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SOCIESC – SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA IST – INSTITUTO SUPERIOR TUPY CURSO DE MESTRADO EM ENGENHARIA MECÁNICA ANÁLISE DA UTILIZAÇÃO E DESCARTE DO FLUIDO DE CORTE NA REGIÃO DE JOINVILLE - SC MOACIR JOSÉ MARTINS JOINVILLE 2008
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SOCIESC – SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA
IST – INSTITUTO SUPERIOR TUPY
CURSO DE MESTRADO EM ENGENHARIA MECÁNICA
ANÁLISE DA UTILIZAÇÃO E DESCARTE DO FLUIDO DE CORTE
NA REGIÃO DE JOINVILLE - SC
MOACIR JOSÉ MARTINS
JOINVILLE
2008
MOACIR JOSÉ MARTINS
ANÁLISE DA UTILIZAÇÃO E DESCARTE DO FLUIDO DE CORTE
NA REGIÃO DE JOINVILLE - SC
Dissertação de mestrado submetido ao Instituto Superior Tupy como requisito parcial para obtenção do titulo de Mestre em Engenharia Mecânica sob orientação da Professora Dra. Salete Martins Alves.
JOINVILLE
2008
SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA
PROGRAMA DE MESTRADO EM ENGENHARIA MEÂNICA
ANÁLISE DA UTILIZAÇÃO E DESCARTE DO FLUIDO DE CORTE
NA REGIÃO DE JOINVILLE – SC
MOACIR JOSÉ MARTINS
ESTA DISSERTAÇÃO FOI JULGADA ADEQUADA PARA OBTENÇÃO DO TITULO
DE MESTRE EM ENGENHARIA
ESPECIALIDADE ENGENHARIA MECÂNICA, ÁREA DE CONCENTRAÇÃO
FABRICAÇÃO SENDO APROVADA EM SUA FORMA FINAL.
_____________________________
Prof. Salete Martins Alves, Dra. Eng. Orientadora
______________________________
Prof. Alexandre Magno de Paula Dias, Dr. Ing . (Membro da Banca)
______________________________
Profa. Sueli Fischer Berckert, Dra . (Membro da Banca)
2
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho a todos que me
auxiliaram nos momentos difíceis e
entenderam a importância do mesmo.
A minha orientadora Profa. Dra. Salete
Martins Alves.
AGRADECIMENTOS
A minha querida orientadora, Profa. Dra. Salete Martins Alves, pela amizade,
pelo apoio, pela paciência, pelo conhecimento transmitido, enfim pelo
direcionamento no desenvolvimento deste trabalho de mestrado.
À minha esposa e filho que entenderam a minha ausência durante a
realização deste trabalho e sempre me apoiaram, sabendo da importância do
mesmo.
A Sociedade Educacional de Santa Catarina – Sociesc, pelo apoio financeiro
através da concessão da bolsa de estudo.
À todos que diretamente contribuíram para a realização deste trabalho.
2
EPIGRAFE
“Todos têm direito ao meio ambiente
ecologicamente equilibrado, o qual, é bem
de uso comum do povo e essencial à
sadia qualidade de vida da coletividade,
sendo dever do poder público e da
coletividade defendê-lo e preservá-lo para
as presentes e futuras gerações, sejam
elas brasileiras ou estrangeiras."
(Artigo 225 da Constituição Brasileira)
SUMÁRIO
RESUMO.....................................................................................................................4
ABSTRACT........................................... ......................................................................9
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................10
2 ASPECTOS TEÓRICOS RELEVANTES AOS FLUIDOS DE CORTE ..................13
2.1 FLUIDOS DE CORTE INTEGRAIS .................................................................14
2.2 FLUIDOS DE CORTE MISCÍVEL EM ÁGUA.................................................15
2.2.3 Emulsões ..................................................................................................16
2.2.4 Fluidos de Corte Semi-sinteticos...............................................................17
2.3 FUNÇÃO DOS FLUIDOS DE CORTE.............................................................18
2.4 PREPARAÇÃO E MANUTENÇÃO DOS FLUIDOS DE CORTE .....................20
2.4.1 Sistema de Filtragem ................................................................................22
2.4.2 Reciclagem e Descarte dos Fluidos de Corte ...........................................23
2.5 CONSUMO DOS FLUIDOS DE CORTE .........................................................24
2.6 IMPACTOS AMBIENTAIS ...............................................................................28
2.7 CUSTOS DE REFRIGERAÇÃO ......................................................................29
3 CONSUMO SUSTENTAVEL .............................. ...................................................31
4 ANÁLISE DA LEGISLAÇÃO AMBIENTAL BRASILEIRA ...... .............................33
4.1 LEGISLAÇÃO ESPECÍFICA PARA OS FLUIDOS DE CORTE ......................34
4.2 CONAMA 357/05 .............................................................................................35
4.3 POSICIONAMENTO DA LEGISLAÇÃO AMBIENTAL EM RELAÇÃO À FLUIDO
DE CORTE EM SANTA CATARINA......................................................................38
5 METODOLOGIA APLICADA............................. ....................................................43
5.1 MÉTODO DE PESQUISA ADOTADO .............................................................43
5.2 DEFINIÇÃO DA POPULAÇÃO E DA AMOSTRA ............................................44
5.3 ELABORAÇÃO DOS QUESTIONÁRIOS.........................................................45
5.4 PROCESSAMENTO DOS DADOS E ANALISE DOS RESULTADOS ............45
6 DISCUSSÕES DOS RESULTADOS ........................ .............................................47
6.1 CONSUMO E PREPARO DO FLUIDO DE CORTE ........................................47
6.2 DESCARTE DOS FLUIDOS DE CORTE E CRITÉRIO DE TROCA................52
6.3 PROPOSTA DE AÇÕES PARA MINIMIZAÇÃO DOS IMPACTOS
AMBIENTAIS DO USO DE FLUIDOS DE CORTE ...............................................57
2
7 CONCLUSÕES ......................................................................................................61
8 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ................. ...................................62
REFERÊNCIAS.........................................................................................................63
LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1: Classificação dos Fluidos de Corte ................................................... 14 Figura 2: Representação esquemática de uma emulsão ................................. 18 Figura 3: Remoção do fluido de corte do processo de usinagem .................... 24 Figura 4: Estimativa do consumo global de fluidos para trabalho em metais
no mundo ......................................................................................... 25
Figura 5: Quantias e porcentagens de fluidos consumidos pela indústria metal-mecânica alemã ..................................................................... 27
Figura 6: Porcentagem dos custos de refrigeração nos custos de fabricação 30 Figura 7: Pirâmide de Consumo Sustentável.................................................... 31 Figura 8: Fluidos de corte utilizados nas empresas ......................................... 48 Figura 9: Aquisição mensal de fluidos de corte ............................................... 49 Figura 10: Forma de diluição do fluido de corte................................................. 50 Figura 11: Formas de preparação …………………………………………...……. 51 Figura 12: Critérios de troca……………………………………………………..…. 53 Figura 13: Destino do fluido de corte.................................................................. 54 Figura 14: Descrição do procedimento de troca e descarte correto 58 Quadro 1: Principais riscos ambientais decorrentes do uso, manuseio e
descarte de fluidos de corte utilizados em processos de usinagem 29
Quadro 2: Exposição dos artigos da CONAMA ................................................. 36 Quadro 3: Avaliação Comparativa das Informações Registradas Aquisição X
Diluição X Descarte ......................................................................... 56
RESUMO
A região de Joinville é caracterizada pelo APL (Arranjo Produtivo Local) do setor Metal-mecânico, assim o desenvolvimento da indústria metal-mecânica em Joinville é fundamental para o crescimento da região. Com maiores evidências da crise ambiental, as empresas devem avaliar os seus produtos e processos de modo a compatibilizar sua atividade com o meio ambiente. Os fluidos de corte são parte integrante na fabricação de peças, sendo utilizados para melhorar o rendimento e a vida útil das ferramentas na usinagem. A utilização destes produtos tem sido muito questionada do ponto de vista ambiental, por causarem danos à saúde do operador e ao meio ambiente. Assim, é necessário que os mesmos sejam bem gerenciados e dispostos de forma correta. Levando em consideração que os fluidos de corte são resíduos perigosos, as empresas deste setor devem agregar aos seus processos uma etapa que contenha o descarte e a disposição destes produtos após o uso. O presente trabalho tem como objetivo identificar a forma de utilização e descarte dos fluidos de corte na região de Joinville-SC. Para isto, foi realizados uma abordagem teórica que enfatizou o fluido de corte, sua preparação, manutenção e reciclagem, os impactos ambientais e a legislação pertinente ao assunto. Foi também desenvolvida uma pesquisa qualitativa em 68 empresas de usinagem da região, utilizando como instrumentos de coleta de dados questionário e entrevistas, junto aos fornecedores de fluidos de corte, órgão público municipal responsável pela fiscalização e a empresa especializada que executa a coleta o tratamento e descarte dos resíduos. Os resultados obtidos indicam que as empresas, em sua maioria, não realizam a destinação correta do fluido de corte. Conforme os resultados obtidos evidencia-se que há um total desconhecimento quanto ao uso, manutenção e descarte dos fluidos de corte. Desta forma, evidencia-se a necessidade de conscientização por parte dos empresários. Palavras-chave: Fluido de corte; Usinagem; Impactos ambientais.
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ABSTRACT
The region of Joinville is characterized by the APL (Local Productive Arrangement) of the metal-mechanical sector, so the development of metal-mechanical industry in Joinville is fundamental to the growth of the region. With more evidence of the environmental crisis, companies must evaluate their products and processes in order to adjust their activities to the environment. The depletion of natural resources, which for decades of development went unnoticed, leading to the changes of the concept of socioeconomic development and tends to bring environmental problems to attack the local society and is a an issue of survival of humanity. The cutting fluids are an integral part of the tool manufacture, and they are used to improve the efficiency and lifespan of the tools. The use of these products has been widely questioned, from the environmental point of view, because it could harm the operator's health and the environment. Therefore, they should be well managed and arranged in correct order. Considering that the cutting fluids are considered as hazardous waste, the companies from this sector should add to their production processes one more step which would consider the disposal of used cutting fluid. Intention of this work is to identify how to use and dispose the cutting fluids in the region of Joinville-SC. For this purpose was made a theoretical approach, which has emphasize the cutting fluid, their preparation, maintenance and recycling, environmental impacts and legislation relevant to the subject. It was also developed a qualitative research in 68 machining companies of the region, using questionnaire and interviews as a tool for data collection, together with suppliers of cutting fluids, municipal public agencies responsible for inspection and specialized company that runs the collection, treatment and disposal of the waste. The results indicate that the most of the companies do not perform the correct allocation of cutting fluid. Considering this, it is clearly necessary for companies to be aware of this. Keywords: cutting fluid, machining; environmental impacts.
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1 INTRODUÇÃO
A usinagem é um dos processos mais antigos utilizados pelo homem para a
produção em série. A história da usinagem acompanha o crescimento da indústria,
por meio do desenvolvimento de novos materiais, auxiliando no aumento da
produção e da produtividade.
Já em 1970, Ferraresi, afirma que as máquinas e ferramentas evoluíram em
termos estruturais, como no aumento de rigidez e com isto se obteve uma melhora
na redução das vibrações mecânicas e também no processo, mas principalmente na
precisão de movimentos.
Segundo Ferraresi (1970), o primeiro pesquisador a utilizar o fluido de corte
foi F. W. Taylor em 1894, conseguindo um aumento na velocidade de corte em 33%,
sem prejuízo na vida útil da ferramenta quando foi utilizada água. A função do fluido
de corte é introduzir uma melhora no processo da usinagem dos metais, como
redução no atrito entre ferramenta e cavaco, proporcionando uma melhoria na vida
útil da ferramenta e também auxiliando na refrigeração da peça.
Segundo Novaski e Dörr (1999), uma análise comparativa dos custos de
fabricação, mostra que a porcentagem dos custos referentes ao sistema de
refrigeração não pode mais ser negligenciada. Observa-se que o custo relacionado
com o ferramental é apenas de 2 a 4%, contra 17% da refrigeração. Já Sreejith e
Ngoi (2000), afirmam que os lubrificantes e refrigerantes usados no corte
representam até 20% do custo de fabricação. Neste sentido, Momper (2000) vai
além e enfatiza que os elevados valores despendidos com remoção e descarte
transformaram os fluidos de corte em um componente de custos equivalente a até
400% dos gastos feitos com ferramentas.
