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____________________________ ¹Alunos do curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial da Faculdade de Tecnologia de Garça- FATEC ²Docente da Faculdade de Tecnologia de Garça- FATEC
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MÁQUINA AUTOMATICA DE PRODUZIR ESPETINHO DE CARNE
Joelson Alves da Costa Júnior¹
Rodolfo Mendonça Pedroza da Silva¹
Prof. Paulo Sérgio Castro²
Abstract - Based on surveys conducted in butchers, people who work in
manufacturing and selling kabobs and information collected in articles and rules on
the handling of food given by ANVISA, we found the need for greater worker safety
and the use of PPE and EPC, for example, and better care of their hygiene when
working with food. Based on collected information sought by industrial automation
and mechanical systems, design and build an automated machine to make meat
kabobs. This machine has the proposal to ensure worker safety, increase quality in
the manufacturing maintaining the uniformity of the product, ensure hygiene and
reduce manufacturing time skewer the meat.
keywords: security, hygiene, food, industrial automation.
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Resumo: Com base em pesquisas realizadas em açougues, pessoas que
trabalham na fabricação e venda de espetinhos e informações coletadas em artigos
e normas sobre a manipulação de alimentos dada pela ANVISA, encontrou-se a
necessidade de maior segurança para o trabalhador como o uso de EPI e EPC, por
exemplo, e maiores cuidados com a higiene no trabalho com o alimento. Com base
nessas informações coletadas buscamos através da automação industrial e
sistemas mecânicos, projetar e construir uma máquina automatizada de fazer
espetinhos de carne. Esta máquina tem a proposta de garantir a segurança do
trabalhador, aumentar a qualidade na fabricação mantendo a uniformidade do
produto, garantir a higiene e diminuir o tempo de fabricação do espetinho de carne.
Palavras-chave: Segurança. Higiene. Alimento. Automação Industrial.
INTRODUÇÃO
Não existe referência exata sobre a origem do churrasco, mas presume-se
que a partir do domínio do fogo, na pré-história, o homem passou a assar a carne
que era caçada quando percebeu que o processo a deixava mais macia.
Entretanto o churrasco tornou-se no Brasil um prato típico muito consumido
em toda extensão territorial do país. Comumente podemos ver em diversos locais
espalhados pela cidade o famoso espetinho de carne servido as dezenas, e muitos
desses espetinhos servidos são comprados de terceiros. Entretanto muitos desses
fornecedores não seguem todas as normas de higiene estabelecidas pela ANVISA
na portaria CVS 5, de 09 de abril de 2013.
“Aprova o regulamento técnico sobre boas práticas para estabelecimentos comerciais de alimentos e para serviços de alimentação, e o roteiro de inspeção, anexo.”
A partir desta preocupação com a higiene no manuseio, e de problemas de
contaminação de alimentos já relatados na mídia, foi observada a necessidade de
um dispositivo que reduza o contato físico com o ambiente e que terceiros venham a
manusear a carne, para que as pessoas não corram riscos de se machucarem ao
manipular a carne, devido ao uso de espetos e facas, além de que, poderão ocorrer
contaminações se o fornecedor não manipular conforme as normas estabelecidas de
higiene, necessárias ao manusear e produzir o alimento, Podendo haver a
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contaminação da carne pelo homem, pois atualmente os processos de fazer o
espetinho de carne são manuais, tendo a possibilidade de afetar a integridade das
pessoas que venham a consumir um alimento possívelmente contaminado.
Foi visualizada então a solução através da aplicação da automação no
processo estudado. Desta forma foi utilizado um CLP (controlador lógico
programável), para realizar o controle total do processo com base em variáveis
captadas por sensores posicionados na estrutura do protótipo para o devido
acionamento dos atuadores.
Portanto máquina automatizada de fazer espetinhos tem por objetivo evitar
que ocorram os problemas acima citados durante o processo de fabricação, além de
aumentar a produtividade, segurança do trabalhador e reduzir o tempo empregado
na tarefa. Também foi encontrada a necessidade uma uniformidade no produto, e
desta forma alcançar o conceito de qualidade no produto final que será obtido
através da máquina.
Desta forma será demonstrada uma das diversas aplicações da mecatrônica
na atualidade, buscando a partir dela obter segurança ao trabalhador, higiene e
aumento de produtividade.
Capítulo 1 Higiene e Segurança na manipulação de alimentos.
