo a
redução de custos, melhoria da qualidade e aumento da produtividade.
Antes da intervenção, o fluxo de tratamento de efluente no processo com a operação dos
tanques, realizada pelo moto redutor, era uma média de 2,5 m³/h após a realização dos testes e
a implementação da melhoria a vazão passou a ser media de 3.5 m³/h um ganho 40% de
produção.
Além do aumento da produção da ETEO, a implantação do sistema de aspersão de ar trouxe
outros ganhos para a empresa, como:
- redução de custo de R$ 18.000.00 ano, verba anual que era destinada para a
aquisição do moto-redutor que apresentava falha constantes;
- redução do consumo de eletricidade;
- redução do risco de impacto ambiental, onde minimizou o risco de descarga de
efluente não tratado nos rios.
- redução de paradas não programadas, o que gerou diminuição dos serviços da
equipe de manutenção.
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5. Conclusões
Eliminar as paradas não programadas da Estação de Tratamento de Efluentes Oleosos foi o
foco deste estudo de caso, sendo a Estação de Tratamento de Efluente vital para o processo
produtivo que necessita de água como insumo para produção.
A partir dos dados apresentado nesta pesquisa foi possível avaliar quais são os equipamentos
com maior criticidade que compõe uma Estação de Tratamento de Efluentes e identificar o
equipamento mais crítico definindo qual a melhor forma de eliminar ou minimizar este
problema.
A primeira abordagem foi acerca de como identificar a criticidade de um processo produtivo a
partir da plena participação dos profissionais que compõe este processo. Após esta
identificação o objetivo foi a eliminação do problema identificado.
O melhoramento da produção acontece de forma integrada ao processo produtivo, com foco
na eliminação ou minimização da variabilidade do processo. Com este estudo de caso, foi
possível identificar a variabilidade do processo e definir uma nova forma de operação no
tanque de floculação. Essa nova forma de operação contribuiu precisamente para o processo
produtivo na ótica do custo, qualidade, meio ambiente, atendimento e segurança.
O aumento de produção em sua maioria se dá por meio da reformulação da produtividade
atuando de forma a promover um ambiente de melhoria contínua no processo de produção.
Para aumentar a produção ou eliminar impactos nem sempre é preciso substituição de
máquinas, contratação de novos profissionais, ou mudança de espaço físico da instalação,
trabalhando e atentando a produtividade do processo tende-se a alcançar uma maior produção,
foi o que aconteceu no estudo de caso da Estação de Tratamento de Efluentes Oleosos.
REFERÊNCIAS
CAMPO, Alessandro; SILVA, Iris Bento da. Avaliação de um sistema de gestão da qualidade em um
escritório de projetos de arquitetura – Estudo de caso. Revista Espacios, Vol. 33 (12) 2012. Disponível em:
http://www.revistaespacios.com/a12v33n12/12331205.html. Acesso em: 10/10/2015.
LUSTOSA ET AL. Planejamento e Controle da Produção. Rio de Janeiro. Editora Elservier 2011.
SLACK, Nigel; CHAMBERS, Stuart; JOHNSTON, Robert. Administração da Produção. São Paulo. Editora
Atlas. 2002.
SLACK, Nigel; CHAMBERS, Stuart; JOHNSTON, Robert. Administração da Produção. São Paulo. Editora
Atlas. 2009.
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TAVARES, Lourival. Ebha. Manutenção. 2012 Disponíveis em:
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAMrQAD/manutencao. Acesso em 13/10/2015.
VERGARA, S. C. Projeto e Relatório de Pesquisa em Administração. 3ª. Edição, São Paulo: Atlas, 20