1. IntroduoUm dos objetivos principais da Engenharia de Produo minimizar os desperdcios a fim de reduzir custos agregados ao produto final, ampliando a margem de lucro ou reduzindo o preo do produto ao cliente, estabelecendo um diferencial competitivo com relao aos concorrentes. Atravs dos princpios da manufatura enxuta primordial notar que todos os recursos devem ser otimizados nos seus respectivos usos, fazendo com que no apenas inputs produtivos (matria-prima) sejam melhor utilizados no processo, mas tambm readequando todos os outputs do processo produtivo que no esto agregados ao produto final (desperdcios de matria-prima, refugos).Dentro da realidade da indstria plstica cada vez mais requisitado que os refugos e/ou excedentes de matria prima, que no sero aproveitados no produto ps processo, voltem ao processo produtivo. Na sua maior parte, a maioria de material usado no processo retorna ao ciclo de produo, porm existem gargalos condicionais a cada processo que exigem grande ateno. Atravs da anlise do processo produtivo, propriedades qumicas dos insumos, viabilidade tcnico-financeira e portflio de produtos produzidos pela unidade fabril possvel adequar um centro de reciclagem interno a fim de minimizar gastos relacionados ao processo que no agregam valor ao produto final.No mbito da indstria transformadora de plstico, objeto do estudo de caso em questo, a importncia em eliminar ao mximo a quantidade de resduos provenientes do processo produtivo beneficia no s a empresa mas tambm o meio ambiente, o que garante com mais facilidade futuros certificados vinculados responsabilidade ambiental para a empresa. O objetivo deste estudo de caso planejar a implantao de um centro de reciclagem interno em uma indstria plstica de pequeno/mdio porte, onde fatores tcnicos, financeiros e de mercado so ponderados a fim de estabelecer uma relao de custo benefcio de acordo com a realidade da empresa.2. Referencial terico2.1 Sistemas e ferramentas de manufatura2.1.1 Manufatura enxuta (Lean Manufaturing)

A manufatura enxuta se baseia em princpios de eliminao de desperdcios a fim de que a eficincia do processo produtivo aumente. Este sistema de manufatura remete ao Sistema Toyota de Produo (STP), sistema esse que fora implantado no Japo ps-segunda Guerra Mundial. Devido realidade em que o pas se encontrava, Sakishi Toyoda e Taiichi Ohno procuraram alternativas adequadas para uma realidade onde matria-prima e espao eram escassos. Tanto que a partir da crise do petrleo de 1973 o mundo volta seus olhos a este modelo de manufatura que otimizava a utilizao de recursos.

De acordo com Ohno (1997), sete tipos de desperdcio so identificados no processo de manufatura que distanciam filosofia enxuta: So eles: i) Superproduo (produzir excessivamente ou cedo demais, resultando em fluxo pobre de peas e informaes, ou excesso de inventrio); ii) Espera (longos perodos de ociosidade de pessoas, peas e informaes, resultando em um fluxo pobre, bem como em lead times longos; iii) Transporte excessivo (movimento excessivo de pessoas, informao ou peas, resultando em dispndio desnecessrio de capital, tempo e energia; iv) Processos inadequados (utilizao do jogo errado de ferramentas, sistemas ou procedimentos, geralmente quando uma aproximao mais simples pode ser mais efetiva; v) Inventrio desnecessrio (armazenamento excessivo e falta de informao ou produtos, resultando em custos excessivos e baixa performance do servio prestado ao cliente; vi) movimentao desnecessria (desorganizao do ambiente de trabalho, resultando baixa performance dos aspectos ergonmicos e perda frequente de itens); e vii) produtos defeituosos (problemas frequentes nas cartas de processos, problemas de qualidade do produto ou baixa performance na entrega).2.1.2 JIT (Ferramenta de manufatura Just-in-time)

O APICS Dictionary define JIT a seguir: Uma filosofia de manufatura que se baseia na eliminao de todo desperdcio e na melhoria contnua da produtividade. Ela envolve a execuo bem sucedida de todas as atividades de manufatura necessrias para a produo de um produto, da engenharia de projetos entrega e incluso de todos os estados de transformao de matria-prima em diante. Os elementos principais do just-in-time so: a manuteno somente dos estoques necessrios quando preciso; melhorar a qualidade at atingir um nvel zero de defeitos; reduzir lead times ao reduzir tempos de preparao, comprimentos de fila e tamanhos de lote; revisar incrementalmente as prprias operaes; e realizar estas tarefas a um custo mnimo. Num sentido amplo, aplica-se a todas as formas de manufatura, job shops e processos, bem como manufatura repetitiva. (GAITHER. FRAZIER. 2002. pg.405)O JIT uma filosofia de trabalho e tambm uma ferramenta de controle e planejamento de operaes produtivas. Ele se baseia na reduo de tempo da capacidade responsiva da unidade fabril para com os pedidos dos clientes. Esta forma de otimizar o processo produtivo, atravs da reduo do tempo de resposta aos pedidos, um fator diferencial de competitividade no mercado.2.2 Propriedades dos termoplsticos