1.1Saúde e segurança dos funcionários:
Com o tempo as técnicas para se fazer o churrasco foram aperfeiçoadas,
principalmente entre os caçadores e criadores de gado, dependendo sempre do tipo
de carne e lenha disponíveis. Na América do Sul, a primeira grande área de criação
de gado foi o pampa, uma extensa região de pastagem natural que compreendia
parte do território do estado do Rio Grande do Sul, no Brasil, além da Argentina e
Uruguai. Foi ali que os vaqueiros, conhecidos como gaúchos tornaram o prato
famoso e típico. Mas como todo alimento a ser consumida, a carne também pode
sofrer contaminação, e isto pode ser ocasionado desde o abate do animal, até a
chegada ao consumidor final. Uma das formas de ocorrer à contaminação, não só
na carne, mas em todos os alimentos são através do manipulador bem como seus
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equipamentos ou demais materiais utilizadas por ele no processo, como por
exemplo, a água, instrumentos e etc. segundo Prof. Roberto de Oliveira Roça:
“A contaminação da carne ocorre por contato com a pele, pelo, patas, conteúdo gastrintestinal, leite do úbere, equipamentos, mãos e roupas de operários, água utilizada para lavagem das carcaças,equipamentos e ar dos locais de abate e armazenamento. A contaminação pode ocorrer em todas as operações de abate, armazenamento e distribuição e sua intensidade depende da eficiência das medidas higiênicas adotadas.”
Devido a todos estes possíveis problemas que podem vir a ocorrer, a ANVISA
se ateve a detalhes para preservar a integridade do consumidor em relação a todo o
tipo de alimento, criando também medidas para o controle de saúde dos funcionários
que trabalhem com alimentos, medidas como:
A saúde do manipulador de alimentos deve ser verificada
através de atestados médicos, exames e laudos laboratoriais realizados por
especialistas, para evitar a transmissão de doenças pelo manipulador. Estes
exames devem ser feitos anualmente ou em periodicidade reduzida, de
acordo com as indicações médicas, e estes exames devem permanecer à
disposição das autoridades sanitárias;
Não é permitida a manipulação de alimentos por pessoas que
apresentem patologias, lesões na pele, unhas ou mucosas, feridas ou cortes,
infecções, entre outros impedimentos detectados pelo médico. O funcionário
que apresente qualquer um desses impedimentos deve ser encaminhado a
um médico e afastado de suas atividades enquanto necessário devido às
condições de saúde.
Outro ponto que deve ser levado em consideração na produção de alimentos
é a segurança das pessoas que vierem a trabalhar com os mesmos. Preservar a
segurança, evitando riscos aos funcionários, garante não só a qualidade do alimento
a ser produzido, bem como a integridade física do profissional.
Uma das maneiras encontradas para a preservação desta integridade e
saúde é a utilização de EPIs (equipamento de proteção individual). Estes
equipamentos, tem por objetivo assegurar a proteção individual do trabalhador que o
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utiliza, destinando-se a proteção contra possíveis riscos que venham ameaçar a
segurança e a saúde do trabalhador em seu âmbito de trabalho.
Estes dispositivos são obrigatórios segundo a NR 6 (norma regulamentadora
6), que aborda especificamente a necessidade do uso dos mesmos, e segundo a
ANVISA, abordado em parágrafo único na seção II.
“Parágrafo único A empresa deve
dispor, em local de fácil acesso, de equipamentos de proteção individual (EPI), limpos e em bom estado de conservação, em número suficiente e em tamanhos
adequados, considerando-se o quadro de funcionários e visitantes e as atividades desenvolvidas no local. [...]”
Estes equipamentos são necessários em diversas atividades, entretanto
existem equipamentos específicos para as atividades do ramo alimentício, são eles:
Uniforme, jalecos, toucas e aventais: estes equipamentos devem
ser de cor clara, tendo o branco como mais usual, pois permite a identificação
de resíduos alimentares, desta forma identifica-se a necessidade de substituí-
los ou lavá-los, de acordo com a necessidade de tal equipamento;
Protetores auriculares: estes protegem a pessoa exposta a
ruídos que estejam acima dos limites permitidos provenientes das maquinas e
equipamentos dispostos em seu ambiente de trabalho;
Máscaras respiratórias: estas máscaras são específicas para
cada atividade e é recomendável quando houver a manipulação com produtos
suscetíveis a contaminação. As mesmas devem ser descartáveis e
substituídas no prazo de 30 minutos;
Luvas: elas protegem a pessoa do produto a ser manipulado e o
produto a ser manipulado também é protegido por ela. Estas devem ser
mantidas limpas e em perfeitas condições sanitárias;
Botas: protegem os pés contra riscos de ordem térmica,
umidade, produtos tóxicos à pessoa e possíveis quedas devido a sua
aderência;
Óculos: estes protegem contra objetos ou respingos de
substâncias que podem ser projetadas contra os olhos causando ferimentos
ou outros malefícios.
