Diretrizes para Projeto e Instalação de Redes ... - Mecatrônica Atual
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Associada da:<br />
Editora Saber Ltda<br />
Diretor<br />
Hélio Fittipaldi<br />
www.mecatronicaatual.com.br<br />
Editor e Diretor Responsável<br />
Hélio Fittipaldi<br />
Redação<br />
Natália F. Cheapetta,<br />
Thayna Santos<br />
Revisão Técnica<br />
Eutíquio Lopez<br />
Produção<br />
Diego Moreno Gomes<br />
Designers<br />
Carlos C. Tartaglioni,<br />
Diego Moreno Gomes<br />
Colaboradores<br />
César Cassiolato, Davi Somaggio,<br />
E<strong>de</strong>rson Santos, Elison Fukabori,<br />
Fabrizio Centineo, Fernanda Terzini Soares,<br />
Giancarlo Puga, Leo Kunigk,<br />
Luiza Bacchi Curotto, Marcio Chiarlitti,<br />
Marcos Liberato, Marcus Vinicius M. e Silva,<br />
Omar Perez, Paulo Sentieiro,<br />
Rubens Gedraite , Wladimir Lopes Silva<br />
PARA ANUNCIAR: (11) 2095-5339<br />
publicida<strong>de</strong>@editorasaber.com.br<br />
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Impressão<br />
São Francisco Gráfica e Editora<br />
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Portugal: Logista Portugal tel.: 121-9267 800<br />
ASSINATURAS<br />
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fone: (11) 2095-5335 / fax: (11) 2098-3366<br />
atendimento das 8:30 às 17:30h<br />
Edições anteriores (mediante disponibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
estoque), solicite pelo site ou pelo tel. 2095-5330,<br />
ao preço da última edição em banca.<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> é uma publicação da<br />
Editora Saber Ltda, ISSN 1676-0972. Redação,<br />
administração, publicida<strong>de</strong> e correspondência:<br />
Rua Jacinto José <strong>de</strong> Araújo, 315, Tatuapé, CEP<br />
03087-020, São Paulo, SP, tel./fax (11) 2095-5333<br />
Associação Nacional<br />
das Editoras <strong>de</strong> Publicações Técnicas,<br />
Dirigidas e Especializadas<br />
O atual cenário<br />
econômico<br />
A ABIMAQ lançou, durante a 28ª Feira Internacional da Mecânica, o<br />
Catálogo Eletrônico CSQI que reúne informações sobre o setor <strong>de</strong> máquinas,<br />
equipamentos e instrumentos <strong>para</strong> controle <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong>, ensaio e medição.<br />
Embora o faturamento continue crescendo, com aumento <strong>de</strong> 15,8% no<br />
primeiro quadrimestre <strong>de</strong> 2010 em relação a 2009, <strong>para</strong> Luiz Aubert Neto,<br />
presi<strong>de</strong>nte da ABIMAQ, o déficit da balança comercial é uma das maiores<br />
ameaças não só sobre o setor <strong>de</strong> máquinas e equipamentos como também sobre<br />
o parque industrial brasileiro como um todo.<br />
As exportações tiveram crescimento <strong>de</strong> 1,8% em relação ao ano anterior,<br />
as importações cresceram 4,2% no mesmo período, afirma Aubert, que não<br />
tem poupado esforços junto ao governo no sentido <strong>de</strong> conter as importações,<br />
inclusive, e principalmente, <strong>de</strong> máquinas usadas, que representam outra gran<strong>de</strong><br />
ameaça ao setor.<br />
Como conter as importações!? Talvez a saída não seja uma ação radical na<br />
contenção, e sim uma ação incisiva da nação brasileira contra o crime que o<br />
<strong>de</strong>spre<strong>para</strong>do político brasileiro perpetua. Alguns até mal intencionados, pois<br />
só pensam no seu “próprio emprego”, nas próximas eleições, e em não trabalhar<br />
pelo bem público. Se a indústria fosse <strong>de</strong>sonerada dos extorsivos impostos<br />
e do “custo Brasil”, a competitivida<strong>de</strong> brasileira equilibraria estas diferenças<br />
e po<strong>de</strong>ríamos obter uma vantagem. É incrível como os sindicatos que dizem<br />
representar os trabalhadores brasileiros, não se preocupam em lutar <strong>para</strong> uma<br />
diminuição dos impostos. Por este e outros motivos, a cada dia per<strong>de</strong>m po<strong>de</strong>r<br />
e não representam mais os anseios dos trabalhadores. Cresce a insatisfação<br />
popular contra os impostos e a cada ano os movimentos como o ”O Dia da<br />
Liberda<strong>de</strong> <strong>de</strong> Impostos”, que evi<strong>de</strong>nciam o absurdo dos impostos praticados<br />
contra a população, como os que inci<strong>de</strong>m sobre a casa própria (49,02%),<br />
automóvel (43,63%), refrigeradores ( 47,06%), conta telefônica ( 46,65%),<br />
açúcar (40,50%).<br />
Hélio Fittipaldi<br />
Atendimento ao Leitor: atendimento@mecatronicaatual.com.br<br />
Os artigos assinados são <strong>de</strong> exclusiva responsabilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> seus autores. É vedada a reprodução total ou parcial<br />
dos textos e ilustrações <strong>de</strong>sta Revista, bem como a industrialização e/ou comercialização dos aparelhos ou idéias<br />
oriundas dos textos mencionados, sob pena <strong>de</strong> sanções legais. As consultas técnicas referentes aos artigos da<br />
Revista <strong>de</strong>verão ser feitas exclusivamente por cartas, ou e-mail (A/C do Departamento Técnico). São tomados<br />
todos os cuidados razoáveis na pre<strong>para</strong>ção do conteúdo <strong>de</strong>sta Revista, mas não assumimos a responsabilida<strong>de</strong><br />
legal por eventuais erros, principalmente nas montagens, pois tratam-se <strong>de</strong> projetos experimentais. Tampouco<br />
assumimos a responsabilida<strong>de</strong> por danos resultantes <strong>de</strong> imperícia do montador. Caso haja enganos em texto<br />
ou <strong>de</strong>senho, será publicada errata na primeira oportunida<strong>de</strong>. Preços e dados publicados em anúncios são por<br />
nós aceitos <strong>de</strong> boa fé, como corretos na data do fechamento da edição. Não assumimos a responsabilida<strong>de</strong> por<br />
alterações nos preços e na disponibilida<strong>de</strong> dos produtos ocorridas após o fechamento.
índice<br />
32<br />
48<br />
16<br />
18<br />
20<br />
32<br />
39<br />
42<br />
48<br />
Editorial<br />
Eventos<br />
Notícias<br />
20<br />
Rápido e fácil – Pegar e posicionar<br />
micropeças com o VisionPro<br />
Aumento <strong>de</strong> produção com redução<br />
dos custos <strong>de</strong> pintura – Novo<br />
sistema <strong>de</strong> pintura <strong>de</strong> eixos<br />
I<strong>de</strong>ntificação Experimental do<br />
mo<strong>de</strong>lo matemático da Cinética<br />
<strong>de</strong> remoção <strong>de</strong> resíduos<br />
Aplicação <strong>de</strong> Lean Manufacturing<br />
em metalúrgica <strong>de</strong> médio porte<br />
Protetor <strong>de</strong> Transientes<br />
em re<strong>de</strong>s PROFIBUS<br />
<strong>Diretrizes</strong> <strong>para</strong> <strong>Projeto</strong> e <strong>Instalação</strong><br />
<strong>de</strong> Re<strong>de</strong>s PROFIBUS DP<br />
Medição <strong>de</strong> Níveis em Evaporadores<br />
com Radares <strong>de</strong> Onda Guiada<br />
03<br />
06<br />
08
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
case<br />
21
literatura<br />
eventos<br />
Junho<br />
FISPAL - Feira Internacional <strong>de</strong><br />
Embalagens, Processos e Logística<br />
<strong>para</strong> as Indústrias <strong>de</strong> Alimentos e<br />
Bebidas<br />
Organizador: Brazil Tra<strong>de</strong> Show<br />
Data: 8 a 11<br />
Local: Anhembi - Av. Olavo Fontoura,<br />
1209, Santana – São Paulo<br />
www.fispal.com<br />
Curso - Manutenção CS3000<br />
Organizador: Yokogawa América do Sul<br />
Data: 14 a 18<br />
Local: Yokogawa América do Sul Ltda<br />
Avenida Ceci, 1500 - CEP 06460-120<br />
Tamboré - Barueri - SP<br />
www.yokogawa.com.br/<br />
treinamento<br />
Feira Internacional dos<br />
Fornecedores da Indústria Química<br />
e Petroquímica<br />
Organizador: Petrobras<br />
Data: 21 a 24<br />
Local: Anhembi - Av. Olavo Fontoura,<br />
1209, Santana – São Paulo<br />
www.quimica-petroquimica.com.br<br />
O livro “Automação e Controle Discreto” é <strong>de</strong>stinado a técnicos<br />
e engenheiros já atuantes ou em fase <strong>de</strong> estudo <strong>de</strong> sistemas<br />
automatizados. São apresentadas técnicas <strong>para</strong> resolução <strong>de</strong> problemas<br />
<strong>de</strong> automatização envolvendo sistemas <strong>de</strong> eventos discretos, como o<br />
controlador lógico programável, a mo<strong>de</strong>lagem <strong>de</strong> sistemas sequenciais<br />
por meio <strong>de</strong> Grafcet e técnicas <strong>de</strong> programação oriundas da experiência<br />
dos autores. O texto que contém seis capítulos também aborda, em<br />
linguagem coloquial, aspectos histórico-sociais da automação, além <strong>de</strong><br />
contextualizar as mais recentes tecnologias na área. Ao final <strong>de</strong> cada<br />
capítulo, é proposta uma lista <strong>de</strong> exercícios.<br />
Automação e Controle Discreto<br />
Autores: Paulo R. da Silveira e<br />
Win<strong>de</strong>rson E. Santos<br />
Preço: R$ 82,50<br />
On<strong>de</strong> comprar:<br />
www.novasaber.com.br<br />
Curso - Método dos Elementos<br />
Finitos Aplicado na Indústria<br />
Automotiva<br />
Organizador: SAE BRASIL<br />
Data: 23 a 24<br />
Local: Av. Paulista, 2073 – Edifício Horsa II<br />
– Cj. 1003 – 10º andar- São Paulo - SP<br />
www.saebrasil.org.br<br />
Curso – Configuração PRM<br />
Organizador: Yokogawa América do Sul<br />
Data: 29 a 30<br />
Local: Yokogawa América do Sul Ltda<br />
Avenida Ceci, 1500 - CEP 06460-120<br />
Tamboré - Barueri - SP<br />
www.yokogawa.com.br/<br />
treinamento<br />
Julho<br />
Curso - Sistema <strong>de</strong> Suspensão<br />
Organizador: SAE BRASIL<br />
Data: 3 a 17<br />
Local: Av. Paulista, 2073 – Edifício Horsa II<br />
– Cj. 1003 – 10º andar- São Paulo - SP<br />
www.saebrasil.org.br<br />
Curso - Desenvolvimento <strong>de</strong><br />
produtos utilizando lean<br />
Organizador: SAE BRASIL<br />
Data: 16<br />
Local: Av. Paulista, 2073 – Edifício Horsa II<br />
– Cj. 1003 – 10º andar- São Paulo - SP<br />
www.saebrasil.org.br<br />
ISA Expo Campinas 2010<br />
Organizador: ISA Campinas Section<br />
Data: 13 a 14<br />
Local: Ginásio Poliesportivo UNISAL-<br />
Campinas - SP<br />
www.isacampinas.org.br/site/<br />
isaexpocampinas<br />
Protection Offshore - Fórum<br />
Internacional <strong>de</strong> Saú<strong>de</strong>, Meio<br />
Ambiente, Segurança e<br />
Responsabilida<strong>de</strong> Social<br />
Organizador: Alcantara Machado / Reed<br />
Exhibitions<br />
Data: 20 a 22<br />
Local: Cida<strong>de</strong> Universitária <strong>de</strong> Macaé<br />
- Rio <strong>de</strong> Janeiro - RJ<br />
www.protectionoffshore.com.br
Automação em cervejaria<br />
Faço curso <strong>de</strong> graduação em elétrica,<br />
trabalho em uma cervejaria e tenho<br />
interesse em automação nesse setor.<br />
Po<strong>de</strong>m me orientar em fontes <strong>de</strong> consulta<br />
<strong>para</strong> artigos voltados <strong>para</strong> esta<br />
aplicação? Obrigado pela atenção,<br />
Por email<br />
An<strong>de</strong>rson Alves<br />
Caro An<strong>de</strong>rson, na revista <strong>Mecatrônica</strong><br />
<strong>Atual</strong> edição <strong>de</strong> número 40, encontrase<br />
um artigo relacionado a indústria<br />
cervejeira. Você po<strong>de</strong> adquirir pelo<br />
email pedido@sabermarketing.com.br<br />
solicitando a revista ou entrar em contato<br />
com a assinaturas@editorasaber.com.<br />
br e solicitar a sua assinatura no portal.<br />
Edições Antigas<br />
Estou interessado em comprar algumas edições da revista<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong>. Vocês po<strong>de</strong>riam me orientar? Moro<br />
em Salvador, e aqui não encontro a revista em nenhum<br />
lugar. Posso comprar diretamente com vocês? Ou me<br />
indicariam algum fornecedor? Pretendo também fazer<br />
a assinatura da revista. No aguardo. Atenciosamente,<br />
Por email<br />
José Marcelo <strong>de</strong> Assis Santos (PIT)<br />
Prezado Sr. José Marcelo, <strong>para</strong> adquirir as edições<br />
mais antigas da revista <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
entre em contato com pedido@sabermarketing.<br />
com.br ou pelo site www.novasaber.com.br<br />
Para se tornar assinante da revista tanto im-<br />
contato<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> nº 45<br />
pressa quanto do portal, basta entrar em contato pelo telefone 11 2095-5333<br />
ou enviando uma solicitação <strong>para</strong> assinaturas@editorasaber.com.br<br />
Sensores atuais<br />
Sou estudante <strong>de</strong> Mecânica Industrial<br />
no Senai <strong>de</strong> Juiz <strong>de</strong> Fora, e estou realizando<br />
um trabalho sobre Sensores e<br />
gostaria <strong>de</strong> um material atualizado<br />
que prenda a atenção dos alunos na<br />
apresentação <strong>para</strong> que ela seja diferenciada.<br />
Agra<strong>de</strong>ço a sua atenção.<br />
Por email<br />
Dalila Cristina <strong>de</strong> Matos<br />
Dalila, no portal da <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
www.mecatronicaatual.com.br existem<br />
diversos artigos sobre diferentes sensores,<br />
como por exemplo, ópticos, térmicos,<br />
piroelétricos, entre outros. Na revista<br />
Saber Eletrônica número 446 há um<br />
artigo chamado o Mundo dos Sensores,<br />
que é um artigo atual do engenheiro<br />
Filipe Pereira, vale a pena conferir!<br />
Sugestão<br />
Prezados, gostaria <strong>de</strong> sugerir que a<br />
revista <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> publicasse<br />
algo referente a automação em processo<br />
produtivo <strong>de</strong> máquinas têxteis<br />
automatizada. Obrigado.<br />
Por email<br />
Van<strong>de</strong>rlei Teixeira<br />
Senhor Van<strong>de</strong>rlei, agra<strong>de</strong>cemos<br />
a sua sugestão e a mesma foi<br />
encaminhada <strong>para</strong> os engenheiros<br />
responsáveis. Pedimos que continue<br />
acompanhando a nossa revista<br />
tanto impresso como pelo portal<br />
no en<strong>de</strong>reço www.mecatronicaatual.com.br<br />
Escreva <strong>para</strong> a<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong>:<br />
Dúvidas, sugestões ou reclamações<br />
sobre o conteúdo <strong>de</strong> nossas reportagens,<br />
artigos técnicos ou notícias,<br />
entre em contato pelo email atendimento@mecatronicaatual.com.<br />
br ou escreva <strong>para</strong> Rua Jacinto José<br />
<strong>de</strong> Araújo, 315 CEP 03087-020<br />
- São Paulo - SP
notícias<br />
Será um dos maiores parques fabris<br />
da Festo fora da Alemanha.<br />
Festo com novos planos e<br />
positivida<strong>de</strong> <strong>para</strong> o futuro<br />
Em coletiva <strong>de</strong> imprensa ocorrida na Feira da Mecânica<br />
2010, a Festo Automação <strong>de</strong>monstrou confiança no mercado e<br />
divulgou a ampliação da sua planta fabril. A expansão foi iniciada<br />
neste ano e o seu término tem a previsão <strong>para</strong> 2012.<br />
A nova área industrial é localizada em São Bernardo do<br />
Campo, em São Paulo, em um terreno <strong>de</strong> 13 mil metros quadrados,<br />
ao lado do espaço atual da empresa, próximo à rodovia<br />
Anchieta.<br />
“Expandir a área industrial é aumentar a capacida<strong>de</strong> <strong>para</strong><br />
aten<strong>de</strong>r a <strong>de</strong>manda” explica o presi<strong>de</strong>nte da Festo, Waldomiro<br />
Mo<strong>de</strong>na. Afirma que com esse crescimento a produção brasileira<br />
<strong>de</strong>verá triplicar <strong>de</strong>ntro dos próximos cinco anos, pois<br />
este espaço ficará com um total <strong>de</strong> 44.000 m² e será um dos<br />
maiores parques fabris fora da Alemanha.<br />
Este crescimento irá proporcionar à companhia um aumento<br />
no seu quadro <strong>de</strong> funcionários em 35% nas áreas <strong>de</strong> manufatura,<br />
engenharia <strong>de</strong> processos, planejamento <strong>de</strong> produção, administração<br />
e vendas. Além <strong>de</strong> melhorar o atendimento no mercado<br />
brasileiro, que atualmente encontra-se com 125 pontos <strong>de</strong><br />
atendimento. “O Brasil está vivendo uma fase muito boa e a<br />
Feira reflete este momento positivo do país”, diz Mo<strong>de</strong>na.<br />
Para os próximos dois anos a Festo preten<strong>de</strong> investir cerca <strong>de</strong><br />
R$ 25 milhões nesta expansão. E a sua previsão <strong>de</strong> faturamento<br />
<strong>para</strong> este ano está na or<strong>de</strong>m <strong>de</strong> R$ 250 milhões.<br />
A Festo atua no mercado <strong>de</strong> automação nos setores automobilístico,<br />
alimentos, embalagens, plásticos e eletroeletrônicos.<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
Okuma ganha prêmio da<br />
Fe<strong>de</strong>ração Japonesa <strong>de</strong> Máquinas<br />
Festo/Divulgação<br />
Na 30ª edição do prêmio <strong>de</strong> economia <strong>de</strong> energia, patrocinado<br />
pela Fe<strong>de</strong>ração Japonesa <strong>de</strong> Máquinas (Energy-Saving<br />
Machine Presi<strong>de</strong>nt’s Award, da Japan Machinery Fe<strong>de</strong>ration), a<br />
Okuma recebeu o prêmio por seu motor PREX <strong>de</strong> relutância<br />
<strong>de</strong> magneto permanente <strong>de</strong> alta eficiência.<br />
“Os motores PREX são motores <strong>de</strong> relutância do tipo<br />
integral (built-in), encontrados em fusos <strong>de</strong> máquinas-ferramentas.<br />
O motor é dotado <strong>de</strong> numerosos canais que otimizam<br />
a geração <strong>de</strong> força e recebe uma pequena quantida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> magnetos permanentes <strong>para</strong> melhorar a performance<br />
do sistema. Ele é mais eficiente que um motor <strong>de</strong> indução,<br />
e <strong>de</strong>ntro das faixas <strong>de</strong> rotação utilizadas na maior parte das<br />
usinagens tem o torque elevado entre 4% e 9%. Motores<br />
PREX são também compactos e com pequena massa na<br />
secção rotativa, o que reduz a massa inercial em 47%, propiciando<br />
acelerações e <strong>de</strong>sacelerações mais rápidas. Com<strong>para</strong>do<br />
com motores indutivos <strong>de</strong> magnetos permanentes,<br />
existe menor perda <strong>de</strong> eficiência em altas rotações e como<br />
menos magnetos são utilizados, a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> terras raras<br />
magnéticas (um recurso natural escasso) é reduzida. A<br />
combinação <strong>de</strong> todas estas características reduz o consumo<br />
<strong>de</strong> energia entre 5 e 13%”, explica Alcino Bastos, diretor<br />
da Okuma no Brasil.<br />
As máquinas equipadas com o motor PREX são os tornos<br />
da série Space-Turn EX e da série MULTUS <strong>de</strong> máquinas<br />
multitarefa.
E3 Power foi apresentado<br />
na feira IEEE 2010<br />
A Elipse Software participou da 2010 IEEE PES Transmission<br />
and Distribution Conference and Exposition, feira voltada<br />
ao setor <strong>de</strong> energia elétrica que foi realizada na cida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
New Orleans (EUA).<br />
O evento reuniu cerca <strong>de</strong> 12 mil participantes provenientes<br />
dos mais diferentes países. A Elipse apresentou o seu<br />
mais recente produto: o E3 Power.<br />
“Nossa participação na feira foi positiva. Apesar do público<br />
ter sido um pouco aquém do esperado em função dos<br />
problemas no tráfego aéreo europeu, conseguimos fazer<br />
novos contatos e ter uma noção <strong>de</strong> como está o mercado.<br />
Um mercado, é bom salientar, sempre aberto ao surgimento<br />
<strong>de</strong> inovações tecnológicas. Caso do E3 Power”, explicou o<br />
diretor <strong>de</strong> negócios da Elipse, Marcelo Salvador.<br />
O software foi <strong>de</strong>senvolvido com o propósito <strong>de</strong> garantir<br />
mais confiabilida<strong>de</strong>, qualida<strong>de</strong> e eficiência ao processo <strong>de</strong><br />
operação <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> transmissão e distribuição <strong>de</strong> energia<br />
elétrica. Para isto, o E3 Power conta com um conjunto <strong>de</strong><br />
aplicativos <strong>de</strong> análise <strong>de</strong> sistemas elétricos (Processador<br />
Topológico, Fluxo <strong>de</strong> Potência e Estimador <strong>de</strong> Estados), e<br />
um ambiente <strong>de</strong> simulação que facilita a integração entre os<br />
setores <strong>de</strong> pré e pós-operação com o centro <strong>de</strong> controle.<br />
Assim, a solução possibilita que procedimentos <strong>de</strong> transferência<br />
<strong>de</strong> carga, elaboração <strong>de</strong> or<strong>de</strong>ns <strong>de</strong> manobras e ajuste<br />
<strong>de</strong> dispositivos <strong>de</strong> controle <strong>de</strong> tensão sejam ensaiados e<br />
validados com base em cenários históricos reais coletados<br />
pelo sistema <strong>de</strong> automação da empresa.<br />
Deste modo, o usuário po<strong>de</strong> testar suas habilida<strong>de</strong>s tanto<br />
do ponto <strong>de</strong> vista da utilização dos recursos fornecidos pelo<br />
software quanto da compreensão do comportamento físico<br />
do sistema elétrico quando submetido a <strong>de</strong>terminadas ações<br />
<strong>de</strong> controle.<br />
A previsão <strong>de</strong> produção <strong>de</strong> carros <strong>de</strong> passageiros é <strong>de</strong> 500 à 550 unida<strong>de</strong>s.<br />
Abifer/Divulgação<br />
//notícias<br />
Indústria ferroviária prevê produzir<br />
2.500 vagões e 550 carros<br />
Em função dos investimentos feitos pelas concessionárias, a<br />
indústria ferroviária nacional ressurgiu e também investiu em<br />
expansões <strong>de</strong> fábricas e inovação tecnológica, com o objetivo<br />
<strong>de</strong> aten<strong>de</strong>r às concessionárias em seus crescentes volumes <strong>de</strong><br />
transporte.<br />
Além disso, o governo tem estimulado o crescimento da<br />
malha com projetos em execução. “Até 2020, <strong>de</strong>veremos atingir<br />
40 mil quilômetros <strong>de</strong> ferrovia <strong>de</strong> carga, quase 40% a mais que<br />
os atuais 29 mil”, afirma Vicente Abate, presi<strong>de</strong>nte da Abifer<br />
(Associação Brasileira da Indústria Ferroviária), entida<strong>de</strong> que<br />
apoia a realização da Feira Negócios nos Trilhos 2010, que<br />
acontecerá nos dias 9 a 11 <strong>de</strong> novembro, no Pavilhão Vermelho<br />
do Expo Center Norte, em São Paulo.<br />
De acordo com Abate, o governo <strong>de</strong>veria dar mais atenção<br />
às correções necessárias na malha existente, <strong>de</strong> sua responsabilida<strong>de</strong>,<br />
mas que ainda estão longe das reais necessida<strong>de</strong>s<br />
do setor.<br />
Na área <strong>de</strong> passageiros, em função da necessida<strong>de</strong> premente<br />
<strong>de</strong> se or<strong>de</strong>nar o transporte nas médias e gran<strong>de</strong>s cida<strong>de</strong>s brasileiras,<br />
aliada aos eventos esportivos mundiais programados <strong>para</strong><br />
o Brasil, o segmento também encontra-se em crescimento.<br />
O volume <strong>de</strong> veículos ferroviários produzidos no Brasil nos<br />
últimos 40 anos, foi <strong>de</strong> quase 28 mil vagões <strong>de</strong> carga, maior<br />
volume <strong>de</strong>s<strong>de</strong> a década <strong>de</strong> 70, quando foram produzidos 30 mil.<br />
Estima-se que atualmente serão fabricadas entre 30 e 35 mil<br />
unida<strong>de</strong>s, com possibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> superar o volume histórico.<br />
No segmento <strong>de</strong> carros <strong>de</strong> passageiros, a década passada foi<br />
a recordista, com quase 2 mil carros, contra mil na década <strong>de</strong><br />
70. A previsão <strong>para</strong> os próximos anos é <strong>de</strong> 4 mil.<br />
“Locomotivas não eram mais produzidas aqui havia 10 anos, e<br />
hoje já são fabricadas, inclusive as <strong>de</strong> alta potência e <strong>de</strong> corrente<br />
alternada”, conta Abate.<br />
Para 2010, as projeções da indústria indicam a produção <strong>de</strong><br />
2.500 vagões (1.022 em 2009), 500 a 550 carros <strong>de</strong> passageiros<br />
(438 em 2009) e 60 a 70 locomotivas (22 em 2009).<br />
“Por tudo isso, os próximos 10 anos serão extremamente<br />
promissores <strong>para</strong> o setor ferroviário brasileiro”, conclui o<br />
presi<strong>de</strong>nte da Abifer.<br />
Mas ressalva <strong>para</strong> que esta previsão aconteça, que <strong>de</strong>vem<br />
continuar os investimentos em infraestrutura <strong>de</strong> transporte,<br />
principalmente a ferroviária. “Temos que retornar aos níveis<br />
da década <strong>de</strong> 70, quando eram investidos 2% do PIB, enquanto<br />
hoje não chegamos a 0,5%”, reforça.<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong>
notícias<br />
<strong>Projeto</strong>-Piloto<br />
A Abimaq firmou parceria com a BCB, que vai elaborar os<br />
inventários <strong>de</strong> GEEs <strong>para</strong> as associadas gerando a oportunida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolver ações gerais e localizadas em benefício da sustentabilida<strong>de</strong>.<br />
A associada RTS Válvulas participou do projeto<br />
piloto e já recebeu seu inventário <strong>de</strong> GEEs.<br />
A metodologia <strong>de</strong> trabalho da BCB segue critérios e padrões<br />
<strong>de</strong> órgãos internacionais, como o Greenhouse Gas Protocol<br />
(GHG Protocol) e o Intergovernmental Panel on Climate Change<br />
(IPCC) e da norma ISO 14064 (relacionada à quantificação<br />
e verificação <strong>de</strong> GEE).<br />
João Marcelino, contador da RTS e responsável pelo projeto<br />
<strong>de</strong>ntro da empresa, diz que <strong>para</strong> se fazer o inventário, é<br />
importante ter informações sobre consumo <strong>de</strong> energia, frete,<br />
lixo, entre outras.<br />
“Nós respon<strong>de</strong>mos a um questionário que abordava estas<br />
e mais outras questões sobre a empresa. Pu<strong>de</strong>mos perceber<br />
que a empresa já tinha ações sustentáveis como, por exemplo,<br />
<strong>de</strong>stino correto ao lixo e tratamento <strong>de</strong> efluentes líquidos. Mas<br />
i<strong>de</strong>ntificamos que mesmo assim, geramos CO2 <strong>de</strong> forma direta<br />
e indireta, o que será compensado com plantio <strong>de</strong> árvores”,<br />
explica Marcelino.<br />
Produtos<br />
Câmera Térmica com infravermelho<br />
Especializada em instrumentos <strong>de</strong><br />
medição, a Instrutherm lança no<br />
mercado nacional o TI-1500 – uma<br />
câmera térmica com infravermelho,<br />
que po<strong>de</strong> medir a temperatura <strong>de</strong> até<br />
quatro pontos simultâneos em uma<br />
distância <strong>de</strong> 10 metros com dados<br />
precisos.<br />
O TI-1500 é aplicável à manutenção<br />
preventiva em diversos setores, como<br />
eletroeletrônica, engenharia, mecânica,<br />
construção civil, segurança do trabalho,<br />
náutica, varejo. Além <strong>de</strong> po<strong>de</strong>r ser<br />
utilizado na área médica veterinária. O<br />
aparelho i<strong>de</strong>ntifica sobreaquecimento,<br />
constatado tanto em painéis elétricos<br />
e quadros <strong>de</strong> distribuição, quanto no<br />
corpo humano ou animal, sinalizando<br />
pontos <strong>de</strong> infecção.<br />
Com display <strong>de</strong> 3,5 e medição <strong>de</strong><br />
-20ºC a 600ºC, temperatura <strong>de</strong> operação<br />
<strong>de</strong> -15ºC a 50ºC e resolução<br />
<strong>de</strong> 160x120 pixels, o aparelho ainda<br />
tem saída USB, gravação <strong>de</strong> áudio e<br />
ví<strong>de</strong>o e cartão <strong>de</strong> memória. E permite<br />
10 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
a gravação <strong>de</strong> informações, imagens<br />
e sons que po<strong>de</strong>m ser <strong>de</strong>scarregados<br />
posteriormente num computador, <strong>para</strong><br />
análise.<br />
O TI-1500 chega ao mercado nacional<br />
pelo valor médio <strong>de</strong> R$15 mil e po<strong>de</strong><br />
ser adquirido através da loja virtual<br />
www.instrutherm.com.br.<br />
Algumas especificações técnicas:<br />
Display colorido;<br />
Faixa espectral: 8-;<br />
Temperatura: -20ºC ~ 600ºC;<br />
Precisão: ± 2ºC ou ±2% (o que for<br />
maior);<br />
Temperatura <strong>de</strong> operação: -15ºC<br />
+50ºC;<br />
Umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> operação: < 90% sem<br />
con<strong>de</strong>nsação;<br />
FPA, Microbolômetro Não Resfriado;<br />
Campo <strong>de</strong> visão: 21º x 15º/ 0,15 m;<br />
Resolução: 160 x 120 pixels;<br />
Resolução Espacial (IFOV): 1,4 mrad<br />
(21º x 15º);<br />
Sensibilida<strong>de</strong> térmica: 100 mK em 30ºC.<br />
Durante a divulgação do segundo inventário nacional <strong>de</strong><br />
emissões, o ministro da Ciência e Tecnologia, Sérgio Rezen<strong>de</strong>,<br />
anunciou que as emissões brasileiras <strong>de</strong> gases <strong>de</strong> efeito estufa<br />
aumentaram 62% entre 1990 e 2005. Todos os setores registraram<br />
crescimento nas emissões e a indústria como um todo é o<br />
quarto setor que mais emite GEEs. Nesses 15 anos, o aumento<br />
<strong>de</strong> emissões foi <strong>de</strong> 39%, embora a participação do setor <strong>para</strong> as<br />
emissões nacionais tenha caído <strong>de</strong> 2% <strong>para</strong> 1,7%.<br />
Especialistas afirmam que o Brasil tem condições <strong>de</strong> assumir<br />
um importante papel nas discussões sobre emissões <strong>de</strong> carbono,<br />
por ter uma matriz energética mais limpa que a dos países<br />
<strong>de</strong>senvolvidos – e <strong>de</strong> emergentes como a China.<br />
Apesar <strong>de</strong>sse aumento, o Brasil domina tecnologias estratégicas<br />
<strong>para</strong> o futuro, como a dos biocombustíveis – com<br />
<strong>de</strong>staque <strong>para</strong> o etanol que, além <strong>de</strong> poluir menos, promove<br />
um significativo sequestro <strong>de</strong> carbono da atmosfera, durante o<br />
cultivo da cana-<strong>de</strong>-açúcar.<br />
Mais informações sobre o <strong>Projeto</strong> Carbono Zero po<strong>de</strong>m ser<br />
obtidas através do telefone (11) 5582-6442 ou e-mail: rsa@<br />
abimaq.org.br<br />
Instrumento <strong>de</strong> medição com câmera<br />
<strong>de</strong> infravermelho.