Com o desenvolvimento de máquinas e ferramentas para se alcançar maior
produtividade, a qualidade dos fluidos de corte também necessita de uma constante
pesquisa, para melhor aproveitamento da ferramenta na usinagem e para a proteção
da peça propriamente, evitando também problemas de saúde aos operadores e ao
meio ambiente.
Conforme pesquisa realizada por Glenn e Vananterpen (1998), em nível
global, os fluidos para trabalhos em metais que incluem os fluidos de corte utilizados
11
em operações de prensagem e outros afins perfazem um total aproximado de 2,16
milhões de litros ao ano.
Nesta mesma perspectiva, Souza (2008), comenta que os processos
produtivos são apontados como um dos principais responsáveis pela situação
ambiental, pois neles ocorrem as maiores transformações de materiais e energia.
Estes elevados consumos de fluido apontam para um problema grave no descarte.
Com o término da vida útil, os fluidos de corte perdem suas propriedades e a
recuperação ou o descarte destes é uma questão de planejamento. O integral pode
ser vendido ou ser tratado dentro da própria empresa por meio de processos de
filtragem.
As soluções e emulsões, que praticamente não têm valor comercial, devem
ser tratadas por processo físico-químico para a quebra e separação de seus
componentes antes de serem reaproveitadas ou descartadas. Em condições
adequadas, segundo a Resolução Conama 357/05, ’”os fluidos de corte usados
podem ser reprocessados para o seu reaproveitamento ou descarte através das
técnicas de simples deposição, compostagem, aproveitamento energético direto ou
indireto entre outras modalidades.”
Em virtude do elevado consumo de fluidos de corte na região de Joinville,
surge a necessidade de avaliar sua utilização e descarte, por meio de uma pesquisa
qualitativa e quantitativa sobre a utilização e descarte dos fluidos de corte na referida
região.
Devido à importância e à necessidade da correta utilização e descarte dos
fluidos de corte e menor impacto ao meio ambiente, este trabalho avalia como esta
questão é percebida e tratada pelas empresas de usinagem de pequeno e médio
porte na região de Joinville-SC, considerando os produtos utilizados, formas de
preparo e descarte dos fluidos de corte.
A redação deste trabalho está estruturada da seguinte forma: após a parte
introdutória, o segundo capítulo apresenta uma revisão da literatura referente aos
tipos e características do fluido de corte, contextualizando assim o assunto. O
terceiro capítulo traz uma descrição do conceito de consumo sustentável. O quarto
capítulo realiza uma abordagem sobre a legislação ambiental Brasileira e de Santa
Catarina. O quinto capítulo foi reservado para a descrição da metodologia utilizada
no levantamento e na análise do problema. O sexto capítulo apresenta os resultados
obtidos bem como a discussão dos mesmos. O sétimo capítulo inclui as conclusões
12
alcançadas durante a execução desta dissertação de mestrado e o oitavo capítulo
sugere continuidade deste tema para trabalhos futuros e indica as referências
bibliográficas utilizadas na elaboração deste trabalho.
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2 ASPECTOS TEÓRICOS RELEVANTES AOS FLUIDOS DE CORTE
Conforme Ignácio et al (1998), entre os primeiros pesquisadores expressivos
a estudarem os fluidos de corte no processo de usinagem encontram-se W. H.
Northcott e F. W. Taylor, os quais, num primeiro momento, utilizaram a água na
região de corte. Naturalmente a idéia da água surgiu com o intuito de minorar o
indesejável efeito da alta temperatura, mas trouxe consigo desvantagens como a
oxidação do conjunto máquina-ferramenta-peça, além da ausência do poder de
lubrificação. Todavia, ao serem constatadas estas desvantagens e a necessidade de
descobrir novos fluidos de corte, as pesquisas trouxeram as mais variadas
combinações desse produto. Com os estudos constantes no desenvolvimento dos
fluidos, os mesmos passaram a serem compostos basicamente por óleos graxos e
minerais, soluções sintéticas e água, além de aditivos à base de cloro, enxofre,
nitrito de sódio, fósforo e aminas com seus empregos específicos a cada tipo de
operação.
Assim, as vantagens do uso dos fluidos de corte são apontadas por Diniz
(2000), como sendo refrigeração da peça, refrigeração da máquina, melhoria nos
acabamentos e melhorias de caráter econômico. As vantagens dos fluidos de corte
unido à refrigeração da peça são: redução de deformações que ocorrem devido às
tensões oriundas de grandes aquecimentos locais ou mesmo totais; eliminação de
cores de revenido na superfície usinada (usinagem por abrasão (retirada de material
por atrito), operações de retificação e acabamento da peça; manutenção das
medidas da peça em trabalho em operações com tolerâncias estreitas e facilidade
para o manuseio da peça usinada.
As propriedades dos fluidos de corte com relação à refrigeração da máquina-
ferramenta são mencionadas por Diniz (2000), como sendo: manutenção da
precisão da máquina - dimensões e posições de guias e dispositivos e melhorias do
acabamento da superfície usinada, com a diminuição de danos térmicos e a
diminuição do atrito ferramenta / peça.
As propriedades dos fluidos de corte, considerando melhorias de caráter
econômico são: redução do consumo de energia - diminuição do grau de recalque e
consequentemente da força de usinagem; redução dos custos de ferramenta -
redução do desgaste aumento da vida; diminuição ou eliminação da corrosão na
14
peça - proteção do filme de fluido da umidade, vapores, etc e expulsão dos cavacos
gerados, muito importante principalmente em processos como furação, furação
profunda e alguns tipos de fresamento.
Diniz et al (2000) também salienta certas desvantagens, entre elas o
acelerado processo de deterioração, custos, riscos de incêndio, ineficiência
lubrificante a altas velocidades de corte, baixo poder de refrigeração, formação de
fumos e ataque à saúde do operador.
Percebe-se que existe um conflito em torno da classificação dos fluidos de
corte. A mais conhecida é citada por Motta (1995), que apresenta este produto
dividido basicamente em duas classes: integrais e solúveis.
Esta classificação é também apresentada por Diniz (2001), conforme a Figura
1.
Figura 1: Classificação dos Fluidos de Corte Fonte: Diniz (2001)
2.1 FLUIDOS DE CORTE INTEGRAIS
O termo integral refere-se àqueles fluidos em que é predominante a presença
de óleo, sendo usados sem a adição de água ou outra substância. Podem ser à
base de óleo mineral de petróleo, de óleo animal, de óleo vegetal ou, ainda, de
combinações entre esses óleos, com o objetivo de aumentar as suas características
lubrificantes (GARNIER, 1991).
15
Os fluidos de corte integrais, segundo Diniz (2000), são tradicionalmente de
cor escura ou em tons marrons, devido a sua viscosidade e aos seus aditivos. Nos
últimos anos, o desenvolvimento dos óleos-base e tem levado ao surgimento de
óleos levemente coloridos e com alta eficiência de corte. Esses fluidos têm maior
transparência, propriedade que facilita ao operador a identificação da zona de
trabalho por meio do fluido de corte, principalmente durante a montagem da
operação e nas tentativas de melhorar o controle de operações mais delicadas.
Os fluidos minerais são os óleos usados in natura, sem aditivos. Eles têm
custo menor e quase sempre se destinam à lubrificação em operações leves, tais
como as que ocorrem com alumínio, magnésio, latão e aços compostos com enxofre
ou chumbo. É importante salientar que os óleos não são corrosivos, mantêm sua
estabilidade e, se conservados limpos, com uma boa manutenção, podem ser
melhor aproveitados prolongando sua vida útil (QUEIROZ, 2001).
Os tipos mais comuns de fluidos como gorduras ou materiais graxos são a
banha e os óleos vegetais. O seu uso tem diminuído, em parte porque são difíceis
de se obter e seu processamento exige altos investimentos e também por causa da
evolução dos aditivos modernos, que são muito mais eficientes. As desvantagens
dos óleos são a sua alta facilidade à oxidação e a tendência a emitir fumaça e
odores desagradáveis durante a usinagem (RUNGE e DUARTE,1990).
As misturas de óleos minerais e vegetais são utilizadas na usinagem de tipos
duros de latão, cobre e aço doce, sendo que o óleo mineral não produz o
acabamento ideal. Pequenas adições de gorduras oleosas têm o efeito de melhorar
as características das condições limites de contato quando o atrito entre as faces
dificulta o acesso do fluido lubrificante.
2.2 FLUIDOS DE CORTE SOLÚVEL EM ÁGUA
As soluções à base de água podem ser classificadas em fluidos sintéticos,
emulsões e semi-sintéticos.
16
2.2.1 Fluidos Sintéticos
Os primeiros refrigerantes aquosos consistem de soluções aquosos de sais
de metais alcalinos, aminas, agentes umectantes e inibidores de corrosão em água.
São amplamente utilizados como refrigerantes em operações de retifica e outras
operações nas quais necessita-se de detergência e refrigeração acompanhada de
uma moderada lubrificação, características de grande importância que são
requeridas pelas operações processadas em alta velocidade e baixas pressões.
As soluções sintéticas são formadas à base de sais orgânicos e inorgânicos,
aditivos de lubrificação e inibidores de corrosão, tais como nitrito de sódio, fosfato,
boratos, aminas, entre outros, e, da mesma forma que os fluidos semi-sintéticos,
apresentam uma grande resistência ao ataque de bactérias, tendo, portanto, uma
vida mais longa. Elas têm maior aplicação em operações de retíficas em materiais
ferrosos e não ferrosos (SILVA e BIANCHI, 2000).
São divididas em dois grupos:
a) Soluções verdadeiras: geralmente constituem-se da mistura de inibidores
de corrosão e água. A função principal destas soluções é refrigerar e inibir
a corrosão (RUNGE & DUARTE, 1990);
b) Soluções tensoativas: as substâncias orgânicas e inorgânicas estão mais
dissolvidas na água devido à ação dos aditivos tensoativos. Estes aditivos
reduzem a tensão superficial dos fluidos de corte, o que permite o melhor
contato da solução com as superfícies a lubrificar e/ou refrigerar, obtendo-
se maior eficiência dessas funções. As propriedades lubrificantes são
melhoradas quando incorporados aditivos tais como enxofre, cloro e
fósforo os quais compõem os aditivos que geraram os efeitos EP (extrema
pressão).
O fluido de corte ideal e aquele que reúne as maiores quantidades de
vantagens e na usinagem na relação custo beneficio.
2.2.3 Emulsões
Na sub-classe das misturas em água, encontram-se as emulsões
propriamente ditas que possuem acrescentados em suas fórmulas os compostos
bactericida e biocida. As emulsões de óleo em água compõem-se de pequena
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porcentagem de um concentrado de óleo emulsionável composto por óleo mineral
ou vegetal emulsificadores e outros ingredientes. É importante salientar que óleo e a
água não se misturam e sim a água com partículas de óleos dispersas em seu
interior. Estes óleos se encontram dispersos em pequenas gotículas na água,
portanto, quanto mais alto for o teor de emulgador de um óleo solúvel, menor é o
tamanho das gotículas. Os emulgadores estabilizam a mistura.
Também são adicionados aditivos com propriedades anticorrosivas,
antidesgastes e de extrema-pressão, além dos biocidas que combatem a ação dos
agentes naturais, como as bactérias, microorganismos e fungos.
As emulsões são basicamente água e por isso possuem um alto poder
refrigerante. Por outro lado, a presença do óleo mineral ou vegetal, emulsificadores
e inibidores da corrosão superam as desvantagens básicas da água, que tem ação
corrosiva e seu baixo poder de umedecimento dos metais.
Uma grande desvantagem das emulsões está no fato desta exigir enormes
esforços para a sua recuperação, assim como os problemas encontrados com os
órgãos ambientais quando de seu descarte. (SILVA e BIANCHI, 2000)
2.2.4 Fluidos de Corte Semi-sinteticos
Os fluidos de corte semi-sintéticos, que também são formadores de emulsões,
são caracterizados por apresentarem em suas composições menor teor de óleo
mineral, aditivos químicos solúvel em água e biocidas que aumentam a vida útil do
fluido e reduzem os riscos à saúde dos operadores. (SILVA e BIANCHI, 2000)
Na Figura 2 é apresentado um exemplo da representação esquemática da
ação dos emulgadores para a formação da emulsão.