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Estes equipamentos citados além de evitar acidentes e lesões proporcionam
também maior higiene e consequentemente reduzem o risco de contaminação
existente na manipulação por bactérias e fungos. É recomendado também a não
utilizar anéis, colares, brincos, pulseiras e outras jóias e adereços durante o
trabalho, pois os mesmos são difíceis de higienizar e há o perigo de caírem no
produto.
1.2 Condições sanitárias
Segundo PELCZAR ET AL, 1996 a carne fresca cortada de carcaça
refrigerada será contaminada em sua superfície por microrganismos do ambiente e
de serras e facas empregadas para cortar a carne. Cada novo corte expõe uma
nova superfície, com o potencial de acréscimo de mais microrganismos no tecido
exposto. Picar ou moer a carne propicia a exposição de um grande número de novas
superfícies e permite um alto potencial de contaminação.
Na pele humana existe uma flora que é infecciosa. Além da estimativa de que
a camada cutânea é descamada em sua totalidade entre um período de 48 horas,
sendo isso um fator importante para a contaminação da carne. Á partir daí vê a
necessidade de maiores cuidados com o preparo da carne que venha a ser utilizada
no espetinho de carne, pois ela apresenta alto índice de contaminação com grande
facilidade para isto.
Como citado acima, o material utilizado no corte como a faca, por exemplo,
deve ser higienizado constantemente, pois através dele pode haver uma fonte de
contaminação. A lâmina obrigatória para o corte de alimentos é constituída de aço
inoxidável AISI 316L. Este material é fácil de higienizar e é resistente a corrosão
(oxidação). Também deve ser verificado o material utilizado para o armazenamento
e manipulação da carne, este não deve possuir ranhuras onde pode acumular restos
de carne, pois a carne uma vez acumulada pode atrair fungos e bactérias que por
sua vez contaminará o alimento que será manipulado posteriormente no mesmo
recipiente.
Há constante necessidade de limpeza das maquinas e equipamentos e
cuidados no armazenamento do alimento sob temperatura indicada pelos frigoríficos
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produtores e ambientes adequados a eles. A carne geralmente deve ficar sob
temperatura de 4 a 7ºC (quatro a sete graus Celsius).
Capítulo 2- Automação industrial
É a aplicação de softwares ou equipamentos específicos em uma
determinada máquina ou processo industrial, com o objetivo de aumentar a sua
eficiência, aumentar a produção com o menor consumo de energia ou matérias
primas, menor emissão de resíduos de qualquer espécie, melhores condições de
segurança, seja material, humana ou das informações referentes a esse processo,
ou ainda, de reduzir o esforço ou a interferência humana sobre esse processo ou
máquina. É um passo além da mecanização, onde operadores humanos são
providos de maquinaria para auxiliá-los em seus trabalhos.
É largamente aplicada nas mais variadas áreas de produção industrial.
A parte mais visível da automação, atualmente, está ligada à robótica, mas também
é utilizada nas indústrias química, petroquímicas e farmacêuticas, com o uso de
transmissores de pressão, vazão, temperatura e outras variáveis necessárias para
um Sistema Digital de Controle Distribuído ou CLP (Controlador Lógico
Programável). A Automação industrial visa, principalmente, a produtividade,
qualidade e segurança em um processo. Em um sistema típico toda a informação
dos sensores é concentrada em um controlador programável o qual de acordo com o
programa em memória define o estado dos atuadores. Atualmente, com o advento
de instrumentação de campo inteligente, funções executados no controlador
programável tem uma tendência de serem migradas para estes instrumentos de
campo específicos para a área industrial em tese estes barramentos se assemelham
a barramentos comerciais tipo ethernet, intranet, mas controlando equipamentos de
campo como válvulas, atuadores eletromecânicos, indicadores, e enviando estes
sinais a uma central de controle conforme descritos acima. A partir destes
barramentos que conversam com o sistema central de controle eles podem também
conversar com o sistema administrativo da empresa conforme mostrado no
parágrafo abaixo.