Tranter adquire PHE no Brasil<br />
A empresa Tranter, fabricante <strong>de</strong> trocadores <strong>de</strong> calor e<br />
placas gaxeados e soldados, está há 70 anos no mercado com<br />
operações em mais <strong>de</strong> vinte países. A companhia mantém um<br />
plano <strong>de</strong> crescimento agressivo <strong>de</strong>s<strong>de</strong> 2007 <strong>para</strong> ampliar a<br />
sua presença, movimentando no mercado <strong>de</strong> fabricação <strong>de</strong><br />
placas anualmente no país cerca <strong>de</strong> R$ 80 milhões.<br />
“Após adquirir nesses últimos dois anos operações na<br />
China, Alemanha (Pressko e Hes), Canadá (Fieldco), no<br />
México (PHE do México), chegou a vez do Brasil, on<strong>de</strong> a<br />
empresa atua há <strong>de</strong>z anos na venda <strong>de</strong> equipamentos e na<br />
prestação <strong>de</strong> serviços. A estratégia <strong>para</strong> o país foi absorver<br />
uma companhia que ampliasse a oferta <strong>de</strong> serviço tanto <strong>de</strong><br />
produtos Tranter como <strong>de</strong> outras marcas, o que levou à<br />
compra da PHE, empresa com 20 anos <strong>de</strong> experiência em<br />
manutenção, que aumentará a operação no suporte pós-venda,<br />
estreitando nossa proximida<strong>de</strong> com os clientes, além <strong>de</strong><br />
reforçar um dos três pilares <strong>de</strong> sustentação da corporação;<br />
produtos, tecnologia e serviços”, afirma Olavo T. Xavier,<br />
diretor superinten<strong>de</strong>nte da Tranter no Brasil.<br />
O valor da aquisição não foi revelado, porém a companhia<br />
aumentou o número <strong>de</strong> funcionários e sua participação no<br />
mercado <strong>de</strong> 10 passou <strong>para</strong> 20%. Devido à sinergia entre as<br />
empresas, a meta é ultrapassar a soma do faturamento atual<br />
das duas corporações, englobando a venda <strong>de</strong> equipamentos,<br />
manutenção e assistência técnica, por meio da oferta <strong>de</strong> uma<br />
solução global. E além da venda <strong>de</strong> equipamentos, a Tranter<br />
manterá a prestação <strong>de</strong> serviço <strong>para</strong> produtos <strong>de</strong> outras<br />
marcas, atualmente realizada pela PHE, possibilitando maior<br />
penetração no mercado.<br />
O foco da companhia é diversificar e aumentar as vendas<br />
em outros setores, além <strong>de</strong> etanol e offshore. “A partir <strong>de</strong><br />
agora, teremos mais condições <strong>de</strong> aten<strong>de</strong>r os segmentos <strong>de</strong><br />
mineração, si<strong>de</strong>rurgia, têxtil, OEM (Original Equipment Manufacturer),<br />
assim como as indústrias naval, química, automotiva,<br />
petroquímica, <strong>de</strong> energia, papel e celulose”, conclui Xavier.<br />
Com base nas operações do Brasil e do México, a Tranter<br />
preten<strong>de</strong> ampliar sua atuação por toda a América Latina a<br />
partir <strong>de</strong>stas bases.<br />
Curtas<br />
Curso <strong>de</strong> CCE<br />
A ABEE/SP (Associação Brasileira <strong>de</strong> Engenheiros Eletricistas<br />
<strong>de</strong> São Paulo), realizou nos dias 10, 11 e 12 <strong>de</strong> maio o<br />
curso CCE <strong>Projeto</strong>s <strong>de</strong> Circuitos <strong>de</strong> Comandos Elétricos,<br />
voltado <strong>para</strong> engenheiros, tecnólogos, técnicos, projetistas<br />
que <strong>de</strong>sejam aprimorar seus conhecimentos na área.<br />
O curso teve o objetivo <strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolver um enca<strong>de</strong>amento<br />
lógico, associando a lógica operacional com à <strong>de</strong><br />
circuitos elétricos, facilitando a interpretação <strong>de</strong> esquemas<br />
//notícias<br />
Skam se diversifica e aposta em serviços<br />
Especializada na produção <strong>de</strong> empilha<strong>de</strong>iras movidas a energia<br />
elétrica, a Skam, motivada pelas quedas nas vendas causadas pela<br />
crise econômica, antecipa a revisão do mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> negócios da<br />
empresa, que prevê a diversificação e a ampliação <strong>de</strong> seu setor <strong>de</strong><br />
atuação. A meta é reduzir o peso da ativida<strong>de</strong> fabril e aumentar<br />
o volume <strong>de</strong> ativida<strong>de</strong>s na área <strong>de</strong> prestação <strong>de</strong> serviços, como<br />
consultoria em projetos logísticos e locação, que proporcionam<br />
melhores margens.<br />
Com a nova estratégia, a empresa preten<strong>de</strong> recuperar as<br />
vendas perdidas durante o ano <strong>de</strong> 2009, quando o faturamento<br />
ficou um pouco abaixo <strong>de</strong> R$ 10 milhões. A meta é voltar ao<br />
nível <strong>de</strong> 2008, quando a Skam movimentou R$ 26 milhões, <strong>de</strong><br />
acordo com o superinten<strong>de</strong>nte Paulo Coggo.<br />
Segundo Maks Behar, presi<strong>de</strong>nte da empresa, a nova área <strong>de</strong><br />
atuação vinha sendo estudada durante o ano <strong>de</strong> 2008, mas com<br />
a crise, passou a ser priorida<strong>de</strong>, já que as vendas <strong>de</strong> máquinas<br />
sofreram gran<strong>de</strong> queda em 2009. Apesar da reação no segundo<br />
semestre e <strong>de</strong> o ano ter terminado com a casa cheia <strong>de</strong> pedidos,<br />
as perdas substanciais durante os primeiros meses foram impactantes<br />
<strong>de</strong>mais <strong>para</strong> permitir uma retomada mais eficaz.<br />
Para esta nova fase, a empresa, situada em Jundiaí, interior<br />
<strong>de</strong> SP, irá oferecer soluções com empilha<strong>de</strong>iras Skam feitas sob<br />
medida, que aumentam a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> volume armazenado no<br />
mesmo espaço, <strong>para</strong> clientes potenciais, que estejam construindo<br />
galpões industriais. O objetivo da Skam é chegar a 2010 com 50%<br />
do faturamento baseado em serviços <strong>de</strong> locação e consultoria em<br />
projetos logísticos. Os contratos são, em média, <strong>de</strong> quatro anos.<br />
O <strong>de</strong>safio <strong>para</strong> a nova fase, segundo o presi<strong>de</strong>nte da empresa,<br />
é o capital <strong>de</strong> giro <strong>para</strong> o financiamento das máquinas, até que<br />
as mesmas sejam pagas com o aluguel. Mas as dificulda<strong>de</strong>s não<br />
<strong>de</strong>sanimam a retomada e, segundo Behar, a Skam preten<strong>de</strong><br />
fechar gran<strong>de</strong>s contratos e, no mínimo, dobrar o número <strong>de</strong><br />
máquinas alugadas, <strong>de</strong> 56 <strong>para</strong> 112. “Com os novos planos, a<br />
empresa está otimista <strong>para</strong> , <strong>de</strong>clara.<br />
<strong>de</strong> comando e diagnóstico <strong>de</strong> <strong>de</strong>feitos, além <strong>de</strong> auxiliar os<br />
estudantes a elaborar inúmeros tipos <strong>de</strong> circuitos a partir <strong>de</strong><br />
esquemas tradicionais.<br />
O workshop apresentou os princípios <strong>de</strong> funcionamento e as<br />
principais características dos diversos componentes usados<br />
em comandos elétricos incluindo CLP (controlador lógico<br />
programável) e dispositivos discretos.<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
11
notícias<br />
Plataforma robótica po<strong>de</strong> ser utilizada<br />
em diferentes áreas da engenharia<br />
Desenvolvida pela PUC – Campinas, esta ferramenta permite<br />
avaliar áreas <strong>de</strong> acessibilida<strong>de</strong> <strong>para</strong> ca<strong>de</strong>irantes, incluindo<br />
o monitoramento <strong>de</strong> áreas <strong>de</strong> segurança. Essa é a proposta do<br />
projeto do Laboratório <strong>de</strong> Pesquisa em Sistemas Rádio, do Centro<br />
do Centro <strong>de</strong> Ciências Exatas, Ambiental e <strong>de</strong> Tecnologias<br />
(CEATEC) da Universida<strong>de</strong>.<br />
A Plataforma Robótica Multifuncional tem como objetivo<br />
atuar como uma re<strong>de</strong> <strong>de</strong> sensores, que funciona por meio <strong>de</strong><br />
um robô com a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> aten<strong>de</strong>r diferentes áreas da engenharia.<br />
O robô, por exemplo, po<strong>de</strong>ria <strong>de</strong>scobrir a temperatura<br />
e o grau <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> <strong>de</strong> uma área agrícola.<br />
Segundo o professor da Faculda<strong>de</strong> <strong>de</strong> Engenharia Elétrica<br />
e um dos responsáveis pela plataforma, Omar Branquinho <strong>de</strong><br />
Carvalho, o projeto além <strong>de</strong> ter diferentes funções, permite um<br />
aprendizado multifuncional das diferentes áreas da engenharia.<br />
“A robótica, talvez seja a área que permite a interdisciplinarida<strong>de</strong>.<br />
O projeto tem a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> alunos das engenharias<br />
elétrica, civil, ambiental, computação e outras áreas específicas<br />
como arquitetura”, explicou o professor.<br />
<strong>Atual</strong>mente, o trabalho é <strong>de</strong>senvolvido pelos alunos: Luís<br />
Henrique Pereira (Engenharia Elétrica), Milton Giral<strong>de</strong>lli Camargo<br />
Júnior (Engenharia Elétrica) e Allan Nicolau <strong>de</strong> Campos<br />
Romanato (Engenharia <strong>de</strong> Computação). Segundo o professor<br />
Branquinho, a integração dos diferentes cursos permite um melhor<br />
resultado do projeto. “Trabalhando juntos há uma sofisticação<br />
do trabalho <strong>para</strong> aten<strong>de</strong>r sempre novas necessida<strong>de</strong>s. Desta<br />
forma temos um forte engajamento dos alunos e um altíssimo<br />
grau <strong>de</strong> aprendizagem, em razão das mais diversas estratégias<br />
que <strong>de</strong>vem ser <strong>de</strong>senvolvidas”, conclui o professor.<br />
Produtos<br />
Linhas <strong>de</strong> disjuntores <strong>para</strong> os segmentos terciário e industrial<br />
A empresa Cemar Legrand disponibiliza<br />
as linhas <strong>de</strong> disjuntores (dispositivo <strong>de</strong><br />
segurança contra sobrecargas) termomagnéticos<br />
DRX e DPX caixa moldada<br />
(MCCB - Moul<strong>de</strong>d Case Circuit Breaker),<br />
que po<strong>de</strong>m ser utilizados em instalações<br />
<strong>de</strong> pequeno a gran<strong>de</strong> porte, em proteção<br />
<strong>de</strong> máquinas e, ainda, em outros tipos<br />
<strong>de</strong> equipamentos, no setor terciário ou<br />
industrial.<br />
O DRX é um disjuntor tipo caixa moldada<br />
<strong>de</strong> 15 a 250A com termomagnético<br />
fixo e po<strong>de</strong> ser aplicado juntamente com<br />
os quadros <strong>de</strong> distribuição QDETG da<br />
Cemar Legrand, como disjuntor geral.<br />
Disponíveis em dois tamanhos (DRX100<br />
e DRX250), sua montagem é <strong>de</strong> fácil aplicação<br />
e seus acessórios são os mesmos,<br />
12 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
o que diminui o número <strong>de</strong> referências.<br />
Para agilizar a montagem e a manutenção,<br />
sua tampa quando aberta fica basculante<br />
e fixa no disjuntor.<br />
Já o DPX é um mo<strong>de</strong>lo caixa moldada <strong>de</strong><br />
16 a 1600 A com termomagnético ajustável.<br />
Ambos foram <strong>de</strong>senvolvidos pela<br />
fábrica da Legrand em Bérgamo, na Itália,<br />
com a tecnologia do mercado europeu.<br />
Entre as principais características dos<br />
produtos utilizados nos setores terciário<br />
e industrial estão a robustez, a alta<br />
capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> ruptura, a possibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
instalação <strong>de</strong> acessórios <strong>para</strong> sinalização<br />
e o comando <strong>de</strong> disparo à distância. Além<br />
disso, são muito utilizados nas linhas<br />
<strong>de</strong> Quadros <strong>de</strong> Comando e <strong>de</strong> Painéis<br />
Modulares.<br />
O projeto da plataforma robótica começou há 4 anos, quando<br />
dois alunos da Faculda<strong>de</strong> <strong>de</strong> Engenharia Elétrica fizeram como<br />
Trabalho <strong>de</strong> Conclusão <strong>de</strong> Curso (TCC) a construção <strong>de</strong> um<br />
robô <strong>para</strong> medidas <strong>de</strong> intensida<strong>de</strong> <strong>de</strong> sinais <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s WiFi. Este<br />
trabalho resultou em uma dissertação <strong>de</strong> mestrado profissional<br />
em Telecomunicações da PUC-Campinas do aluno Fernando<br />
Lino. O professor Branquinho ainda explicou que com o projeto<br />
é possível realizar a inspeção <strong>de</strong> regiões contaminadas,<br />
inspeção <strong>de</strong> dutos na área <strong>de</strong> empresas <strong>de</strong> petróleo, água e ar<br />
condicionado.<br />
A linha <strong>de</strong> acessórios <strong>para</strong> os<br />
disjuntores DRX e DPX é completa<br />
e aten<strong>de</strong> as principais <strong>de</strong>mandas do<br />
mercado. Estão disponíveis: manoplas<br />
rotativas, bobinas <strong>de</strong> disparo, bobinas<br />
<strong>de</strong> alarme, bobina <strong>de</strong> disparo com<br />
mínima tensão, terminais <strong>de</strong> conexão<br />
e suportes <strong>para</strong> ca<strong>de</strong>ado (aten<strong>de</strong> aos<br />
requisitos da NR10).<br />
Com alta performance como dispositivo<br />
<strong>de</strong> proteção, as linhas DRX e<br />
DPX são compostas por disjuntores<br />
compactos, que não ocupam espaço<br />
na instalação. Vale lembrar, que o<br />
disjuntor é indicado <strong>para</strong> proteger<br />
os fios contra sobrecargas, não os<br />
equipamentos. Portanto, não se <strong>de</strong>ve<br />
substituir os disjuntores sem antes
avaliar os fios dos circuitos.<br />
Todos os mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> disjuntores comercializados<br />
pela Cemar Legrand seguem<br />
os mais rigorosos padrões do mercado<br />
mundial. As ofertas DRX e DPX são certificados<br />
conforme a IEC 60947-2 e estão<br />
<strong>de</strong> acordo com as principais normas<br />
mundiais, como a NEMA, JIS e KS.<br />
Características Técnicas:<br />
DRX:<br />
• Disponíveis no mo<strong>de</strong>lo tripolar <strong>de</strong> 15<br />
a 250 A;<br />
• Termomagnético fixo;<br />
• Acessórios comuns aos disjuntores <strong>de</strong><br />
100 A e 250 A;<br />
• Em dois tamanhos DRX100 e DRX250;<br />
• Capacida<strong>de</strong> nominal <strong>de</strong> interrupção<br />
NBR IEC 60947-2 – 220/240 V ~ - 65 kA<br />
Festo/Divulgação<br />
a 25 kA - 380/415 V~ - 36 kA a 10 kA;<br />
• Tensão nominal: 600V;<br />
• Certificados conforme norma IEC<br />
60947-2;<br />
• Não sofre interferência térmica até<br />
50ºC.<br />
DPX:<br />
• Disponíveis no mo<strong>de</strong>lo tripolar <strong>de</strong> 16 a<br />
1600 A;<br />
• Termomagnético ajustável em 5<br />
tamanhos: DPX125; DPX160; DPX250;<br />
DPX630 e DPX1250/1600;<br />
• Capacida<strong>de</strong> nominal <strong>de</strong> interrupção<br />
NBR IEC 60947-2 – 220/240 V ~ - 100 kA<br />
a 35 kA - 380/415 V~ - 70 kA a 25 kA;<br />
• Tensão nominal: 690 V;<br />
• Certificados conforme norma IEC<br />
60947-2.<br />
//notícias<br />
Fabricantes e as novida<strong>de</strong>s<br />
na Feira da Mecânica<br />
Bastante movimentado, o primeiro dia da 28ª Feira da<br />
Mecânica, reuniu <strong>de</strong>s<strong>de</strong> estudantes do Senai ou outras escolas<br />
técnicas até empresários do setor em busca <strong>de</strong> soluções <strong>para</strong><br />
as suas empresas.<br />
As empresas <strong>para</strong> não passarem <strong>de</strong>spercebidas, trouxeram o<br />
que têm <strong>de</strong> mais recente em seu portfólio. Como a Festo Automação<br />
que apresentou pela primeira vez no Brasil o AquaJelly,<br />
um robô que tem aparência e comportamento <strong>de</strong> uma águaviva.<br />
A Abimaq lançou, também na feira, o seu catálogo, que<br />
reúne informações sobre o setor <strong>de</strong> máquinas e equipamentos,<br />
praticamente um guia das empresas associadas.<br />
Para profissionais que necessitam <strong>de</strong> precisão geométrica,<br />
a Instrutherm apresentou o microscópio MDV-200 com visor<br />
LCD <strong>de</strong> 8” e resolução <strong>de</strong> 800 x 600 pixels. A empresa Wika,<br />
trouxe o seu mais novo transmissor da família C-2 <strong>para</strong> medição<br />
<strong>de</strong> pressão em compressores tipo <strong>para</strong>fuso, pistão e turbo. A<br />
Yaskawa pensou nas aplicações que necessitam do controle <strong>de</strong><br />
apenas um eixo <strong>de</strong> servomotor, ou ainda o controle individual<br />
e modular, então <strong>de</strong>senvolveu o mais novo controlador <strong>de</strong> máquinas,<br />
o MP2600iec com funções ponto-a-ponto, e controle<br />
<strong>de</strong> velocida<strong>de</strong>, entre outros.<br />
O AquaJelly é um<br />
dos <strong>de</strong>staques<br />
da área Bionic<br />
Learning da Festo.<br />
Disjuntor DPX, <strong>de</strong>senvolvido na Itália com<br />
tecnologia do mercado europeu.<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
13
notícias<br />
Jim Pakkala (à esquerda), Diretor Engenheiro da Dürr Systems Inc.<br />
recebe o prêmio das mãos <strong>de</strong> Mike Hanley da Ernst & Young.<br />
Balanço geral da Abimaq<br />
no ano <strong>de</strong> 2009<br />
A recessão mundial, apesar do menor impacto do Brasil,<br />
fez a indústria <strong>de</strong> máquinas e equipamentos cair <strong>para</strong> a média<br />
<strong>de</strong> faturamento do ano 2007, além <strong>de</strong> outros reflexos<br />
negativos como a queda no quadro <strong>de</strong> trabalhadores, com<br />
aproximadamente 15.000 <strong>de</strong>missões.<br />
Chegando ao total <strong>de</strong> R$ 6,26 bilhões, o faturamento<br />
nominal registrou uma queda <strong>de</strong> 7,3% em <strong>de</strong>zembro, se<br />
com<strong>para</strong>do com o mês anterior. No período <strong>de</strong> janeiro a<br />
<strong>de</strong>zembro <strong>de</strong> 2009, o fechamento atingiu R$ 64 bilhões,<br />
apresentando uma queda <strong>de</strong> 20% em relação ao mesmo<br />
período em 2008.<br />
Segundo o presi<strong>de</strong>nte da Abimaq, Luiz Aubert Neto, o<br />
BNDES foi importante <strong>para</strong> a sustentação da <strong>de</strong>manda. O<br />
PSI, Programa <strong>de</strong> Sustentação do Investimento, ao permitir<br />
o financiamento <strong>de</strong> Bens <strong>de</strong> Capital a custos internacionais<br />
(4,5% a.a.), passou a auxiliar o faturamento do setor no último<br />
trimestre, explicando assim o crescimento dos números<br />
nos últimos meses. “Se não fosse o PSI e a <strong>de</strong>soneração do<br />
IPI, que felizmente conseguimos prorrogar até junho <strong>de</strong> 2010,<br />
a queda teria sido pior”, afirma Aubert<br />
No setor <strong>de</strong> exportações, o ano <strong>de</strong> 2009 fechou em US$<br />
7.643,23 milhões, ou seja, uma queda <strong>de</strong> aproximadamente<br />
40,5% em relação a 2008. No mês <strong>de</strong> <strong>de</strong>zembro em relação<br />
a novembro do mesmo ano, a queda ficou em torno <strong>de</strong> 2,9%.<br />
No setor <strong>de</strong> importações, a queda foi <strong>de</strong> 14,3%, com<strong>para</strong>do<br />
a 2008, totalizando US$ 18.789 milhões. Em <strong>de</strong>zembro o<br />
ano fechou com um crescimento <strong>de</strong> 3,2% em relação a<br />
novembro <strong>de</strong> 2009.<br />
14 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
Dürr EcoDryScrubber recebe<br />
o Prêmio PACE 2010<br />
EcoDryScrubber, que nada mais é que o sistema <strong>de</strong> <strong>de</strong>posição<br />
seca <strong>de</strong> tinta da Dürr recebeu seu terceiro prêmio<br />
- o Automotive News PACE 2010 (Premier Automotive Suppliers<br />
Contribution to Excellence). Na cerimônia <strong>de</strong> entrega, que<br />
aconteceu em Detroit, o prestigioso prêmio <strong>de</strong>stacou<br />
fornecedores da indústria automotiva pela sua inovadora<br />
tecnologia e alta eficiência econômica.<br />
No ano passado, a <strong>de</strong>posição seca foi premiada duas vezes:<br />
recebeu em Paris o Prêmio SURCAR <strong>de</strong> Inovação, assim<br />
como o Prêmio Meio Ambiente <strong>de</strong> Ba<strong>de</strong>n-Wuerttemberg.<br />
Em 2008, a Dürr introduziu seu sistema <strong>para</strong> a <strong>de</strong>posição <strong>de</strong><br />
overspray. Des<strong>de</strong> então, a tecnologia ecologicamente correta<br />
foi vendida <strong>para</strong> 25 linhas <strong>de</strong> pintura em doze plantas, o que<br />
correspon<strong>de</strong> a mais <strong>de</strong> um sistema por mês.<br />
O EcoDryScrubber em termos ecológicos, <strong>de</strong> eficiência<br />
energética e <strong>de</strong> redução <strong>de</strong> custos, é o sistema <strong>de</strong> <strong>de</strong>posição<br />
seca que se<strong>para</strong> o overspray <strong>de</strong> tinta, sem o uso <strong>de</strong> água e<br />
coagulantes químicos, e não somente é superior à lavagem<br />
úmida convencional, como representa uma tecnologia relativamente<br />
simples e, além disso, mais segura. Não há nenhuma<br />
fonte <strong>de</strong> ignição na área <strong>de</strong> pintura, nenhuma alta tensão e,<br />
com isso, nenhum risco operacional. Além <strong>de</strong> ser fácil <strong>de</strong><br />
adaptar em plantas já existentes, não requer nenhuma área<br />
adicional, as vantagens do sistema são complementadas pela<br />
alta reciclagem <strong>de</strong> até 95% do ar utilizado. Assim o tamanho<br />
do insuflador e condicionador <strong>de</strong> ar é reduzido, tornandose<br />
<strong>de</strong>snecessária a recuperação <strong>de</strong> calor. O resultado é a<br />
redução das seções transversais da planta em até 35% e do<br />
consumo <strong>de</strong> energia na cabine <strong>de</strong> pintura <strong>de</strong> até 60%.<br />
Em 2009 foram vendidos mais quatro sistemas, com isso<br />
o número do mês <strong>de</strong> março foi <strong>para</strong> 12 EcoDryScrubber comercializados.<br />
Foi somado as instalações na Rehau, na Alemanha<br />
e na África do Sul, assim como na VW em Chattanooga<br />
nos Estados Unidos, os pedidos da Daimler Kecskemet, na<br />
Hungria, da FAW e da SGM respectivamente em Chengdu<br />
e em Yantai, na China e dois contratos <strong>de</strong> reconstrução <strong>de</strong><br />
planta <strong>de</strong> um fabricante europeu.<br />
“Estamos muito satisfeitos com o sucesso do EcoDryScrubbers<br />
e também por termos conseguido, em um curto<br />
espaço <strong>de</strong> tempo, entrar tão fortemente no mercado. Isso<br />
mostra que é época <strong>de</strong> um sistema simples, que po<strong>de</strong> ser<br />
empregado no mundo inteiro, in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte do clima e do<br />
tipo da tinta a ser utilizada.”, afirma Dirk Gorges, Diretor<br />
<strong>de</strong> Vendas da Área <strong>de</strong> Negócios ‘Sistemas <strong>de</strong> Pintura e<br />
Montagem Final’ da Dürr.