18
Figura 2: Representação esquemática de uma emulsão Fonte: Silva e Bianchi (2000)
2.3 FUNÇÃO DOS FLUIDOS DE CORTE
Conforme Ferraresi (1970), a função do fluido de corte é introduzir uma
melhoria no processo de usinagem dos metais, podendo ser de caráter funcional ou
de caráter econômico. O caráter funcional facilita o processo de usinagem,
apresentando um melhor desempenho na redução de atrito entre ferramenta e
cavaco, melhor acabamento e colabora com a refrigeração da ferramenta, dentre
outros. O caráter econômico se apresenta na redução do consumo de energia de
corte, redução do custo da ferramenta e impedimento da corrosão da peça em
usinagem, entre outras.
Atualmente outros fatores complementam a relação de Ferraresi (1970).
Quase toda a energia gasta no corte manifesta-se em forma de calor numa área
adjacente à ponta da ferramenta e da face. São geradas temperaturas
extremamente elevadas, que se não forem controladas resultariam em desgastes
desastrosos da ferramenta e provavelmente em solda entre o flanco e o cavaco.
A utilização de um lubrificante permite uma redução do coeficiente de atrito
entre cavaco e ferramenta, sendo que na superfície de saída da ferramenta são
desenvolvidas as maiores temperaturas, devido à zona de aderência.
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A utilização do fluido de corte também pode beneficiar a peça como é o caso
das operações em que o acabamento superficial e a tolerância dimensionais são
exigidos. O fluido com ação refrigerante diminui a dilatação da peça mantendo assim
seu dimensional. Alguns experimentos foram executados e comprovaram estas
vantagens em diferentes processos e materiais.
Lima (2001) afirma que a usinagem com utilização de fluido de corte
apresenta melhor acabamento e produtividade do que o mesmo processo sem fluido
de corte.
Hertel (2004) salienta que no processo de retificação o rebolo é danificado
pelo calor gerado, pois é refratário, havendo um acréscimo de temperatura no seu
corpo e o aumento da temperatura da peça, sendo que a refrigeração abundante
evita que a peça seja danificada.
Ávila (2004) executou uma pesquisa de torneamento do material inoxidável
austenitico ABNT 304. Na comparação de dois corpos de prova, sendo uma
usinagem a seco e outra com diluição de 5% de fluido de corte, verificou-se uma
melhora na usinagem.
Observou-se que a utilização do fluido de corte resulta em:
a) redução de forças de usinagem;
b) diminuição da temperatura.
No processo de furação, o fluido é utilizado para a proteção da ferramenta e
da peça como também para transportar o cavaco do interior do furo.
Alguns materiais e ferramentas como, por exemplo, os cerâmicos a base de
óxido de alumínio não suportam a variação de temperatura, pois os leva a trincarem,
assim, deve-se evitar a utilização de fluido de corte.
Várias operações de corte têm sua eficiência melhorada com a utilização dos
fluidos de corte, havendo significativo aumento da produtividade e da qualidade das
peças fabricadas. Seus efeitos nas operações de fabricação dependem, além dos
parâmetros relativos às condições de usinagem, de suas características próprias e
quantidades utilizadas. Recentemente estes efeitos e eficiência estão sendo
intensamente avaliados também pelo aspecto do impacto ambiental causado na sua
utilização, visto que, entre os vários fatores positivos ao processo, estes fluidos se
apresentam como um dos principais agentes nocivos ao homem e ao meio
ambiente. (RAMOS, MACHADO e COSTA, 2002)
20
Silva e Bianchi,(2000) dizem que as emulsões apresentam maiores vantagens
operacionais em relação aos óleos integrais depende do processo. Têm menores
custos operacionais, além de atenderem a um número maior de exigências
normalmente encontradas em processos de usinagem.
2.4 PREPARAÇÃO E MANUTENÇÃO DOS FLUIDOS DE CORTE
Existem alguns pontos que devem ser observados para a utilização e
preparação dos fluidos de corte. Conforme Runge e Duarte (1990), a forma correta
de preparação do fluido de corte é a colocação da água no reservatório e após a
colocação do fluido de corte na proporção desejada. A operação contrária
caracteriza uma solução inversa, limitando os benefícios da utilização do fluido de
corte.
Devido à grande quantidade e tipos de fluidos de corte, existem diversas
formas de diluição. Baradie (1997), recomenda que os óleos solúveis sejam
adicionados à água em proporções - óleo / água - que variam de 1:5 a 1:100,
dependendo dos requisitos operacionais.
Dick e Foltz (1997) mencionam que o concentrado de fluido de corte à base
de água é geralmente misturado com uma razão de 1:10 até 1:50, dependendo da
aplicação específica e do tipo do fluido.
Conforme Trent (2000), existem diversos tipos de fluidos de corte no comércio
e pouca orientação para sua especificação. Afirma ainda que não existe um fluido de
corte ideal e a sua especificação depende de diversos fatores, como a toxidade para
o operador, lubrificação da máquina, necessidade de evitar a corrosão da peça e da
máquina, remoção de calor, vida útil da ferramenta, entre outros. O fluido de corte
ideal deve possuir a maior quantidade de pontos favoráveis para caracterizar a
melhor opção de uso. Trent (2000) menciona que muitos destes fatores são
analisados através de avaliações empíricas e para a utilização típica na diluição do
fluido de corte mineral, varia de 1:10 até 1:60.
Conforme Ferraresi (1970), para evitar a deterioração do fluido de corte é
importante tomar algumas precauções, desde seu armazenamento até a sua
aplicação.
a) Na sua utilização em máquina com fluxo abundante é importante manter
uma temperatura entre 20˚ e 25˚C.
21
b) Os óleos que em trabalho se contaminam rapidamente com cavacos e
impurezas diversas devem ser removidos periodicamente para a operação
de limpeza (filtragem). Quando existe uma central de óleo de corte este
processo pode ser feito na própria central.
c) Todo sistema de óleo de corte deve ser drenado periodicamente para a
limpeza das tubulações e da unidade completa. A freqüência destas
operações deve ser analisada para cada caso individualmente.
Runge e Duarte (1990) afirmam que os óleos emulsionáveis e fluídos
químicos requerem um cuidado maior do que os óleos de corte, desde a preparação
até seu consumo total. A preparação da emulsão deve seguir um ritual, inicialmente
prepara-se a água no reservatório e em seguida adiciona-se a quantidade de óleo
solúvel, agitando para acontecer a emulsão. Alguns fatores devem ser controlados,
como a dureza da água e a existência de microorganismos (bactérias, algas e
fungos) que diminui notavelmente a vida útil da emulsão, por isso é comum
acrescentar bactericida na emulsão. Caso não seja executado o procedimento de
limpeza algumas características desagradáveis podem ser aceleradas, como:
proliferação de bactérias; mau cheiro; a emulsão fica rançosa e perde suas
qualidades necessárias ao processo.
Mesmo com a preparação realizada de forma adequada, é importante o
acompanhamento da mesma, pois a evaporação causada pelas operações que
sofrem aquecimento provoca uma concentração na emulsão. A temperatura
adequada de trabalho para uma emulsão é de aproximadamente 15˚ C. e sua vida
útil pode variar de acordo com a sua utilização.
Segundo Ramos (2002), o valor de pH dos fluidos é um forte indicativo do
nível de ataque das suas propriedades anticorrosívas, pois além do consumo de
emulgadores e agentes anticorrosivos, as bactérias geram subprodutos ácidos,
resultantes de seu metabolismo, reduzindo o pH da emulsão e a proteção
anticorrosiva. Portanto, é prudente realizar o controle de pH diariamente. Para
reduzir a proliferação bacteriana, o pH adequado das emulsões deve estar entre 9 e
10,5. O controle com biocidas deve ser feito quando for detectada alguma
degradação. Se o pH diminui a níveis inadequados, há necessidade da adição de
materiais que provoque a sua elevação e de materiais anticorrosivos. Em caso de
infecção bacteriana, devem ser adotados procedimentos de limpeza padronizados
22
antes, durante e após deve-se aplicar nova carga de fluido de corte, por meio da
utilização de biocidas e produto adequados de limpeza indicados pelo fabricante.
2.4.1 Sistema de Filtragem
A utilização do óleo solúvel requer cuidados especiais com relação à remoção
(filtragem) dos sólidos gerados durante a operação. Estes sistemas de máquinas
ferramentas utilizam um circuito fechado com um volume pré-determinado de óleo, o
qual está em constante recirculação e a cada instante existe um incremento de
sólidos gerados no processo, fazendo com que a concentração de sólidos aumente
a todo momento.
Para dimensionar um sistema de filtragem, deve ser realizada uma análise
dos sólidos gerados por estes processos, que tipicamente são particulados
metálicos ou ainda particulados dos grãos do rebolo abrasivo. (RAMOS, 2002).
O volume de sólidos gerados por hora ou dia de trabalho é uma informação
indispensável na análise. Os processos devem considerar um sistema de filtragem
que seja eficiente, uma vez que, a cada instante tem-se um aumento gradativo dos
sólidos do circuito de refrigeração, sólidos que como mencionado, diminuem a
qualidade do produto acabado, a vida da ferramenta e do próprio óleo solúvel.
Assim, os sólidos acumulados no tanque de óleo solúvel da máquina ferramenta
propiciam o crescimento de bactérias e outras contaminações, causando inclusive
odor desagradável e característico.
Atualmente, o compromisso das empresas em atender às legislações
pertinentes ao meio ambiente e à ISO 14000, com a redução dos resíduos gerados,
tem sido uma preocupação constante e uma busca incessante por sistemas de
filtração que atendam a estas especificações. (RAMOS, 2002).
Normalmente os filtros de tecidos, como são conhecidos, têm sido
substituídos, devido ao fato de gerarem material de descarte, que é o tecido
propriamente dito impregnado com os sólidos metálicos. Isso causa um grande
problema ambiental, uma vez que durante o descarte estes tecidos necessitam ser
transferidos para locais apropriados ou incinerados, além dos resíduos ambientais
gerados que ocasionam também custo adicional para as empresas. (RAMOS, 2002).
Outro agravante, ainda com sistemas de filtração de baixa eficiência, é a
necessidade de limpeza com grande freqüência dos tanques de óleo solúvel destas
23
máquinas ferramentas. Estas limpezas normalmente causam grandes transtornos
devido ao fato de ser uma operação muito suja, necessitando a parada da máquina,
tipicamente em finais de semana ou horas extras, sendo que normalmente perde-se
grande quantidade de óleo solúvel que tem que ser reposta para reinício da
operação (RAMOS, 2002).
2.4.2 Reciclagem e Descarte dos Fluidos de Corte
O processo de usinagem tem sido muito questionado do ponto de vista
ambiental, devido à utilização de fluidos de corte que agridem a saúde do operador e
o meio ambiente. Segundo Alves (2008), atualmente existe uma tendência mundial
para reduzir a utilização de óleos integrais, devido ao seu elevado custo e à
agressão ao operador e ao meio ambiente.
Após o seu uso, os fluidos de corte podem ser reciclados ou descartados
internamente pela própria empresa, ou por meio de uma companhia de serviços de
reciclagem ou remoção. Segundo Dick e Foltz (1999), a seleção do método de
tratamento ou de descarte vai depender de fatores como volume gerado de água
usada, composição da água usada, classificação dos produtos perigosos e não
perigosos, disponibilidade e custo do contrato de remoção e se a fábrica tem acesso
a um sistema de esgoto. Mesmo com equipamentos de tratamento avançados,
existem subprodutos usados que devem ser descartados.
Os limites para a reciclagem ou o descarte podem ser estabelecidos para
cada fluido com o auxílio do fornecedor. A remoção dos resíduos sólidos contidos
nos fluidos de corte (partículas metálicas, partículas abrasivas, partículas resultantes
da degradação biológica, etc.) pode ser efetuada por meio de sistemas de filtragem
de fluidos de corte, conforme item 2.4.1 deste trabalho, utilizando um tratamento
intermitente capaz de remover os contaminantes (óleo, sujeira, bactéria) e reajustar
com a freqüência necessária a concentração do fluido antes do seu retorno à
máquina individual.
A complexidade para o gerenciamento dos fenômenos apresentados mostra
que é necessária uma metodologia eficiente para se realizar uma manipulação
24
responsável dos fluidos de corte, a fim de reduzir seus resíduos e garantir um
ambiente seguro e sem riscos à saúde humana (GARNIER et al, 1996).