Uma contribuição adicional importante dos sistemas de Automação Industrial
é a conexão do sistema de supervisão e controle com sistemas corporativos de
administração das empresas. Esta conectividade permite o compartilhamento de
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dados importantes da operação diária dos processos, contribuindo para uma maior
agilidade do processo decisório e maior confiabilidade dos dados que suportam as
decisões dentro da empresa para assim melhorar a produtividade.
2.1 CLP
O CLP é um controlador lógico programável que pode ser definido com um
dispositivo de estado sólido, um computador industrial capaz de armazenar
instruções para implementação de funções de controle como uma sequência lógica,
temporização e contagem, ou seja, é inserida uma programação que é realimentada
ativando ou não suas saídas (output).
A programação do CLP É feita com uma ferramenta de Programação que
pode ser um programador manual (terminal de programação) ou através de um
computador com um software de programação especifico. As linguagens utilizadas
são ladder ou statement list tendo a primeira como a mais popular devido a sua
maior facilidade de compreensão.
2.2 Os principais blocos que compõem um CLP:
A CPU: (unidade central de processamento) compreende o processador que
seria os microcontrolador e microprocessador ou processador dedicado) o sistema
de memória (ROM e RAM) e os circuitos auxiliares de controle.
Circuitos de Módulos de entrada e saída: que podem ser discretos sinais
digitais 12VDC, 110VDC, contatos normalmente abertos e fechados ou analógicos
os sinais analógicos são de 4-20mA, 0-10VDC termopar.
A fonte de alimentação que e a responsável de alimentar a CPU e os circuitos
de entrada e saídas. E em alguns casos pode fornecer saída auxiliar de baixa
corrente.
Base ou RACK : que proporciona a conexão mecânica e elétrica entra a CPU
os módulos de entrada e saída e a fonte de alimentação. Contem um barramento de
comunicação entre eles no qual os sinais de dados, endereços, controle e tensão de
alimentação estão presentes.
O CLP surgiu na década de 1960 devido ao aumento da competitividade das
indústrias automotivas.
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Procurando melhorar o desempenho das linhas de produção tanto em
confiabilidade do processo como também em produtividade e qualidade no produto
final fazia-se necessário encontrar uma alternativa para os sistemas de controle a
reles.
Foi quando a GM (General Motors) imaginou um sistema baseado em um
computador. Então a GM determinou em 1968 os critérios para o projeto do CLP e
em 1969 foi construído o primeiro CLP pela Gould Modicon.
E na década de 1970 os CLPS tiveram um grande avanço tecnológico dos
microprocessadores, aumentou a flexibilidade e um grau também maior de
inteligência onde os novos CLPs incorporavam novas funções como de
temporização e contagem, manipulação de dados e comunicação com
computadores, comunicação com interfaces homem e maquina, aumentou a
capacidade de memória, e a capacidade de controle de posicionamentos.
E na década seguinte o CLP se tornou o equipamento mais atraente da
automação industrial.
2.2.1 Linguagem LADDER Programação por Estágios
A linguagem Ladder foi a primeira linguagem criada para a programação do
CLP o fato de ser um linguagem baseada em símbolos semelhantes aos
encontrados nos esquemas elétricos, como contatos e bobinas, foi o que facilitou a
implementação do CLP por técnicos e engenheiros acostumados com os sistemas
de controle a reles e a mais utilizada atualmente.
“O nome LADDER deve-se à representação da
linguagem se parecer com uma escada (ladder), na qual
duas barras verticais paralelas são interligadas pela lógica
de controle, formando os como degraus (rungs) da escada.
A cada lógica de controle existente no programa de
aplicação dá-se o nome de rung, a qual é composta por
colunas e linhas[...]”
A linguagem de programação LADDER e feita por estágios onde tem as
principais vantagens e as desvantagens.
2.2.2 Desvantagens:
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Dificuldade de localização de problemas durante a manutenção,
pois toda a lógica tem que ser verificada.
Dificuldade no gerenciamento de programas extensos, devido a
falta de estruturação.