WEG promove encontro entre<br />
clientes e acadêmicos<br />
A empresa WEG fabricante <strong>de</strong> motores elétricos, apresentou<br />
os lançamentos da área <strong>de</strong> automação 2010 no campus<br />
da ULBRA. O encontro, contou com a presença <strong>de</strong> representantes<br />
<strong>de</strong> diversas empresas do setor, além <strong>de</strong> professores e<br />
alunos da Área <strong>de</strong> Tecnologia e Computação da ULBRA.<br />
De acordo com Marcus Silva, representante da WEG, o<br />
foco do encontro é a aproximação dos clientes com o meio<br />
acadêmico da empresa. “Todos os meses fazemos ativida<strong>de</strong>s<br />
<strong>para</strong> manter um bom relacionamento com todos nossos clientes.<br />
Nestes momentos buscamos mostrar o que a empresa<br />
tem <strong>de</strong> melhor <strong>para</strong> facilitar o trabalho e <strong>de</strong>senvolvimento<br />
<strong>de</strong> novas tecnologias, além <strong>de</strong> obtermos um feedback dos<br />
equipamentos já conhecidos. Hoje mostramos o controlador<br />
automático <strong>de</strong> potência, que possui um multi medidor <strong>de</strong><br />
gran<strong>de</strong>zas elétricas, eliminando uma série <strong>de</strong> outros equipamentos<br />
na hora <strong>de</strong> sua utilização”, explicou.<br />
Segundo o professor da ULBRA Eduardo Pedro Eidt, esta<br />
ativida<strong>de</strong> auxilia na integração do meio acadêmico com o<br />
mercado <strong>de</strong> trabalho e o meio industrial. “Buscamos possibilitar<br />
ao aluno, além do conhecimento teórico e prático<br />
<strong>de</strong> laboratório, o conhecimento <strong>de</strong> catálogos, produtos e<br />
equipamentos atuais e <strong>de</strong> alta tecnologia. O aluno chega ao<br />
mercado <strong>de</strong> trabalho mais pronto <strong>para</strong> a ativida<strong>de</strong> profissional,<br />
capacitado e <strong>de</strong>senvolvido <strong>para</strong> seleção e aplicação<br />
<strong>de</strong> produtos em projetos”, comentou.<br />
A ULBRA é parceira da empresa <strong>de</strong>s<strong>de</strong> a criação da Sala<br />
WEG, montada <strong>para</strong> oferecer uma sala/laboratório aos<br />
alunos da instituição e treinamento a clientes da empresa.<br />
Produtos<br />
A SKF do Brasil traz <strong>para</strong> o mercado o<br />
novo Fixturlaser XA Geometry, equipamento<br />
<strong>para</strong> alinhamento geométrico a<br />
laser com sistema <strong>de</strong> medição wireless. O<br />
dispositivo possui interface gráfica com<br />
ícones animados que mostram, <strong>de</strong> forma<br />
orientativa, não só os resultados obtidos<br />
em tempo real durante o processo <strong>de</strong><br />
análise, bem como aponta os ajustes que<br />
precisam ser realizados.<br />
Por ser uma tecnologia sem fio, o<br />
Fixturlaser XA Geometry permite total<br />
mobilida<strong>de</strong> <strong>para</strong> que o operador realize<br />
outros trabalhos durante o processo <strong>de</strong><br />
medição. Outra vantagem do produto é<br />
uma saída USB, que serve <strong>para</strong> transferir<br />
Curtas<br />
SKF lança equipamento <strong>para</strong> alinhamento <strong>de</strong> geometria a laser<br />
os resultados obtidos na medição <strong>para</strong><br />
um computador ou <strong>para</strong> um Pen Drive<br />
-, sem a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> utilização <strong>de</strong><br />
nenhum outro hardware ou software.<br />
“O novo equipamento permite que o<br />
operador fique totalmente focado na<br />
causa raiz do problema das máquinas, as<br />
medições <strong>de</strong> retilinida<strong>de</strong> e planicida<strong>de</strong> são<br />
fundamentais neste trabalho. Isso garante<br />
uma correção mais rápida e eficiente das<br />
falhas apresentadas, viabilizando maior<br />
produtivida<strong>de</strong> <strong>para</strong> o processo industrial”,<br />
explica Paulo Manoel, Gerente <strong>de</strong> Vendas<br />
<strong>de</strong> Produtos Condition Monitoring da<br />
SKF do Brasil.<br />
//notícias<br />
Lubiex Sistema Hidraúlico<br />
A Radiex Produtos Automotivos lançou o Lubiex Sistema<br />
Hidráulico - ISO 68, um novo produto <strong>de</strong> óleo lubrificante,<br />
voltado <strong>para</strong> o sistema hidráulico <strong>de</strong> tratores, implementos<br />
agrícolas e máquinas em geral.<br />
O lubrificante é indicado <strong>para</strong> sistemas <strong>de</strong> alta pressão,<br />
compressores e bombas <strong>de</strong>vido o alto índice <strong>de</strong> viscosida<strong>de</strong>,<br />
tipo AW. Suas características permitem baixar o<br />
atrito em sistemas hidráulicos, funcionando em baixa ou<br />
alta velocida<strong>de</strong>.<br />
Este produto da Radiex protege contra o <strong>de</strong>sgaste, e reduz<br />
a con<strong>de</strong>nsação <strong>de</strong> água no maquinário, após o encerramento<br />
da operação, impedindo a <strong>de</strong>terioração da bomba<br />
e evita a corrosão do sistema hidráulico, além <strong>de</strong> possuir<br />
resistência a contaminantes, formação <strong>de</strong> espuma e ter<br />
estabilida<strong>de</strong> térmica.<br />
Curtas<br />
Palro<br />
Em fevereiro a FujiSoft, companhia japonesa, apresentou o<br />
seu mais recente robô. O pequeno humanoi<strong>de</strong> é chamado<br />
<strong>de</strong> “Palro” tem como especialida<strong>de</strong> a comunicação com as<br />
pessoas que estão ao seu redor, <strong>de</strong>stinado a pesquisadores,<br />
engenheiros e estudantes como mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> teste.<br />
O Palro tem câmera integrada, microfone, luzes LED, altofalantes<br />
e um processador Intel Aton <strong>de</strong> 16 GHz.<br />
O robozinho me<strong>de</strong> 39,8 cm <strong>de</strong> altura e pesa 1,6 kg e <strong>de</strong>verá<br />
chegar ao mercado em março, <strong>para</strong> uso doméstico e acadêmico,<br />
com preço equivalente a pouco mais <strong>de</strong> 5,6 mil reais.<br />
Equipamento <strong>para</strong> alinhamento geométrico<br />
a laser com sistema <strong>de</strong> medição wireless.<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
15
case<br />
Rápido e fácil<br />
Pegar e posicionar<br />
micropeças com o VisionPro ®<br />
Quer se trate <strong>de</strong> fornecer componentes <strong>para</strong> a indústria automotiva<br />
ou fabricar produtos médicos, o sucesso das soluções<br />
<strong>de</strong> automação <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> três critérios: velocida<strong>de</strong>, precisão<br />
e facilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> uso. Os engenheiros da iTECH Engineering<br />
AG, em Bettlach, Suíça, criaram um sistema ultracompacto e<br />
extremamente eficiente <strong>para</strong> i<strong>de</strong>ntificação <strong>de</strong> peças e inspeção<br />
opcional. O iPLACE 300, associado ao software VisionPro®, da<br />
Cognex, agilizará a manipulação <strong>de</strong> pequenas peças — uma<br />
solução precisa!<br />
saiba mais<br />
Critérios <strong>para</strong> projetos <strong>de</strong> Automação<br />
Eficientes<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> 24<br />
Uma visão atual sobre os Sistemas<br />
Heterogêneos na Automação<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> 21<br />
Site do fabricante<br />
www.cognex.com<br />
16 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
Os mo<strong>de</strong>rnos sistemas pick-and-place (pegar e<br />
posicionar) registram peças com tecnologia <strong>de</strong><br />
visão confiável, assegurando um tempo curto<br />
<strong>de</strong> transição graças à operabilida<strong>de</strong> direta. A<br />
solução estado-da-arte da iTECH Engineering<br />
<strong>para</strong> manipulação precisa <strong>de</strong> micropeças<br />
acelera os processos <strong>de</strong> produção ao combinar<br />
software/hardware inteligente à simplicida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> manipulação. Associado ao VisionPro, o<br />
sistema piloto, que carrega o nome promissor<br />
<strong>de</strong> iPLACE 300, será posto em prática em<br />
breve por um conhecido fabricante suíço <strong>de</strong><br />
instrumentos odontológicos.<br />
Extremamente compacta e, ainda assim,<br />
muito robusta, esta solução autônoma é<br />
concebida <strong>para</strong> apanhar peças <strong>de</strong> precisão e<br />
<strong>de</strong>positá-las sobre pequenas paletes no local<br />
exigido, com exatidão <strong>de</strong> posicionamento <strong>de</strong><br />
0,05 mm. O iPLACE 300 me<strong>de</strong> apenas 860<br />
mm x 1200 mm x 1500 mm e pesa cerca <strong>de</strong><br />
500 kg em uma estrutura <strong>de</strong> aço sólida que<br />
garante a estabilida<strong>de</strong> do sistema high-tech.<br />
Esse dado é especialmente importante <strong>para</strong><br />
que o sistema <strong>de</strong> visão e a garra pneumática<br />
funcionem perfeitamente sobre uma área <strong>de</strong><br />
trabalho espaçosa, <strong>de</strong> 300 mm x 500 mm.<br />
Velocida<strong>de</strong> e concentração<br />
extremas<br />
As peças são alimentadas no iPLACE 300<br />
através <strong>de</strong> um vasto magazine com um gran<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>pósito. O equipamento periférico flexível<br />
proporciona fornecimento alternativo <strong>de</strong><br />
peças por meio <strong>de</strong> uma esteira transportadora<br />
servoacionada. O iPLACE 300 transfere as<br />
pequenas peças <strong>para</strong> a área <strong>de</strong> trabalho via<br />
indução <strong>de</strong> vibração. Fabricada em plástico<br />
transparente resistente a arranhões, também<br />
funciona como área <strong>de</strong> imagem <strong>para</strong> o sistema<br />
<strong>de</strong> visão, <strong>de</strong>senvolvido com o software<br />
VisionPro. A iluminação traseira variável<br />
projeta a disposição visivelmente contrastante<br />
das peças verticalmente <strong>para</strong> cima, sobre um<br />
espelho posicionado a um ângulo <strong>de</strong> 45°.<br />
Este espelho, então, transmite a imagem<br />
<strong>para</strong> uma câmera industrial fixa.<br />
Em segundo plano, a biblioteca <strong>de</strong><br />
ferramentas do VisionPro da Cognex,<br />
robusta e <strong>de</strong> alta performance, mostra do<br />
que é capaz: um processo que é invisível<br />
<strong>de</strong> fora, exceto pelo monitor, tornando-se<br />
ainda mais eficaz. A conexão tipo “arrastar<br />
e soltar” com a garra pneumática assegura a
F1. O iPLACE 300 i<strong>de</strong>ntifica peças pequenas utilizando o software <strong>de</strong><br />
visão inteligente VisionPro, pega-as com o novo robô <strong>de</strong> quatro eixos e<br />
as <strong>de</strong>posita com precisão, todo o processo leva apenas um segundo.<br />
F3. Compacta, veloz, precisa. A próxima versão do iPLACE 300 será<br />
móvel <strong>para</strong> tornar seu uso flexível em diferentes estações <strong>de</strong> trabalho.<br />
transmissão extremamente veloz <strong>de</strong> valores<br />
<strong>de</strong> imagem. Aqui, o VisionPro se concentra<br />
totalmente nas características críticas <strong>para</strong> a<br />
aceitação das pequenas peças. O software <strong>de</strong><br />
visão inteligente ignora quaisquer variações<br />
na aparência que não sejam críticas. Não<br />
há necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> pré-processar os dados<br />
da imagem, procedimento que costuma<br />
ser exaustivo. O resultado é a manipulação<br />
extremamente rápida <strong>de</strong> peças e o <strong>de</strong>senvolvimento<br />
fácil <strong>de</strong> aplicações <strong>de</strong> acordo com<br />
as especificações <strong>de</strong> novos produtos.<br />
Depois que o sistema <strong>de</strong> visão Cognex<br />
i<strong>de</strong>ntifica as posições das peças, um robô<br />
cartesiano com 4 eixos, <strong>de</strong>senvolvido recentemente<br />
pela iTECH Engineering, se <strong>de</strong>sloca<br />
sobre a área <strong>de</strong> trabalho e pega a pequena peça<br />
utilizando garras a vácuo ou um sistema <strong>de</strong><br />
garra tátil. Em seguida, ajusta o posicionamento<br />
exigido <strong>para</strong> posterior processamento<br />
– por exemplo, paletização no alimentador<br />
<strong>de</strong> ban<strong>de</strong>ja, packing no alimentador <strong>de</strong> fitas<br />
ou posicionamento vertical e inserção <strong>de</strong><br />
pequenos eixos em suportes <strong>de</strong> precisão. As<br />
garras <strong>de</strong> alta precisão po<strong>de</strong>m até mesmo virar<br />
ao contrário, com rapi<strong>de</strong>z e facilida<strong>de</strong>, peças<br />
estampadas - recurso que é especialmente<br />
importante <strong>para</strong> o projeto- piloto quando<br />
peças em miniatura estão sendo produzidas<br />
<strong>para</strong> instrumentos odontológicos. O tempo<br />
<strong>de</strong> ciclo <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificar, pegar e posicionar as<br />
peças é <strong>de</strong> apenas um segundo, número que<br />
impressiona.<br />
Dados po<strong>de</strong>rosos <strong>para</strong><br />
um <strong>de</strong>sempenho í<strong>de</strong>m<br />
Embora o iPLACE 300 seja totalmente<br />
autônomo em termos <strong>de</strong> operação, também<br />
po<strong>de</strong> ser incorporado a um sistema <strong>de</strong> produção<br />
<strong>de</strong> nível mais alto. Isso é garantido<br />
pelo PC integrado, que utiliza o VisionPro<br />
<strong>para</strong> analisar dados <strong>de</strong> imagem confiavelmente<br />
em frações <strong>de</strong> segundo. Depen<strong>de</strong>ndo<br />
dos requisitos da aplicação, o banco <strong>de</strong><br />
dados embutido contém qualquer número<br />
<strong>de</strong> sequências <strong>de</strong> manipulação livremente<br />
programáveis. Do lado do hardware, a velocida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> transição é aumentada via travas<br />
magnéticas precisas projetadas <strong>para</strong> a fixação<br />
das diferentes ferramentas-garra.<br />
Quando utilizado com o VisionPro<br />
como um “acelerador <strong>de</strong> dados <strong>de</strong> imagem”<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
case<br />
F2. Uma estrutura sólida aliada a uma tecnologia impressionante.<br />
Com peso total <strong>de</strong> 500 Kg, o iPLACE 300 é uma solução robusta com<br />
um <strong>de</strong>sign compacto.<br />
F4. Graças ao VisionPro, o iPLACE 300 pega e transfere até peças<br />
minúsculas como este pino utilizado em instrumentos odontológicos.<br />
inteligente, o iPLACE 300 também é capaz<br />
<strong>de</strong> avaliar a qualida<strong>de</strong> <strong>de</strong> peças pequenas<br />
empregando uma estação opcional <strong>de</strong> controle<br />
<strong>de</strong> peças. O VisionPro po<strong>de</strong> oferecer<br />
a experiência conquistada através dos mais<br />
<strong>de</strong> 500 mil sistemas instalados em todas<br />
as partes do mundo. Sua ampla biblioteca<br />
<strong>de</strong> ferramentas garante a otimização das<br />
imagens antes da inspeção. A tecnologia<br />
PatMax ® , por exemplo, po<strong>de</strong> ser usada<br />
<strong>para</strong> correspondência precisa <strong>de</strong> padrões,<br />
enquanto que o algoritmo IDMax ® é capaz<br />
<strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificar até códigos Data Matrix mal<br />
marcados. Outras ferramentas abrangentes<br />
<strong>de</strong> cor, medição e processamento <strong>de</strong> imagem<br />
asseguram otimização e processamento<br />
velozes e precisos.<br />
O iPLACE 300, com seu <strong>de</strong>sign modular<br />
inteligente, po<strong>de</strong> ser combinado à flexibilida<strong>de</strong><br />
oferecida pela tecnologia <strong>de</strong> visão Cognex<br />
<strong>para</strong> reduzir os tempos <strong>de</strong> entrega e, consequentemente,<br />
os custos. À prova <strong>de</strong> falhas,<br />
graças ao hardware e ao software <strong>de</strong> máxima<br />
qualida<strong>de</strong>, a solução garante tranquilida<strong>de</strong><br />
<strong>para</strong> o trabalho <strong>de</strong> produção e o posterior<br />
processamento <strong>de</strong> micropeças. MA<br />
17
manufatura<br />
Aumento <strong>de</strong> produção com<br />
redução <strong>de</strong> custos <strong>de</strong> pintura<br />
Novo sistema <strong>de</strong><br />
pintura <strong>de</strong> eixos<br />
As instalações <strong>de</strong> pintura da Dürr significam redução <strong>de</strong> tempo<br />
<strong>de</strong> ciclo e melhoria da qualida<strong>de</strong> <strong>de</strong> pintura. A instalação em<br />
funcionamento há mais <strong>de</strong> um ano na fábrica da Merce<strong>de</strong>s-<br />
Benz em Kassel, na Alemanha comprova tal afirmação. Lá são<br />
produzidos eixos e sistemas <strong>de</strong> eixos <strong>para</strong> caminhões, ônibus,<br />
vans e reboques, bem como eixos <strong>de</strong> direção e componentes<br />
<strong>para</strong> automóveis.<br />
saiba mais<br />
Pintura Automatizada Dürr – Processo<br />
mais seguro com tempo<br />
Reduzido <strong>de</strong> produção<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> 43<br />
Site do fabricante:<br />
www.durr.com<br />
A<br />
18 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
nova instalação <strong>de</strong> pintura da Dürr é utilizada<br />
principalmente <strong>para</strong> a pintura <strong>de</strong> eixos <strong>de</strong><br />
veículos <strong>de</strong> transporte <strong>de</strong> 3,5 t e 5 t. A Dürr<br />
forneceu uma instalação <strong>de</strong> pintura <strong>de</strong> alta<br />
qualida<strong>de</strong> que opera com uma velocida<strong>de</strong><br />
máxima <strong>de</strong> tempo <strong>de</strong> ciclo <strong>de</strong> 60 segundos<br />
em funcionamento contínuo.<br />
Quando os eixos chegam da montadora, eles<br />
são levados por uma esteira transportadora<br />
<strong>para</strong> a instalação <strong>de</strong> pintura, se<strong>para</strong>dos em<br />
tipos e na or<strong>de</strong>m da técnica <strong>de</strong> transporte que<br />
os leva ao processo <strong>de</strong> pintura. Em duas áreas<br />
<strong>de</strong> trabalho, cada uma equipada com um<br />
guindaste, os eixos são pendurados em ciclo<br />
<strong>de</strong> 60 segundos nos carros <strong>de</strong> transporte do<br />
‘Transportador Power&Free’. Eixos especiais<br />
que, geralmente, são fabricados em quantida<strong>de</strong>s<br />
menores, são levados se<strong>para</strong>damente<br />
às áreas <strong>de</strong> trabalho e em combinação são<br />
transportados à instalação <strong>de</strong> pintura. Para<br />
garantir um funcionamento contínuo em<br />
toda a instalação, o abastecimento <strong>de</strong> eixos<br />
po<strong>de</strong> ser controlado através <strong>de</strong> um <strong>de</strong>pósito<br />
<strong>de</strong> unida<strong>de</strong>s em processo localizado antes<br />
da cabine <strong>de</strong> pintura.<br />
Paulo Sentieiro - Dürr Brasil Ltda.<br />
paulo.sentieiro@durr.com.br<br />
Na cabine <strong>de</strong> pintura dois robôs da<br />
Dürr do tipo EcoRP 6F, equipados com o<br />
pulverizador EcoGun2 <strong>de</strong> alto rendimento,<br />
aplicam um verniz <strong>de</strong> proteção. O EcoRP<br />
6F possui seis eixos <strong>de</strong> livre programação<br />
e são caracterizados pela alta qualida<strong>de</strong> e<br />
eficiência <strong>de</strong> aplicação, alta disponibilida<strong>de</strong><br />
e pouca manutenção. O verniz <strong>de</strong> proteção<br />
é aquecido a uma temperatura <strong>de</strong> 60°C <strong>para</strong><br />
a aplicação.<br />
A cabine <strong>de</strong> pintura, que funciona com<br />
circulação <strong>de</strong> ar, tem ainda mais uma característica<br />
especial: por exemplo <strong>para</strong> po<strong>de</strong>r<br />
reagir rapidamente, em caso <strong>de</strong> manutenção,<br />
ela po<strong>de</strong> em um curto espaço <strong>de</strong> tempo<br />
ser arejada. Com isso, a concentração <strong>de</strong><br />
solventes na cabine é tão reduzida, que os<br />
trabalhadores da manuteção po<strong>de</strong>m entrar<br />
sem usar máscaras.<br />
Além da cabine <strong>de</strong> pintura a Dürr<br />
fornceu também a instalação técnica completa<br />
inclusive <strong>de</strong> todas as áreas funcionais,<br />
como a área <strong>de</strong> mistura <strong>de</strong> tinta e também<br />
a área <strong>de</strong> eliminação <strong>de</strong> lamas <strong>de</strong> tinta com<br />
arejamento, assim como a purificação do
ar extraído. O sistema <strong>de</strong> purificação <strong>de</strong><br />
ar térmico do tipo Ecopure<br />
MA<br />
® TAR garante<br />
a limpeza apropriada, retirando a poluição<br />
<strong>de</strong> solventes do ar <strong>de</strong> exaustão. O compacto<br />
Ecopure ® TAR forma a base do sistema.<br />
Este sistema <strong>de</strong> purificação constitui-se <strong>de</strong><br />
fornalha, queimador e trocador <strong>de</strong> calor<br />
integrado <strong>para</strong> o pré-aquecimento do ar e foi<br />
entregue pré-montado em Kassel. Lá, <strong>de</strong>pois<br />
da montagem dos dutos <strong>de</strong> ar e da ligação<br />
eletroeletrônica, o sistema <strong>de</strong> purificação<br />
do ar estava em pouco tempo pronto <strong>para</strong><br />
entrar em funcionamento. A energia térmica<br />
remanescente do gás purificado <strong>de</strong>ixa o aparelho<br />
compacto por um trocador <strong>de</strong> calor,<br />
este por sua vez aproveita a energia térmica<br />
<strong>para</strong> aquecimento da estufa da nova instalação.<br />
Consequentemente, os eixos pintados<br />
serão curados 25% com energia regenerada.<br />
Em produção máxima, isto representa uma<br />
economia <strong>de</strong> energia <strong>de</strong> 80 kWh.<br />
Depois do resfriamento os eixos que<br />
pesam até 400 kg, <strong>de</strong>ixam a instalação<br />
<strong>de</strong> pintura na mesma or<strong>de</strong>m, em que eles<br />
entraram. Um sistema <strong>de</strong> reconhecimento<br />
automático <strong>de</strong> peças divi<strong>de</strong> os eixos <strong>de</strong> acordo<br />
com seu tipo, em dois pontos <strong>de</strong> retirada. Nos<br />
pontos <strong>de</strong> <strong>de</strong>scarga os guindastes pegam os<br />
eixos do ‘Transportador Power&Free’ e os<br />
colocam em carregadores. Cada carregador,<br />
equipados com cinco eixos, são colocados nos<br />
caminhões e transportados <strong>para</strong> a fábrica.<br />
Os carregadores vazios são transportados<br />
<strong>de</strong> volta em dois caminhões vazios, que<br />
são atribuidos aos diferentes eixos, e <strong>de</strong> lá,<br />
<strong>de</strong> novo, levados aos respectivos pontos <strong>de</strong><br />
carregamento.<br />
A Daimler está muito satisfeita com<br />
a execução e eficiência das instalações na<br />
fábrica da Mece<strong>de</strong>s-Benz em Kassel. Além<br />
da melhoria na qualida<strong>de</strong> <strong>de</strong> pintura, os<br />
tempos <strong>de</strong> ciclos também pu<strong>de</strong>ram ser<br />
reduzidos em média 10% por eixo.<br />
A Dürr é um grupo <strong>de</strong> engenharia <strong>de</strong> máquinas<br />
e instalações industriais. Cerca <strong>de</strong> 80% <strong>de</strong><br />
suas transações comerciais são realizadas em<br />
negócios com a indústria automotiva. Além<br />
disso, a Dürr abastece a indústria aeronáutica,<br />
a indústria mecânica e a indústria química e<br />
farmacêutica com tecnologia inovadora nas<br />
áreas <strong>de</strong> produção e meio ambiente. O Grupo<br />
Dürr atua no mercado em duas áreas empresariais:<br />
Sistemas <strong>de</strong> Pintura e Montagem Final e;<br />
Máquinas e Sistemas <strong>de</strong> Medição e Processos.<br />
A Divisão <strong>de</strong> Sistemas <strong>de</strong> Pintura e Montagem<br />
Final oferece tecnologia <strong>de</strong> produção e pintura;<br />
principalmente <strong>para</strong> carrocerias <strong>de</strong> automóveis.<br />
A Dürr está presente em 47 localida<strong>de</strong>s, situadas<br />
em 21 países.<br />
F1. Pintura <strong>de</strong> eixo na cabine por um dos robôs da Dürr do tipo EcoRP 6F.<br />
F2. A nova instalação <strong>de</strong> pintura da Dürr vista por fora.<br />
F3. Ecopur ® TAR compacto, o sistema <strong>de</strong> purificação <strong>de</strong> ar térmico.<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
manufatura<br />
19
manufatura<br />
I<strong>de</strong>ntificação<br />
Experimental<br />
do mo<strong>de</strong>lo matemático da<br />
Cinética <strong>de</strong> remoção <strong>de</strong> resíduos<br />
E<strong>de</strong>rson C. L. <strong>de</strong> Oliveira dos Santos<br />
Fabrizio Eduardo Centineo<br />
Giancarlo Rodrigues Puga<br />
Marcio Chiarlitti<br />
Omar Gonzalo Oseguera Perez<br />
Rubens Gedraite<br />
Leo Kunigk<br />
O<br />
saiba mais<br />
SEBORG, D. E. et al. Process<br />
Dynamics and Control. Singapore:<br />
Wiley, 1989.<br />
SMITH, C. L. Digital computer<br />
process control. Scranton, PA:<br />
Intext Educational Publisher, 1972.<br />
SALVAGNINI, W. & GEDRAITE,<br />
R. Rotina <strong>de</strong> Experimento<br />
<strong>para</strong> trocador <strong>de</strong> calor feixe<br />
tubular. São Caetano do Sul, SP:<br />
CEUN-IMT, 2001<br />
20 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
Com o objetivo <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificar experimentalmente as funções <strong>de</strong><br />
transferência que representam os comportamentos dinâmicos<br />
das variáveis <strong>de</strong> processo que interferem no funcionamento <strong>de</strong><br />
um sistema <strong>de</strong> limpeza CIP. A meta a ser alcançada consiste em<br />
<strong>de</strong>finir uma função-objetivo que permita otimizar o processo.<br />
As funções <strong>de</strong> transferência obtidas serão empregadas em um<br />
algoritmo computacional que permitirá a previsão do valor <strong>de</strong><br />
uma variável do processo usada como figura <strong>de</strong> mérito <strong>para</strong> a<br />
análise da otimização alcançada<br />
contato dos alimentos com superfícies mal<br />
higienizadas po<strong>de</strong> aumentar a incidência<br />
<strong>de</strong> micro-organismos prejudicando sua<br />