A gestão dos problemas ambientais provocados pelo uso dos fluidos de corte
irá gerar custos, contudo uma metodologia de manutenção o controle dos fluidos
possibilita uma melhor qualidade ambiental (GERARD, 1997, DICK e FOLTZ, 1997).
Conforme Silva et al (2000), o óleo integral pode ainda ser queimado em
caldeira, desde que permitido em legislação, devendo o mesmo estar isento de
impureza, com baixa concentração de enxofre e sem cloro. Quanto aos fluidos de
corte solúveis em água, é necessário separar o óleo da água (no caso de emulsões)
e dos demais produtos químicos da água (no caso de soluções) antes do descarte.
A seguir é apresentado o fluxograma (Figura 3), no qual a fase oleosa separada da
emulsão é removida e tratada como um fluido integral.
Figura 3: Remoção do fluido de corte do processo de usinagem Fonte: Silva et al (2000)
2.5 CONSUMO DOS FLUIDOS DE CORTE
Em nível global, o consumo de fluidos para trabalhos em metais, que incluem
os fluidos de corte, aproxima-se de 2,16 milhões de litros ao ano, segundo pesquisa
realizada por Glenn e Vanantuerpen (1998).
25
Neste levantamento, os centros consumidores são caracterizados levando-se
em conta sua localização e quantidade de fluido consumida. A América do Norte é a
maior consumidora, com 36% do total de fluidos consumidos no mundo, seguida
pela Ásia, que utiliza 30%, pela Europa com 28% e por outras regiões com 6%
(Figura 4).
Figura 4 : Estimativa do consumo global de fluidos para trabalho em metais no mundo Fonte: Glenn e Vanantuerpen (1998)
No estudo de Glenn e Vananterpen (1998), a porcentagem de utilização de
fluidos integrais ou solúveis com água depende das características peculiares de
cada região, as quais envolvem fatores sociais, econômicos e tecnológicos. Na
América existe uma maior preferência pelos fluidos sintéticos, com 70% do
consumo.
O uso de fluidos integrais é um pouco maior na Europa do que na América,
representando, segundo Glenn e Vanantuerpen (1998)¹, 40% do consumo, devido
principalmente, ao rigor dos órgãos ambientais europeus no controle dos métodos
de manipulação e disposição de substâncias nocivas.
_____________________ 1 As literaturas mais recentes utilizam como referencia os dados publicados por Glenn e
Vanantuerpen (1998).
26
É uma alternativa que permite a reciclagem total dos fluidos usados e a
utilização dos fluidos de corte por longos períodos, bastando, para isso, evitar que
sejam contaminados, a fim de que suas propriedades sejam preservadas.
O uso desses fluidos é também uma alternativa que contribui para a redução
do volume da água utilizada no interior da empresa, pois esse recurso está cada vez
mais escasso. Na Europa, a maior parte das indústrias tem poços artesianos e
também utiliza a água tratada fornecida através dos órgãos públicos.
Em comparação com os outros fluidos, uma maior quantidade de fluidos
integrais é utilizada na Ásia, cerca de 60% da utilização total, em função da
existência de um grande número de máquinas-ferramentas antigas, as quais são
mais sensíveis à corrosão provocada pela água, substância básica dos fluidos
solúveis. Além disso, o produto final, resultante da maioria dos processos de
fabricação, devido à baixa automatização, não é muito sofisticado e os serviços de
terceiros conseqüentemente necessários para a assistência técnica, reciclagem,
tratamento e disposição final dos resíduos, na maioria das vezes, não constam no
orçamento das empresas (GLENN e VANANTUERPEN, 1998).
O Brasil, neste levantamento, apresenta uma estimativa de consumo de 60
milhões de litros de fluidos, dos quais, 50% são fluidos integrais (GLENN e
VANANTUERPEN, 1998).
Entretanto, com a atual tendência à globalização e com as crescentes
exigências das legislações ambientais, esta porcentagem pode ser modificada
segundo os critérios de gestão ambiental adotados pelo setor metal-mecânico
brasileiro, que deve optar por dar preferência ao uso de produtos sintéticos ou
investir para permitir a reciclagem total de produtos com maior porcentagem de
óleos minerais. Se forem seguidas as recomendações dos principais fornecedores
de fluidos de corte no Brasil, será aumentada progressivamente a utilização de
fluidos de origem sintética, que não absorvem óleos oriundos da máquina
(hidráulicos e barramentos), e possuem excepcional resistência biológica.
Estes produtos têm qualidade, entretanto, não se pode esquecer que as
empresas buscam implementar a venda de produtos de maior valor agregado (que
no caso são os seus produtos sintéticos). Portanto, é importante o empresário
buscar informações para tomar a decisão mais adequada ao seu caso específico
(CASTROL, 1985).
27
Observa-se que na industria alemã no ano de 1998 o consumo total de fluido
de corte foi de 1.151.313 t/a, das quais 49% são representadas por óleos
lubrificantes, 13% por óleos hidráulicos, 7% por lubrificantes solúvel com água, e
outros 24% referentes aos fluidos de proteção e tratamento. Os fluidos de corte são
incluídos na percentagem de 7% que se compõe de 75.491 t/a, das quais 47.076 t/a
são óleos integrais e 28.415 t/a são concentrados, que serão diluídos em água no
momento de sua utilização (Figura 5).
Figura 5: Quantias e porcentagens de fluidos consumidos pela indústria metal-mecânica alemã Fonte: Queiroz et al (2001)
Os concentrados que geram os fluidos solúveis, após a sua diluição com
água, formam volumes muitas vezes maiores que o inicial. A proporção de
concentrado e água depende de tipo do processo de fabricação. Entre os valores
observados na prática, como exemplo do volume resultante, selecionou-se a
porcentagem de 5%(28415) do concentrado diluído em 95% de água (539885 t), o
que significa que, após o término da vida útil do fluido de corte, restará um total de
615376 t/a de fluidos sem condição de uso, os quais necessitarão de reciclagem,
tratamento e/ou disposição final (KLOCKE e GERSCHWILER, 1996 apud QUEIROZ,
et al 2001).
O volume de fluidos de corte que necessita de reciclagem e/ou tratamento
adequado traz consigo um risco potencial ao homem e ao meio ambiente. A
possibilidade de acidente é proporcional ao volume produzido, e as conseqüências
28
de um manuseio inadequado são imprevisíveis, razão que justifica o cuidado com as
causas e a prevenção dos efeitos nocivos originados pela incorreta manipulação e
descarte destes fluidos (BRINKSMEIER e SCHNEIDER, 1993).
2.6 IMPACTOS AMBIENTAIS
Os fluidos de corte estão presentes nas peças e nos cavacos, após a
usinagem. Nas peças usinadas atuam principalmente com função anticorrosiva. As
perdas de fluidos de corte ocorrem nos componentes das máquinas, (dispositivos de
fixação/manuseio, sistema de pressurização do ar e na formação de gotas e
vazamentos). Estas perdas são importantes e podem alcançar aproximadamente
30% do volume total utilizado (BYRNE,1996).
Durante a armazenagem e transporte dos cavacos, os principais problemas
ocorrem devido ao derramamento de fluidos de corte no meio ambiente, com
conseqüente contaminação do solo, lençol freático e rede de coleta de esgoto
(SCHAMISSO,1992). Em muitas empresas, a armazenagem dos cavacos é feita em
depósitos a céu aberto, permitindo que a água proveniente das chuvas arraste para
o solo e sistemas de água fluvial e subterrâneo diversos contaminantes e compostos
constituintes dos fluidos de corte que são solúveis ou emulsionáveis em água,
ocasionando danos ambientais graves.
A contaminação atmosférica pode causar danos sérios, pois parte dos
vapores e da névoa gerada no ambiente de trabalho freqüentemente extrapolam os
limites da fábrica, contaminando a atmosfera de regiões vizinhas, e em muitos casos
são carregados pela água das chuvas até o solo (MARANO, 1997).
Os problemas ocasionados em decorrência da utilização de fluidos de corte
muitas vezes são complexos e de difícil solução. O Quadro 1 traz um resumo dos
principais aspectos nocivos provocados pelo uso de tais produtos.
29
Atividade
Aspectos ambientais
Impacto no ambiente
Armazenagem *Vazamento de resíduos e
líquidos
*Poluição do solo e corpos d’água
Preparação do fluido de corte (EMULSÃO)
*Contato com a pele do operados e inalação de vapores
*Doenças respiratórias e de pele
Etapas do sistema produtivo *Respingos e contato com a pele do operados; *Vazamentos para a rede de coleta de esgoto; *Formação de névoa e vapores; *formação de lamas e retificação
*Diversas doenças e irritações de pele (dermatites e eczemas) do operador, e doenças respiratórias; *Contaminação de rios e solos
Armazenagem, transporte e descarte de cavaco como sucata para fundição
*Vazamentos de fluidos de corte em terrenos e estradas; *Emissões de gases tóxicos na atmosfera
*Contaminação de rions, solos e ar atmosférico
Armazenagem e descarte de resíduos de fluido de corte
*Vazamentos de resíduos para o meio ambiente; *Eliminação de resíduos em local não autorizado
*Contaminação de rios e solos
Quadro 1: Principais riscos ambientais decorrentes do uso, manuseio e descarte de fluidos de corte utilizados em processos de usinagem Fonte: Dias (2000)
2.7 CUSTOS DE REFRIGERAÇÃO
Os custos de refrigeração relacionados ao processo de usinagem são sub-
valorizados porque ficam embutidos no cômputo dos custos gerais. Mas é
importante que eles sejam observados ao lado dos custos fixos da instalação do
sistema de refrigeração. Nestas despesas, entram a aquisição, manuseio e o
descarte dos fluidos refrigerantes, que são prejudiciais ao meio ambiente. Devido ao
maior rigor das leis referentes ao descarte de resíduos, os custos para a queima ou
descarte estão hoje mais altos do que os da aquisição.
De acordo com Momper (2000), os elevados valores despendidos com a
remoção e o descarte transformaram os fluidos de corte em um componente de
30
custos equivalente a até 400% dos gastos feitos com ferramentas. A reciclagem e a
decomposição dos fluidos de corte podem ser consideradas fatores ecológicos
naturais de proteção ao ambiente e ao homem. O bom manuseio, cuidados na
preparação, no uso e na manutenção dos fluidos, além da melhoria de sua vida útil,
são considerados também fatores de significativa influência ecológica, e devem ser
implantados.
Devem ser observados ainda os aspectos referentes à manutenção do
equipamento e o consumo de energia, como por exemplo, para a refrigeração do
próprio fluido.
Segundo Novaski e Dörr (2000), uma análise comparativa dos custos de
fabricação, dada pela Figura 6, mostra que a porcentagem dos custos referentes ao
sistema de refrigeração não pode mais ser negligenciada. Observa-se que o custo
relacionado com o ferramental é apenas de 2 a 4%, contra 17% da refrigeração.
Deve-se considerar também que na usinagem com refrigeração há a necessidade
de separar os cavacos, o que provoca mais gasto.
Figura 6: Porcentagem dos custos de refrigeração nos custos de fabricação Fonte: Novaski e Dörr (1999).
31
Já Sreejith e Ngoi (2000) afirmam que os lubrificantes e refrigerantes usados
no corte representam até 20% do custo de fabricação. Os levantamentos apontados
pela figura 6 confirmam a constatação de Novaski e Dörr (1999), Momper (2000) que
o custo de refrigeração tem um custo sigificante no processo de fabricação.
3 CONSUMO SUSTENTAVEL
Conforme Gonçalves, Bianchi e Aguiar (2007), os fluidos de corte constam da
lista dos principais agentes poluidores nos processos de usinagem, e requerem
cuidados especiais de gerenciamento ambiental. A usinagem de metais ocupa uma
posição de grande destaque dentro da indústria metal-mecânica. O fluido de corte
tem influência direta na qualidade do acabamento superficial das peças e na
produtividade. O uso do fluido de corte de forma adequada, através da manipulação
correta, seleção adequada, aplicação e o descarte de forma consciente, seguindo os
critérios apontados pela legislação e as recomendações dadas pelos fabricantes,
evita diversos problemas ambientais.
Segundo Tocchetto (2004), uma prática importante constitui-se na aplicação
dos 3 R que consiste na estratégia de reduzir a exploração de recursos naturais e o
impacto ambiental, evitando o descarte dos resíduos, por meio da reutilização. A
Figura 7 apresenta a hierarquia dos 3R.