2.2.3 Vantagens:
Facilidade de gerenciamento do programa de aplicação
independente de tamanho ou complexidade devido a sua estruturação.
Facilidade de alterações posteriores devido a clareza da
documentação utilizada para a lógica de controle.
Mais a maior vantagem da programação por estágios esta na forma como a
CPU executa o programa de aplicação. Durante a execução de programas
desenvolvidos com métodos convencionais a maior parte do tempo é consumida
gasta verificando condições desnecessárias a aquela sequência de operação. Onde
a CPU só executara apenas a lógica de controle presente nos estágios ativos, ou
seja, consome-se tempo verificando apenas condições necessárias a sequência de
operação naquele momento.
2.3 Os estágios podem ser ativados
Por meio de um jump ou set ativando um estagio referenciado nas instruções
e mantendo ativado o estagio que o executou.
E pode ser desativado por um reset e por meio de um jump também onde irá
desativar o estagio que o executou a instrução e ativando o estagio referenciado
nela.
2.3.1 Utilização da hidráulica na Automação Industrial
Com a constante evolução tecnológica, tem-se no mercado a intensa
necessidade de se desenvolverem técnicas de trabalho que possibilitem ao homem
o aprimoramento nos processos produtivos e a busca da qualidade.
Para se buscar a otimização de sistemas nos processos industriais, faz-se o
uso da junção dos meios de transmissão de energia: como a Hidráulica, utilizada no
sistema do protótipo.
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Experiências têm mostrado que a hidráulica vem se destacando e ganhando
espaço como um meio de transmissão de energia nos mais variados seguimentos
do mercado, apresentando um maior crescimento em relação aos outros atuadores.
Mesmo durante os séculos anteriores, quando a tecnologia não foi
desenvolvida, os seres humanos tinham encontrado várias maneiras de aproveitar a
aplicabilidade desta ferramenta com o uso da força de rios, por exemplo. Mas esta
fonte de energia chegou a sua força total em torno de um século atrás. Desde então
a indústria ganhou muito com isso.
Uma das razões da sua elevada densidade de potência é o fato de que utiliza
a corrente de fluido, que tem um maior potencial para gerar energia, além de ele
possuir uma maior gama de cursos em comparação com outras fontes, sendo eles:
“não queimar”: ou seja, em relação à segurança ou durabilidade pode-
se dizer que esses cilindros são muito mais vantajosos, eles são duros
e resistentes, portanto, mesmo sendo gerada uma sobrecarga não
haveria qualquer combustão. Ele pode parar de funcionar
interrompendo seu curso, mas não causa nenhum dano a si mesmo ou
para as suas propriedades;
vida útil: mais elevada, como eles são menos suscetíveis a tais
vulnerabilidades devido a sua elevada robustez;
Diferentes velocidades: Um cilindro hidráulico pode operar em
velocidades diferentes e que o usuário pode exercer um bom controle
sobre ele.
Economia: se compararmos cilindros hidráulicos com outros atuadores
descobrirá que o mesmo possui uma relação custo/benefício mais
vantajosa uma vez que, máquinas hidráulicas são mais fáceis de
controlar, desse modo a sua velocidade pode ser flutuante isso garante
que há menos desperdício no processo.
Armazenamento: A energia gerada por essas máquinas podem ser
armazenados e utilizados durante a crise ou em momentos de
emergência.
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FIG. 1:Cilindro hidráulico
Capítulo 3- O Protótipo
Com base em dados pesquisados e identificados nos dois primeiros capítulos
deste artigo, projetamos uma maquina automatizada com a capacidade de
solucionar os problemas ocorrentes na fabricação em de espetinhos de carne
atendo-se as normas estabelecidas pela ANVISA quanto à segurança dos
colaboradores e higiene durante o processo.
Utilizamo-nos de conceitos teóricos e práticos da automação industrial com a
finalidade de além de sanar os problemas de higiene e saúde, aumentar a
produtividade. Este aumento de produtividade tem por objetivos principais a redução
do tempo necessário para a produção e a redução de custos com o produto a fim de
se tornar um investimento rentável ao empresário.