qualida<strong>de</strong>. A presença <strong>de</strong> resíduos também<br />
ocasiona problemas operacionais nos<br />
equipamentos, pois acarreta queda dos<br />
rendimentos nas trocas térmicas e aumento<br />
<strong>de</strong> perda <strong>de</strong> carga do sistema. Esses fatores<br />
são suficientes <strong>para</strong> justificar a importância<br />
da execução <strong>de</strong> um correto plano <strong>de</strong><br />
higienização dos insumos utilizados no<br />
processamento <strong>de</strong> alimentos.<br />
Por serem procedimentos que requerem<br />
<strong>para</strong>das <strong>de</strong> produção, os processos <strong>de</strong><br />
higienização, muitas vezes, são realizados<br />
<strong>de</strong> forma negligenciada pelas empresas.<br />
Portanto, é <strong>de</strong> fundamental importância<br />
que sejam estudados e otimizados, através<br />
do estabelecimento das cinéticas <strong>de</strong> remoção<br />
<strong>de</strong> resíduos <strong>de</strong> cada etapa do processo.<br />
O estabelecimento do tempo a<strong>de</strong>quado<br />
ao processo <strong>de</strong> higienização é fundamental<br />
<strong>para</strong> a eficiência do processo. Deve ser<br />
suficientemente longo <strong>para</strong> que as reações<br />
químicas e as interações físicas ocorram a<br />
contento; mas não <strong>de</strong>ve ser excessivo, pois<br />
reduziria a produtivida<strong>de</strong> da indústria.<br />
Um processo <strong>de</strong> higienização é composto<br />
pelas seguintes etapas: pré-lavagem, ação<br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>tergentes, enxágue e sanitização. As<br />
etapas estudadas serão: a pré-lavagem e o<br />
enxágue. A primeira consiste na ação <strong>de</strong><br />
água sobre os resíduos <strong>para</strong> que estes sejam<br />
parcialmente removidos da superfície dos<br />
equipamentos; somente os mais fracamente<br />
a<strong>de</strong>ridos são retirados nesta etapa do pro-
cesso. O enxágue também se caracteriza<br />
pela passagem <strong>de</strong> água no equipamento,<br />
porém com função precípua <strong>de</strong> remoção<br />
do <strong>de</strong>tergente químico utilizado.<br />
Dois parâmetros envolvidos nestes<br />
processos foram objetos <strong>de</strong> análise neste<br />
trabalho: vazão <strong>de</strong> escoamento e temperatura.<br />
O primeiro está relacionado com<br />
a ação cisalhante proporcionada pela água<br />
sobre a superfície, enquanto o segundo<br />
permite melhor solubilização dos resíduos,<br />
facilitando sua remoção.<br />
O equipamento empregado neste trabalho<br />
foi um trocador <strong>de</strong> calor <strong>de</strong> placas,<br />
muito utilizado na indústria <strong>de</strong> <strong>de</strong>rivados<br />
<strong>de</strong> leite, porém <strong>de</strong> difícil higienização, pois<br />
as temperaturas envolvidas durante seu<br />
funcionamento acarretam, entre outros,<br />
<strong>de</strong>snaturação protéica que dificulta a retirada<br />
dos resíduos, obrigando a realização<br />
<strong>de</strong> <strong>para</strong>das mais frequentes.<br />
O sistema <strong>de</strong> higienização adotado<br />
mais comumente em um trocador <strong>de</strong> calor<br />
<strong>de</strong> placas é o CIP (Clean in Place). Este<br />
método propicia maior rapi<strong>de</strong>z ao processo<br />
por não haver necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> realização <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>smonte do equipamento.<br />
Em um processo CIP, o tempo <strong>de</strong> escoamento<br />
das soluções, em cada etapa do<br />
processo <strong>de</strong> higienização, é o parâmetro <strong>de</strong><br />
maior facilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> manipulação e, por isso,<br />
o fator preferido <strong>de</strong> redução. Porém, se for<br />
alterado <strong>de</strong> forma não criteriosa, po<strong>de</strong>rá<br />
ocasionar a não efetivida<strong>de</strong> do processo.<br />
A prática <strong>de</strong> higienização <strong>de</strong> equipamentos<br />
pela indústria <strong>de</strong> alimentos baseia-se em<br />
experiências empíricas, <strong>de</strong>ixando o setor<br />
à mercê <strong>de</strong> informações provenientes dos<br />
fornecedores <strong>de</strong> <strong>de</strong>tergentes e sanitizantes.<br />
Parâmetros semi-empíricos são adotados a<br />
partir <strong>de</strong> resultados finais <strong>de</strong> higienização<br />
consi<strong>de</strong>rados satisfatórios. A complexida<strong>de</strong><br />
dos fenômenos existentes nas reações <strong>de</strong><br />
remoção requer o aumento <strong>de</strong> trabalhos<br />
científicos que possam contribuir com os<br />
procedimentos adotados industrialmente.<br />
Melhorar os resultados <strong>de</strong> um processo requer<br />
a otimização <strong>de</strong> cada etapa individualmente.<br />
Portanto, este trabalho procurará <strong>de</strong>terminar a<br />
cinética <strong>de</strong> remoção <strong>de</strong> resíduos em duas etapas<br />
do processo <strong>de</strong> higienização <strong>de</strong> um trocador <strong>de</strong><br />
calor <strong>de</strong> placas usado na pasteurização <strong>de</strong> leite:<br />
pré-enxague através da avaliação da variação<br />
da concentração <strong>de</strong> cálcio, ao longo do tempo,<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
manufatura<br />
na água empregada nesta fase; e no enxágue,<br />
através da análise da variação da alcalinida<strong>de</strong>,<br />
ao longo do tempo, da água empregada <strong>para</strong><br />
remoção do <strong>de</strong>tergente alcalino.<br />
O Processo <strong>de</strong> Sanitização<br />
<strong>de</strong> Instalações Industriais<br />
Alimentícias<br />
Des<strong>de</strong> os primórdios da civilização<br />
humana, a conservação dos alimentos foi<br />
uma das necessida<strong>de</strong>s do ser humano. Esta<br />
ativida<strong>de</strong> era essencial <strong>para</strong> garantir a qualida<strong>de</strong><br />
dos alimentos durante o período <strong>de</strong><br />
inverno ou durante <strong>de</strong>slocamentos.<br />
Vários tipos <strong>de</strong> sistemas <strong>de</strong> conservação<br />
dos alimentos foram <strong>de</strong>senvolvidos ao longo<br />
dos séculos: salgar e <strong>de</strong>fumar carnes e peixes,<br />
secar ao sol carnes e frutas, etc. Mais<br />
recentemente, após os trabalhos <strong>de</strong> Louis<br />
Pasteur, passou-se a utilizar a técnica <strong>de</strong><br />
ferver os alimentos e mantê-los hermeticamente<br />
selados <strong>para</strong> evitar a entrada <strong>de</strong><br />
ar e <strong>de</strong> microrganismos.<br />
Com o advento da era industrial os alimentos<br />
passaram a ser processados e várias<br />
tecnologias foram criadas <strong>para</strong> sua elaboração,<br />
manuseio, conservação e transporte. O pro-<br />
21
manufatura<br />
cessamento dos alimentos por máquinas levou<br />
à necessida<strong>de</strong> do <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> várias<br />
técnicas <strong>para</strong> a limpeza das mesmas após o<br />
seu uso, <strong>de</strong> maneira a não <strong>de</strong>ixar resíduos<br />
on<strong>de</strong> pu<strong>de</strong>ssem proliferar microrganismos<br />
que iriam contaminar outros alimentos a<br />
serem processados posteriormente.<br />
A limpeza e a subsequente esterilização<br />
ou <strong>de</strong>sinfecção <strong>de</strong> qualquer item, ou<br />
equipamento <strong>de</strong> uma instalação industrial<br />
<strong>de</strong> processamento <strong>de</strong> alimentos, produtos<br />
farmacêuticos ou <strong>de</strong> bebidas, <strong>de</strong>ve ser realizada<br />
com o máximo cuidado e atenção <strong>para</strong><br />
assegurar a qualida<strong>de</strong> do produto final.<br />
No início, o processo <strong>de</strong> limpeza, era um<br />
processo manual, o qual ainda é utilizado<br />
em instalações industriais <strong>de</strong> pequeno porte.<br />
Nestes casos, é vital que haja uma meticulosa<br />
atenção nos <strong>de</strong>talhes, pois, <strong>de</strong>vido a razões<br />
<strong>de</strong> saú<strong>de</strong> e segurança, somente soluções<br />
químicas brandas e frias (<strong>de</strong>tergentes)<br />
po<strong>de</strong>m ser empregadas.<br />
A fabricação <strong>de</strong> produtos farmacêuticos,<br />
alimentícios e bebidas seria gran<strong>de</strong>mente<br />
facilitada se os equipamentos e tubulações<br />
usados em seu processamento pu<strong>de</strong>ssem<br />
ser <strong>de</strong>smontados, postos em uma pia,<br />
vigorosamente escovados e então colocados<br />
em um esterilizador <strong>para</strong> remover<br />
os contaminantes (HARROLD, 2000).<br />
Obviamente que a as técnicas <strong>de</strong> limpeza<br />
empregadas em laboratório são impraticáveis<br />
na maioria das instalações industriais<br />
<strong>de</strong> gran<strong>de</strong> escala <strong>de</strong> produção. Os vasos,<br />
equipamentos e tubulações <strong>de</strong>vem ser<br />
limpos no local on<strong>de</strong> estão instalados. O<br />
Processo <strong>de</strong> Limpeza no Local (“Clean<br />
in Place” – CIP) é um dos processos <strong>de</strong><br />
limpeza mais comumente utilizados na<br />
indústria <strong>para</strong> assegurar que as tubulações<br />
e os equipamentos estejam livres <strong>de</strong> contaminantes<br />
orgânicos e inorgânicos.<br />
O processo <strong>de</strong> limpeza CIP po<strong>de</strong> ser<br />
executado tanto <strong>de</strong> forma manual quanto<br />
<strong>de</strong> forma automática. Nos processos executados<br />
<strong>de</strong> forma manual, é o operador<br />
do processo quem executa as manobras<br />
necessárias nas válvulas e equipamentos,<br />
bem como o controle dos parâmetros do<br />
processo, a saber: tempos, temperaturas<br />
e concentrações. Nos processos executados<br />
<strong>de</strong> forma automática, é tipicamente<br />
empregado um CLP <strong>para</strong> executar as<br />
sequências <strong>de</strong> operações requeridas e<br />
assim realizar um controle total sobre<br />
os parâmetros do processo.<br />
22 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
F1. Pré-enxágue do sistema em estudo com água recuperada.<br />
F2. Limpeza do sistema em estudo com solução <strong>de</strong> soda cáustica.<br />
Diferentes receitas <strong>de</strong> controle <strong>para</strong> sistemas<br />
CIP po<strong>de</strong>m ser pré-programadas no<br />
CLP, conferindo uma gran<strong>de</strong> versatilida<strong>de</strong><br />
aos mesmos <strong>para</strong> a execução <strong>de</strong> limpeza em<br />
diferentes equipamentos.<br />
Na sequência, será apresentada, <strong>de</strong><br />
forma simplificada, um sistema CIP<br />
composto por três tanques e as etapas<br />
típicas que este <strong>de</strong>ve aten<strong>de</strong>r (ZIEMANN-<br />
LIES, s.d.).<br />
A primeira etapa consiste no pré-enxágue<br />
do equipamento do processo com água<br />
recuperada proveniente do tanque <strong>de</strong> água<br />
recuperada. Esta pré-lavagem visa remover<br />
do equipamento do processo, e também das<br />
tubulações, todo material sólido porventura<br />
existente e/ou líquidos residuais que ainda<br />
permanecem no equipamento do processo<br />
e nas tubulações. Adicionalmente, é<br />
executado o pré-aquecimento <strong>de</strong>sta água<br />
<strong>de</strong> pré-enxágue <strong>para</strong> evitar que ocorra o<br />
choque térmico no sistema a ser limpo. O<br />
aquecimento é feito até a temperatura típica<br />
<strong>de</strong> 50 ºC, sendo a água recuperada transportada<br />
através do sistema formado pelas<br />
tubulações e pelo equipamento <strong>de</strong> processo<br />
por meio <strong>de</strong> bomba centrífuga. A água <strong>de</strong><br />
pré-enxágue efluente do equipamento do
F3. Enxágue intermediário do sistema em estudo com água tratada.<br />
F4. Esterilização do sistema em estudo com água quente.<br />
processo é <strong>de</strong>scartada. A figura 1 mostra<br />
esta etapa do processo.<br />
A segunda etapa consiste na limpeza do<br />
equipamento do processo com uma solução<br />
<strong>de</strong> soda cáustica proveniente do tanque <strong>de</strong><br />
soda quente. Nesta etapa, uma solução <strong>de</strong><br />
soda cáustica (<strong>de</strong>tergente) previamente<br />
pre<strong>para</strong>da é encaminhada ao equipamento<br />
<strong>de</strong> processo <strong>para</strong> a limpeza do mesmo. Esta<br />
solução é aquecida até a temperatura a<strong>de</strong>quada<br />
<strong>de</strong> trabalho (85 ºC) e é feita escoar<br />
através do processo em circuito fechado,<br />
retornando ao tanque <strong>de</strong> soda quente. A<br />
figura 2 ilustra esta etapa do processo.<br />
A terceira etapa consiste no enxágue<br />
intermediário com água tratada proveniente<br />
da re<strong>de</strong> <strong>de</strong> utilida<strong>de</strong>s. Tipicamente,<br />
esta água <strong>de</strong> enxágue intermediário é<br />
pré-aquecida a 50 ºC com o objetivo <strong>de</strong><br />
manter aquecido todo o circuito a ser<br />
limpo. A etapa <strong>de</strong> enxágue intermediário<br />
visa remover o <strong>de</strong>tergente (solução<br />
<strong>de</strong> soda cáustica) do sistema. A água <strong>de</strong><br />
enxágue efluente do equipamento <strong>de</strong><br />
processo é feita retornar ao tanque <strong>de</strong> água<br />
recuperada, sendo a duração <strong>de</strong>sta etapa<br />
<strong>de</strong>finida pela condutivida<strong>de</strong> elétrica da<br />
água efluente. A operação é interrompida<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
manufatura<br />
quando a concentração <strong>de</strong> resíduos <strong>de</strong><br />
soda cáustica na água for inferior a um<br />
valor mínimo pré-estabelecido. A figura<br />
3 exibe esta etapa do processo.<br />
A quarta etapa consiste na esterilização<br />
do equipamento do processo com o<br />
emprego <strong>de</strong> água quente proveniente do<br />
tanque <strong>de</strong> água quente. Tipicamente, esta<br />
água <strong>de</strong> esterilização do equipamento <strong>de</strong>ve<br />
ser pré-aquecida a 90 ºC e feita circular<br />
através do equipamento em circuito fechado<br />
durante, pelo menos, 15 minutos. A figura<br />
4 <strong>de</strong>monstra esta etapa do processo.<br />
A quinta etapa consiste no enxágue<br />
final do equipamento <strong>de</strong> processo com<br />
água tratada proveniente da re<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
utilida<strong>de</strong>s. Tipicamente, esta água <strong>de</strong><br />
enxágue final é pré-aquecida a 50 ºC <strong>para</strong><br />
evitar o choque térmico no equipamento<br />
<strong>de</strong> processo e, na sequência, <strong>de</strong>ve ser<br />
gradualmente resfriada até a temperatura<br />
ambiente. Este resfriamento gradual visa<br />
promover a diminuição da temperatura<br />
do equipamento <strong>de</strong> processo, <strong>de</strong>ixandoo<br />
em condições a<strong>de</strong>quadas <strong>de</strong> posterior<br />
utilização. A água tratada efluente do<br />
equipamento do processo po<strong>de</strong> ser direcionada<br />
ao tanque <strong>de</strong> água recuperada,<br />
ou <strong>de</strong>scartada <strong>para</strong> dreno. A figura 5<br />
ilustra esta etapa do processo.<br />
Materiais e Métodos<br />
No intuito <strong>de</strong> se alcançar o objetivo<br />
proposto neste trabalho, foi eleito o<br />
trocador <strong>de</strong> calor existente na instalação<br />
piloto do bloco I <strong>para</strong> servir <strong>de</strong> protótipo<br />
<strong>de</strong> planta industrial a ser submetida ao<br />
processo <strong>de</strong> limpeza CIP. Foi escolhido<br />
o leite como matéria- prima alimentar a<br />
ser estudada, por se tratar <strong>de</strong> alimento<br />
tipicamente consumido em larga escala<br />
no mercado brasileiro e cujo processamento<br />
industrial usa em larga escala os<br />
sistemas <strong>de</strong> limpeza CIP.<br />
Materiais Utilizados<br />
A figura 6 representa o sistema utilizado<br />
<strong>para</strong> obtenção dos dados necessários<br />
ao mo<strong>de</strong>lamento matemático da cinética<br />
<strong>de</strong> remoção dos resíduos das pare<strong>de</strong>s do<br />
trocador <strong>de</strong> calor.<br />
O funcionamento do sistema estudado<br />
é <strong>de</strong>finido pela circulação do produto<br />
pelos tubos, promovido por uma bomba<br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>slocamento positivo (1), fazendo<br />
com que o fluido do processo no estado<br />
23
manufatura<br />
líquido seja submetido a 4 passagens no<br />
interior dos tubos do trocador <strong>de</strong> calor.<br />
A bomba centrífuga (2) é responsável<br />
pela circulação da água <strong>de</strong> aquecimento<br />
através da carcaça do trocador <strong>de</strong> calor.<br />
A temperatura da água <strong>de</strong> aquecimento é<br />
controlada através da válvula <strong>de</strong> controle (3)<br />
que é responsável por ajustar a quantida<strong>de</strong><br />
do vapor, gerado por uma cal<strong>de</strong>ira do tipo<br />
flamo tubular instalada em ambiente próprio<br />
e a<strong>de</strong>quado <strong>para</strong> o seu funcionamento<br />
a<strong>de</strong>quado e seguro.<br />
Neste trabalho, o trocador <strong>de</strong> calor foi<br />
o ambiente <strong>de</strong> estudo. Nele foi promovida<br />
a sujida<strong>de</strong> <strong>para</strong> posterior estudo do processo<br />
<strong>de</strong> limpeza (ambos serão <strong>de</strong>scritos<br />
posteriormente).<br />
No <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong>ste trabalho<br />
foram utilizados os seguintes materiais e<br />
equipamentos:<br />
• Trocador <strong>de</strong> calor do tipo feixe tubular<br />
existente na planta- piloto do Bloco<br />
I do CEUN-IMT;<br />
• Sistema integrado <strong>de</strong> aquecimento<br />
do fluido <strong>de</strong> processo, composto<br />
por: (i)- bomba centrífuga; (ii)bomba<br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>slocamento positivo;<br />
(iii)- reservatório intermediário <strong>de</strong><br />
armazenamento <strong>de</strong> água quente;<br />
(iv)- tanque intermediário <strong>de</strong> armazenamento<br />
<strong>de</strong> produto a ser processado<br />
termicamente; (v)- tubulação <strong>de</strong><br />
processo e (vi)- válvulas <strong>de</strong> controle<br />
e <strong>de</strong> bloqueio;<br />
• Cal<strong>de</strong>ira flamotubular <strong>para</strong> geração <strong>de</strong><br />
vapor <strong>de</strong> água usado no aquecimento<br />
do sistema estudado;<br />
• Microcomputador do tipo PC usado<br />
<strong>para</strong> a coleta eletrônica e armazenamento<br />
dos dados <strong>de</strong> interesse do<br />
processo;<br />
• Sistema eletrônico <strong>de</strong> coleta <strong>de</strong> dados<br />
marca NATIONAL® formado por<br />
Placa Eletrônica mo<strong>de</strong>lo NI PCI-6259<br />
e software LABVIEW®;<br />
• Elementos sensores <strong>de</strong> temperatura<br />
do tipo termoresistor Pt 100Ω (04<br />
peças);<br />
• Medidor <strong>de</strong> Vazão marca METRO-<br />
VAL, que opera pelo princípio das<br />
engrenagens ovais;<br />
• Inversor <strong>de</strong> frequência marca ABB;<br />
• Medidor <strong>de</strong> pH, marca MICRONAL,<br />
mo<strong>de</strong>lo B-474;<br />
• Válvula pneumática <strong>de</strong> 3 vias e 2 posições,<br />
Marca FESTO, mo<strong>de</strong>lo MPPE-3-1/2-<br />
24 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
F5. Resfriamento do sistema em estudo com água tratada proveniente da re<strong>de</strong>.<br />
F6. Trocador <strong>de</strong> calor <strong>de</strong> feixe tubular <strong>de</strong> contato indireto.<br />
1-010-B, com controle proporcional <strong>de</strong><br />
pressão <strong>de</strong> 0 a 1 bar por meio <strong>de</strong> sinal<br />
Elétrico <strong>de</strong> 0 a 10 Vcc (linear);<br />
• Controlador lógico programável, marca<br />
FESTO, mo<strong>de</strong>lo CPX (197330);<br />
• Aplicativo computacional FST, marca<br />
FESTO, usado <strong>para</strong> a configuração do<br />
controlador lógico programável;<br />
• Fonte <strong>de</strong> Tensão, marca MURR,<br />
mo<strong>de</strong>lo 85162, com tensão <strong>de</strong> entrada<br />
variável entre 95 V e 265 V e tensão<br />
<strong>de</strong> saída constante e igual a 24 Vcc<br />
com capacida<strong>de</strong> máxima <strong>de</strong> corrente<br />
<strong>de</strong> saída igual a 2,5 A<br />
• Leite em pó integral e instantâneo<br />
da marca VENCEDOR.<br />
Metodologia empregada<br />
Para se obter os dados experimentais, o<br />
primeiro passo foi fazer com que o trocador<br />
<strong>de</strong> calor entrasse em regime estacionário<br />
com relação ao balanço térmico. Isto foi
F7. Placa <strong>de</strong> aquisição <strong>de</strong> dados usada no trabalho. F8. Régua <strong>de</strong> bornes usada no trabalho.<br />
alcançado colocando-se o controlador em<br />
modo automático e injetando-se vapor <strong>de</strong><br />
água saturado a 1,5 kgf∕cm2 na entrada<br />
do casco. Este vapor <strong>de</strong> água é misturado<br />
com a água no estado líquido proveniente<br />
<strong>de</strong> um reservatório cilíndrico vertical. Este<br />
reservatório <strong>de</strong>sempenha o papel <strong>de</strong> um<br />
sistema <strong>de</strong> acúmulo <strong>de</strong> energia.<br />
Foram realizados seis experimentos mantendo<br />
duas variáveis constantes e aplicando um<br />
<strong>de</strong>grau na terceira variável consi<strong>de</strong>rada.<br />
Para o procedimento <strong>de</strong> sujar o trocador<br />
<strong>de</strong> calor estudado visando a sua posterior<br />
limpeza, foi utilizado leite em pó integral<br />
instantâneo como agente incrustante do<br />
sistema estudado. Vale ressaltar que na<br />
etapa inicial dos trabalhos foram realizados<br />
testes com bicarbonato <strong>de</strong> cálcio, soro e<br />
maizena. Contudo, os resultados não foram<br />
satisfatórios. Para cada ensaio, foram<br />
dissolvidos 5 kg <strong>de</strong> leite em 40l <strong>de</strong> água.<br />
Na sequência, o leite em pó reconstituído<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
manufatura<br />
foi feito circular pelo trocador <strong>de</strong> calor na<br />
temperatura <strong>de</strong> 85 °C por aproximadamente<br />
uma hora.<br />
O procedimento <strong>de</strong> limpeza do trocador<br />
<strong>de</strong> calor foi iniciado logo após o sistema ter<br />
sido submetido ao processo <strong>de</strong> incrustação<br />
pelos resíduos do leite, conforme <strong>de</strong>scrito<br />
na sequência:<br />
• Foi executada a retirada manual <strong>de</strong><br />
todo leite que se encontrava no interior<br />
dos tubos do trocador <strong>de</strong> calor;<br />
25
manufatura<br />
• O trocador <strong>de</strong> calor foi <strong>de</strong>ixado em<br />
repouso por aproximadamente uma<br />
hora <strong>para</strong> que fosse consolidado o<br />
processo <strong>de</strong> incrustação nas pare<strong>de</strong>s<br />
do mesmo;<br />
• Foi pre<strong>para</strong>da uma solução <strong>de</strong> NaOH<br />
a 0,5% em peso que foi o <strong>de</strong>tergente<br />
utilizado <strong>para</strong> realizar a limpeza;<br />
• Foi executado o ajuste do valor dos<br />
parâmetros que interferem diretamente<br />
no processo <strong>de</strong> limpeza, a saber:<br />
temperatura, vazão e concentração<br />
do agente <strong>de</strong> limpeza;<br />
• A vazão do <strong>de</strong>tergente – solução <strong>de</strong><br />
NaOH – foi feita escoar através dos<br />
tubos do trocador <strong>de</strong> calor por uma<br />
hora. Tanto a temperatura <strong>de</strong> saída dos<br />
tubos do trocador <strong>de</strong> calor quanto a<br />
vazão da solução foram controladas.<br />
O pH da solução foi monitorado<br />
utilizando o aplicativo <strong>de</strong>senvolvido<br />
<strong>para</strong> monitoração, armazenamento <strong>de</strong><br />
dados e controle do sistema em estudo.<br />
Os dados foram armazenados, <strong>para</strong><br />
posterior emprego na i<strong>de</strong>ntificação<br />
experimental do mo<strong>de</strong>lo matemático<br />
da planta.<br />
• Depois <strong>de</strong> concluída a etapa anterior,<br />
foi feita a retirada manual do<br />
<strong>de</strong>tergente que ainda permanecia<br />
no interior dos tubos do trocador<br />
<strong>de</strong> calor.<br />
• Na sequência, foi executada a verificação<br />
visual da efetivida<strong>de</strong> da<br />
limpeza efetuada com o emprego<br />
do <strong>de</strong>tergente.<br />
• Depois <strong>de</strong> executada a etapa <strong>de</strong>scrita<br />
no item anterior, foi circulada água<br />
<strong>de</strong> enxágue <strong>para</strong> retirar os resíduos<br />
remanescentes do <strong>de</strong>tergente <strong>de</strong> <strong>de</strong>ntro<br />
dos tubos do trocador <strong>de</strong> calor.<br />
Após o cumprimento das etapas anteriormente<br />
citadas, o trocador <strong>de</strong> calor po<strong>de</strong><br />
ser consi<strong>de</strong>rado limpo.<br />
O SECD utilizado foi composto dos<br />
seguintes itens: (i)- um microcomputador<br />
do tipo PC já existente; (ii)- uma placa<br />
<strong>de</strong> aquisição <strong>de</strong> dados do fabricante NA-<br />
TIONAL INSTRUMENTS, mo<strong>de</strong>lo:<br />
NI PCI-6259, com capacida<strong>de</strong> <strong>para</strong> até 4<br />
saídas analógicas <strong>de</strong> 16 bits, 48 entradas e<br />
saídas digitais e faixa <strong>de</strong> operação <strong>de</strong> -10 V<br />
a +10 V e (iii)- do aplicativa LABVIEW®,<br />
empregado <strong>para</strong> realizar o monitoramento,<br />
aquisição <strong>de</strong> dados e controle do processo.<br />
A figura 7 apresenta uma ilustração da<br />
26 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
F9. Diagrama <strong>de</strong> blocos do LABVIEW®.<br />
F10. Gráfico representando o comportamento das temperaturas durante<br />
processo <strong>de</strong> limpeza do trocador <strong>de</strong> calor, no experimento 1.<br />
F11. Gráfico representando o comportamento do pH durante processo<br />
<strong>de</strong> limpeza do trocador <strong>de</strong> calor, no experimento 1.