Figura 7: Pirâmide de Consumo Sustentável – prática dos 3R Fonte: Tocchetto (2004)
32
De acordo com Tocchetto (2004), a redução envolve atividades e medidas
para evitar o descarte de resíduos; a reutilização consiste no reaproveitamento antes
do descarte e a reciclagem é a forma de reaproveitar os resíduos gerados.
Estudos de processos de usinagem com redução ou eliminação do uso de
fluidos de corte vêm se tornando cada vez mais importantes, devido ao aumento de
preocupações com o meio ambiente e com a saúde dos operadores de máquinas-
ferramentas, sendo uma alternativa para buscar a redução dos custos de fabricação.
Alguns estudos estão sendo desenvolvidos como a usinagem com a mínima
quantidade de lubrificante (MQL), usinagem a seco e fluido de óleo de mamona, que
apresenta a vantagem de ser produzido a partir de uma fonte renovável.
A Mínima Quantidade de Lubrificante (MQL) é uma técnica de MQL que se
baseia no princípio de utilização total do óleo de corte sem resíduos; ou seja, com
baixo fluxo do fluido de corte aplicado a elevadas pressões. A função de lubrificação
é assegurada pelo óleo e a de refrigeração, mesmo que pequena, pelo ar
comprimido. Esta pequena quantidade de óleo é suficiente para reduzir o atrito no
corte, diminuindo a tendência à aderência em materiais com tais características
(DÖRR, 1999).
A usinagem a seco se apresenta como a melhor alternativa para resolver os
problemas causados pelos fluidos de corte, porém não consiste em simplesmente
interromper a alimentação de fluido de corte de um determinado processo, mas sim
exige uma adaptação compatível de todos os fatores influentes neste processo,
como: material, máquina, ferramentas, dentre outros.
A definição para a utilização de um dos processos depende de uma avaliação
mais consistente, analisando caso a caso. As pesquisas nesta área apresentam
resultados satisfatórios em alguns casos específicos, viabilizando a redução no uso
dos fluidos de corte nos atuais processos. Também o desenvolvimento de novos
produtos não-nocivos para o uso como fluidos de corte surge como uma forte
alternativa para eliminar a agressão ao meio ambiente. Alves (2005) desenvolveu
um fluido com óleo de mamona que apresenta a vantagem de ser produzido a partir
de uma fonte renovável. São acrescentados apenas um detergente (que faz a
ligação entre óleo e água), um anticorrosivo e um bactericida. O líquido, de cor
castor, não provoca irritação nos operadores de máquinas. Porém, o bactericida é
necessário para evitar a proliferação de microorganismos que alteram as
propriedades do fluido.
33
4 ANÁLISE DA LEGISLAÇÃO AMBIENTAL BRASILEIRA
Queiroz (2001) afirma que o processo de agressão ao meio ambiente vem
transformando os padrões de vida das espécies existentes no Planeta. Devido a
isso, conforme apresentado no capítulo anterior, o processo de conscientização
ambiental em torno dos problemas ambientais mundiais proporcionou a revisão do
paradigma ambiental e o resultado dessa mudança tem refletido nos textos
constitucionais e legislativos em muitos países, dentre os quais pode-se citar: USA,
Alemanha, Inglaterra e Japão e países emergentes como China, Coréia do Sul e
Brasil.
Com o objetivo de demonstrar a importância dada à questão ambiental em
textos constitucionais no Brasil, observou-se uma evolução na Constituição
Brasileira de 1988 e, por meio de pesquisas bibliográficas, identificou-se que nas
constituições anteriores não se encontram referências específicas sobre o tema
abordado neste estudo.
Portanto, é na Constituição de 1988 que o assunto referente ao meio
ambiente é tratado deliberadamente com maior profundidade e atualidade, muito
porque esta espelhou-se nos 26 princípios fundamentais de proteção ambiental
declarados em junho de 1972, quando da Conferência das Nações Unidas, em
Estocolmo, Suécia, e em constituições modernas de países mais avançados no
combate à poluição ambiental. Num primeiro momento, a referência ao meio
ambiente parte do artigo 5º, alínea LXXIII, que confere a qualquer cidadão a
legitimidade para propor ação popular que vise neutralizar atos lesivos ao meio
ambiente, patrimônio histórico e cultural. No artigo 23, fica claro que é de
competência da União, Estados, Distrito Federal e Municípios proteger e preservar o
meio ambiente e seus patrimônios naturais e combater a poluição em todas as suas
formas. A Constituição Federal de 1988 assegura, por meio do artigo 225, que:
Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, o qual, é bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida da coletividade, sendo dever do poder público e da coletividade defendê-lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações, sejam elas brasileiras ou estrangeiras.
34
A Constituição assegura, ainda, por meio do § 1º do artigo 225, que é dever
do poder público promover a educação ambiental em todos os níveis de ensino e a
conscientização pública para a preservação do meio ambiente.
O processo de conscientização ecológica, em torno da sustentabilidade da
vida global, tem proporcionado o desenvolvimento de uma nova postura ambiental
normativa em nível mundial. Em alguns países, pode-se observar um processo de
adaptação de suas legislações ambientais às atuais circunstâncias em torno da
presente questão, enquanto que em outros há legislações de caráter moderno em
vista do que está acontecendo em termos de competitividade de mercado e também
no tocante às garantias de qualidade de vida para a atual e as futuras gerações.
No caso brasileiro, a evolução jurídica dos textos que tratam do tema meio
ambiente vem transpondo a barreira de projetos legislativos, tomando o corpo de
textos constitucionais com caráter de legitimidade de direito à vida,. A elaboração
das normas ambientais tem sido sustentada pelos conceitos modernos de
desenvolvimento sustentável, a partir dos quais a Legislação Ambiental Brasileira
tomou seu corpo.
Em 1973, pelo Decreto 73.030, artigo 1º, foi criada a SEMA - Secretaria
Especial de Meio Ambiente - orientada para a conservação do meio ambiente e o
uso racional dos recursos naturais, que foi substituída anos depois pelo IBAMA,
conforme será abordado mais adiante.
As normas ambientais, referentes à tutela do meio ambiente, continuaram
evoluindo juntamente com o avanço das discussões sobre o assunto, “mas nenhum
resultado satisfatório há de ser alcançado caso sejam desconsiderados os princípios
básicos de antecipação, precaução e prevenção de impacto ao meio ambiente”
(Decreto 73.030, artigo 1º). Esses princípios bem interpretados podem representar a
sustentabilidade das atividades econômicas dentro de um contexto benéfico de
qualidade de vida para a humanidade.
4.1 LEGISLAÇÃO ESPECÍFICA PARA OS FLUIDOS DE CORTE
Alves (2005) afirma que nas últimas décadas, os órgãos ambientais e as
autoridades públicas têm se preocupado em viabilizar a harmonia entre as
atividades industriais e o meio ambiente, devido ao consumo irracional de recursos
naturais, poluição do ar e os resíduos industriais gerados. Por outro lado, a
35
competitividade, a globalização da economia e a legislação ambiental mais rígida
têm pressionado as indústrias a ajustarem seus processos, buscando atender aos
três aspectos mais importantes para a sua sobrevivência: tecnológico, econômico e
ambiental.
Na indústria metal-mecânica, a preocupação com a questão ambiental não é
menor que em outros setores da economia, haja vista a evolução das normas
ambientais pertinentes aos efluentes líquidos que tratam particularmente dos fluidos
de corte.
No Brasil, não existe uma legislação específica para fluidos de corte, mas
através de uma revisão dos mais recentes textos da Legislação Ambiental Brasileira
pode-se identificar algumas determinações sobre óleos lubrificantes, como o decreto
50.877/61, que dispõem sobre o lançamento de resíduos tóxicos e oleosos em
águas interiores e litorâneas do país. Entre outros artigos, o 1º trata das condições
de lançamento de resíduos líquidos, sólidos ou gasosos industriais, o que somente
poderá ocorrer in natura ou após serem tratados. Este decreto ainda dispõe sobre os
padrões de qualidade da água para o interesse industrial, sendo determinado que a
média mensal de oxigênio dissolvido em água não pode ser inferior a 4 (quatro)
partes por milhão, nem a média diária inferior a 3 (três) partes por milhão. A média
mensal de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) não deve ser superior a 5 partes
por milhão de água (5 dias / 20°C) e o pH não será inferior a 5 e nem superior a 9,5
(nove e meio). Quaisquer alterações nos padrões anteriores terão que passar por
autorização das autoridades pertinentes.
4.2 CONAMA 357/05
Dentro de um tratamento mais próximo aos fluidos de corte, a Resolução
Conama (Conselho Nacional do Meio Ambiente) 357/05 dispõe sobre óleos
lubrificantes usados considerando que a Associação Brasileira de Normas Técnicas
(ABNT), em sua NBR 10.004, Resíduos Sólidos - Classificação, classifica-os como
resíduos com substâncias perigosas por apresentarem toxicidade devido à formação
de compostos, tais como: ácidos orgânicos, compostos aromáticos polinucleares
potencialmente carcinogênicos, resinas e lacas.
Para o lançamento de materiais sedimentáveis, como os minerais em lagos e
lagoas, cuja velocidade de circulação do corpo seja praticamente nula, os materiais
36
sedimentáveis deverão estar virtualmente ausentes. Desta forma, o regime de
lançamentos deve observar a vazão máxima de até 1,5 vez a vazão média do
período de atividade diária do agente poluidor.
O lançamento de resíduos de óleos e graxas minerais deve observar o limite
de até 20 mg/l, e os óleos e gorduras animais, os limites de até 50 mg/l. É
importante considerar que a presença de material flutuante, inclusive espumas, deve
ser virtualmente ausente.
No Quadro 2, são listados os artigos da CONAMA e seus respectivos
conteúdos.
Artigo O que diz 1 Entende-se por óleo lubrificante básico o principal constituinte do óleo lubrificante,
que, de acordo com a sua origem, pode ser mineral (derivado de petróleo) ou sintético (derivado de vegetal ou síntese química).
2 Todo óleo lubrificante usado e contaminado será obrigatoriamente recolhido e terá uma destinação adequada, para não afetar negativamente o meio ambiente.
3 Proíbe quaisquer descartes de óleos lubrificantes usados em solos, águas superficiais e/ou subterrâneas, no mar territorial e em sistemas de esgotos ou evacuações de águas residuárias. Proíbe qualquer forma de eliminação de óleos lubrificantes que promove contaminação atmosférica superior ao nível estabelecido pela legislação sobre a proteção do ar atmosférico.
4 Proíbe a industrialização e comercialização de novos óleos lubrificantes não recicláveis nacionais ou importados. Casos excepcionais terão que ser submetidos à avaliação do IBAMA.
5 Proíbe a disposição dos resíduos derivados do tratamento de óleo lubrificante usado ou contaminado no meio ambiente sem tratamento prévio.
6 Estabelece que a implantação de novas indústrias destinadas a regeneração de óleos lubrificantes usados ou contaminados, assim como a ampliação das existentes, deverá ser baseada em tecnologias que minimizem a geração de resíduos a serem descartados no ar, água, solo ou sistemas de esgoto.
7 Estabelece que todo óleo lubrificantes usado e contaminado deverá ser destinado à reciclagem. No caso de impossibilidade da reciclagem, o órgão ambiental poderá autorizar a sua combustão para geração de energia ou incineração.
8 Descreve as obrigações dos produtores ou envasilhadores. 9 Descreve as obrigações dos geradores. 10 Descreve as obrigações dos receptores de óleos lubrificantes usados. 11 Trata apenas da observação quanto a resgate de uma orientação especifica para a
coleta de óleos lubrificantes usados em embarcações. 12 Dispõe das obrigações dos coletores de óleos lubrificantes usados ou
contaminados. 13 Estabelece obrigações aos re-refinadores de óleo lubrificantes usados. 14 e 15
Determina que a armazenagem dos óleos lubrificantes usados ou contaminados deve ser provida de unidades constituídas e mantidas para evitar infiltrações, vazamentos e ataques diversos, evitando, assim, riscos associados a estes produtos. Quanto à embalagem e transporte, estes devem atender às normas vigentes encontradas nos órgãos ambientais.
Quadro 2: Exposição dos artigos da CONAMA Fonte: Alves (2005)
37
Segundo Alves (2005), todos os países industrializados têm leis que são
designadas para proteger águas, solo, ambientes de trabalho e poluição do ar.