Os materiais tratados no estudo de caso so: PEAD (Polietileno de Alta Densidade), PEBD (Polietileno de Baixa Densidade) e PP (polipropileno). Eles so chamados de termoplsticos, pelo fato de poderem ser fundidos vrias vezes sem perder significantemente algumas de suas propriedades. Estes materiais so polmeros, ou seja, conjunto de monmeros de estrutura simplificada em comparao a outros plsticos, como demonstrado na figura:

FIGURA 1 - Representao da cadeia monomrica. Fonte: Lokensgard (2014).O componente X o diferencial entre os materiais tratados no estudo. Para o PE, o componente X corresponde ao Hidrognio (H), j para o PP o componente X o grupo metila (H3C). O n corresponde ao nmero de monmeros na cadeia polimrica do termoplstico.2.3 Processos de produo2.3.1 Moldagem por sopro

A moldagem por sopro constitui uma tcnica oriunda da indstria do vidro e adaptada para a manufatura de recipientes em pea nica e outros produtos. (LOKENSGARD,2014)

O princpio bsico do processo de moldagem por sopro simples. Um tubo-oco (parison) de um termoplstico fundido, extrudado e em alongamento por gravidade, abraado por duas metades de um molde. Aps este primeiro movimento, o molde retorna sua posio inicial para que os pinos de sopro desam, entrando pela cavidade superior do molde. Quando o mandril dos pinos de sopro desce e os pinos se encaixam nos anis da regio do gargalo do molde, ar soprado e o parison se infla, tomando o formato do molde (Figura 2). O resfriamento desta pea feito dentro do molde, onde h um circuito de refrigerao interna com gua circulante 9C em mdia. Aps a abertura do molde, os pinos retornam sua posio superior e os frascos so destacados por um pulso de sopro final e por buchas destacadoras.

FIGURA 2 - Processo de moldagem por sopro. Fonte: Lokensgard (2014).O resfriamento desta pea feito dentro do molde, onde h um circuito de refrigerao interna com gua circulante 9C em mdia (Figura 3). Aps a abertura do molde, os pinos retornam sua posio superior e os frascos so destacados por um pulso de sopro final e por buchas destacadoras.

FIGURA 3 - Refrigerao interna do molde. Fonte: Lokensgard (2014).

No processo de moldagem por sopro, a maior perda de material est no setup de mquina. Existe a possibilidade do material carbonizar dentro da rosca extrusora ou cabeote (estgios de aquecimento e transporte do plstico fluido), ocorrendo a contaminao do material.2.3.2 Silk-screen (serigrafia)

O Silk-screen, ou serigrafia, uma tcnica de decorao de frascos, onde a tinta aplicada no frasco forada atravs de uma tela de malha fina. A tela tem um estncil com pontos bloqueados, por onde a tinta no transpassa. Os refugos deste processo contaminam o frasco para seu reuso.

2.4 Reciclagem de termoplsticos

As etapas na reciclagem mecnica dos termoplsticos tratados so: i) moagem, ii) elutriao, iii) lavagem, iv) flotao, v) centrifugao, vi) extruso. A primeira etapa do reprocessamento de material a partir da triturao do mesmo em um moinho (picador), aps esta etapa, os flocos provenientes tm formato irregular e apresentam uma considervel contaminao. (LOKENSGARD, 2014)Um sistema soprador separa os flocos ou pedaos mais finos por uma corrente de ar controlada, processo esse chamado de elutriao (purificao por meio do ar). Aps a primeira purificao os flocos so alocados em uma lavadora, onde o processo de lavagem comea com apenas uma determinada quantidade de gua. Existem sistemas que podem utilizar detergentes facilitadores na limpeza e outros que dependem apenas da caracterstica abrasiva entre flocos. Em seguida, a carga de flocos lavados vo para um tanque de flotao, onde os flocos so separados pelas suas respectivas densidades das suas impurezas. Nesta etapa, ps no tanque de flotao carregam os flocos para uma calha, da onde so enviados para uma centrfuga afim de secar e desumidificar o material. Os flocos limpos seguem para uma extrusora que funde o material por meio de uma matriz e este passa por um granulador do tipo parede molhada que secciona o material extrudado. (LOKENSGARD, 2014)H uma oferta razovel de mquinas no mercado que permite ter todos os processos de beneficiamento do resduo para reingresso produo em um mesmo maquinrio (figura 1).