F12. Gráfico representando o comportamento das temperaturas durante<br />
processo <strong>de</strong> limpeza do trocador <strong>de</strong> calor, no experimento 2.<br />
F13. Gráfico representando o comportamento do pH durante processo<br />
<strong>de</strong> limpeza do trocador <strong>de</strong> calor, no experimento 2.<br />
F14. Gráfico representando o comportamento da vazão durante processo<br />
<strong>de</strong> limpeza do trocador <strong>de</strong> calor, no experimento 2.<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
manufatura<br />
placa <strong>de</strong> aquisição <strong>de</strong> dados utilizada e a<br />
figura 8 mostra a placa borneira empregada<br />
nos experimentos.<br />
Foram utilizadas quatro entradas analógicas<br />
<strong>para</strong> a medição das temperaturas, uma<br />
entrada analógica <strong>para</strong> medição da vazão, uma<br />
saída analógica <strong>para</strong> controle do inversor <strong>de</strong><br />
frequência e uma saída analógica <strong>para</strong> controle<br />
da válvula proporcional <strong>de</strong> pressão.<br />
Posteriormente, foi <strong>de</strong>senvolvida a<br />
configuração <strong>de</strong> aplicativo computacional<br />
<strong>de</strong>dicado à coleta dos dados adquiridos em<br />
experimentos realizados.<br />
O aplicativo LabVIEW® (acrônimo<br />
<strong>para</strong> Laboratory Virtual Instrument Engineering<br />
Workbench) é uma linguagem <strong>de</strong><br />
programação gráfica criada pela empresa<br />
NATIONAL INSTRUMENTS. A primeira<br />
versão surgiu em 1986 <strong>para</strong> máquinas<br />
Macintosh e atualmente existem também<br />
ambientes <strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolvimento integrados<br />
<strong>para</strong> os Sistemas Operacionais Windows®,<br />
Linux e Solaris®.<br />
Os principais campos <strong>de</strong> aplicação do<br />
LabVIEW® são a realização <strong>de</strong> medições<br />
e a automação. A programação é feita <strong>de</strong><br />
acordo com o mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong> dados,<br />
o que oferece a esta linguagem vantagens<br />
<strong>para</strong> a aquisição <strong>de</strong> dados e <strong>para</strong> a sua<br />
manipulação.<br />
Os instrumentos que compõem os programas<br />
escritos na linguagem do LabVIEW®<br />
são chamados <strong>de</strong> instrumentos virtuais ou,<br />
simplesmente, VIs. São compostos pelo<br />
painel frontal, que contém a interface, e pelo<br />
diagrama <strong>de</strong> blocos, que contém o código<br />
gráfico do programa. O programa não é<br />
processado por um interpretador, mas sim<br />
compilado. Deste modo, o seu <strong>de</strong>sempenho<br />
é comparável ao exibido pelas linguagens<br />
<strong>de</strong> programação <strong>de</strong> alto nível. A linguagem<br />
gráfica do LabVIEW® é chamada “G”.<br />
(http://pt.wikipedia.org/wiki/Labview,<br />
acessado em 10 <strong>de</strong> outubro <strong>de</strong> 2009).<br />
O <strong>de</strong>senvolvimento do programa principal<br />
foi elaborado através da programação<br />
<strong>de</strong> outros subprogramas, <strong>para</strong> facilitar a<br />
organização e teste das funções necessárias. A<br />
figura 9 apresenta a tela da programação da<br />
interface <strong>de</strong>senvolvida usando a linguagem<br />
G do LabVIEW®.<br />
Resultados Obtidos<br />
Os resultados experimentais obtidos com<br />
a bancada experimental empregada neste<br />
trabalho são apresentados neste capítulo.<br />
27
manufatura<br />
F15. Gráfico representando o comportamento das temperaturas durante<br />
processo <strong>de</strong> limpeza do trocador <strong>de</strong> calor, no experimento 3.<br />
F16. Gráfico representando o comportamento do pH durante processo<br />
<strong>de</strong> limpeza do trocador <strong>de</strong> calor, no experimento 3.<br />
F17. Evolução temporal do pH na água <strong>de</strong> enxágue efluente<br />
dos tubos do trocador <strong>de</strong> calor <strong>para</strong> a vazão <strong>de</strong> 13 l/min.<br />
28 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
A figura 10 exibe o gráfico do comportamento<br />
temporal das temperaturas do<br />
trocador <strong>de</strong> calor <strong>para</strong> o primeiro ensaio<br />
realizado.<br />
A figura 11 traz o gráfico do comportamento<br />
temporal do pH medido na<br />
tubulação <strong>de</strong> saída do trocador <strong>de</strong> calor<br />
<strong>para</strong> o primeiro ensaio realizado.<br />
A figura 12 ilustra o gráfico do comportamento<br />
temporal das temperaturas do<br />
trocador <strong>de</strong> calor <strong>para</strong> o segundo ensaio<br />
realizado.<br />
A figura 13 apresenta o gráfico do<br />
comportamento temporal dos valores <strong>de</strong><br />
pH medidos na tubulação <strong>de</strong> saída do<br />
trocador <strong>de</strong> calor e também no tanque<br />
<strong>de</strong> alimentação <strong>para</strong> o segundo ensaio<br />
realizado.<br />
A figura 14 mostra o gráfico do comportamento<br />
temporal dos valores <strong>de</strong> vazão<br />
medidos na tubulação <strong>de</strong> saída do trocador<br />
<strong>de</strong> calor <strong>para</strong> o segundo ensaio realizado.<br />
A figura 15 mostra o gráfico do comportamento<br />
temporal dos valores das temperaturas<br />
do trocador <strong>de</strong> calor <strong>para</strong> o terceiro<br />
ensaio realizado.<br />
A figura 16 traz o gráfico do comportamento<br />
temporal dos valores <strong>de</strong> pH medidos<br />
na tubulação <strong>de</strong> saída do trocador <strong>de</strong> calor<br />
e também no tanque <strong>de</strong> alimentação <strong>para</strong><br />
o terceiro ensaio realizado.<br />
Análise e Discussão dos<br />
Resultados Obtidos<br />
A partir da seleção <strong>de</strong> trechos a<strong>de</strong>quados<br />
dos valores obtidos nos experimentos,<br />
foram construídos os gráficos apresentados<br />
nas figuras 17 e 18. Estes ilustram o comportamento<br />
temporal dos valores <strong>de</strong> pH<br />
medido e mo<strong>de</strong>lado correspon<strong>de</strong>ntes às<br />
concentrações <strong>de</strong> NaOH presentes na água<br />
<strong>de</strong> enxágue efluente da saída do trocador <strong>de</strong><br />
calor estudado <strong>para</strong> cada umas das vazões<br />
consi<strong>de</strong>radas.<br />
Os gráficos foram construídos com base<br />
na metodologia proposta por ZIEGLER<br />
& NICHOLS (1942) consi<strong>de</strong>rando a<br />
i<strong>de</strong>ntificação experimental aproximada<br />
dos parâmetros do mo<strong>de</strong>lo.<br />
Para o gráfico da figura 17 foram obtidos<br />
os seguintes parâmetros <strong>para</strong> a função<br />
<strong>de</strong> transferência que mo<strong>de</strong>la o comportamento<br />
do sistema: (i)- ganho do processo<br />
(kp) = 0,14982 pH/L.min-1; (ii)- atraso<br />
<strong>de</strong> transporte (θ) = 11 s e (iii)- atraso <strong>de</strong><br />
transferência (τ)= 18 s.
Para o gráfico da figura 18 foram obtidos<br />
os seguintes parâmetros <strong>para</strong> a função <strong>de</strong><br />
transferência que mo<strong>de</strong>la o comportamento do<br />
sistema: (i)- ganho do processo (kp) = 0,154691<br />
pH/L.min-1; (ii)- atraso <strong>de</strong> transporte (θ) = 5<br />
s e (iii)- atraso <strong>de</strong> transferência (τ)= 25 s.<br />
Analisando os comportamentos temporais<br />
das variações <strong>de</strong> pH apresentadas nas figuras<br />
17 e 18, po<strong>de</strong>-se perceber que os valores apresentados<br />
pelos mo<strong>de</strong>los matemáticos obtidos<br />
representam <strong>de</strong> forma a<strong>de</strong>quada e coerente<br />
os respectivos comportamentos reais do pH.<br />
Po<strong>de</strong>-se verificar, também, que o emprego<br />
<strong>de</strong> um valor mais elevado <strong>para</strong> a vazão do<br />
fluido circulante permitiu obter um menor<br />
valor <strong>de</strong> pH em um tempo menor.<br />
Os valores obtidos <strong>para</strong> os ganhos das<br />
funções <strong>de</strong> transferência sugerem pouca<br />
influência no comportamento temporal do<br />
F18. Evolução temporal do pH na água <strong>de</strong> enxágue efluente<br />
dos tubos do trocador <strong>de</strong> calor <strong>para</strong> a vazão <strong>de</strong> 9 l/min.<br />
F19. Evolução temporal do pH na água <strong>de</strong> enxágue efluente dos tubos<br />
do trocador <strong>de</strong> calor <strong>para</strong> a <strong>de</strong>grau na temperatura <strong>de</strong> 6,5 °C.<br />
pH, apresentando praticamente o mesmo<br />
valor. Consi<strong>de</strong>rando o fato <strong>de</strong> que a vazão<br />
apresenta uma influência maior no processo<br />
<strong>de</strong> remoção dos resíduos, seria <strong>de</strong> se esperar<br />
que os ganhos fossem significativamente<br />
diferentes. Uma possível explicação <strong>para</strong> esta<br />
diferença entre o comportamento esperado<br />
e o verificado po<strong>de</strong> estar relacionada com<br />
o fato <strong>de</strong> que o processo <strong>de</strong> incrustação não<br />
foi a<strong>de</strong>quadamente realizado.<br />
Os gráficos mostrados na figura 19 e<br />
20 ilustram o comportamento temporal dos<br />
valores <strong>de</strong> pH medido e mo<strong>de</strong>lado correspon<strong>de</strong>ntes<br />
às concentrações <strong>de</strong> NaOH presentes<br />
na água <strong>de</strong> enxágue efluente da saída do<br />
trocador <strong>de</strong> calor estudado <strong>para</strong> cada umas<br />
das temperaturas consi<strong>de</strong>radas.<br />
Para o gráfico da figura 19 foram obtidos<br />
os seguintes parâmetros <strong>para</strong> a função <strong>de</strong><br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
manufatura<br />
29
manufatura<br />
transferência que mo<strong>de</strong>la o comportamento<br />
do sistema: (i)- ganho do processo (kp) =<br />
0,15 pH/°C; (ii)- atraso <strong>de</strong> transporte (θ) = 30<br />
s e (iii)- atraso <strong>de</strong> transferência (τ)= 700 s.<br />
Para o gráfico da figura 20 foram obtidos<br />
os seguintes parâmetros <strong>para</strong> a função <strong>de</strong><br />
transferência que mo<strong>de</strong>la o comportamento<br />
do sistema: (i)- ganho do processo (kp) =<br />
0,1 pH/°C; (ii)- atraso <strong>de</strong> transporte (θ) = 30<br />
s e (iii)- atraso <strong>de</strong> transferência (τ)= 190 s.<br />
Analisando os comportamentos temporais<br />
das variações <strong>de</strong> pH apresentadas nas figuras<br />
19 e 20, po<strong>de</strong>-se perceber que os valores<br />
apresentados pelos mo<strong>de</strong>los matemáticos<br />
obtidos representam <strong>de</strong> forma a<strong>de</strong>quada<br />
e coerente os respectivos comportamentos<br />
reais do pH.<br />
Po<strong>de</strong>-se verificar, inclusive, que o comportamento<br />
apresentado pelo gráfico da<br />
figura 20 sugere uma resposta mais rápida<br />
do sistema, consi<strong>de</strong>rando o <strong>de</strong>grau aplicado<br />
na temperatura <strong>de</strong> operação <strong>de</strong> estado estacionário<br />
igual a 90 °C.<br />
Conclusões<br />
A bancada <strong>de</strong> estudos <strong>de</strong>senvolvida<br />
teve sua eficácia comprovada pelos estudos<br />
que foram possíveis realizar através <strong>de</strong> suas<br />
ferramentas.<br />
Dos estudos <strong>de</strong> remoção <strong>de</strong> resíduos<br />
do trocador <strong>de</strong> calor realizados através da<br />
bancada, concluímos que com base nos<br />
resultados experimentais obtidos po<strong>de</strong>-se<br />
afirmar que foi verificada uma redução no<br />
tempo <strong>de</strong> limpeza do equipamento, com a<br />
correspon<strong>de</strong>nte redução <strong>de</strong> energia com o<br />
F20. Evolução temporal do pH na água <strong>de</strong> enxágue efluente dos tubos do trocador <strong>de</strong> calor <strong>para</strong> a <strong>de</strong>grau na temperatura <strong>de</strong> 6,3 °C.<br />
30 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
Referências Bibliográficas<br />
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and cleaning time. Institution of Chemical<br />
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CARLOTTI FILHO, M. A. C. Estudo da<br />
cinética <strong>de</strong> remoção <strong>de</strong> resíduos <strong>de</strong> cálcio<br />
e <strong>de</strong> <strong>de</strong>tergente alcalino nas etapas <strong>de</strong><br />
pré-lavagem e <strong>de</strong> enxágue em um trocador<br />
<strong>de</strong> calor <strong>de</strong> placas, São Caetano do Sul, SP:<br />
CEUN-IMT, 2008. Mestrado<br />
GARCIA, C. Mo<strong>de</strong>lagem e Simulação<br />
<strong>de</strong> Processos Industriais e <strong>de</strong> Sistemas<br />
Eletromecânicos. São Paulo, SP: EDUSP,<br />
2005, 678p.<br />
GORMEZANO, L. Desenvolvimento e<br />
implementação <strong>de</strong> sistema <strong>para</strong> avaliar a<br />
cinética <strong>de</strong> remoção <strong>de</strong> resíduos presentes<br />
nos tubos <strong>de</strong> trocador <strong>de</strong> calor feixe<br />
tubular, São Caetano do Sul, SP: CEUN-IMT,<br />
2007. Mestrado .<br />
acionamento <strong>de</strong> equipamentos, água, vapor e<br />
redução do tempo <strong>de</strong> máquina <strong>para</strong>da, assim<br />
obtendo um ganho <strong>de</strong> produtivida<strong>de</strong>.<br />
Deve ser ressaltado que os valores <strong>de</strong><br />
vazão empregados nos ensaios foram limitados<br />
em função do tipo <strong>de</strong> bomba empregado na<br />
planta- piloto do Bloco I, que não permitiu o<br />
emprego <strong>de</strong> valores mais elevados <strong>de</strong> vazão,<br />
por se tratar <strong>de</strong> bomba <strong>de</strong> rotor helicoidal,<br />
que tipicamente fornece elevada pressão <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>scarga e baixa vazão.<br />
A alteração da quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> NaOH po<strong>de</strong><br />
contribuir <strong>de</strong> forma significativa na redução<br />
do tempo <strong>de</strong> resposta do sistema e <strong>de</strong>ve ser<br />
investigado com bastante critério.<br />
HALL, Carl W., FAVRA, A. W., TRIPPER, A.<br />
L. Encyclopedia of Food Engineering, 1971.<br />
USA: Avi Pub Co, 1000p.<br />
HARROLD, Dave. Automate CIP, track pipe<br />
status. Control Engineering, Dezembro<br />
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KHS – Ziemann Lies. Sistema ACIP. [s.i.s.d.].<br />
06p<br />
MELO JR., P.A. & PINTO, J. C. C. da S.<br />
Introdução à Mo<strong>de</strong>lagem Matemática e<br />
Dinâmica Não Linear <strong>de</strong> Processos Químicos.<br />
Rio <strong>de</strong> Janeiro, RJ: COPPE - UFRJ,<br />
2008.<br />
MILLER, J. R. et al. A comparison of controller<br />
tuning techniques. Control Engineering,<br />
v.14, n. 12, p. 72, Dec. 1967.<br />
OGATA, K. B. Engenharia <strong>de</strong> Controle<br />
Mo<strong>de</strong>rno. Rio <strong>de</strong> Janeiro, RJ: Prentice-Hall<br />
do Brasil, 1998, 811 p.<br />
Foi constatada uma significativa dificulda<strong>de</strong><br />
no processo <strong>de</strong> incrustação, que originalmente<br />
se pensava ser muito mais simples.<br />
Os mo<strong>de</strong>los matemáticos ajustados são<br />
preliminares e <strong>de</strong>vem ser revisados <strong>para</strong> que<br />
se obtenham dados <strong>de</strong> melhor qualida<strong>de</strong>.<br />
Em princípio, eles representam <strong>de</strong> forma<br />
coerente o fenômeno estudado.<br />
Com base nos resultados preliminares<br />
obtidos, sugere-se a continuida<strong>de</strong> dos<br />
trabalhos, visando <strong>de</strong>finir e implementar<br />
estratégia <strong>de</strong> controle multivariável baseada<br />
no comportamento do sistema estudado<br />
e que permita alcançar o objetivo <strong>de</strong><br />
redução <strong>de</strong> custos.<br />
MA
manufatura<br />
Aplicação <strong>de</strong> Lean<br />
Manufacturing<br />
em metalúrgica <strong>de</strong> médio porte<br />
Este artigoapresenta uma aplicação das ferramentas <strong>de</strong> Lean Manufacturing em um fluxo produtivo<br />
<strong>de</strong> uma empresa metalúrgica <strong>de</strong> médio porte. Utilizou-se como metodologia o estudo <strong>de</strong> caso, e como<br />
técnicas <strong>de</strong> coleta <strong>de</strong> dados a observação e entrevista <strong>para</strong> elaborar o mapeamento do fluxo <strong>de</strong> valor do<br />
clavete <strong>de</strong> ½ , produto <strong>de</strong> maior <strong>de</strong>manda da Rudloff Industrial Ltda. O mapeamento <strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong> valor<br />
proporcionou visualizar os <strong>de</strong>sperdícios do processo, o que direcionou o estudo à aplicação <strong>de</strong> ferramentas<br />
que buscam eliminá-los. I<strong>de</strong>ntificou-se também que os <strong>de</strong>sperdícios existentes no processo <strong>de</strong> produção<br />
do clavete <strong>de</strong> ½” resultavam em um lead time elevado. Uma das principais ferramentas utilizadas <strong>para</strong> a<br />
eliminação <strong>de</strong> <strong>de</strong>sperdícios foi o Kanban, que permitiu um controle visual e uma produção conforme a<br />
<strong>de</strong>manda. Os resultados obtidos com a aplicação <strong>de</strong> ferramentas <strong>de</strong> Lean Manufacturing apresentaram<br />
níveis satisfatórios quanto à redução do lead time (redução <strong>de</strong> 78%) e minimização <strong>de</strong> <strong>de</strong>sperdícios, o<br />
que proporcionou uma redução no tempo <strong>de</strong> processamento <strong>de</strong> 11,5%<br />
Elison Fukabori<br />
Fernanda Terzini Soares<br />
Luiza Bacchi Curotto<br />
Marcos Vinicius Liberato<br />
saiba mais<br />
MOURA, R. A. Kanban: a simplicida<strong>de</strong><br />
do controle da produção.<br />
São Paulo: IMAN, 1999.<br />
WOMACK, J.P. et al. The machine<br />
that changed the world. New<br />
York: Rawson Associates, 1990.<br />
C<br />
32 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
om o aumento da concorrência <strong>de</strong>vido ao<br />
excesso <strong>de</strong> capacida<strong>de</strong> fabril e à globalização,<br />
as empresas sentiram a necessida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> se adaptarem <strong>de</strong> forma a prosperarem.<br />
Assim, as organizações, <strong>para</strong> garantirem<br />
uma posição sólida no seu mercado, vêm<br />
gastando consi<strong>de</strong>ráveis esforços e recursos<br />
no sentido <strong>de</strong> promover a melhoria contínua<br />
do processo <strong>de</strong> manufatura eliminando os<br />
<strong>de</strong>sperdícios. Para isso, segundo Corrêa e<br />
Gianesi (1996), gran<strong>de</strong> parte das empresas<br />
tem se empenhado na implementação <strong>de</strong><br />
processos <strong>de</strong> transformação <strong>de</strong> acordo com<br />
as técnicas da filosofia <strong>de</strong> produção enxuta<br />
(Lean Manufacturing), motivando iniciativas<br />
no sentido <strong>de</strong> sistematizar e adaptar<br />
as técnicas japonesas <strong>de</strong> produção às suas<br />
necessida<strong>de</strong>s. Porém, nota-se na prática,<br />
que muitas empresas não aplicam correta<br />
e amplamente estes preceitos.<br />
Observaram-se em uma empresa metalúrgica<br />
<strong>de</strong> médio porte, <strong>de</strong>ficiências no<br />
processo produtivo do produto <strong>de</strong> maior<br />
<strong>de</strong>manda <strong>de</strong>monstradas por diversos<br />
fatores, <strong>de</strong>ntre eles:<br />
• Alto nível <strong>de</strong> estoque em processo;<br />
• Longas distâncias percorridas pelo<br />
produto <strong>de</strong>ntro da fábrica sem agregação<br />
<strong>de</strong> valor;<br />
• Capacida<strong>de</strong> produtiva limitada por<br />
uma operação “gargalo”;<br />
• Operações <strong>de</strong>snecessárias que não<br />
agregam valor e geram custos;<br />
• Ausência <strong>de</strong> controle visual da<br />
produção;<br />
•<br />
Lead time elevado.<br />
Diante das <strong>de</strong>ficiências i<strong>de</strong>ntificadas na<br />
empresa, acreditou-se que com a aplicação<br />
das ferramentas <strong>de</strong> Lean Manufacturing, tais<br />
como o sistema Just-in-time, mapeamento
<strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong> valores, Kanban, baseadas no<br />
Sistema Toyota <strong>de</strong> Produção, a empresa<br />
aumentaria sua capacida<strong>de</strong> produtiva da<br />
operação gargalo, diminuiria seus <strong>de</strong>sperdícios<br />
e reduziria seu lead time.<br />
Assim, o objetivo <strong>de</strong>ste artigo consistiu<br />
na aplicação das ferramentas <strong>de</strong> Lean Manufacturing<br />
na empresa Rudloff Industrial<br />
Ltda., com o propósito <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificar as<br />
fontes <strong>de</strong> <strong>de</strong>sperdícios, e <strong>de</strong>ssa forma, propor<br />
melhorias <strong>para</strong> o processo produtivo do<br />
produto <strong>de</strong> maior <strong>de</strong>manda, <strong>de</strong> modo a:<br />
• Reduzir os <strong>de</strong>sperdícios;<br />
• Aumentar a capacida<strong>de</strong> produtiva<br />
da operação gargalo i<strong>de</strong>ntificada<br />
no mapeamento do fluxo <strong>de</strong> valor<br />
do estado atual;<br />
• Reduzir o Lead Time <strong>de</strong> produção.<br />
Sistema Toyota <strong>de</strong> Produção<br />
O Sistema Toyota <strong>de</strong> Produção (STP),<br />
também chamado <strong>de</strong> Produção Enxuta ou<br />
Lean Manufacturing, surgiu no Japão, na<br />
fábrica <strong>de</strong> automóveis Toyota, logo após a<br />
Segunda Guerra Mundial. A criação do<br />
sistema se <strong>de</strong>ve a Eiji Toyoda e Taiichi Ohno,<br />
da Toyota, e tem como objetivo aumentar<br />
a eficiência da produção pela eliminação<br />
contínua <strong>de</strong> <strong>de</strong>sperdícios.<br />
A base do Sistema Toyota <strong>de</strong> Produção<br />
é a absoluta eliminação do <strong>de</strong>sperdício,<br />
tendo como seus dois principais pilares <strong>de</strong><br />
sustentação o just-in-time (recebimento e<br />
disposição <strong>de</strong> produtos e materiais apenas<br />
na hora e na quantida<strong>de</strong> necessárias) e<br />
o jidoka (automação com toque humano,<br />
ou seja, máquinas com dispositivos<br />
que impe<strong>de</strong>m a fabricação <strong>de</strong> produtos<br />
<strong>de</strong>feituosos no caso <strong>de</strong> anormalida<strong>de</strong>s)<br />
(OHNO, 1997).<br />
Womack et al. (1990) <strong>de</strong>finem a produção<br />
enxuta como sendo um sistema<br />
produtivo integrado, com enfoque no fluxo<br />
<strong>de</strong> produção, produção em pequenos lotes<br />
segundo a filosofia just-in-time e um nível<br />
reduzido <strong>de</strong> estoques. Segundo os mesmos<br />
autores, a produção enxuta também envolve<br />
ações <strong>de</strong> prevenção <strong>de</strong> <strong>de</strong>feitos em vez da<br />
correção; trabalha com produção puxada<br />
em vez da produção empurrada baseada<br />
em previsões <strong>de</strong> <strong>de</strong>manda; é flexível, sendo<br />
organizada através <strong>de</strong> times <strong>de</strong> trabalho<br />
formados por mão-<strong>de</strong>-obra polivalente;<br />
pratica um envolvimento ativo na solução<br />
das causas <strong>de</strong> problemas com vistas à maximização<br />
da agregação <strong>de</strong> valor ao produto<br />
final; e trabalha com um relacionamento<br />
<strong>de</strong> parceria intensiva <strong>de</strong>s<strong>de</strong> o primeiro<br />
fornecedor até o cliente final.<br />
Sistema Just-In-Time<br />
Gaither e Frazier (2002) <strong>de</strong>finem just-intime<br />
como sendo uma filosofia <strong>de</strong> manufatura<br />
que se baseia na eliminação planejada <strong>de</strong><br />
todo <strong>de</strong>sperdício e na melhoria contínua<br />
da produtivida<strong>de</strong>. Esta filosofia envolve a<br />
execução bem-sucedida <strong>de</strong> todas as ativida<strong>de</strong>s<br />
<strong>de</strong> manufatura necessárias <strong>para</strong> produzir um<br />
produto final, da engenharia <strong>de</strong> projetos à<br />
entrega e inclusão <strong>de</strong> todos os estados <strong>de</strong><br />
transformação da matéria-prima. Os elementos<br />
principais do just-in-time são: a manutenção<br />
somente dos estoques necessários quando<br />
preciso; a melhoria da qualida<strong>de</strong> até atingir<br />
um nível zero <strong>de</strong> <strong>de</strong>feitos; a redução do lead<br />
time ao reduzir os tempos <strong>de</strong> pre<strong>para</strong>ção,<br />
comprimentos <strong>de</strong> fila e tamanhos <strong>de</strong> lote;<br />
a revisão incrementalmente das próprias<br />
operações; e a realização <strong>de</strong>ssas ativida<strong>de</strong>s<br />
a um custo mínimo. Num sentido amplo,<br />
aplica-se a todas as formas <strong>de</strong> manufatura,<br />
job shops e processos, bem como à manufatura<br />
repetitiva.<br />
De acordo com Corrêa e Gianesi (1996),<br />
o just-in-time (JIT) proporciona a redução<br />
<strong>de</strong> custos pela eliminação <strong>de</strong> estoques. Em<br />
relação à qualida<strong>de</strong>, aumenta a flexibilida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> resposta e a velocida<strong>de</strong> do fluxo <strong>de</strong> produção.<br />
Por fim, a confiabilida<strong>de</strong> das entregas<br />
também é aumentada através da ênfase na<br />
manutenção preventiva e da flexibilida<strong>de</strong><br />
dos trabalhadores.<br />
Por outro lado, as principais limitações<br />
do just-in-time referem-se à necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
que a <strong>de</strong>manda seja razoavelmente estável,<br />
<strong>para</strong> que se consiga balancear os recursos,<br />
e à complexida<strong>de</strong> dos roteiros <strong>de</strong> produção,<br />
caso haja gran<strong>de</strong> varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> produtos.<br />
Além disso, aumenta o risco <strong>de</strong> interrupção<br />
da produção em função <strong>de</strong> problemas com a<br />
mão-<strong>de</strong>-obra (greves, por exemplo) ou com<br />
os equipamentos, tanto na empresa quanto<br />
nos fornecedores.<br />
Três razões-chaves <strong>de</strong>finem o coração da<br />
filosofia JIT: a eliminação <strong>de</strong> <strong>de</strong>sperdício, o<br />
envolvimento dos funcionários na produção<br />
e esforço <strong>de</strong> aprimoramento contínuo.<br />
Controle <strong>de</strong> Produção Kanban<br />
O Kanban é um dos instrumentos essenciais<br />
<strong>para</strong> a implantação do sistema <strong>de</strong><br />
produção just-in-time. Trata-se <strong>de</strong> um cartão<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
manufatura<br />
ou etiqueta <strong>de</strong> pedido <strong>de</strong> trabalho, sujeito à<br />
circulação repetitiva na área. Diferente das<br />
or<strong>de</strong>ns convencionais <strong>de</strong> trabalho, o Kanban<br />
sempre acompanha as peças ou materiais,<br />
facilitando, <strong>de</strong>sta forma, o controle <strong>de</strong><br />
estoque local (Mouta, 1999).<br />
Segundo Gaither e Frazier (2002),<br />
Kanban é o meio <strong>de</strong> sinalizar <strong>para</strong> a estação<br />
<strong>de</strong> trabalho antece<strong>de</strong>nte que a estação<br />
<strong>de</strong> trabalho seguinte está pre<strong>para</strong>da <strong>para</strong><br />
que a estação anterior produza outro lote<br />
<strong>de</strong> peças.<br />
Pela sua característica <strong>de</strong> puxar a produção,<br />
Moura (1999), resume em seis pontos<br />
a função do Kanban:<br />
• O Kanban estimula a iniciativa por<br />
parte dos empregados da área.<br />
• O Kanban é um meio <strong>de</strong> controle <strong>de</strong><br />
informações. Ele se<strong>para</strong> as informações<br />