Contudo, a única proibição sobre o uso lubrificante à base de óleo mineral
existe na Áustria e isto somente para óleos de serra, que foram banidos em 1 de
maio de 1992, seguindo uma resolução (N. 647) aprovada em 16 de outubro de
1990. A Alemanha e um número de outros países têm implementado previsões e
procedimentos legais que são designados a promover o uso de uma nova geração
de produtos. Há também pressões políticas pelas agências de proteção ao meio
ambiente. A União Européia tem manifestado algumas iniciativas, porém os
lubrificantes não foram incluídos até o momento.
No Brasil, a lei 9433 institui a Política Nacional de Recursos Hídricos e cria o
Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos hídricos, regulamentando outras
leis de modo a integrá-las na busca por assegurar à atual e às futuras gerações a
necessária disponibilidade da água de acordo com padrões adotados, adequados ao
seu respectivo uso. O intuito é garantir a utilização racional e integrada dos recursos
hídricos, com vistas ao desenvolvimento sustentável, além da prevenção e da
defesa contra ocorrências naturais ou artificiais que venham a prejudicar o uso da
água. A Lei também determina o enquadramento dos corpos de água, estabelece o
relacionamento com o poder público e define o Sistema Nacional de Gerenciamento
de Recursos Hídricos e o Conselho Nacional de 65 Recursos Hídricos,
estabelecendo ainda os comitês de bacia hidrográfica, as agências de água e a
Secretaria Executiva do Conselho Nacional de Recursos Hídricos.
Observa-se a modernidade dessa lei ao integrar os seus instrumentos,
agências e secretarias aos objetivos do Sistema Nacional de Recursos Hídricos,
buscando adequá-los às necessidades de cada região do país. Assim, com a
implementação e desenvolvimento do sistema, espera-se, em prazo não muito
longo, um melhor uso e preservação dos recursos hídricos. É importante salientar
que a legislação de Santa Catarina e Joinville não tem contribuições específicas
para o uso e descarte de lubrificantes de modo geral.
38
4.3 POSICIONAMENTO DA LEGISLAÇÃO AMBIENTAL EM RELAÇÃO À FLUIDO
DE CORTE EM SANTA CATARINA
Conforme Ignácio (1998), as empresas do setor metal-mecânico do Estado de
Santa Catarina tem aproximadamente 44% de suas produções voltadas para o
mercado catarinense, 50% destinadas aos outros estados e o restante para o
mercado exterior. O município de Joinville é maior centro industrial desse setor no
estado.
Segundo Ignácio (1998), o órgão ambiental do estado de Santa Catarina e a
Fundação do Meio Ambiente (FATMA) mantém uma relação de fiscalização. Para
fortalecer essa relação e obter maior conhecimento dos processos de fabricação e
suas conseqüências no meio ambiente, os técnicos ambientais do órgão em questão
realizam vistorias periódicas no interior das empresas, resguardados das
determinações estabelecidas pela legislação ambiental. Para a execução de suas
tarefas, os técnicos produzem e mantêm atualizado um documento denominado
Processo Técnico, que apresenta a avaliação das condições de funcionamento das
empresas no processo de geração, controle e descarte de seus resíduos. Esse
trabalho é feito juntamente com os responsáveis pela questão ambiental na
empresa, com a função operacional do órgão ambiental que é:
a) Fiscalizar, acompanhar e controlar a poluição industrial, urbana e rural
através do licenciamento ambiental;
b) Promover a execução de programas visando à criação e administração de
parques e reservas ambientais;
c) Promover programas de preservação e conservação de recursos naturais.
Ignácio (1998) salienta ainda que o processo técnico constitui-se dos documentos
resultantes do licenciamento ambiental, relatórios de vistorias, autuações e
penalizações (se houver), e dos laudos laboratoriais das análises dos efluentes
brutos gerados e tratados. A partir do quadro ambiental da empresa, representado
no Processo Técnico, ficam estabelecidas as providências a serem tomadas para o
atendimento dos parâmetros ambientais legais. O órgão ambiental não propõe às
empresas nenhum modelo de gestão ambiental. As políticas ambientais procuram
atender regularmente os parâmetros oficiais, até porque os custos com punições
podem ser maiores que os custos de um tratamento adequado.
39
A Fundação do Meio Ambiente, Fatma, apenas propõe o cumprimento do que
é determinado pela Legislação Ambiental Brasileira, que se respeitado garante o
tratamento adequado dos efluentes provenientes dos processos de fabricação,
principalmente os de características perigosas.
Segundo Ignácio (1998), a Fundação Catarinense do Meio Ambiente está
carente de uma política melhor planejada para o gerenciamento dos problemas
ambientais do Estado, de modo a atender aos padrões de qualidade ambiental
determinados na Constituição e na Legislação Ambiental Brasileira. Atualmente este
parâmetro ainda não foi alterado e o trabalho mais atuante realizado pelos técnicos
no município de Joinville diz respeito aos seminários e cursos sobre a questão
ambiental voltados para as indústrias, paralelamente com outras instituições que
oferecem o mesmo trabalho de aproximação com essa questão na indústria. Entre
elas encontram-se as instituições públicas e privadas de pesquisas, nacionais e
internacionais, com serviços de assessoria ambiental, além de alternativas e
particularidades das empresas.
Os procedimentos estão registrados na Fundação Municipal do Meio
Ambiente e deveriam ser seguidos pela indústria metal-mecânica, por meio das
análises de seus resíduos, via laboratório, para a classificação e posteriormente o
tratamento para descarte por conta da própria empresa geradora. Teoricamente
ficam por incumbência da Fundação do Meio Ambiente, Fatma, o recolhimento e
controle de cópias dos documentos que são anexados nos processos técnicos de
cada empresa, e arquivados no próprio órgão ambiental. A periodicidade e a
descentralização do monitoramento dos padrões de qualidade dos recursos naturais
atingidos pelas atividades industriais em responsabilidade do Estado, segundo a sua
competência concorrente com a União, como consta da Constituição Brasileira no
seu artigo 24, não têm se processado adequadamente devido aos problemas
existentes na Fundação do Meio Ambiente. Isso dificulta o desenvolvimento de suas
atividades e autuação dos infratores.
Para maior controle por parte do órgão ambiental, as empresas devem enviar-
lhe mensalmente relatórios que descrevem os produtos considerados tóxicos
utilizados em seus processos de fabricação, assim como os parâmetros ambientais
resultantes de suas atividades, como, por exemplo, os índices dos elementos
considerados nocivos ao meio ambiente encontrados em seus resíduos no momento
de seus descartes (FATMA, 2008).
40
No relacionamento das empresas geradoras de resíduos com aquelas que os
coletam, o órgão ambiental intervém no sentido de orientá-las e fazer cumprir o que
é determinado pela Legislação Ambiental Brasileira. Conforme afirma o técnico
ambiental em resposta ao questionário1, existem limites a serem observados pelas
indústrias quanto às substâncias de características nocivas e o setor metal-
mecânico não foge à regra. Existe uma legislação específica para tratar da questão
de aquisição, venda, transporte e descarte de fluidos de corte usados, entre outras
observações, o que é ressaltado na Resolução do Conselho Nacional de Meio
Ambiente, R-F 09/93, da Legislação Ambiental em nível Federal.
No que se refere às medidas de emergência, a Fatma conscientiza as
indústrias da importância dos sistemas adequados para evitar os acidentes e
mantém um serviço de plantão junto ao seu departamento de fiscalização para a
necessidade de orientação emergencial.
Entre as exigências determinadas pelo órgão ambiental, para que as
empresas possam atender aos parâmetros legais e sustentar a validade de suas
licenças operacionais, conforme a Fatma (2008), pode-se citar as seguintes para o
setor metal-mecânico:
a) Instalação de uma estação de tratamento de efluentes líquidos para o
tratamento de efluentes de fluidos de corte;
b) Quebra das emulsões e soluções (tratamento químico), para a separação,
coleta e tratamento (tratamento físico-químico) de seus componentes
nocivos, antes de serem descartados ou incinerados;
c) Instalação de gaseificadores para coleta e reaproveitamento de gases
através do processo de decantação;
d) Instalação de forno cubiló com 2 (duas) cortinas de água, onde os gases e
a água são recirculados;
e) Instalação de estação de tratamento de esgoto sanitário, sendo que: o
lodo deve ser reaproveitado ou vendido; os resíduos não perigosos podem
ser levados para aterro comum; os resíduos perigosos devem ser
reaproveitados, vendidos a terceiros legalmente autorizados ou
armazenados e protegidos;
1 Questionário aplicado ao técnico da FUNDEMA Nelson Rosa, no dia 16 de outubro de 2008.
41
f) Instalação de fossa séptica e filtros anaeróbicos para o esgoto sanitário
com 34 filtros implantados na área fabril;
g) Instalação de estação de tratamento de efluentes do esgoto sanitário com
capacidade para vazão de 6,25 m³/h;
h) Manutenção em perfeitas condições do sistema de transporte de resíduos
para evitar acidentes com os mesmos;
i) Manutenção em perfeitas condições dos equipamentos de controle de
poluição do ar e da água;
j) Instalação de estação de tratamento de efluentes sanitários com
capacidade para 6 m³/h e tanque para correção de pH;
k) Instalação de estação de tratamento de efluentes com metais pesados
provenientes do setor de usinagem, resfriamento e acabamento de peças
com capacidade para 0,18 m³/h.
As principais conseqüências acusadas pela Fatma (2008) se os efluentes da
indústria metal-mecânica forem lançados nos corpos receptores sem prévio
tratamento, são, entre outras:
a) Mortandade de peixes, animais e até pessoas que venham a consumir os
recursos naturais contaminados;
b) Prejuízos a outros meios econômicos que podem vir a sofrer danos
decorrentes da poluição gerada pela emissão dos efluentes.
Quanto aos elementos metálicos que compõem a massa resultante do
tratamento físico-químico dos fluidos de corte usados e descartados pelas indústrias
estudadas, encontram-se os seguintes: sódio, ferro, alumínio, manganês, magnésio,
cromo, cádmio, chumbo, níquel e cobre, além da água e da massa residual de óleo
mineral e sintético, entre outros dejetos. O aterro para descarte desses elementos,
segundo o órgão ambiental, é o do tipo classe II, após tratamento adequado. O
órgão ambiental observa que os óleos integrais usados devem ser reaproveitados ou
vendidos a terceiros legalmente autorizados. Podem também ser descartados após
tratamentos adequados ou incinerados dentro dos parâmetros aceitáveis pela
legislação brasileira. As emulsões e soluções, após tratamento por processo físico-
químico de flotação (quebra da mistura e isolamento do elemento mais denso) e
floculação (agrupamento dos metais pesados) terão seus componentes separados
para o tratamento antes de seu descarte, como é o caso da água lançada no rio
42
identificado como Cachoeira. Os demais componentes terão o mesmo destino dos
resíduos de óleos integrais.
As empresas, que ainda não se enquadraram nos moldes legais e adequados
para atender aos parâmetros ambientais e são responsáveis por danos ao meio
ambiente, devem buscar a orientação do órgão ambiental e, assim, providenciar os
meios adequados de recuperação e reconstituição da vegetação danificada e o re-
povoamento do corpo receptor afetado.
A possibilidade de acidente é proporcional ao volume produzido, e as
conseqüências de um manuseio inadequado são imprevisíveis (FATMA, 2008).
43
5 METODOLOGIA APLICADA
Com o objetivo de caracterizar os aspectos ambientais do setor metal-
mecânico no município de Joinville, quanto à utilização e descarte dos fluidos de
corte, foram definidos alguns procedimentos metodológicos, os quais serão
abordados neste capítulo.
5.1 MÉTODO DE PESQUISA ADOTADO
A metodologia utilizada neste trabalho foi a pesquisa quali-quantitativa,
caracterizada com Método Survey. De acordo com Lima (2004), o método Survey é
o que melhor representa as características da pesquisa quantitativa. Corresponde a
uma abordagem do fenômeno investigado envolvendo a realização de uma pesquisa
de campo, na qual a coleta de dados é feita por meio de aplicação de questionários
ou formulários junto à população alvo da pesquisa.
O método Survey é apropriado como método de pesquisa quando:
a) Pretende-se responder questões do tipo “o quê?”, “por quê?”, “como?” e
“quanto?”, ou seja, quando o foco de interesse é sobre “o que está
acontecendo” ou “como e por que isso está acontecendo”;
b) Não há interesse ou não é possível controlar as variáveis dependentes e
independentes;
c) O ambiente natural é a melhor situação para estudar o fenômeno de
interesse;
d) O objeto de interesse ocorre no presente ou no passado recente.