3.1 POLICETAL
Este material foi utilizado na produção do recipiente (fig.2) que conterá a
carne e no compartimento onde serão colocados os espetos de madeira nos quais a
carne será fixada. Este polímero é largamente utilizado na indústria alimentícia, em
restaurantes, outros estabelecimentos que fornecem alimentos e até mesmo na
cozinha doméstica na popular “tábua” de cortar carne. Descoberto em 1956, é um
polímero muito resistente e com excepcional estabilidade dimensional e excelente
resistência ao escoamento e a fadiga por vibrações. Ele foi escolhido por algumas
características:
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Elevada resistência a agentes químicos;
Ponto de fusão mais elevado que outros polímeros;
Baixa absorção de umidade;
Elevada rigidez;
Alta resistência à flexão alternada.
Estas características conferem a este material facilidade na higienização e
baixa absorção a umidade o que evita a proliferação de fungos e bactérias. Sua alta
resistência a agentes químicos favorece o seu uso pois evita durante a limpeza a
absorção de produtos utilizados na higienização que posteriormente se absorvidos
poderiam passar para a carne trazendo riscos a saúde.
Fig. 2: recipiente de policetal
3.2 Faca Elétrica
A melhor solução encotrada para a realização do corte da carne contida no
molde foi a utilização de um modelo de dispositivo elétrico (fig.3) que realizasse o
movimento de lâminas sequencialmente a fim de realizar precisamente o corte.
Devido a altos custos de montagem deste dispositivo utilizou-se a faca elétrica, tal
dispositivo sequencia duas lâminas, como pretendido, realizando o corte de diversos
tipos de alimentos com precisão. Esta faca também foi escolhida por se ater as
normas de higiene com os alimentos e segurança para com quem venha a utilizá-la,
pois ela possui lâminas travadas constituídas de aço inoxidável AISI 316L, material
que é resistente a corrosão, e ejetáveis, facilitando assim a higienização das
mesmas com segurança fora da maquina.
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Dimensões da faca:
Altura: 7,00 cm
Largura: 6,00 cm
Profundidade: 31,00 cm
Peso: 698,00 g
Consumo de Energia (kW/h): 0,015kWh/10 minutos
Potência: 100 W
Fig.3: Faca elétrica
3.3 Aço Inoxidável
Os aços inoxidáveis surgiram a partir de estudos realizados em 1912 na
Inglaterra e na Alemanha. Eles são basicamente ligas de ferro-cromo, podendo
haver outros metais nesta liga. Esta liga se divide em três principais grupos que são
caracterizados de acordo com a sua microestrutura: austenísticos, martensíticos e
ferríticos.
Este material possui as seguintes características:
Alta resistência à corrosão
Resistência mecânica adequada
Facilidade de limpeza/Baixa rugosidade superficial
Resistência a altas temperaturas
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Resistência a temperaturas criogênicas (abaixo de 0 °C)
Resistência às variações bruscas de temperatura
Acabamentos superficiais e formas variadas
Relação custo/benefício favorável
Baixo custo de manutenção
Densidade média 7,85 (g/cm3)
Este material se divide em diversos tipos possuindo cada tipo aplicações
específicas. O aço inoxidável foi utilizado na lâmina de corte da carne, para esta
aplicação foi utilizado o aço inoxidável austenítico AISI 316L, este tipo é um dos
mais utilizados e fazem parte da série SAE 300. Nesta série está um grupo de ligas
cromo-níquel austenítico. Eles possuem entre 2 e 3% de molibdênio, isto impede
formas específicas de oxidação aumentando assim sua resistência.
3.3.1Suas principais aplicabilidades são:
Utensílios domésticos;
Equipamentos para indústria química e naval;
Indústria farmacêutica;
Refinaria de petróleo;
Permutadores de calor;
Válvulas e peças de tubulações em geral;
Indústria frigorífica;
Instalações criogênicas;
Tanques de fermentação de cerveja;
Equipamentos para leiteria;
Cúpula para casa de reator de usina nuclear.
3.4 Motor
Para o fechamento do recipiente que conterá a carne utilizamos um
sistema que fechará em um movimento simples realizado por um motor CC.
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Este motor (fig.4) foi escolhido para ser o atuador do sistema devido ao torque
que é mantido por ele durante seu período de atuação, isto é para produzir um
mesmo torque com um motor CA, você precisara adquirir um motor mais
robusto, ou de potência maior.
Outro fator preponderante para a escolha deste motor foi a velocidade
reduzida e principalmente a precisão que ele oferece com muita facilidade no
seu controle. As posições do motor durante todo o processo serão definidas
por duas chaves fim de cursos instalados em sentidos opostos uma das outras
e a alimentação será controlada pelo CLP na abertura e fechamento de relés.