necessárias das <strong>de</strong>snecessárias,<br />
alcançando, <strong>de</strong>sta forma, resultados<br />
máximos com um mínimo <strong>de</strong> informações.<br />
• O Kanban controla o estoque. É<br />
possível fazer um controle direto do<br />
estoque na área, visto que o Kanban<br />
sempre acompanha as peças ou os<br />
materiais.<br />
• O Kanban ressalta o senso <strong>de</strong> proprieda<strong>de</strong><br />
entre os empregados. É<br />
estabelecida uma meta visível <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>sempenho no trabalho <strong>para</strong> uma<br />
estação <strong>de</strong> trabalho e os empregados<br />
que fazem parte <strong>de</strong>la se empenham<br />
<strong>para</strong> atingir a meta através <strong>de</strong> meios<br />
inovadores.<br />
• O Kanban simplifica os mecanismos<br />
<strong>de</strong> administração do trabalho,<br />
através do controle <strong>de</strong> informações<br />
e estoque, renovando a organização<br />
da empresa.<br />
•<br />
O controle <strong>de</strong> informações e estoque<br />
também permite a administração<br />
visual do trabalho na área. Os empregados<br />
po<strong>de</strong>m confirmar visualmente<br />
o estoque <strong>de</strong> vez em quando, ao observarem<br />
o número <strong>de</strong> contenedores<br />
com peças. Isto estimula sugestões<br />
<strong>para</strong> reduzir mais o estoque.<br />
Mapeamento do Fluxo <strong>de</strong> Valor<br />
Para Rother e Shook (1999), o Mapeamento<br />
do Fluxo <strong>de</strong> Valor é uma ferramenta<br />
essencial, pois: ajuda a visualizar mais do<br />
que simplesmente os processos individuais.<br />
É possível enxergar o fluxo; ajuda a<br />
33
manufatura<br />
i<strong>de</strong>ntificar mais do que os <strong>de</strong>sperdícios.<br />
Mapear ajuda a i<strong>de</strong>ntificar as fontes do<br />
<strong>de</strong>sperdício; fornece uma linguagem comum<br />
<strong>para</strong> tratar dos processos <strong>de</strong> manufatura;<br />
torna as <strong>de</strong>cisões sobre o fluxo visíveis,<br />
<strong>de</strong> modo que se possa discuti-las; junta<br />
conceitos e técnicas enxutas, que ajudam<br />
a evitar a implementação <strong>de</strong> algumas<br />
técnicas isoladamente; forma a base <strong>para</strong><br />
um plano <strong>de</strong> implementação; e mostra a<br />
relação entre o fluxo <strong>de</strong> informação e o<br />
fluxo <strong>de</strong> material.<br />
Ainda <strong>de</strong> acordo com Rother e Shook<br />
(1999), a aplicação prática do mapeamento<br />
do fluxo <strong>de</strong> valor <strong>de</strong>ve obe<strong>de</strong>cer<br />
às seguintes etapas:<br />
• Primeira etapa: selecionar uma família<br />
<strong>de</strong> produtos, composta por um<br />
grupo <strong>de</strong> produtos que passaram por<br />
etapas semelhantes <strong>de</strong> processamento<br />
e utilizam equipamentos similares<br />
em seus processos;<br />
• Segunda etapa: <strong>de</strong>senhar o estado<br />
atual e o estado futuro, o que é feito<br />
a partir da coleta <strong>de</strong> informações no<br />
chão <strong>de</strong> fábrica; as setas entre esses dois<br />
estados têm duplo sentido, indicando<br />
que o <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> ambos são<br />
esforços superpostos; as i<strong>de</strong>ias sobre o<br />
estado futuro virão à tona enquanto<br />
se estiver mapeando o estado atual,<br />
assim como <strong>de</strong>senhar o estado futuro<br />
mostrará importantes informações<br />
sobre o estado atual que passaram<br />
<strong>de</strong>spercebidas anteriormente;<br />
• Etapa final: pre<strong>para</strong>r um plano <strong>de</strong><br />
implantação que <strong>de</strong>screva, em uma<br />
página, como se planeja a transição<br />
do estado atual <strong>para</strong> o estado futuro;<br />
e tão breve quanto possível, colocá-lo<br />
em prática; então, assim que<br />
esse estado futuro tornar-se uma<br />
realida<strong>de</strong>, um novo mapa <strong>de</strong>verá ser<br />
<strong>de</strong>senhado, que nada mais é que a<br />
melhoria contínua no nível do fluxo<br />
34 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
<strong>de</strong> valor; portanto, sempre <strong>de</strong>verá<br />
haver um mapa do estado futuro em<br />
implementação; afinal, um mapa do<br />
estado atual e todo o esforço <strong>para</strong><br />
<strong>de</strong>senhá-lo são puro <strong>de</strong>sperdício, a<br />
menos que se utilize esse mapa <strong>para</strong><br />
rapidamente criar e implementar<br />
um mapa do estado futuro que<br />
elimine as fontes <strong>de</strong> <strong>de</strong>sperdícios e<br />
agregue valor ao cliente. (Rother e<br />
Shook, 1999).<br />
Análise da Empresa<br />
A empresa estudada é a Rudloff Industrial<br />
Ltda. situada na região sul <strong>de</strong> São Paulo<br />
que atua como fabricante <strong>de</strong> componentes<br />
mecânicos <strong>para</strong> a construção civil, com<br />
especialização em concreto protendido.<br />
Produtos<br />
A empresa possui um gran<strong>de</strong> portfólio<br />
<strong>de</strong> produtos, com peças <strong>para</strong> concreto<br />
protendido, usinagem mecânica, emendas<br />
<strong>para</strong> barras <strong>de</strong> aço e aparelhos <strong>de</strong> apoio<br />
elastoméricos. O trabalho tem como foco o<br />
clavete <strong>de</strong> ½” também chamado <strong>de</strong> cunha,<br />
utilizado <strong>para</strong> ancoragem <strong>de</strong> cabos <strong>de</strong> aço<br />
em concreto protendido.<br />
T1. Dados do Processo <strong>de</strong> Produção do Clavete <strong>de</strong> ½” <strong>para</strong> estado atual.<br />
F1. Quantida<strong>de</strong> relativa média <strong>de</strong> Clavetes vendidos (Set/08 – Set/09).<br />
Processo produtivo<br />
Em visita à empresa com o engenheirocontato<br />
da empresa, foi possível verificar<br />
<strong>de</strong>ficiências no processo produtivo da<br />
Rudloff, tais como:<br />
• Alto nível <strong>de</strong> estoque intermediário, o<br />
que resulta em custos <strong>de</strong>snecessários<br />
no processo produtivo;<br />
• Alto índice <strong>de</strong> ociosida<strong>de</strong> <strong>de</strong> algumas<br />
operações e sobrecarga em outras,<br />
ocasionando um <strong>de</strong>sequilíbrio nos<br />
tempos <strong>de</strong> operação;<br />
• Operações que não agregam valor ao<br />
produto e que, no entanto, impactam<br />
seu custo;<br />
• Capacida<strong>de</strong> produtiva limitada por<br />
uma operação gargalo;<br />
• Ausência <strong>de</strong> controle visual <strong>de</strong> produção.<br />
Tais problemas tornaram-se o foco do<br />
trabalho, cujo objetivo foi estudá-los e sanálos<br />
com o melhor <strong>de</strong>sempenho possível.<br />
Mapeamento do Fluxo <strong>de</strong><br />
Valor do Estado <strong>Atual</strong><br />
Com o intuito <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificar as fontes<br />
das principais <strong>de</strong>ficiências na fábrica da<br />
Rudloff, foi utilizada a ferramenta <strong>de</strong>
Mapeamento <strong>de</strong> Fluxo <strong>de</strong> Valor. Assim,<br />
o primeiro passo foi <strong>de</strong>scobrir qual é o<br />
produto <strong>de</strong> maior representativida<strong>de</strong> <strong>para</strong><br />
a empresa.<br />
Como é <strong>de</strong> conhecimento da empresa,<br />
os diversos mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> clavetes representam<br />
os produtos <strong>de</strong> maior <strong>de</strong>manda. Com base<br />
nessas informações, foi elaborado um levantamento<br />
da <strong>de</strong>manda <strong>de</strong> todos os mo<strong>de</strong>los<br />
<strong>de</strong> clavetes entre os meses <strong>de</strong> setembro <strong>de</strong><br />
2008 e setembro <strong>de</strong> 2009, conforme mostra<br />
a figura 1, e <strong>de</strong>ste modo <strong>de</strong>terminou-se o<br />
produto <strong>de</strong> maior representativida<strong>de</strong> <strong>para</strong><br />
a empresa: o Clavete <strong>de</strong> ½’’.<br />
Conhecido o produto <strong>de</strong> maior <strong>de</strong>manda,<br />
iniciou-se o mapeamento do<br />
fluxo do Clavete <strong>de</strong> ½”. Acompanhou-se<br />
a produção a partir do primeiro processo<br />
produtivo (usinagem no torno TB60),<br />
até a chegada do produto acabado na<br />
expedição. Foi escolhida essa sequência,<br />
pois <strong>de</strong>sta maneira foi possível visualizar<br />
como o material chegava a cada processo e<br />
também qual era a próxima operação. Neste<br />
ponto do <strong>de</strong>senvolvimento do trabalho,<br />
foi encontrada uma gran<strong>de</strong> quantida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> estoque intermediário <strong>de</strong> clavete <strong>de</strong> ½<br />
entre a usinagem e a lavagem das peças.<br />
F2. Mapa do Fluxo <strong>de</strong> Valor do estado atual.<br />
Além disso, também foram inseridas no<br />
mapa as informações referentes ao tratamento<br />
térmico, realizado em uma empresa<br />
terceirizada que recebeu o grupo apenas<br />
<strong>para</strong> uma visita.<br />
Após o mapeamento dos processos e<br />
dos dados, analisou-se como são gerados<br />
os pedidos <strong>de</strong> matéria-prima (MP) aos<br />
fornecedores e como é feito o planejamento<br />
da produção. Quando o estoque<br />
<strong>de</strong> produtos acabados atinge o valor<br />
mínimo <strong>de</strong> 10.000 unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> clavete<br />
<strong>de</strong> ½“ na expedição, o <strong>de</strong>partamento <strong>de</strong><br />
Administração da Produção emite as<br />
Or<strong>de</strong>ns <strong>de</strong> Compra (OC) <strong>de</strong> MP equivalente<br />
a 50.000 peças. Ao mapear o<br />
processo pô<strong>de</strong>-se perceber que o fluxo é<br />
empurrado e que há um planejamento <strong>de</strong><br />
produção ineficaz. Quando a MP chega<br />
à fábrica, os clavetes são produzidos sem<br />
nenhum tipo <strong>de</strong> controle em relação à<br />
quantida<strong>de</strong> que <strong>de</strong>veria ser produzida,<br />
gerando, consequentemente, enormes<br />
estoques intermediários. O único controle<br />
<strong>de</strong> produção que a empresa possui<br />
é uma ficha <strong>de</strong> produção em que consta a<br />
quantida<strong>de</strong> produzida em cada máquina,<br />
preenchida pelos próprios operários.<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
manufatura<br />
Dados do Mapeamento do<br />
Fluxo <strong>de</strong> Valor <strong>Atual</strong><br />
Para o mapeamento do fluxo <strong>de</strong> valor<br />
foram consi<strong>de</strong>rados os seguintes dados<br />
diários:<br />
• 1 turno <strong>de</strong> produção: das 8 h às 17 h;<br />
• Horário <strong>de</strong> almoço: 12 h às 13 h;<br />
• 2 intervalos <strong>de</strong> 15 minutos cada<br />
(pausa <strong>para</strong> café);<br />
•<br />
Tempo <strong>de</strong> <strong>para</strong>da por quebra <strong>de</strong><br />
máquinas <strong>de</strong> 30 minutos.<br />
Além <strong>de</strong>sses, foram coletados também<br />
os dados apresentados na tabela 1 referentes<br />
ao tempo <strong>de</strong> ciclo, tempo <strong>de</strong> setup, tamanho<br />
do lote, disponibilida<strong>de</strong> e tempo útil da<br />
máquina e a taxa <strong>de</strong> refugo.<br />
Nota-se que alguns dados referentes ao<br />
tratamento térmico não são conhecidos.<br />
Isto porque esta operação é realizada em<br />
empresa terceirizada que não permitiu a<br />
coleta dos mesmos. Porém, esses dados<br />
<strong>de</strong>sconhecidos não influenciaram no<br />
<strong>de</strong>senvolvimento do trabalho, uma vez<br />
que a aplicação das ferramentas <strong>de</strong> Lean<br />
Manufacturing foi na Rudloff.<br />
A partir <strong>de</strong>sses dados foi possível <strong>de</strong>senhar<br />
o fluxo <strong>de</strong> valor do estado atual,<br />
apresentado na figura 2.<br />
35
manufatura<br />
Mapeamento do Fluxo <strong>de</strong> Valor<br />
do Estado Futuro Proposto<br />
Ao fazer o mapeamento do fluxo <strong>de</strong><br />
valor atual encontraram-se os <strong>de</strong>sperdícios,<br />
sendo o principal <strong>de</strong>les o gran<strong>de</strong> volume <strong>de</strong><br />
peças em estoque intermediário, que fazia<br />
com que o clavete <strong>de</strong> ½” ficasse aproximadamente<br />
56 dias na linha <strong>de</strong> produção.<br />
Além <strong>de</strong>sse <strong>de</strong>sperdício, i<strong>de</strong>ntificaram-se<br />
duas ativida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> lavagem <strong>de</strong> peças que<br />
não agregavam valor e aumentavam o tempo<br />
<strong>de</strong> processamento do produto, que até<br />
então era <strong>de</strong> 116,4 segundos. Outro fator<br />
observado foi a ausência <strong>de</strong> planejamento<br />
e <strong>de</strong> controle eficaz <strong>de</strong> produção.<br />
Um dos fatores responsáveis pelo estoque<br />
em processo era a operação gargalo<br />
(Serra <strong>de</strong> fita Vertical (SV), i<strong>de</strong>ntificada<br />
ao <strong>de</strong>senhar o mapa <strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong> valor. Na<br />
SV, havia <strong>de</strong>sperdício <strong>de</strong> tempo durante a<br />
produção por alguns fatores <strong>de</strong> operação,<br />
tais como:<br />
• Contagem <strong>de</strong> peças serradas realizada<br />
pelo operadores;<br />
• Vida útil da fita <strong>de</strong> serra <strong>de</strong> três dias;<br />
• Os cavacos que ficavam na mesa <strong>de</strong><br />
operação eram retirados pelo operador<br />
com o uso <strong>de</strong> um pincel.<br />
Além disso, a operação gargalo limitava<br />
a produção e fazia com que a empresa não<br />
aten<strong>de</strong>sse sua <strong>de</strong>manda, gerando insatisfação<br />
dos clientes. Com os <strong>de</strong>sperdícios<br />
encontrados, iniciou-se a <strong>de</strong>finição das<br />
ações a serem tomadas <strong>para</strong> o mapeamento<br />
do estado proposto.<br />
Para a SV, foram propostas soluções específicas<br />
<strong>para</strong> cada fator <strong>de</strong> <strong>de</strong>sperdício:<br />
• Foi colocado em cada SV um contador,<br />
assim o operador não utilizava<br />
mais nenhum tempo se<strong>para</strong>ndo<br />
<strong>de</strong>terminadas quantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> peças<br />
<strong>para</strong> posteriormente marcar em<br />
seu cartão <strong>de</strong> marcação, conforme<br />
ilustra a figura 3;<br />
• A solução <strong>para</strong> aumentar a vida útil<br />
da fita <strong>de</strong> serra foi a a<strong>de</strong>quação <strong>de</strong> um<br />
sistema <strong>de</strong> lubrificação, que alterou<br />
<strong>de</strong> três <strong>para</strong> cinco dias <strong>de</strong> vida útil,<br />
conforme exibem as figuras 4 e 5;<br />
• Os cavacos passaram a ser aspirados<br />
pela sucção <strong>de</strong> um aspirador, no momento<br />
em que o corte era feito, e não<br />
mais, com uso <strong>de</strong> pincel. Porém, por<br />
não haver uma sucção plena e gerar<br />
alto índice <strong>de</strong> ruído, essa proposta<br />
não foi implementada.<br />
36 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
Além dos fatores específicos <strong>de</strong> <strong>de</strong>sperdício,<br />
foi encontrada uma proposta<br />
<strong>de</strong> melhoria no procedimento <strong>de</strong> cortar<br />
os clavetes. Ao invés <strong>de</strong> serrar um clavete<br />
por vez, como mostra a figura 6, a serra<br />
vertical passaria a serrar dois clavetes por<br />
corte (figura 7), sendo que esta proposta<br />
já foi implantada pela empresa.<br />
Para um controle eficaz da produção e<br />
<strong>para</strong> controlar o estoque, implementou-se<br />
o Kanban no mapa do estado proposto. O<br />
tipo <strong>de</strong> Kanban utilizado foi o <strong>de</strong> ban<strong>de</strong>jas<br />
e carrinhos, apresentados na figura 8.<br />
Projetaram-se as ban<strong>de</strong>jas consi<strong>de</strong>rando<br />
um lote que permitisse um fluxo real e mais<br />
rápido do que o estado atual. Assim, ficou<br />
estabelecido um fluxo <strong>de</strong> 100 peças por<br />
ban<strong>de</strong>ja. Além disso, as ban<strong>de</strong>jas foram<br />
projetadas <strong>para</strong> aten<strong>de</strong>r toda família <strong>de</strong><br />
clavete, permitindo que a implementação<br />
F3. Contador <strong>de</strong> cortes<br />
na Serra Vertical.<br />
F5. Sistema <strong>de</strong> Lubrificação na SV<br />
(mangueira aplicadora).<br />
F7. Corte na serra vertical,<br />
dois clavetes por corte.<br />
fosse economicamente viável. As ban<strong>de</strong>jas<br />
também foram pintadas e dimensionadas<br />
<strong>de</strong> acordo com as cores kanban: ver<strong>de</strong>,<br />
amarelo e vermelho.<br />
Já o carrinho foi projetado <strong>para</strong> suportar<br />
5 ban<strong>de</strong>jas cheias <strong>de</strong> clavetes, como também,<br />
foi adaptado <strong>para</strong> as condições <strong>de</strong> trabalho<br />
dos operadores, levando-se em consi<strong>de</strong>ração<br />
questões ergonômicas, como pega das ban<strong>de</strong>jas,<br />
altura a<strong>de</strong>quada da empunhadura do<br />
carrinho e peso máximo permitido limitando<br />
a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> clavetes por ban<strong>de</strong>ja.<br />
Ao se analisar as duas operações <strong>de</strong> lavagem<br />
que não criavam valor, percebeu-se<br />
que elas existiam apenas <strong>para</strong> a retirada do<br />
óleo lubrificante existente em cada processo.<br />
Diante disso, a implementação proposta<br />
consistiu em utilizar as ban<strong>de</strong>jas <strong>de</strong> forma<br />
com que o óleo escorresse nelas e que fosse<br />
coletado em um recipiente no carrinho.<br />
F4. Sistema <strong>de</strong> Lubrificação na SV<br />
(Reservatório e acionador).<br />
F6. Corte na serra vertical,<br />
um clavete por corte.<br />
F8. Ban<strong>de</strong>jas e<br />
Carrinho Kanban.
Dimensionamento do Kanban<br />
Realizaram-se todos os cálculos necessários<br />
<strong>para</strong> o dimensionamento do Kanban, obtendose<br />
o resultado apresentado na tabela 2.<br />
O número i<strong>de</strong>al <strong>de</strong> ban<strong>de</strong>jas encontrado é<br />
<strong>de</strong>: uma ver<strong>de</strong>, duas amarelas e duas vermelhas.<br />
Porém, com o conceito <strong>de</strong> melhoria contínua e<br />
do fluxo unitário <strong>de</strong> peças existente no Lean<br />
Manufacturing, como proposta <strong>de</strong> próximos<br />
passos, o i<strong>de</strong>al é alterar o número <strong>de</strong> ban<strong>de</strong>jas<br />
<strong>para</strong> uma ver<strong>de</strong>, duas amarelas e uma vermelha.<br />
E em uma terceira etapa, um Kanban com um<br />
número <strong>de</strong> ban<strong>de</strong>jas equivalente a uma ver<strong>de</strong>,<br />
uma amarela e uma vermelha, tornando a<br />
produção <strong>de</strong> clavetes mais flexível.<br />
Dados do Mapeamento do Fluxo <strong>de</strong><br />
Valor do Estado Futuro Proposto<br />
Com as propostas <strong>de</strong> melhorias apresentadas,<br />
foram calculados os dados do<br />
mapeamento do fluxo <strong>de</strong> valor <strong>para</strong> o estado<br />
futuro proposto, vistos na tabela 3.<br />
Nota-se que alguns dados referentes ao<br />
tratamento térmico não são conhecidos.<br />
Isto porque esta operação é realizada em<br />
empresa terceirizada que não permitiu a<br />
coleta dos mesmos.<br />
A partir da tabela 3 foi possível finalizar<br />
o mapa <strong>de</strong> fluxo <strong>de</strong> valor do estado proposto,<br />
figura 9, e calcular o novo Lead Time e o<br />
novo tempo <strong>de</strong> processamento.<br />
A redução no tempo <strong>de</strong> processamento<br />
da serra vertical, operação gargalo no estado<br />
atual, <strong>de</strong> 33 segundos <strong>para</strong> 22 segundos, aumentou<br />
a capacida<strong>de</strong> produtiva da operação.<br />
Consi<strong>de</strong>rando a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> cada tipo <strong>de</strong><br />
máquina utilizada no processo produtivo<br />
do clavete <strong>de</strong> ½”, apresentada na tabela 4, a<br />
operação gargalo do estado proposto tornase<br />
a operação no TB60 com um tempo <strong>de</strong><br />
T3. Dados do processo <strong>de</strong> produção do clavete <strong>de</strong> ½” <strong>para</strong> estado futuro.<br />
F9. Mapa do fluxo <strong>de</strong> valor do Estado Futuro Proposto.<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
manufatura<br />
processamento igual a 54 segundos. Porém, a<br />
capacida<strong>de</strong> produtiva <strong>para</strong> o processo produtivo<br />
do clavete <strong>de</strong> ½ “ no estado proposto é maior<br />
do que a <strong>de</strong>manda mensal da empresa.<br />
Resultados<br />
Com a implementação do contador, do<br />
sistema <strong>de</strong> lubrificação e do corte <strong>de</strong> dois<br />
clavetes por vez na serra vertical, conseguiu-se<br />
T2. Quantida<strong>de</strong> total <strong>de</strong><br />
Ban<strong>de</strong>jas por Carrinho.<br />
37
manufatura<br />
reduzir os estoques intermediários do clavete<br />
<strong>de</strong> ½” , eliminar os <strong>de</strong>sperdícios e aumentar<br />
a capacida<strong>de</strong> produtiva da operação gargalo<br />
em 75%, conforme indica a figura 10.<br />
As ban<strong>de</strong>jas e carrinhos Kanban permitiram<br />
controle visual da produção,<br />
reduziram o tempo <strong>de</strong> espera e eliminaram<br />
os estoques em processo do clavete <strong>de</strong> ½”,<br />
melhorando a produtivida<strong>de</strong> e interligando<br />
as operações em um fluxo uniforme.<br />
Diante da proposta <strong>de</strong> utilizar as ban<strong>de</strong>jas<br />
Kanban <strong>para</strong> escorrer o óleo dos clavetes <strong>de</strong><br />
½” entre as operações, conseguiu-se eliminar<br />
as duas operações <strong>de</strong> lavagem <strong>de</strong> peças<br />
que não criavam valor. A proposta também<br />
permitiu a reutilização do óleo armazenado<br />
nos recipientes dos carrinhos.<br />
Com as propostas <strong>de</strong> melhorias na<br />
operação gargalo, principalmente a <strong>de</strong><br />
serrar dois clavetes por vez, a eliminação<br />
das duas operações <strong>de</strong> lavagem que<br />
não criavam valor e com o sistema <strong>de</strong><br />
Kanban <strong>de</strong> ban<strong>de</strong>jas e carrinhos, o Lead<br />
Time foi reduzido <strong>de</strong> 56,55 dias <strong>para</strong><br />
12,5 dias, uma redução <strong>de</strong> 78%. Já o<br />
tempo <strong>de</strong> processamento foi reduzido<br />
<strong>de</strong> 116,4 segundos <strong>para</strong> 103 segundos,<br />
uma redução <strong>de</strong> 11,5%. Por outro lado,<br />
o estoque intermediário foi eliminado e<br />
a serra vertical <strong>de</strong>ixou <strong>de</strong> ser a operação<br />
gargalo, e no estado futuro proposto, a<br />
Rudloff apresentou uma capacida<strong>de</strong> produtiva<br />
maior que sua <strong>de</strong>manda. Do ponto<br />
<strong>de</strong> vista econômico, a redução do Lead<br />
Time impacta diretamente no fluxo <strong>de</strong><br />
caixa da empresa, uma vez que o capital<br />
<strong>de</strong> giro foi reduzido. A consolidação dos<br />
resultados é exibida na tabela 5.<br />
Conclusão<br />
O presente trabalho buscou comprovar<br />
as vantagens da aplicação <strong>de</strong> ferramentas<br />
<strong>de</strong> produção enxuta em uma empresa<br />
metalúrgica, reduzindo o lead time <strong>de</strong><br />
produção e minimizando os <strong>de</strong>sperdícios<br />
<strong>de</strong> seus processos produtivos.<br />
Para chegar a estes resultados, foi utilizada<br />
a ferramenta MFV (Mapeamento do Fluxo<br />
<strong>de</strong> Valor) que auxiliou na i<strong>de</strong>ntificação dos<br />
<strong>de</strong>sperdícios e permitiu uma análise do<br />
cenário em que a empresa se encontrava.<br />
O mapeamento mostrou um elevado lead<br />
time <strong>de</strong> produção e altos níveis <strong>de</strong> <strong>de</strong>sperdícios<br />
dos processos existentes na Rudloff.<br />
Visando reduzir este lead time <strong>de</strong> produção<br />
e minimizar os <strong>de</strong>sperdícios, foi proposta<br />
38 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
Referências<br />
CORRÊA, H; GIANESI, I. Just-in-time, MRP<br />
II e OPT: um enfoque estratégico. São<br />
Paulo: Atlas, 1996.<br />
GAITHER, N.; FRAZIER, G. Administração<br />
da produção e operações. São Paulo:<br />
Thomson Learning, 2002.<br />
OHNO, T. O Sistema Toyota <strong>de</strong> Produção:<br />
além da produção em larga escala. Porto<br />
Alegre: Artes Médicas, 1997.<br />
ROTHER, M.; SHOOK, J. Apren<strong>de</strong>ndo a<br />
Enxergar. Parte I. São Paulo: Lean Institute<br />
Brasil, 1999.<br />
a aplicação da ferramenta <strong>de</strong>nominada<br />
Kanban, que permite à empresa produzir<br />
somente o necessário.<br />
Os resultados obtidos com a aplicação<br />
<strong>de</strong> ferramentas <strong>de</strong> Lean Manufacturing<br />
apresentaram níveis satisfatórios quanto<br />
à redução do lead time (redução <strong>de</strong> 78%)<br />
e a minimização <strong>de</strong> <strong>de</strong>sperdícios, como a<br />
eliminação <strong>de</strong> ativida<strong>de</strong>s que não agregavam<br />
valor ao produto e redução <strong>de</strong> estoques<br />
intermediários, que proporcionaram uma<br />
redução no tempo <strong>de</strong> processamento <strong>de</strong><br />
11,5%. Portanto, ficou <strong>de</strong>monstrado que a<br />
utilização <strong>de</strong>stas ferramentas é útil e eficaz<br />
na melhoria <strong>de</strong> processos produtivos.<br />
Com estas melhorias espera-se que a<br />
empresa obtenha retorno positivo <strong>de</strong> seus<br />
clientes, aumentando o nível <strong>de</strong> satisfação e<br />
consequentemente proporcionando um marketing<br />
indireto positivo <strong>para</strong> a Rudloff.<br />
Recomendações <strong>para</strong><br />
trabalhos futuros<br />
Recomenda-se que a empresa dê continuida<strong>de</strong><br />
à aplicação das ferramentas <strong>de</strong><br />
Lean Manufacturing a todo o portfólio<br />
<strong>de</strong> produtos, <strong>de</strong> forma a multiplicar as<br />
melhorias alcançadas até o momento e<br />
estimular a melhoria contínua nos processos<br />
existentes <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>la.<br />
Sugere-se também o <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong><br />
novos projetos focados na automatização do<br />
T5. Resultados Consolidados.<br />
Sobre os autores<br />
Elison Fukabori<br />
Engenheiro <strong>de</strong> Produção Mecânica<br />
mfukabori@yahoo.com.br<br />
Fernanda Terzini Soares<br />
Engenheira <strong>de</strong> Produção Mecânica<br />
fernanda.terzini@hotmail.com<br />
Luiza Bacchi Curotto<br />
Engenheira <strong>de</strong> Produção Mecânica<br />
luizacurotto@gmail.com<br />
Marcos Vinicius Liberato<br />
Engenheiro <strong>de</strong> Produção Mecânica<br />
liberato.mv@gmail.com<br />
processo <strong>de</strong> emissão <strong>de</strong> pedidos, e principalmente<br />
a implementação <strong>de</strong> novos projetos na<br />
prestação <strong>de</strong> serviços a terceiros oferecidos pela<br />
empresa, especialmente com investimentos<br />
<strong>para</strong> substituição dos tornos automáticos por<br />
tornos <strong>de</strong> controle numérico. MA<br />
F10. Com<strong>para</strong>ção da capacida<strong>de</strong> produtiva antes<br />
e <strong>de</strong>pois das eliminações <strong>de</strong> <strong>de</strong>sperdícios.<br />
T4. Quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> cada tipo <strong>de</strong> máquina utilizado<br />
no processo produtivo do Clavete <strong>de</strong> ½”.