A realização de uma pesquisa com utilização da metodologia Survey segue
as etapas apresentadas a seguir:
a) Definição do objetivo da pesquisa;
b) Definição da população e da amostra;
c) Elaboração dos questionários;
d) Coleta de dados (campo);
e) Processamento dos dados (tabulação);
f) Análise dos resultados;
g) Apresentação e divulgação dos resultados.
44
5.2 DEFINIÇÃO DA POPULAÇÃO E DA AMOSTRA
Segundo o SINDIMEC - Sindicato Patronal das Indústrias Mecânicas de
Joinville e Região (2008), a indústria de transformação mecânica, supera a casa das
500 empresas. Dentre as quais um expressivo número de ferramentarias que gozam
da reputação de investir forte em tecnologia, fazendo de Joinville o principal pólo do
Sul do Brasil no Setor.
A falta de disponibilidade e interesse da população em relação a utilização e
descarte do fluido de corte na região de Joinville, restringiu a população para um
banco de dados já conhecido e acompanhado pelo pesquisador.
A população utilizada para a execução da pesquisa foi o Banco de dados do
PEIEX (Projeto de Extensão Industrial Exportadora), que contempla um total de 250
micro e pequenas empresas na região de Joinville, inseridas no segmento metal-
mecânico. Os dados apresentados como resultados das pesquisas de campo estão
limitados às informações cedidas pelas empresas envolvidas nesse trabalho de
pesquisa, tendo sido garantido o anonimato das mesmas.
Todas as empresas “pesquisadas possuem máquinas operatrizes, utilizam
fluidos de corte e foram visitadas por um pesquisador do programa PEIEX.
Nenhuma das empresas possui sistema de tratamento de efluentes, necessitando
descartar o fluido por meio de empresas especializadas. Foram encaminhados 250
questionários, com 68 retornos, ficando abaixo da determinação do tamanho da
amostra com base na estimativa da proporção populacional recomendada. Desta
forma os números obtidos com os questionários encaminhados não pode ser
utilizado com referencial estatístico para a região de Joinville, porém, mostra a
realidade das empresas pesquisadas e alerta quanto ao descaso com a utilização e
descarte dos fluidos de corte na região de Joinville, onde os números levantados
apresentam um cenário grave e que compromete o meio ambiente.
Para avaliar a confiabilidade das respostas obtidas foram realizadas
entrevistas com três empresas fornecedoras de fluidos de corte, com uma empresa
que executa a coleta do fluido de corte na região e com a Fundema – Fundação
Municipal do Meio Ambiente.
45
5.3 ELABORAÇÃO DOS QUESTIONÁRIOS
Segundo Gil (1995), a diferença fundamental entre questionário e entrevista é
que, na última, as questões são formuladas oralmente às pessoas, que as
respondem da mesma forma, e o questionário é uma técnica de investigação
composta por questões apresentadas por escrito. O questionário foi usado nesta
pesquisa devido às vantagens que possui, como: possibilita alcançar um grande
número de pessoas, mesmo estando longe do entrevistador e outras técnicas numa
extensa área geográfica; demanda menor custo e permite que as pessoas o
respondam no momento mais conveniente para elas.
A abordagem realizada no questionário semi-estruturado caracterizou-se pelo
levantamento das seguintes informações:
a) Tipo de fluido de corte utilizado na empresa;
b) Quantidade de fluido de corte adquirido mensalmente;
c) Descrição do fabricante/produto;
d) Percentual de diluição;
e) Como é realizada a preparação;
f) Critérios de troca;
g) Destino do fluido usado e,
h) Quantidade do fluido descartado.
Considerando a hipótese de não haver retorno dos questionários, seria
realizada uma entrevista via telefone com a pessoa responsável pela área de
estudo, para garantir a coleta dos dados. Alves-Mazzotti e Gewandsznajder (2002)
afirmam que, por sua natureza interativa, a entrevista permite explorar temas em
uma profundidade que dificilmente é alcançada com outros métodos. Assim, com as
entrevistas é possível aprofundar em aspectos levantados na revisão bibliográfica.
5.4 PROCESSAMENTO DOS DADOS E ANALISE DOS RESULTADOS
Os dados coletados foram processados e foi possível criar algumas classes
de respostas, agrupando dados similares fornecidos pelas empresas. Também para
garantir a confiabilidade das respostas e entender todo círculo gestor dos resíduos
(empresas geradoras, empresas responsáveis pela coleta e tratamento dos resíduos
e o órgão fiscalizador) foram realizadas entrevistas com todos os envolvidos.
46
Com os dados obtidos foi possível criar gráficos que permitiram uma melhor
visualização e interpretação dos resultados.
47
6 DISCUSSÕES DOS RESULTADOS
Para o levantamento de dados, foram encaminhados 250 e-mails com um
comunicado informando os objetivos do trabalho e garantindo o sigilo das
informações. No período de 30 dias foram obtidos somente 4 retornos, o que exigiu
uma mudança na estratégia de coleta de dados.
Utilizando o mesmo banco de dados foram executadas entrevistas via
telefone com os contatos previamente definidos, de forma que as perguntas fossem
direcionadas para o responsável, com o objetivo de atingir maior confiabilidade das
respostas. Da população pesquisada, 30 empresas se negaram a colaborar com a
pesquisa, 63 empresas alegaram que o responsável não estava na empresa,
portanto não tinham a competência para responder ao questionário e 68 empresas
responderam conforme solicitado.
Os resultados obtidos a partir dos questionários e entrevistas foram avaliados
e analisados, visando estabelecer um perfil das 68 empresas e do consumo dos
fluidos de corte utilizados pelas mesmas e seu descarte.
6.1 CONSUMO E PREPARO DO FLUIDO DE CORTE
Para avaliar o perfil das empresas, foi diagnosticado qual o tipo de fluido de
corte que as empresas pesquisadas utilizam. Este conhecimento é fundamental,
pois o tratamento e o descarte dos resíduos são determinados pelo tipo de produto
usado.
A Figura 8 representa a distribuição percentual dos tipos de fluidos utilizados.
O óleo integral é utilizado por 15% das empresas entrevistadas. A maioria das
empresas segue a tendência prevista por Glenn e Vananterpen (1998) de utilizar em
seus processos fluidos de corte solúvel em água (66%). Percebe-se também que o
fluido sintético é preferido, embora não possua boa lubrificação. Das empresas que
utilizam os fluidos solúvel, 56% têm preferência pelo uso de fluido de corte sintético.
Um problema encontrado na pesquisa foi que 19% dos pesquisados
responderem que não sabem que tipo de fluido é utilizado na empresa. Outra
dificuldade foi à falta de conhecimento do usuário. Quando se perguntou qual o
48
produto utilizado, vários entrevistados responderam o nome do fabricante ou do
representante, ao invés de fornecerem o nome do produto. Por exemplo, alguns
responderam que utilizavam o fluido de corte Germânia que na verdade é apenas o
revendedor. Assim, conclui-se que mesmo as pessoas responsáveis pela
refrigeração / lubrificação da usinagem não se preocupam com o produto que está
sendo utilizado.
Figura 8: Fluidos de corte utilizados nas empresas
Como as respostas não apresentaram condições de análise, foram
executadas novas entrevistas nas empresas e nos principais distribuidores. Assim,
foi possível verificar que os produtos mais utilizados são:
• 34% utilizam produtos Castrol, apontando a preferência pelo Syntilo 9902,
• 24% utilizam produtos Fuchs, apontando a preferência pelo ECOCOOI
MH100
• 42% não são fiéis às marcas ou fabricantes como Petronas, Yushiro,
Micro-química e outras.
Com relação à aquisição mensal do fluido de corte, observa-se que a maioria
das empresas compra quantidades inferiores a 20 litros. Estas informações estão
apresentadas na Figura 9. Este fato demonstra o porte da organização, ou seja, as
empresas entrevistadas, em sua maioria, são de pequeno porte.
49
Figura 9: Aquisição mensal de fluidos de corte
Com relação ao preparo e diluição dos fluidos de corte solúvel, observa-se
grande variação e também desconhecimento, conforme é possível verificar na
Figura 10.
Os dois fabricantes mais utilizados recomendam na primeira diluição 1:20 e
para reposição 1:40, 28% das empresas utilizam a diluição recomendada, 25%
trabalham com diluições diferentes e 28% empresas não sabem qual diluição é
utilizada. Este fato deve ser oriundo da assistência técnica do fornecedor, o qual
prepara a solução e faz o controle. Contudo, espera-se que o usuário se preocupe e
tenha conhecimento ao menos do que está sendo usado em seu procedimento.
50
Figura 10: Forma de diluição do fluido de corte
Os critérios utilizados pelas empresas são aleatórios, algumas seguem as
instruções dos fornecedores, outras o sugerido na indicação do produto e
principalmente pela experiência dos operadores. A literatura também oferece
variadas formas de diluição. Baradie (1997) salienta que a diluição pode ser feita de
1:5 a 1:100, Dick e Foltz (1997) 1:10 a 1:50 e Trent (2000) recomenda 1:10 a 1:60. A
falta de definição de um parâmetro de diluição pode resultar em desperdício ou
pouca eficiência do produto.
A forma de preparação também não é clara. Conforme a Figura 11, foi
solicitado que a empresa descrevesse como se preparava a solução e as respostas
foram distribuídas em 5 grupos;
a) Primeiro o óleo depois a água;
b) Primeiro a água depois óleo;
c) Sistema automático;
d) O fornecedor prepara;
51
e) Não sabe.
Obs.: 11,86% das empresas apontaram mais de um processo.
Figura 11: Formas de preparação
A Universidade de Northern Lowa (2003) desenvolveu um manual sobre
fluidos de corte, no qual menciona que a forma correta de preparação da emulsão é
que o concentrado seja adicionado à água. Muitas empresas registraram fraco
desempenho do fluido e desperdício do concentrado devido à mistura inadequada.
Para atingir o adequado desempenho do fluido, a água e o concentrado devem
sempre ser misturados em um contêiner (recipiente) fora do reservatório, de acordo
com instruções do fabricante assegurando uma boa mistura para o máximo
desempenho fluido. Embora a mistura do concentrado e de água diretamente no
reservatório seja um método rápido e fácil de preparação, é também uma prática
que resulta em mistura incompleta e imprópria, prejudicando o desempenho de
fluido. É importante respeitar a ordem dos itens, primeiro a água e após o
concentrado.
Conforme Runge e Duarte (1990), é muito importante que os métodos de
manuseio sejam discutidos com os fornecedores. Essa estratégia torna-se
fundamental na busca de garantias para o fornecedor e para o usuário, que
52
certamente tem muito a ganhar, pois poderá evitar inconvenientes comuns na
aplicação dos fluidos de corte, na qual podem ser observadas os seguintes pontos:
a) operadores com mãos e vestes sujas;
b) operadores com hábitos de sujidade;
c) equipamentos inadequados;
d) direcionamento ineficiente do fluido;
e) reaproveitamento de fluidos incompatíveis;
f) concentração irregular (mistura pobre);
g) adição irregular de biocidas;
h) qualidade e quantidade da água;
i) mistura invertida (água no óleo);
j) agitação ineficiente no momento da mistura;
k) falta ou inadequado controle e registros.
A não observação destes itens pode contribuir na contaminação do fluido de
corte e colaborar com a incidência de bactérias.
6.2 DESCARTE DOS FLUIDOS DE CORTE E CRITÉRIO DE TROCA
No momento do descarte do fluido de corte usado, e seus resíduos, conforme
a Figura 12, somente 22% das empresas pesquisadas informaram que utilizam
análise química como critério de troca e não informaram quais análises. Também
21% das empresas, trocam o fluido de corte por tempo de uso, indicando a
substituição quinzenal até anual, mostrando total desconhecimento de critérios de
descarte deste produto. Outras empresas (27,5%) utilizam formas empíricas como
experiência, aparência ou quando está sujo. Porém, a grande maioria das empresas,
equivalente a 29,5%, salienta que somente faz a reposição.