FIGURA 4 - Centro de reciclagem compacto. Fonte: Site - South African Recycling Equipment (South African Recycling Equipment http://www.sarecyclingequipment.com/products/gamma-meccanica/)

3. Mtodos de pesquisaO mtodo de pesquisa foi dividido em 4 partes: i) definir os macroconceitos referentes ao processo produtivo (Lean Manufacturing e JIT), ii) descrever os processos produtivos envolvidos no desperdcio de material, iii) descrever as caractersticas dos materiais estudados e processo de reciclagem, iv) pesquisa em campo. As etapas I, II e III foram baseadas em reviso de literatura e a etapa IV foi feita em campo, na fbrica objeto de estudo.4. Estudo de caso

O caso em estudo tem como objetivo propor a implantao de uma unidade de reciclagem compacta em uma fbrica de pequeno/mdio porte que tem dois processos distintos em sua unidade. O primeiro processo a extruso e moldagem por sopro, processo produtivo que tem 7 mquinas na planta, cada qual com diferentes capacidades de extruso entre si. O segundo processo envolvido na produo a serigrafia (silk screen) e seu impacto direto no ndice de refugos com contaminao.Os produtos fabricados na planta tem sua maior parte, aproximadamente 70%, voltada aos frascos de uso esportivo, que armazenam bebidas para uso humano, com o restante da produo voltada principalmente ao mercado de cosmticos. Existindo atualmente uma necessidade de expanso do portflio de produtos a fim de diversificar o mercado de atuao da empresa. H tambm um plano de expanso de mudana de planta para inserir 4 mquinas linha, fazendo com que a capacidade seja aumentada em 57,14%. Para isso de extrema importncia ponderar o aumento do volume total de refugos. Hoje a empresa processa, com 7 mquinas sopradoras, todo o material processado foi levantado nos ltimos 6 meses de produo uma quantidade mdia de desperdcio (refugos por contaminao) que levou a um ndice de desperdcio tolervel (< 5%) mediante natureza do processo de moldagem por sopro, segundo profissionais da rea.TABELA 1 Consumo mensal mdio

Consumo Mensal Mdio

ResinaPeso [kg]Preo/kgTotal

PEAD16500R$ 6,10R$ 100.650,00

PEBD11000R$ 7,15R$ 78.650,00

PP875R$ 7,75R$ 6.781,25

Fonte Autores.

FIGURA 5 - Material contaminado aps varredura. Fonte: Autores.TABELA 2 - Desperdcio mdio

Desperdcio mdio

ResinaTotal processadondice de desperdcioTotal [kg]

PEAD165000,0335552,75

PEBD110000,0335368,50

PP8750,033529,31

Fonte: Autores.

Para que seja possvel determinar este ndice de desperdcio em valores monetrios e projet-los em um valor final economizado, a tabela 3 demonstra a disparidade de 233,33% entre o preo de compra do material reciclado ao preo de venda do material contaminado que enviado para beneficiamento externo.

FIGURA 6 - Borras de material durante setup de limpeza de mquina. Fonte: Autores.TABELA 3 - Economia venda x compra.

Peso Material [kg]Preo de vendaPreo de compraTotal economizado

950,6R$ 1,80R$ 4,20R$ 2.281,44

Fonte : Autores.

Projetando este valor final economizado em um ano, se tem uma economia de R$ 27.376,80 o que representa em torno de 30% do total de um centro de reciclagem compacto, possibilitando o retorno do investimento em 3 anos e meio. Porm, com a ampliao da capacidade produtiva da empresa em 57,71% pode-se admitir que o consumo de matria-prima e volume total de refugos contaminados crescero na mesma proporo. Assim o peso de material processado sairia dos 28.375kg para 44.750,21kg, antecipando o retorno do investimento. Pois, mediante o ndice de desperdcio se mantendo constante, o peso de material refugado contaminado chegaria a aproximadamente 1.500kg e resultaria em um total economizado de R$3.600,00 ao ms, e R$43.200 ao ano. Ento o processo de retorno do investimento tem seu tempo diminudo devido ao volume de material reciclado na prpria planta.5. ConclusesO estudo de caso ser reavaliado em estudos posteriores a fim de otimizar e modelar matematicamente uma funo genrica para a leitura e previso do retorno do investimento.

Atravs dos resultados obtidos, na previso de uma implantao de um centro de reciclagem compacto interno fabril, possvel ter a noo do retorno de investimento para a empresa. Considerar o fato, de que a fbrica ter mais facilidades a validaes de rgo normativos tcnicos e maior controle no reaproveitamento de resduos, torna a implantao da melhoria fator de influncia na captao de clientes que buscam empresas com certificados de responsabilidade ambiental.

6. Referncias

GAITHER, N.; FRAZIER, G. Administrao da produo e operaes, 8 ed. Thomson Learning 2002.

LEE, N.C. Plastic Blow Molding Handbook. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1990.

LOKENSGARD, E. Plsticos Industriais Teoria e aplicaes 5 ed. Cengage Learning, 2014.

OHNO, T. O Sistema Toyota de Produo: alm da produo em larga escala. Porto Alegre: Bookman, 1997. South African Recycling Equipment. http://www.sarecyclingequipment.com/products/gamma-meccanica/

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