instrumentação<br />
Medição <strong>de</strong> Níveis<br />
em Evaporadores<br />
com Radares <strong>de</strong><br />
Onda Guiada<br />
Este artigo mostra a melhor maneira <strong>para</strong> medir o nível <strong>de</strong><br />
evaporadores, processo cuja <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> varia, há presença <strong>de</strong><br />
espuma e vapores - o que impossibilita o uso <strong>de</strong> tecnologias<br />
convencionais.<br />
saiba mais<br />
Sistemas <strong>de</strong> tratamento <strong>de</strong> água<br />
potável - Medição e controle do<br />
PH em um processo <strong>de</strong> tratamento<br />
<strong>de</strong> água<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> 16<br />
Princípios e Metodologias <strong>para</strong><br />
medição <strong>de</strong> Oxigênio dissolvido<br />
em Meios Líquidos<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> 13<br />
Arquiteturas <strong>para</strong> sistemas <strong>de</strong><br />
medição<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> 37<br />
A<br />
tecnologia <strong>de</strong> medição <strong>de</strong> nível por pressão<br />
hidrostática ainda é a mais utilizada no<br />
mundo. Mas, como se sabe, ela <strong>de</strong>pen<strong>de</strong><br />
exclusivamente <strong>de</strong> um parâmetro que po<strong>de</strong><br />
mudar <strong>de</strong> herói <strong>para</strong> vilão em questão <strong>de</strong><br />
segundos, conforme o nível <strong>de</strong> interesse<br />
em exatidão e repetibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong>sejados: a<br />
<strong>de</strong>nsida<strong>de</strong>. Se há mudança <strong>de</strong> temperatura<br />
ou composição do produto, o famoso trio<br />
ρ.g.h varia também, <strong>de</strong>vido a ela.<br />
E isso também acontece <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong><br />
um evaporador. O processo tem sua<br />
concentração aumentada à medida que o<br />
tempo passa e, particularmente em uma<br />
usina <strong>de</strong> açúcar, muda <strong>de</strong> uma caixa <strong>de</strong><br />
evaporação <strong>para</strong> outra (nos chamados<br />
Múltiplos Efeitos).<br />
A intenção nas usinas é obter-se um<br />
caldo a uma <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> por volta <strong>de</strong> 65 o<br />
Brix na última caixa, e também gerar-se o<br />
chamado vapor vegetal <strong>para</strong> outras áreas<br />
da planta.<br />
Marcus Vinicius M. e Silva<br />
Gerente <strong>de</strong> Produto<br />
mv@smar.com.br<br />
Davi Somaggio<br />
Engenheiro <strong>de</strong> Suporte<br />
somaggio@smar.com.br<br />
Entretanto, outros instrumentos <strong>de</strong><br />
campo <strong>para</strong> medição <strong>de</strong> nível como medidores<br />
tipo ultrassom, ou até radares <strong>de</strong><br />
ondas livres (radares sem contato) não são<br />
indicados <strong>para</strong> esses casos. A presença constante<br />
<strong>de</strong> vapores não o permite. No que se<br />
refere aos evaporadores, ainda há diversos<br />
obstáculos internos ao tanque, e tudo isso<br />
po<strong>de</strong> gerar falsos ecos na medição. Existe<br />
uma estrutura comum chamada “calandra”<br />
<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>sses tanques, que é uma série <strong>de</strong><br />
tubos <strong>para</strong>lelos e verticais com vistas a<br />
otimizar o proceso <strong>de</strong> evaporação. Eles não<br />
permitem a instalação <strong>de</strong> equipamentos cujo<br />
princípio <strong>de</strong> funcionamento seja invasivo<br />
<strong>de</strong>ntro do tanque, seja através <strong>de</strong> ondas, seja<br />
através <strong>de</strong> contato com sondas.<br />
E, mesmo assim, manter um nível <strong>de</strong><br />
operação próximo a 30% da altura <strong>de</strong>ssa<br />
calandra (esse número varia <strong>de</strong> um fabricante<br />
<strong>para</strong> outro), é condição essencial <strong>para</strong> uma<br />
boa qualida<strong>de</strong> do produto final.<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
39
instrumentação<br />
F1. Tanque <strong>de</strong> evaporação na Usina<br />
Vale do Rosário, em São Paulo.<br />
F2. Com um Radar <strong>de</strong> Ondas Guiadas, as ondas propagam-se<br />
ao redor da sonda imersa no processo, sem ser afetada por<br />
espumas ou vapores.<br />
40 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
A Solução<br />
Com um vaso comunicante ao tanque,<br />
a melhor solução é, sem dúvida, o radar<br />
<strong>de</strong> onda guiada. O motivo é que, apesar<br />
<strong>de</strong> ter-se eliminado a dificulda<strong>de</strong> causada<br />
pela calandra, <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>sse tubo ainda há<br />
variação <strong>de</strong> <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> e presença <strong>de</strong> vapor. A<br />
utilização <strong>de</strong> uma sonda e da Reflectometria<br />
pelo Domínio do Tempo permitem um<br />
confinamento e uma propagação otimizados<br />
das ondas eletromagnéticas.<br />
É comum em países on<strong>de</strong> essa tecnologia<br />
acabou <strong>de</strong> entrar na fase <strong>de</strong> maturida<strong>de</strong> em<br />
sua curva <strong>de</strong> ciclo <strong>de</strong> vida, como é o caso<br />
dos países da América Latina, encontrar-se<br />
instalações em câmaras comunicantes com<br />
um transmissor tipo radar sem contato, e o<br />
usuário ter problemas. Isso po<strong>de</strong> ser visto<br />
facilmente em países como o México, on<strong>de</strong><br />
os radares <strong>de</strong> onda guiada começaram a<br />
“<strong>de</strong>colar” há aproximadamente dois anos<br />
apenas.<br />
O projeto <strong>de</strong> instalação <strong>de</strong>ve ser cautelosamente<br />
pre<strong>para</strong>do, <strong>para</strong> que se:<br />
• Respeite as zonas <strong>de</strong> não medição<br />
(zonas mortas) características do<br />
equipamento;<br />
• Ve<strong>de</strong> o vaso, especialmente em sua<br />
parte inferior, mas que ainda seja<br />
possível fazer manutenção da sonda<br />
(esticá-la, limpá-la, etc.).<br />
Através <strong>de</strong> experiências práticas, já se<br />
concluiu que o i<strong>de</strong>al é utilizar um vaso <strong>de</strong><br />
3” a 4”. O aterramento também <strong>de</strong>ve ser<br />
feito com a sonda, e ela <strong>de</strong>ve transpassar<br />
o fundo do vaso – isso aumenta a faixa <strong>de</strong><br />
medição nessa área.<br />
Veja outras aplicações da Smar em<br />
usinas:<br />
• Nível da Caixa <strong>de</strong> Caldo Clarificado;<br />
• Temperatura do Caldo;<br />
• Nivel dos Pré-evaporadores com<br />
Radar;<br />
• Brix dos Pré-evaporadores;<br />
• Se<strong>para</strong>ção do Caldo <strong>de</strong> Cana <strong>para</strong><br />
Pré-Evaporadores;<br />
• Nível das Caixas <strong>de</strong> Evaporação <strong>de</strong><br />
Múltiplos Efeitos com Radar;<br />
• Vazão <strong>de</strong> Caldo <strong>para</strong> as Caixas <strong>de</strong><br />
Evaporação;<br />
• Brix do Mel;<br />
• Vácuo do Último Efeito da Evaporação;<br />
F3. O Vaso Comunicante, com flanges e um kit<br />
<strong>de</strong> isolação instalado embaixo.
F4. Usina <strong>de</strong> Açúcar Trapiche (Pernambuco, Brasil).<br />
• Retirada dos Gases Incon<strong>de</strong>nsáveis<br />
do Terceiro e do Quarto Efeitos;<br />
• Nível das Caixas <strong>de</strong> Con<strong>de</strong>nsado;<br />
• Comando e Intertravamento <strong>de</strong><br />
Motores;<br />
• Temperatura do Caldo Clarificado;<br />
• Temperatura do Caldo das Caixas<br />
<strong>de</strong> Evaporação;<br />
• Temperatura da Calandra das Caixas<br />
<strong>de</strong> Evaporação;<br />
• Temperatura da Água Fria na Entrada<br />
do Multijato;<br />
• Temperatura da Água Quente na<br />
Saída do Multijato;<br />
• Pressão do Corpo das Caixas <strong>de</strong><br />
Evaporação;<br />
• Pressão do Vapor <strong>de</strong> Escape;<br />
• Pressão do Vapor Vegetal;<br />
•<br />
Condutivida<strong>de</strong> do Con<strong>de</strong>nsado. MA<br />
F5. Transmissor instalado no vaso.<br />
instrumentação<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
41
conectivida<strong>de</strong><br />
<strong>Diretrizes</strong> <strong>para</strong> <strong>Projeto</strong><br />
e <strong>Instalação</strong> <strong>de</strong> Re<strong>de</strong>s<br />
PROFIBUS DP<br />
saiba mais<br />
CASSIOLATO, César; TORRES, Leandro<br />
H.B.; CAMARGO, Paulo R. PROFIBUS<br />
– Descrição Técnica. Associação PRO-<br />
FIBUS Brasil, São Paulo, 2006. [CAS06]<br />
MITCHELL, Ronald W. PROFIBUS – A<br />
Pocket Gui<strong>de</strong>. Research Triangle Park:<br />
ISA – The Instrumentation, Systems and<br />
Automation Society, 2004. [MIT04]<br />
PROFIBUS User Organization – PNO.<br />
PROFIBUS – Technical Gui<strong>de</strong>line<br />
– Installation Gui<strong>de</strong>line for PROFI-<br />
BUS DP/FMS. Karlsruhe: PROFIBUS<br />
Nutzerorganisation e.V., 1998. [PRO98]<br />
PROFIBUS International – PI. PROFIBUS<br />
– Installation Gui<strong>de</strong>line for Cabling<br />
and Assembly. Karlsruhe: PROFIBUS<br />
Nutzerorganisation e.V., 2006. [PRO06]<br />
SILVA, Wladimir. Métodos <strong>para</strong> Diagnóstico<br />
<strong>de</strong> Falhas e Avaliação <strong>de</strong> Desempenho<br />
em Re<strong>de</strong>s PROFIBUS DP.<br />
Monografia (Especialização em Automação<br />
Industrial) – Escola <strong>de</strong> Engenharia, UFMG,<br />
Belo Horizonte, 2008. [SIL08]<br />
WEIGMANN, Josef; KILIAN, Gerhard.<br />
Decentralization with PROFIBUS<br />
DP/DPV1 – Architecture and Fundamentals,<br />
Configuration and Use<br />
with SIMATIC S7. Erlangen: Publicis<br />
Corporate Publishing, 2003. [WEI03]<br />
A<br />
42 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
utilização <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s PROFIBUS em ambientes<br />
industriais, apesar <strong>de</strong> simples, exige alguns<br />
cuidados importantes <strong>para</strong> o seu funcionamento<br />
efetivo e eficiente. Existem vários<br />
critérios técnicos que <strong>de</strong>vem ser observados<br />
pelo projetista na concepção e instalação<br />
<strong>de</strong>stes barramentos <strong>de</strong> campo e a PROFIBUS<br />
International tem <strong>de</strong>spendido um gran<strong>de</strong><br />
esforço na criação <strong>de</strong> regras que, quando<br />
seguidas, facilitam este trabalho. Este artigo<br />
procura basicamente apresentar estas<br />
orientações, entretanto, focando a versão<br />
DP da família <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s PROFIBUS<br />
A Tabela 1 contém algumas informações<br />
básicas <strong>para</strong> o dimensionamento <strong>de</strong> uma instalação<br />
utilizando o padrão PROFIBUS.<br />
O padrão elétrico <strong>de</strong> transmissão RS-<br />
485 é o mais aplicado em instalações<br />
utilizando PROFIBUS DP. Neste padrão,<br />
cada segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong> po<strong>de</strong> conter até<br />
32 dispositivos ativos. Portanto, quando<br />
existe a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> conexão <strong>de</strong> um<br />
gran<strong>de</strong> número <strong>de</strong> estações DP (acima<br />
<strong>de</strong> 32 estações) faz-se necessário dividir a<br />
Número máximo <strong>de</strong> estações participando<br />
na re<strong>de</strong> PROFIBUS<br />
Número máximo <strong>de</strong> estações por segmento<br />
(incluindo Repetidores)<br />
Velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> transmissão [kbit/s]<br />
Wladimir Lopes Silva<br />
Wtech Automação Ltda<br />
re<strong>de</strong> em segmentos. Estes segmentos são<br />
interconectados através <strong>de</strong> Repetidores,<br />
que fornecem isolação galvânica entre os<br />
segmentos e a regeneração do sinal passado<br />
<strong>de</strong> um segmento <strong>para</strong> outro. Na prática, cada<br />
Repetidor permite que o sistema PROFIBUS<br />
seja ampliado por um segmento adicional<br />
com o tamanho máximo admissível do cabo<br />
e com o número máximo <strong>de</strong> dispositivos<br />
permitidos (32 estações).<br />
Segundo a norma CENELEC EN<br />
50170, um máximo <strong>de</strong> 4 Repetidores são<br />
permitidos entre duas estações quaisquer.<br />
Entretanto, <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo do fabricante e<br />
das características técnicas do Repetidor,<br />
a utilização <strong>de</strong> uma quantida<strong>de</strong> maior <strong>de</strong><br />
Repetidores é possível. Existem casos em<br />
que até 9 Repetidores são usados [MIT04].<br />
Não se recomenda a utilização <strong>de</strong> um<br />
número maior <strong>de</strong> Repetidores <strong>de</strong>vido aos<br />
atrasos que são embutidos na re<strong>de</strong> e o comprometimento<br />
do Slot Time, que consiste<br />
no tempo máximo que o Mestre irá esperar<br />
uma resposta do Escravo.<br />
FMS: 127 estações (en<strong>de</strong>reços <strong>de</strong> 0 a 126) DP:<br />
126 estações (en<strong>de</strong>reços <strong>de</strong> 0 a 125)<br />
32 estações<br />
9,6 / 19,2 / 45,45 / 93,75 / 187,5 / 500 /<br />
1.500 / 3.000 / 6.000 / 12.000<br />
Conforme norma EN 50170, é permitido um número<br />
máximo <strong>de</strong> 4 Repetidores, totalizando 5 segmentos<br />
em série. Depen<strong>de</strong>ndo do tipo e fabricante, mais <strong>de</strong><br />
Número máximo <strong>de</strong> segmentos em série<br />
4 repetidores po<strong>de</strong>m ser utilizados. Nestes casos,<br />
é necessário consultar a documentação técnica do<br />
fabricante.<br />
T1. Informações gerais <strong>para</strong> dimensionamento <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s PROFIBUS [PRO98]
A figura 1 mostra um exemplo <strong>de</strong> segmentação<br />
da re<strong>de</strong> PROFIBUS DP através<br />
da utilização <strong>de</strong> Repetidores. Nota-se a<br />
existência <strong>de</strong> 3 segmentos <strong>de</strong> re<strong>de</strong> PRO-<br />
FIBUS interligados por 2 Repetidores. É<br />
importante observar a existência <strong>de</strong> uma<br />
terminação nas extremida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> cada<br />
segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong>.<br />
Tamanho da Re<strong>de</strong><br />
O comprimento máximo do cabeamento<br />
RS-485 em um segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong> PROFI-<br />
BUS <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> da velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> transmissão.<br />
Em altas velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> transmissão, o<br />
sinal é atenuado mais rapidamente do que<br />
em velocida<strong>de</strong>s mais baixas implicando,<br />
portanto, em um comprimento máximo<br />
menor <strong>para</strong> os segmentos <strong>de</strong> re<strong>de</strong> com velocida<strong>de</strong>s<br />
maiores. Os Repetidores po<strong>de</strong>m ser<br />
também utilizados nestes casos, permitindo<br />
ao projetista manter velocida<strong>de</strong>s mais altas,<br />
mesmo em re<strong>de</strong>s fisicamente maiores, através<br />
da segmentação da mesma.<br />
A tabela 2 fornece as distâncias máximas<br />
<strong>para</strong> um segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong> e <strong>para</strong> uma<br />
re<strong>de</strong> contendo 9 Repetidores, em diferentes<br />
velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> transmissão.<br />
Pela Tabela 2, segundo [CAS07] e<br />
[MIT04], a expansão máxima da re<strong>de</strong><br />
PROFIBUS utilizando 9 Repetidores nas<br />
velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> 9,6 / 19,2 / 93,75, seria <strong>de</strong><br />
10 km. Entretanto, segundo [PRO98] e<br />
mesmo [CAS07], o cálculo <strong>para</strong> <strong>de</strong>terminação<br />
da máxima distância entre duas<br />
estações em uma re<strong>de</strong> PROFIBUS é dada<br />
pela equação abaixo:<br />
L max = (N rep + 1) . L seg<br />
On<strong>de</strong>:<br />
L max : Distância máxima entre duas<br />
estações em uma re<strong>de</strong> PROFIBUS<br />
em [m],<br />
N rep : Número <strong>de</strong> Repetidores conectados<br />
em série;<br />
L seg : Comprimento máximo <strong>de</strong> um<br />
segmento <strong>de</strong> acordo com a velocida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> transmissão <strong>de</strong>sejada em [m].<br />
Portanto, <strong>para</strong> as velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> transmissão<br />
<strong>de</strong> 9,6 / 19,2 / 93,75 kbit/s e utilizando-se<br />
9 Repetidores, é possível obter a<br />
seguinte distância máxima da re<strong>de</strong>:<br />
L max = (9 + 1) . 1200 = 12000<br />
Por segurança, recomenda-se a utilização<br />
dos valores da Tabela 2. Na prática,<br />
permite-se uma margem <strong>de</strong> até 5% em<br />
relação aos comprimentos máximos presentes<br />
na Tabela 2, não havendo necessida<strong>de</strong><br />
da compra <strong>de</strong> um Repetidor, quando a<br />
distância máxima estimada permanecer<br />
<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>stes limites [MIT04].<br />
É importante salientar que as distâncias<br />
apresentadas acima consi<strong>de</strong>ram a utiliza-<br />
F1. Exemplo <strong>de</strong> segmentação <strong>de</strong> uma re<strong>de</strong> PROFIBUS DP.<br />
Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Transmissão<br />
[kbit/s]<br />
Tamanho Máximo <strong>de</strong><br />
um Segmento [m]<br />
9,6 1200 10000<br />
19,2 1200 10000<br />
93,75 1200 10000<br />
187,5 1000 10000<br />
500 400 4000<br />
1500 200 2000<br />
3000 100 1000<br />
6000 100 1000<br />
12000 100 1000<br />
T2. Comprimento máximo <strong>para</strong> segmento e expansão em<br />
re<strong>de</strong>s PROFIBUS utilizando RS-485 [CAS07, MIT04].<br />
Parâmetros Cabo Tipo A<br />
Área do condutor > 0,34 mm² (AWG 22)<br />
conectivida<strong>de</strong><br />
Expansão Máxima da Re<strong>de</strong><br />
(9 Repetidores) [m]<br />
Tipo do cabo Par trançado, 1x2, 2x2 ou 1x4 condutores<br />
Impedância do cabo 135 a 165 ohms nas frequências <strong>de</strong> 3 a 20 MHz<br />
Capacitância do cabo < 30 pF / m<br />
Resistência <strong>de</strong> Loop Específica < 110 ohms / km<br />
T3. Parâmetros do cabo PROFIBUS tipo A [CAS06, PRO98, WEI03].<br />
ção <strong>de</strong> cabo padrão PROFIBUS tipo A,<br />
cujas características são apresentadas na<br />
Tabela 3, a seguir.<br />
Na prática, são utilizados ainda os<br />
OLMs (Módulos <strong>de</strong> Link Ótico), <strong>para</strong><br />
aplicações em ambientes com alta interferência<br />
eletromagnética (EMI), fornecendo<br />
isolação galvânica entre as estações ou entre<br />
os segmentos <strong>de</strong> re<strong>de</strong> em RS-485 através<br />
do uso <strong>de</strong> fibra ótica. A utilização <strong>de</strong> fibra<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
43
conectivida<strong>de</strong><br />
ótica também possibilita a construção <strong>de</strong><br />
topologias <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s mais complexas e permite<br />
um comprimento máximo do barramento<br />
com taxas <strong>de</strong> transmissão elevadas. Os<br />
OLMs são similares aos Repetidores usados<br />
em RS-485 e normalmente possuem dois<br />
canais <strong>para</strong> RS-485 e um ou dois canais <strong>para</strong><br />
fibra ótica. Os OLMs po<strong>de</strong>m ser conectados<br />
entre si através dos canais óticos, sendo os<br />
canais RS-485 empregados <strong>para</strong> conexão<br />
com estações individuais ou segmentos <strong>de</strong><br />
re<strong>de</strong> PROFIBUS.<br />
Ramais ou Conexões T<br />
A norma PROFIBUS permite a utilização<br />
<strong>de</strong> ramais ou conexões T (ver figura<br />
2) em um barramento principal em alguns<br />
casos. É importante salientar que este tipo<br />
<strong>de</strong> conexão não é aconselhável, pois em<br />
<strong>de</strong>terminadas condições é uma das causas<br />
<strong>de</strong> reflexão do sinal, prejudicando a transmissão<br />
<strong>de</strong> dados no segmento PROFIBUS.<br />
A recomendação é que se utilizem sempre<br />
Repetidores, quando existir a necessida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>rivações na linha principal.<br />
A Tabela 4 dá os comprimentos máximos<br />
<strong>para</strong> a linha principal e <strong>para</strong> os ramais<br />
em função da velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> transmissão.<br />
Como po<strong>de</strong> ser observado nesta tabela, o<br />
uso <strong>de</strong> ramais po<strong>de</strong> ser tolerado em baixas<br />
velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> transmissão, mas <strong>de</strong>vem ser<br />
evitados completamente em velocida<strong>de</strong>s<br />
acima <strong>de</strong> 500 kbit/s.<br />
Reflexão <strong>de</strong> Sinal,<br />
Terminação e Conectores<br />
Quando um sinal elétrico atravessa um<br />
condutor, cujo comprimento é da or<strong>de</strong>m <strong>de</strong><br />
gran<strong>de</strong>za do comprimento <strong>de</strong> onda do sinal,<br />
qualquer <strong>de</strong>scontinuida<strong>de</strong> elétrica como, por<br />
exemplo, uma mudança <strong>de</strong> resistência, capaci-<br />
F2. Exemplo <strong>de</strong> ramal ou conexão T.<br />
44 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
tância, ou particularmente o final do condutor,<br />
po<strong>de</strong> causar a ocorrência <strong>de</strong> reflexões. Este sinal<br />
refletido po<strong>de</strong> ser percebido em alguns casos<br />
como uma pequena ondulação sobre o sinal<br />
principal, mas muitas vezes po<strong>de</strong> corromper<br />
ou distorcer completamente o sinal original,<br />
per<strong>de</strong>ndo-se a informação, especialmente<br />
em altas velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> comunicação. Em<br />
dispositivos certificados, o nível <strong>de</strong> reflexão<br />
é garantido <strong>para</strong> que não ultrapasse 500 mV<br />
pico a pico [MIT04].<br />
Para evitar as reflexões <strong>de</strong> sinal, <strong>de</strong>vem<br />
ser utilizados resistores <strong>de</strong> terminação. Estes<br />
resistores são adicionados em <strong>para</strong>lelo<br />
entre as linhas <strong>de</strong> sinal RxD/TxD-POS<br />
e RxD/TxD-NEG, nas extremida<strong>de</strong>s <strong>de</strong><br />
cada segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong>. Os resistores <strong>de</strong><br />
terminação em uma re<strong>de</strong> RS-485 buscam<br />
casar a impedância característica do cabo,<br />
que é <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte do seu diâmetro, distância<br />
entre os condutores, tipo <strong>de</strong> isolação, etc.<br />
Estes resistores ajudam absorver a energia<br />
do sinal e <strong>de</strong>ste modo impe<strong>de</strong>m a reflexão<br />
do mesmo no barramento. Eles possuem<br />
o valor <strong>de</strong> 220 ohms.<br />
Existem também os resistores <strong>de</strong> polarização<br />
que são utilizados <strong>para</strong> manter as linhas<br />
Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Transmissão<br />
[kbit/s]<br />
Tamanho Máximo Linha<br />
Principal [m]<br />
9,6 500 500<br />
19,2 500 500<br />
93,75 900 100<br />
187,5 967 33<br />
500 380 20<br />
1500 193,4 6,6<br />
3000 100 0<br />
6000 100 0<br />
12000 100 0<br />
T4. Comprimento máximo da linha principal e ramais em<br />
re<strong>de</strong>s PROFIBUS utilizando RS-485 [MIT04].<br />
F3. Resistores <strong>de</strong> terminação e <strong>de</strong> polarização no PROFIBUS.<br />
<strong>de</strong> sinal RxD/TxD-POS e RxD/TxD-NEG<br />
no estado inativo, quando nenhum transmissor<br />
está ativo na linha. No PROFIBUS,<br />
um dos resistores <strong>de</strong> polarização é conectado<br />
entre a linha <strong>de</strong> sinal RxD/TxD-POS e a<br />
tensão +5Vcc (VP), enquanto que o outro<br />
resistor é conectado entre a linha <strong>de</strong> sinal<br />
RxD/TxD-NEG e o terra (DGND). Manter<br />
as linhas <strong>de</strong> sinal no estado inativo impe<strong>de</strong><br />
a recepção <strong>de</strong> falsos Start Bits pelos receptores,<br />
evitando <strong>de</strong>ste modo, a recepção <strong>de</strong><br />
falsas mensagens. Estes resistores possuem<br />
o valor <strong>de</strong> 390 ohms.<br />
O diagrama <strong>de</strong> conexão dos resistores<br />
<strong>de</strong> terminação e <strong>de</strong> polarização po<strong>de</strong> ser<br />
visualizado na figura 3, a seguir.<br />
Depen<strong>de</strong>ndo do fabricante, alguns<br />
mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> conectores <strong>de</strong> re<strong>de</strong> PROFIBUS<br />
já contêm os resistores <strong>de</strong> terminação e <strong>de</strong><br />
polarização. Estes resistores são habilitados<br />
através <strong>de</strong> chave seletora existente no próprio<br />
conector. A figura 4 ilustra uma terminação<br />
em um conector PROFIBUS padrão.<br />
É importante ressaltar que as terminações<br />
<strong>de</strong>vem estar habilitadas nas extremida<strong>de</strong>s<br />
do segmento e <strong>de</strong>vem ser apenas duas. Caso<br />
sejam adicionados mais do que dois resistores<br />
Tamanho Máximo<br />
Ramais [m]
<strong>de</strong> terminação em <strong>para</strong>lelo, a resistência <strong>de</strong><br />
terminação efetiva é diminuída. Com vários<br />
resistores <strong>de</strong> terminação habilitados em<br />
<strong>para</strong>lelo, as linhas <strong>de</strong> sinal RxD/TxD-POS<br />
e RxD/TxD-NEG muitas vezes parecem<br />
estar em curto-circuito. Os conectores<br />
PROFIBUS mo<strong>de</strong>rnos evitam a conexão <strong>de</strong><br />
vários resistores <strong>de</strong> terminação no mesmo<br />
segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong>, pois interrompem a re<strong>de</strong><br />
no ponto em que a resistência <strong>de</strong> terminação<br />
está habilitada. Neste caso, o conector apresenta<br />
pontos distintos <strong>para</strong> conexão do cabo<br />
que “chega” e do cabo que “sai”. Quando a<br />
terminação é habilitada, o cabo que “sai”<br />
do conector é eletricamente <strong>de</strong>sconectado<br />
do barramento. Um conector <strong>de</strong>ste tipo<br />
po<strong>de</strong> ser observado na Figura 4.<br />
Outro ponto importante a ser <strong>de</strong>stacado<br />
é que as terminações habilitadas nas<br />
extremida<strong>de</strong>s do segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong> <strong>de</strong>vem<br />
estar conectadas a estações que estejam<br />
sempre energizadas. Isto é extremamente<br />
importante, pois estas estações fornecem os<br />
sinais +5 Vcc (VP) e terra (DGND) <strong>para</strong><br />
o circuito dos resistores <strong>de</strong> polarização e<br />
<strong>de</strong> terminação existente nos conectores<br />
PROFIBUS. Caso a estação não forneça<br />
esta alimentação, o circuito dos resistores<br />
não ficará completamente ativo e erros no<br />
barramento po<strong>de</strong>rão ocorrer. Por isto, é<br />
recomendável evitar sempre a utilização<br />
<strong>de</strong> estações baseadas em computadores<br />
como último dispositivo <strong>de</strong> re<strong>de</strong>, pois durante<br />
qualquer reinicialização do mesmo,<br />
os sinais <strong>de</strong> +5Vcc e terra existentes no<br />
conector ficarão <strong>de</strong>sabilitados e po<strong>de</strong>rão<br />
causar falhas na comunicação.<br />
Para sanar o problema <strong>de</strong>scrito acima,<br />
existem também terminações <strong>de</strong> barramento<br />
que funcionam <strong>de</strong> modo in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte,<br />
ou seja, sem estar conectadas a uma estação<br />
(Active Termination Box, também<br />
conhecida como Terminação Ativa). Estas<br />
terminações são geralmente alimentadas<br />
em 24 Vcc e contêm os resistores <strong>de</strong> polarização<br />
e <strong>de</strong> terminação, um circuito <strong>para</strong><br />
fornecimento <strong>de</strong> +5 Vcc e conexões <strong>para</strong><br />
terra. Este dispositivo não é consi<strong>de</strong>rado<br />
uma estação da re<strong>de</strong> PROFIBUS, e <strong>de</strong>ve<br />
ser utilizado em instalações on<strong>de</strong> todas estações<br />
possam ser <strong>de</strong>senergizadas, inclusive<br />
