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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 />

Capa<br />

DÜRR(divulgação)<br />

Impressão<br />

São Francisco Gráfica e Editora<br />

Distribuição<br />

Brasil: DINAP<br />

Portugal: Logista Portugal tel.: 121-9267 800<br />

ASSINATURAS<br />

www.mecatronicaatual.com.br<br />

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 />

BIRD & BARLETT. CIP optimization for<br />

the food industry: Relationships between<br />

<strong>de</strong>tergent concentration, temperature<br />

and cleaning time. Institution of Chemical<br />

Engineers, 2005<br />

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 />

2000<br />

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

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