Conforme Baradie (1996), executando somente a reposição dos fluidos de
corte, a empresa desenvolve as seguintes práticas incorretas:
a) contato dos fluidos de corte com óleos lubrificantes de componentes de
máquinas;
b) sedimentação de limalha e demais impurezas no fundo do sistema;
c) acúmulo de borras de óleo nas paredes do sistema;
d) bomba com mau funcionamento;
e) falta de aeração;
53
f) processo ineficiente de limpeza do sistema;
g) reposição de fluidos de corte em sistemas infectados por bactérias;
h) Perda de eficiência do fluido de corte.
Desta forma, não é indicada a possibilidade de apenas repor o fluido de corte,
devido aos fatos citados acima. Todo fluido tem um tempo de vida útil, o qual é
influenciado pela forma de manutenção.
Figura 12: Critérios de troca
Segundo Silva (2000), com o término da vida útil, os fluidos de corte perdem
suas propriedades e a recuperação ou o descarte destes é uma questão de
planejamento. O fluido de corte integral pode ser vendido ou ser tratado dentro da
própria empresa. As soluções e emulsões, que praticamente não têm valor
comercial, devem ser tratadas por processo físico-químico para a quebra e
separação de seus componentes antes de serem reaproveitadas e re-processadas
conforme sugere a legislação, através de técnicas de simples deposição,
compostagem, aproveitamento energético direto ou indireto entre outras
modalidades.
A Figura 13 apresenta a distribuição e o destino dado aos fluidos de corte,
identificados por meio das entrevistas realizadas: 63% afirmaram que o descarte é
54
realizado pelas empresas que excutam o tratamento, 29% afirmaram que não
sabem e 8% assumiram que fazem descarte aleatório.
Figura 13: Destino do fluido de corte
Para validar os números levantados nas entrevistas junto às empresas, foram
também desenvolvidas entrevistas com os distribuidores e com as empresas que
executam o recolhimento dos resíduos para o tratamento. Através de entrevista com
a empresa que executa o tratamento dos fluidos de corte na região de Joinville, foi
constatado que somente 24% das empresas que afirmam que encaminham os
fluidos de corte para a coleta e tratamento realmente o fazem. Assim, 76% dos
fluidos de corte são descartados de forma aleatória. Outro fator relevante
identificado nas entrevistas foi a diferença entre as quantidades de resíduos gerados
que não conferem com a diluição apontada, ou seja, a diluição incorreta causa dano
irreparável ao meio ambiente, devido ao desconhecimento do segmento das formas
de tratamento e das implicações legais e ainda pela falta de comprometimento
empresarial.
O processo de separação é simples e a maioria do tratamento baseia-se na
separação das fases óleo e água, seja por meios físicos ou químicos. Quanto mais
solúveis em água os aditivos, mais difíceis de serem separados e tratados,
55
permanecendo na fase aquosa mesmo após o tratamento e gerando um efluente
com alta demanda química de oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio,
impróprio para o descarte.
A Quadro 3 apresenta a compilação das informações fornecidas, pelas
empresas como:
a) quantidade adquirida mês informada na linha 1;
b) descarte mês informado na linha 2;
c) forma de diluição informada pela empresa na linha 4.
Estes itens foram confrontados proporcionalmente com a quantidade
adquirida mês por empresa (linha 5) multiplicado pela a diluição informada (linha 4).
Com estes valores calculados temos uma quantidade de fluido de corte usado (linha
6) bem superior do que a informado (linha 2). Ou seja, descarte por mês, 7.700 litros
não condiz com a quantidade de resíduo gerada (69.698 litros). Existem alguns
fatores que podem contribuir para a redução deste valor, tais como, perdas de fluido
de corte durante o processo de usinagem por evaporação e por contato na própria
peça, o fluido adquirido pode ser usado para manter a concentração de trabalho, e
também deve-se considerar que os fluidos de corte são utilizados por um período
aproximadamente de 6 meses. Contudo, estes fatores não poderiam reduzir
bruscamente a quantidade de resíduo gerado, como foi declarado nas entrevistas.
Assim, pressupõem-se que as empresas omitiram reais valores de fluidos gerados.
Um dos motivos das empresas não descartarem corretamente seus resíduos
é o custo elevado para o tratamento. Isto compromete o destino correto dos
resíduos, conforme mostra o Quadro 3. Atualmente o valor por litro de descarte varia
de acordo com a quantidade e a distância de coleta, ficando entre R$ 0,80 e R$1,00
por litro.
56
Quadro 3: Avaliação Comparativa das Informações Registradas Aquisição X Diluição X Descarte
Linh
a
Avaliação Comparativa das Informações Registradas Aquisição X Diluição X Descarte
Total
1 Quantidade de fluido adquirido conforme somatoria da Pesquisa (mês) 3816 litros
2 Quantidade de fluido descartado conforme somatoria da Pesquisa (mês) 7700 litros
3 Empresa (100%) 1% 7% 1% 4% 28% 13% 16% 28% 100%
4 Diluição Informada por empresa 1: 1 5 9 10 20 30 40 Não
sabe
5 Quantidade Adquirida Informada (mês) 56 281 56 168 1066 505 617 1066 3816
6
Quantidade Adquirida Informada (mês) X Diluição Informada por Empresa
112 1684 561 1852 22391 15657 25309 2132 69698
Obs.: No percentual informado de 28% que a empresa não sabe foi considerada a diluição de 1:1.
Os procedimentos ambientais são descritos em lei fiscalizada por diversos
órgãos ambientais como o IBAMA - Instituto Brasileiro do Meio Ambiente,
responsável a nível federal; FATMA - Fundação do Meio Ambiente, que é o órgão
ambiental da esfera estadual do Governo de Santa Catarina e a FUNDEMA -
Fundação Municipal do Meio Ambiente, dentro de suas atribuições. Foram
encaminhados e-mails e realizada uma visita à FUNDEMA que fornece a certificação
ambiental para as empresas em Joinville. Esta informou que, dentro de suas
atribuições, avalia todos os itens exigidos pela legislação, como ruído, resíduos
sólidos, fuligens, particulados e efluentes. Porém não dispõe de técnicos,
instrumentos e estrutura para fiscalizar este assunto específico com a profundidade
que o mesmo merece.
A ausência de fiscalização, aliada aos custos elevados para o tratamento dos
fluidos de corte e à falta de conscientização e conhecimento na preparação e
manutenção dos fluidos por parte dos usuários destes produtos no segmento metal-
mecânico, mostra um total descaso com o meio ambiente.
57
6.3 PROPOSTA DE AÇÕES PARA MINIMIZAÇÃO DOS IMPACTOS AMBIENTAIS
DO USO DE FLUIDOS DE CORTE
Diante do panorama verificado através da análise dos questionários torna-se
nítida a necessidade de ações preventivas para minimizar os impactos ambientais
oriundos do uso dos fluidos de corte. Propõem-se neste trabalho três iniciativas:
a) Conscientização – por meio de palestras e mini cursos sobre os aspectos
relevantes dos fluidos de corte e impactos ambientais causados pelos
mesmos. Também deve ser apresentada a legislação pertinente,
fortalecendo a educação ambiental nas empresas, faculdades e
universidades, principalmente nas associações comerciais e industriais,
núcleos do segmento metal-mecânico, que está diretamente ligado ao
problema.
b) Proposta de um método de preparação e manutenção dos fluidos de corte.
Devido ao desconhecimento de técnicas de aplicação e manuseio muitas
indústrias ainda aplicam excessivamente fluidos de corte quando seu uso
poderia ser reduzido ou mesmo eliminado, gerando problemas financeiros
e principalmente ao meio ambiente.
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Devido à grande diferença das formas de troca, sugere-se um procedimento que
padronize esta operação, conforme apresentado na Figura 14:
1- Desmontagem do
reservatório de fluido de corte.
2- Limpeza do reservatório
3- Reposição de água
4- Adição do concentrado
5- Fechamento do reservatório.
6- Descarte do resíduo sólido
(cavacos)
7- Descarte para tratamento do
fluido de corte usado
Figura 14: Descrição do procedimento de troca e descarte correto.
59
c) Criação de mecanismos de controle eficientes, por parte da sociedade e
dos órgãos fiscalizadores, em todas as esferas (Federal, Estadual e
Municipal). Um eventual imposto pode ser cobrado, de modo a estabelecer
alíquotas diferenciadas em razão da maior ou menor atividade poluidora.
Isto incentiva as empresas a buscar alternativas que reduzam a poluição
dos seus processos. O estímulo é totalmente permitido na busca de
efeitos extrafiscais.
Quanto à manutenção é importante um bom sistema de filtragem para retirada dos
sólidos. Também devem ser realizados controles de pH e concentração da solução.
Devido à evaporação causada pelas operações de usinagem pode ocorrer uma
variação da concentração na emulsão, sendo necessário uma adição de fluido de
corte ou água para restabelecer a concentração desejada. Com o controle de pH é
possível verificar se há contaminação por microorganismos, pois os mesmos
provocam uma diminuição do valor de pH. O ideal é manter o nível de pH entre 9 e
11. Outro ponto importante é o controle com Biocida que pode ser definido como
qualquer substância que contém um ou mais agentes ativos, capaz de prevenir,
inibir, diminuir ou eliminar a ação de organismos vivos patogênicos e não
patogênicos (definição adaptada da European Commission, 1998).
Para exercerem sua função, os biocidas agem nos componentes celulares
funcionais, principalmente na parede celular, nos componentes da membrana
citoplasmática e no citoplasma. O acesso a estes alvos é determinado pela
composição química e propriedades físico-químicas que cada biocida apresenta,
bem como pelas interações com o material extracelular, pela composição química e
morfologia das células (Denyer e Stewart, 1998).
A escolha de um agente antimicrobiano com ampla atividade se faz
necessária quando o alvo é constituído por distintos tipos de microrganismos. Por
vezes, princípios ativos em associação apresentam sinergismo na erradicação de
comunidades de microrganismos e/ou quando estes são resistentes a tratamentos
convencionais. De acordo com seu caráter químico, os biocidas podem ser
classificados em dois grandes grupos (Burk, 1984): oxidantes (tais como ozônio,
peróxido de hidrogênio, compostos de cloro) e não-oxidantes (compostos sulfurados,
estanho, isotiazolinonas, sais de cobre, aldeídos, sais quaternários de amônio,
dentre outros). Embora apresentem diferenças químicas importantes, o modo
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primário de ação dos biocidas oxidantes consiste em oxidar compostos constituintes
das células microbianas, sendo conseqüentemente efetivos contra quase todos os
tipos de microrganismos.
A reciclagem adequada prolonga a vida útil do fluido de corte, e colabora com a
integridade da máquina e ferramentas, conforme item 2.4.2 Reciclagem e Descarte
dos Fluidos de Corte deste trabalho.
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7 CONCLUSÕES
Os levantamentos realizados e as informações adquiridas neste trabalho
mostram a relevância do assunto e a importância da criação de mecanismos para a
orientação e o controle dos fluidos de corte nas empresas pesquisadas em Joinville.
A legislação é bem redigida, porém os organismos responsáveis pela sua execução
não possuem conhecimento para a fiscalização nem equipamentos adequados e
laboratórios de análise para o monitoramento das atividades industriais. Na
entrevista realizada na Fundema – Fundação municipal do Meio Ambiente, foi
sugerida a elaboração e apresentação de uma moção para a criação de uma lei
específica municipal referente à utilização e descarte do fluido de corte na região de
Joinville, para aperfeiçoar o controle deste resíduo.
Observa-se a falta de comprometimento com o meio ambiente, por
desconhecimento ou em busca de vantagens financeiras, o que aponta para um
problema ambiental grave no segmento da utilização e descarte do fluido de corte na
região de Joinville através das empresas pesquisadas.
As informações geradas neste estudo são importantes para a análise dos
empresários e o conhecimento da sociedade da atual situação da região de Joinville
em relação aos fluidos de corte. Este trabalho deve ser utilizado para orientar os
empresários e os órgãos fiscalizadores, quanto à seriedade deste tema.
A percepção desta carência é resultado das entrevistas desenvolvidas para a
execução deste trabalho, que foram realizadas em toda a cadeia, formada por
fornecedores, usuários e empresas de tratamento.
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8 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
• Desenvolver um sistema de controle integrando a venda, o consumo e o
tratamento do fluido de corte.
• Estudar economicamente dois modelos de empresas, onde um utiliza a técnica
adequada de manuseio e manutenção e outra que utiliza critérios empíricos.
• Utilizar o fluido de corte em aplicações de MQL e apontar o consumo na região de
Joinville.
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