as estações localizadas nas extremida<strong>de</strong>s<br />
do segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong>, o que prejudicaria o<br />
funcionamento do circuito dos resistores,<br />
caso fossem empregados apenas conectores<br />
PROFIBUS. A utilização <strong>de</strong> Terminação<br />
Ativa é particularmente importante no<br />
projeto <strong>de</strong> CCMs Inteligentes utilizando<br />
a re<strong>de</strong> PROFIBUS DP.<br />
Os conectores PROFIBUS utilizados<br />
<strong>para</strong> velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> transmissão acima <strong>de</strong><br />
1500 kbit/s contêm ainda indutores nas<br />
linhas <strong>de</strong> sinal, <strong>para</strong> compensar a capacitância<br />
do dispositivo e minimizar o nível <strong>de</strong><br />
reflexão. A gran<strong>de</strong> maioria dos fabricantes<br />
já inclui estes indutores em todos os conectores<br />
PROFIBUS, entretanto, existem<br />
alguns fornecedores que ainda produzem<br />
mo<strong>de</strong>los diferenciados <strong>para</strong> velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong><br />
transmissão acima <strong>de</strong> 1500 kbit/s. Portanto,<br />
é importante estar sempre atento na utilização<br />
<strong>de</strong> conectores PROFIBUS em re<strong>de</strong>s<br />
que irão trabalhar com velocida<strong>de</strong>s mais<br />
altas <strong>de</strong> transmissão.<br />
F4. Terminação em um conector PROFIBUS.<br />
conectivida<strong>de</strong><br />
Disposição dos Cabos<br />
Existem algumas regras básicas que<br />
<strong>de</strong>vem ser seguidas pelos projetistas <strong>para</strong><br />
<strong>de</strong>finição do trajeto percorrido por cabos<br />
PROFIBUS. Algumas regras são apresentadas<br />
a seguir.<br />
A Tabela 5 apresenta o espaçamento mínimo<br />
recomendado entre cabos PROFIBUS<br />
e outros tipos <strong>de</strong> cabos, quando não se está<br />
utilizando eletrodutos ou canaletas metálicas<br />
<strong>para</strong> se<strong>para</strong>ção dos mesmos. Pela Tabela 5,<br />
po<strong>de</strong>-se observar que cabos <strong>para</strong> re<strong>de</strong>s <strong>de</strong><br />
comunicação, periféricos <strong>de</strong> computadores,<br />
entradas e saídas analógicas, e tensões abaixo<br />
<strong>de</strong> 60 Vcc ou abaixo <strong>de</strong> 25 Vca, po<strong>de</strong>m percorrer<br />
o mesmo trajeto do cabo PROFIBUS.<br />
Demais cargas exigem uma se<strong>para</strong>ção mínima<br />
que varia <strong>de</strong> 100 a 500 mm.<br />
Tipo <strong>de</strong> Cabo Distância <strong>de</strong> Se<strong>para</strong>ção [mm]<br />
Cabos <strong>de</strong> re<strong>de</strong> (Ethernet, PROFIBUS, etc.) 0<br />
Cabos <strong>de</strong> comunicação com computadores 0<br />
Cabos blindados - Entradas e saídas analógicas 0<br />
Cabos não blindados - Tensões CC
conectivida<strong>de</strong><br />
A Tabela 6 mostra a <strong>de</strong>finição do espaçamento<br />
mínimo entre cabos, conforme<br />
norma CENELEC EN 50174.<br />
As seguintes recomendações também<br />
<strong>de</strong>vem ser observadas na <strong>de</strong>finição da disposição<br />
dos cabos em re<strong>de</strong>s PROFIBUS<br />
[MIT04, PRO06]:<br />
• Deve-se evitar o cruzamento <strong>de</strong><br />
cabos. Caso seja necessário, fazê-lo<br />
perpendicularmente (ângulo <strong>de</strong><br />
90º entre os cabos que cruzam)<br />
<strong>para</strong> diminuir a possibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
acoplamento indutivo;<br />
• Se o espaço é insuficiente <strong>para</strong> manter<br />
o espaçamento requerido conforme<br />
Tabela 5, então os cabos <strong>de</strong>vem ser<br />
encaminhados em canaletas metálicas<br />
se<strong>para</strong>das. Cada canaleta metálica<br />
<strong>de</strong>verá conter apenas cabos da mesma<br />
categoria (mesmo nível <strong>de</strong> tensão);<br />
• Para instalações externas, é recomendável<br />
a utilização <strong>de</strong> cabos <strong>de</strong><br />
fibra ótica, pois possibilitam maior<br />
imunida<strong>de</strong> às interferências eletromagnéticas<br />
(EMI), isolação elétrica<br />
e maiores distâncias;<br />
• Conforme já mencionado anteriormente,<br />
as linhas <strong>de</strong> dados do PROFIBUS<br />
são <strong>de</strong>signadas A e B. Apesar <strong>de</strong> não<br />
existir nenhuma obrigatorieda<strong>de</strong>,<br />
na prática tem-se adotado utilizar o<br />
condutor ver<strong>de</strong> <strong>para</strong> linha <strong>de</strong> dados A<br />
e o condutor vermelho <strong>para</strong> linha <strong>de</strong><br />
dados B. E <strong>para</strong> facilitar a manutenção<br />
do sistema, é conveniente que se use<br />
as linhas A e B <strong>de</strong> forma continuada<br />
ao longo <strong>de</strong> toda re<strong>de</strong> PROFIBUS,<br />
evitando-se inversões;<br />
• Caso sejam utilizados dispositivos<br />
PROFIBUS não certificados, é aconselhável<br />
<strong>de</strong>ixar pelo menos um metro<br />
<strong>de</strong> cabo entre os dispositivos. Quando<br />
o dispositivo não é certificado, po<strong>de</strong><br />
gerar um nível <strong>de</strong> reflexão acima<br />
do permitido e o cabo maior ajuda<br />
na atenuação <strong>de</strong>sta reflexão. Ainda<br />
segundo [MIT04], é recomendável<br />
a utilização <strong>de</strong> pelo menos um metro<br />
<strong>de</strong> cabo entre dispositivos PROFI-<br />
BUS, em qualquer caso, se a re<strong>de</strong> for<br />
funcionar em 12 Mbit/s.<br />
Blindagem e Aterramento<br />
O cabo PROFIBUS possui uma blindagem<br />
constituída por uma malha e por<br />
uma lâmina <strong>de</strong> alumínio. Esta blindagem<br />
46 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
<strong>de</strong>ve ser conectada ao terra funcional do<br />
sistema e <strong>de</strong>ve permitir uma ampla área<br />
<strong>de</strong> conexão com a superfície condutiva<br />
aterrada. Entretanto, o modo como este<br />
aterramento é realizado <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> alguns<br />
fatores, sendo que existe ainda muita<br />
controvérsia sobre este tema.<br />
A recomendação básica é que a blindagem<br />
do cabo seja aterrada em ambas extremida<strong>de</strong>s<br />
do segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong>, <strong>para</strong> permitir um<br />
caminho <strong>de</strong> baixa impedância <strong>para</strong> os sinais<br />
<strong>de</strong> alta frequência, bem como fornecer uma<br />
referência <strong>de</strong> terra <strong>para</strong> fonte <strong>de</strong> alimentação<br />
+5Vcc do padrão RS-485.<br />
Entretanto, na configuração proposta<br />
acima, po<strong>de</strong> ocorrer a passagem <strong>de</strong> corrente<br />
pela blindagem (loop <strong>de</strong> corrente),<br />
caso haja uma significativa diferença <strong>de</strong><br />
potencial entre os dois pontos <strong>de</strong> aterramento,<br />
localizados nas extremida<strong>de</strong>s do<br />
segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong>. Neste exemplo, recomenda-se<br />
a utilização <strong>de</strong> um condutor <strong>para</strong><br />
equalização do potencial (cabo AWG 10<br />
F5. Exemplo <strong>de</strong> linha <strong>de</strong> equipotencial.<br />
Cabo PROFIBUS e<br />
cabo <strong>para</strong>...<br />
...transmissão <strong>de</strong> sinais<br />
Re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> comunicação<br />
Dados digitais <strong>para</strong><br />
computadores,<br />
impressoras, etc.<br />
Blindado <strong>para</strong> entradas e<br />
saídas analógicas<br />
... fonte <strong>de</strong> alimentação<br />
Espaçamento [mm]<br />
Sem se<strong>para</strong>ção ou<br />
com se<strong>para</strong>ção<br />
não-metálica<br />
ou 12) que interligará os dois pontos <strong>de</strong><br />
aterramento e minimizará a passagem <strong>de</strong><br />
corrente através da blindagem. A própria<br />
canaleta metálica responsável pelo trajeto<br />
do cabo PROFIBUS po<strong>de</strong> ser usado como<br />
um pseudocondutor <strong>de</strong> equalização (ou<br />
linha <strong>de</strong> equipotencial), sendo interligada<br />
aos pontos <strong>de</strong> aterramento [MIT04]. A<br />
figura 5 exibe um exemplo <strong>de</strong> conexão<br />
<strong>de</strong> uma linha <strong>de</strong> equipotencial [PRO98,<br />
PRO06].<br />
Uma outra possibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> aterramento<br />
leva em consi<strong>de</strong>ração que o conector PRO-<br />
FIBUS possui em sua carcaça uma parte<br />
metálica <strong>para</strong> contato com a blindagem<br />
do cabo. A carcaça do conector, por sua<br />
vez, também faz contato com a carcaça do<br />
dispositivo PROFIBUS, que está aterrado<br />
na estrutura do painel elétrico, fechando<br />
o circuito. Nestes casos, é aconselhável<br />
verificar na documentação técnica do<br />
dispositivo PROFIBUS, a melhor opção<br />
<strong>para</strong> o seu aterramento.<br />
Se<strong>para</strong>ção metálica<br />
<strong>de</strong> alumínio<br />
0 0 0<br />
Não blindado 200 100 50<br />
Blindado 0 0 0<br />
T6. Espaçamento mínimo <strong>para</strong> cabos,<br />
conforme EN 50174 [PRO06].<br />
Se<strong>para</strong>ção metálica<br />
<strong>de</strong> aço
Po<strong>de</strong>-se adotar ainda uma opção híbrida<br />
<strong>para</strong> o aterramento, ou seja, a combinação<br />
<strong>de</strong> múltiplos pontos <strong>de</strong> aterramento<br />
<strong>para</strong> as estações que estão relativamente<br />
próximas e o uso <strong>de</strong> condutores <strong>para</strong><br />
equalização <strong>de</strong> potencial <strong>para</strong> os pontos<br />
<strong>de</strong> aterramento que apresentam diferença<br />
<strong>de</strong> potencial significativa.<br />
Quando nenhuma das opções anteriormente<br />
recomendadas po<strong>de</strong> ser utilizada,<br />
então o aterramento em apenas uma das<br />
extremida<strong>de</strong>s do segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong> <strong>de</strong>ve<br />
ser implementado. A blindagem do lado<br />
do segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong> que não foi aterrada<br />
<strong>de</strong>ve ser protegida contra contatos<br />
aci<strong>de</strong>ntais, pois apresenta risco potencial<br />
<strong>de</strong> choque [MIT04].<br />
Entretanto, a melhor opção <strong>para</strong><br />
evitar as consequências da existência <strong>de</strong><br />
diferença <strong>de</strong> potencial entre os pontos<br />
<strong>de</strong> aterramento é a utilização <strong>de</strong> cabos<br />
<strong>de</strong> fibra ótica. Na prática, usa-se a fibra<br />
ótica como um barramento principal (ba-<br />
F6. Exemplo <strong>de</strong> configuração em anel utilizando OLMs.<br />
ckbone) <strong>para</strong> interconectar vários grupos<br />
<strong>de</strong> dispositivos conectados em RS-485,<br />
através do emprego <strong>de</strong> OLMs. A figura 6<br />
mostra um exemplo <strong>de</strong> configuração em<br />
anel utilizando OLMs <strong>para</strong> a interconexão<br />
<strong>de</strong> estações individuais ou segmentos <strong>de</strong><br />
re<strong>de</strong> PROFIBUS.<br />
Conclusões: <strong>Diretrizes</strong><br />
Gerais <strong>para</strong> <strong>Instalação</strong><br />
Em função do que foi apresentado nos<br />
itens anteriores <strong>de</strong>ste trabalho, po<strong>de</strong>-se<br />
então <strong>de</strong>stacar as seguintes diretrizes<br />
gerais <strong>para</strong> instalação <strong>de</strong> uma re<strong>de</strong> PRO-<br />
FIBUS DP:<br />
• Utilizar sempre cabos e conectores<br />
PROFIBUS;<br />
• Não exce<strong>de</strong>r 32 dispositivos por<br />
segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong>, incluindo Repetidores,<br />
OLMs e Acopladores;<br />
• Não ultrapassar a quantida<strong>de</strong> máxima<br />
<strong>de</strong> Repetidores permitidos pelo<br />
fabricante (<strong>de</strong> 4 a 9 Repetidores);<br />
conectivida<strong>de</strong><br />
• Respeitar o comprimento máximo do<br />
segmento <strong>de</strong> re<strong>de</strong> em função da velocida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> transmissão escolhida;<br />
• Garantir que existirão somente duas<br />
terminações habilitadas no segmento<br />
<strong>de</strong> re<strong>de</strong>, uma em cada extremida<strong>de</strong>,<br />
e que estas terminações estarão<br />
sempre energizadas;<br />
• Evitar ramais ou conexões T. Quando<br />
necessário utilizar Repetidores;<br />
• Adotar a linha <strong>de</strong> dados A como condutor<br />
ver<strong>de</strong> e a linha B como condutor<br />
vermelho. Evitar a inversão <strong>de</strong>stes condutores<br />
em todo trajeto da re<strong>de</strong> PRO-<br />
FIBUS, mantendo esta nomenclatura<br />
ao longo <strong>de</strong> todo cabeamento;<br />
• Se<strong>para</strong>r o cabo PROFIBUS das fontes<br />
<strong>de</strong> ruídos, respeitando a distância<br />
mínima recomendável, ou através<br />
da utilização <strong>de</strong> canaletas metálicas<br />
se<strong>para</strong>das;<br />
• Evitar o cruzamento <strong>de</strong> cabos. Caso<br />
seja necessário, fazê-lo perpendicularmente<br />
<strong>para</strong> diminuir a possibilida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> acoplamento indutivo;<br />
• Para os casos on<strong>de</strong> existam problemas<br />
com distâncias, ou aterramento,<br />
ou alta susceptibilida<strong>de</strong> a ruídos, é<br />
recomendável a utilização <strong>de</strong> cabos<br />
<strong>de</strong> fibra ótica;<br />
• Verificar sempre na documentação<br />
técnica do dispositivo PROFIBUS a<br />
ser utilizado, a melhor opção <strong>para</strong> o<br />
seu aterramento;<br />
• Dedicar especial atenção aos dispositivos<br />
PROFIBUS não certificados<br />
e aos conectores PROFIBUS no caso<br />
<strong>de</strong> velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> transmissão acima<br />
<strong>de</strong> 1500 kbit/s;<br />
• Manter sempre atualizado nos <strong>de</strong>senhos<br />
<strong>de</strong> projeto, o comprimento real<br />
dos segmentos da re<strong>de</strong> PROFIBUS,<br />
evitando problemas em futuras<br />
expansões.<br />
MA<br />
Dados do Autor<br />
Possui graduação em Engenharia<br />
Elétrica pela Universida<strong>de</strong> Fe<strong>de</strong>ral <strong>de</strong><br />
Minas Gerais, especialização em Automação<br />
Industrial pela Universida<strong>de</strong><br />
Fe<strong>de</strong>ral <strong>de</strong> Minas Gerais e as certificações<br />
internacionais <strong>para</strong> PROFIBUS<br />
Installer e PROFIBUS DP/PA Engineer.<br />
<strong>Atual</strong>mente é Gerente <strong>de</strong> Sistemas da<br />
WTech Automação Ltda.<br />
E-mail: wladimir@wtech.ind.br<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
47
conectivida<strong>de</strong><br />
Protetor <strong>de</strong><br />
Transientes em<br />
re<strong>de</strong>s Profibus<br />
Este artigo mostra alguns conceitos e técnicas <strong>de</strong> proteção<br />
<strong>de</strong> equipamentos <strong>de</strong> campo Profibus DP e Profibus PA em<br />
termos <strong>de</strong> sinais <strong>de</strong> alta tensão e correntes induzidas por raios<br />
ou outras fontes<br />
saiba mais<br />
PROFIBUS<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> 44<br />
Re<strong>de</strong>s da Organização Profibus<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> 16<br />
A Re<strong>de</strong> Profibus DP<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> 17<br />
Re<strong>de</strong> Profibus PA<br />
<strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> 18<br />
É<br />
48 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
César Cassiolato, Diretor <strong>de</strong><br />
Marketing, Qualida<strong>de</strong> e Assistência<br />
Técnica da Smar Equipamentos<br />
Industriais Ltda.<br />
<strong>de</strong> conhecimento dos técnicos que as instalações<br />
dos sistemas <strong>de</strong> controle po<strong>de</strong>m<br />
ser constituídas pela distribuição aérea<br />
ou subterrânea <strong>de</strong> cabos, ban<strong>de</strong>jamentos,<br />
cabos próximos a cabos <strong>de</strong> alta tensão e<br />
que po<strong>de</strong>m estar suscetíveis à exposição <strong>de</strong><br />
raios, <strong>de</strong>scargas eletrostáticas e interferência<br />
eletromagnética (EMI). Esta última po<strong>de</strong> ser<br />
radiada (via ar), conduzida (via condutores),<br />
induzida (normalmente acima <strong>de</strong> 30 MHz)<br />
ou uma combinação das mesmas. Para termos<br />
uma i<strong>de</strong>ia da tensão gerada pela <strong>de</strong>scarga<br />
eletrostática, se consi<strong>de</strong>rarmos um condutor<br />
com 50 nH <strong>de</strong> indutância po<strong>de</strong>mos falar<br />
<strong>de</strong> picos <strong>de</strong> tensão da or<strong>de</strong>m <strong>de</strong> 200 V (V =<br />
L*di/dt) ou mais, uma vez que um pulso <strong>de</strong><br />
corrente gerado pela <strong>de</strong>scarga eletrostática<br />
tem um tempo <strong>de</strong> subida muito curto, da<br />
or<strong>de</strong>m <strong>de</strong> 4A/ns.<br />
Esta exposição po<strong>de</strong> afetar o comportamento<br />
<strong>de</strong> sinais e mesmo danificar<br />
equipamentos, uma vez que estes possuem<br />
componentes <strong>de</strong> baixa potência (low power)<br />
e que facilmente po<strong>de</strong>m queimar-se com a<br />
sobretensão.<br />
O que é um protetor<br />
<strong>de</strong> transientes?<br />
O protetor <strong>de</strong> transientes é um dispositivo<br />
<strong>de</strong> proteção, um hardware, que a<strong>de</strong>quadamente<br />
posicionado (veremos a seguir) e<br />
instalado po<strong>de</strong> proteger os equipamentos,<br />
limitando os níveis <strong>de</strong> transientes que<br />
possam atingir os mesmos. Atua quase que<br />
instantaneamente, “<strong>de</strong>sviando” o transiente<br />
<strong>para</strong> o terra e controlando a tensão em um<br />
nível que não danifica o equipamento a ele<br />
conectado. Quando a corrente chega em<br />
um nível aceitável, a operação normal é<br />
automaticamente restabelecida.<br />
No mercado existe uma variação muito<br />
gran<strong>de</strong> <strong>de</strong> mo<strong>de</strong>los. Estes dispositivos <strong>de</strong><br />
proteção são baseados em uma combinação<br />
<strong>de</strong> componentes como os tubos <strong>de</strong> <strong>de</strong>scarga<br />
<strong>de</strong> gás (GDTs, surge arresters), diodos <strong>de</strong><br />
corte (Clamping Voltage) e varistores <strong>de</strong><br />
óxido-metal (MOVs) que se caracterizam<br />
pela operação rápida, controle <strong>de</strong> tensão<br />
preciso e retorno automático uma vez que<br />
a sobretensão cesse. Veja a figura 1.<br />
Protegendo as re<strong>de</strong>s e<br />
equipamentos Profibus PA<br />
Em instalações Profibus PA, as tensões<br />
que ultrapassam as condições normais <strong>de</strong><br />
operação são conhecidas como “surge” e<br />
aparecem <strong>de</strong> forma transitória, po<strong>de</strong>ndo<br />
afetar o comportamento da re<strong>de</strong>. Vale lembrar<br />
que, como toda re<strong>de</strong> fieldbus, tem-se<br />
a troca <strong>de</strong> dados e o mais importante é se<br />
garantir a integrida<strong>de</strong> <strong>de</strong>les, garantindo a<br />
segurança operacional da planta.<br />
Quanto maior o tronco e as <strong>de</strong>rivações da<br />
re<strong>de</strong> Profibus PA, maior será a amplitu<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
transientes justamente pela exposição à diferença<br />
<strong>de</strong> potencial <strong>de</strong> terra. Dano significante
F1. Surge Arrester.<br />
F2. Cabo <strong>de</strong> par trançado Profibus PA.<br />
também po<strong>de</strong> ser causado em equipamento<br />
conectado por cabos relativamente curtos se<br />
os circuitos ou componentes forem particularmente<br />
sensíveis. Em algumas situações,<br />
<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo da energia, po<strong>de</strong>-se ter danos<br />
sérios em instalações e equipamentos.<br />
O cabo padrão <strong>para</strong> a re<strong>de</strong> Profibus PA<br />
é o cabo <strong>de</strong> par trançado (figura 2), on<strong>de</strong><br />
se tem justamente a trança dos condutores<br />
<strong>para</strong> minimizar as tensões entre as linhas,<br />
porém, como citado anteriormente, a diferença<br />
<strong>de</strong> potencial <strong>de</strong> terra po<strong>de</strong> causar<br />
dano em componentes e consequentemente<br />
afetar o comportamento, tornando o sistema<br />
sensível. Devemos lembrar ainda que o<br />
cabo, sua distribuição, são fatores a serem<br />
consi<strong>de</strong>rados em favor da minimização <strong>de</strong><br />
ruídos e transientes. É recomendado o uso<br />
da blindagem que age basicamente como<br />
uma gaiola <strong>de</strong> Faraday e tem sua eficiência<br />
maximizada contra ruídos em modo comum<br />
quando é aterrada na fonte <strong>de</strong> sinal. Além<br />
disso, garante a maior proteção à EMI.<br />
Em termos do protetor <strong>de</strong> transientes<br />
recomenda-se que a tensão limite não seja<br />
muito maior que a tensão <strong>de</strong> trabalho do<br />
equipamento e, na prática, é comum usar<br />
esta tensão como duas vezes a tensão <strong>de</strong><br />
trabalho do equipamento. Em termos <strong>de</strong><br />
raios, estudos mostram que as <strong>de</strong>scargas<br />
po<strong>de</strong>m gerar correntes <strong>de</strong> 2 kA a 200 kA<br />
com correntes <strong>de</strong> pico com duração <strong>de</strong><br />
menos <strong>de</strong> 10 μs.<br />
A escolha do protetor <strong>de</strong> transientes <strong>de</strong>ve<br />
ser criteriosa, pois este po<strong>de</strong> <strong>de</strong>gradar o sinal<br />
Profibus PA e ainda limitar o número <strong>de</strong><br />
equipamentos. Depen<strong>de</strong>ndo do fabricante,<br />
este dispositivo po<strong>de</strong> acrescentar capacitância<br />
e resistência na re<strong>de</strong> Profibus PA e<br />
estas afetarem a forma <strong>de</strong> onda do sinal <strong>de</strong><br />
F3. Distâncias mínimas recomendadas no cabeamento Profibus PA.<br />
F4. Uso <strong>de</strong> protetor <strong>de</strong> transientes e distância efetiva.<br />
comunicação. Além disso, alguns diodos<br />
<strong>de</strong> corte po<strong>de</strong>m não ser transparentes <strong>para</strong><br />
a re<strong>de</strong> e também po<strong>de</strong>m afetar os níveis <strong>de</strong><br />
sinais. Na prática, o usuário <strong>de</strong>ve buscar<br />
dispositivos que atendam a norma IEC<br />
61643-21 e ofereçam altas correntes <strong>de</strong> surge<br />
(da or<strong>de</strong>m <strong>de</strong> 10 kA) e acrescentem menos<br />
<strong>de</strong> 1 Ω e menos <strong>de</strong> 40 pF ao cabeamento.<br />
Figura 3.<br />
O grau <strong>de</strong> interferência em cabos vai<br />
<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>r <strong>de</strong> uma série <strong>de</strong> fatores como<br />
projeto, construção e características dos<br />
mesmos, e inclusive <strong>de</strong> sua interação com<br />
outros elementos da re<strong>de</strong> Profibus (conectores,<br />
equipamentos, terminais, outros cabos,<br />
blindagem, etc.), além <strong>de</strong> certos parâmetros<br />
do sistema e proprieda<strong>de</strong>s do ambiente.<br />
conectivida<strong>de</strong><br />
Há uma varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> fatores que limitam<br />
o <strong>de</strong>sempenho <strong>de</strong> transmissão <strong>de</strong> sinais<br />
digitais associados aos cabos e que <strong>de</strong>vem<br />
ser consi<strong>de</strong>rados no projeto e utilização<br />
<strong>de</strong>stes, tais como:<br />
• atenuação;<br />
• ruído, que po<strong>de</strong> ser basicamente <strong>de</strong><br />
quatro tipos:<br />
• ruído diferencial (característico<br />
do circuito);<br />
• ruído longitudinal (por interferência<br />
<strong>de</strong>vida a cabos <strong>de</strong><br />
alimentação elétrica);<br />
• ruído impulso;<br />
• diafonia (crosstalk);<br />
• distorções por atraso <strong>de</strong> propagação;<br />
• jitter.<br />
Março/Abril 2010 :: <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong><br />
49
conectivida<strong>de</strong><br />
O que é distância efetiva?<br />
Chamamos <strong>de</strong> distância efetiva a se<strong>para</strong>ção<br />
física entre dois dispositivos aterrados<br />
na instalação da re<strong>de</strong>.<br />
Toda vez que se tiver uma distância<br />
efetiva maior que 100 m na horizontal ou<br />
10 m na vertical entre dois pontos aterrados,<br />
recomenda-se o uso <strong>de</strong> protetores <strong>de</strong><br />
transientes, nos pontos inicial e final da<br />
distância. Na prática, na horizontal, entre<br />
50 e 100 m, recomenda-se o uso. Observe<br />
as figuras 4 e 5.<br />
Protegendo as re<strong>de</strong>s e<br />
equipamentos Profibus DP<br />
As regras <strong>de</strong> distância efetiva também<br />
são aplicadas à re<strong>de</strong> e equipamentos Profibus<br />
DP.<br />
De acordo com a figura 6, haverá proteção<br />
se houver uma queda <strong>de</strong> tensão ou quando<br />
houver um surge que exceda a tensão <strong>de</strong><br />
breakdown ou mesmo qualquer diferencial.<br />
De acordo com a figura 7, esta proteção é<br />
indicada quando não é possível o aterramento<br />
e assim sendo, qualquer surge diferencial será<br />
convertido em modo comum.<br />
Na prática, o usuário <strong>de</strong>ve buscar dispositivos<br />
que atendam a IEC 61643-21 e ofereçam<br />
correntes <strong>de</strong> surge da or<strong>de</strong>m <strong>de</strong> 700 A.<br />
Conclusão<br />
Vimos neste breve artigo alguns conceitos<br />
e técnicas <strong>de</strong> proteção <strong>de</strong> equipamentos<br />
<strong>de</strong> campo Profibus DP e Profibus PA em<br />
termos <strong>de</strong> sinais <strong>de</strong> alta tensão e correntes<br />
induzidas por raios ou outras fontes.<br />
Sempre que possível, consulte as normas<br />
EN50170 e a IEC60079-14 <strong>para</strong> as<br />
regulamentações físicas, assim como <strong>para</strong><br />
as práticas <strong>de</strong> segurança em instalações<br />
elétricas em atmosferas explosivas.<br />
É necessário agir com segurança nas<br />
medições, evitando contatos com terminais e<br />
fiação, pois a alta tensão po<strong>de</strong> estar presente<br />
e causar choque elétrico. Lembre-se que cada<br />
planta e cada sistema têm seus <strong>de</strong>talhes <strong>de</strong><br />
segurança. Informar-se <strong>de</strong>les antes <strong>de</strong> iniciar<br />
o trabalho é muito importante.<br />
Para minimizar o risco <strong>de</strong> problemas<br />
potenciais relacionados à segurança, é preciso<br />
seguir as normas <strong>de</strong> segurança e <strong>de</strong> áreas<br />
classificadas locais aplicáveis que regulam a<br />
instalação e operação dos equipamentos. Estas<br />
normas variam <strong>de</strong> área <strong>para</strong> área e estão em<br />
constante atualização. É responsabilida<strong>de</strong> do<br />
usuário <strong>de</strong>terminar quais normas <strong>de</strong>vem ser<br />
50 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Março/Abril 2010<br />
F5. Exemplo <strong>de</strong> protetor <strong>de</strong> transiente <strong>para</strong> a re<strong>de</strong> Profibus PA.<br />
F6. Proteção com isolação <strong>para</strong> o terra.<br />
F7. Proteção com isolação em modo comum.<br />
seguidas em suas aplicações e garantir que<br />
a instalação <strong>de</strong> cada equipamento esteja <strong>de</strong><br />
acordo com as mesmas.<br />
Uma instalação ina<strong>de</strong>quada ou o uso<br />
<strong>de</strong> um equipamento em aplicações não<br />
recomendadas po<strong>de</strong>m prejudicar a perfor-<br />
mance <strong>de</strong> um sistema e consequentemente<br />
a do processo, além <strong>de</strong> representar uma<br />
fonte <strong>de</strong> perigo e aci<strong>de</strong>ntes. Devido a isto,<br />
recomenda-se utilizar somente profissionais<br />
treinados e qualificados <strong>para</strong> instalação,<br />
operação e manutenção.<br />
MA
instrumentação<br />
14 <strong>Mecatrônica</strong> <strong>Atual</strong> :: Novembro/Dezembro 2008