Fig.4: Motor DC
3.5 Programação
Toda a programação da máquina foi realizada no software FST 4.10
disponibilizado para a faculdade FATEC- Garça pela FESTO. Foi utilizada a
linguagem Ladder (fig.5 e 6).
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Fig.5: Allocation list
fig.6: Trecho da programação
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3.6 Funcionamento
O protótipo consiste no acionamento sincronizado de cilindros
hidráulicos, um sistema de fechamento de tampa e por fim o acionamento das
facas elétricas para a realização do corte.
A carne será introduzida no recipiente por meio de uma abertura que
durante o processo permanecerá fechada por questões de segurança. Ao ser
colocado toda a carne e fechada esta abertura, poderá iniciar-se o processo
onde serão introduzidos os espetos (colocados por outra abertura que
também será fechada durante o funcionamento) na carne. Após a inserção
dos espetos, o recipiente que contém a carne será levado à região de corte,
onde este será realizado por meio de laminas conduzidas por pistões
sequencialmente para evitar colisões. Após o corte ser realizado o operador
será avisado através de um sinal luminoso que o processo foi concluído e os
espetos podem ser retirados, entretanto os espetos só serão elevados para
fora do recipiente após a abertura da máquina.
Um fator importante para a segurança que foi levado em consideração
foi a colocação de sensores em todas as aberturas da máquina. Estes
sensores tem por objetivo indicar os estados da porta (aberta ou fechada), já
que uma vez a porta aberta, todos os atuadores (cilindros hidráulicos, motores
e facas) presentes no sistema serão desligados automaticamente com o
objetivo de garantir a integridade do operador ou qualquer outra pessoa que
acidentalmente ou intencionalmente venha interferir ou manipular a maquina
durante seu funcionamento.
Capítulo 4º CONCLUSÃO
A partir do desenvolvimento de estudos e montagem de protótipos ao longo
do ano acadêmico e durante o processo de desenvolvimento deste artigo e desta
máquina tornou-se notório a enorme importância da mecatrônica na criação,
manutenção e implementação de processos no mundo atualmente. Esta grande
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importância e larga utilização de seus recursos podem ser vistos nos mais diversos
campos de atuação, desde o campo com máquinarios e sensoriamento para uma
otimização do processo, até as grandes indústrias nas grandes cidades onde células
integradas de manufatura são implementadas e todos os dados do processo são
armazenados e controlados por sistemas ERP (Enterprise Resourse Planning).
Os dados coletados foram satisfatórios em relação as expectativas e
pesquisas informais realizadas com pessoas que atuam na área, e através destas
mesmas pesquisas obitivemos a aprovação da idéia, conceito e máquina que veio a
ser desenvolvida. Assim, o protótipo a ser apresentado é um esboço geral da idéia
onde buscamos durante todo o desenvolvimento aperfeiçoá-lo para obter um melhor
desempenho, redução de custos com materiais e sistemas utilizados na sua
construção e aumento da velocidade de funcionamento da máquina.
Alguns dos sistemas utilizados, como o da faca elétrica por exemplo,
facilitaram o modo de funcionamento e reduziram custos no protótipo, além de
verificarmos a não necessidade de reinventar a roda, ou seja, sistemas e materiais
já existentes puderam ser utilizados, pois atendiam as especificações necessárias
para o processo não havendo a necessidade de inventar algo que já existe.
Portanto em linhas gerais, foram satisfatórios os resultados obtidos com
construção da máquina durante o dado período de tempo e as devidas melhorias
poderão ser estudadas e futuramente implementadas com a finalidade de melhorar a
versão atual da máquina e aumentar a sua capacidade podendo colocá-la em escala
industrial posteriormente.
REFERÊNCIAS
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<http://www.br.all.biz/cilindros-hidrulicos-bgg1083081> acesso em: 9 nov. 2013.
20
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<http://www.citisystems.com.br/o-que-e-automacao-industrial/> acesso em: 10 nov. 2013. <http://www.euroaktion.com.br/Tabela%20de%20Densidade%20dos%20Materiais.pdf> acesso em: 9 nov.2013
<http://www.kloecknermetals.com.br/pdf/3.pdf>acesso em: 3 nov. 2013.
<http://pt.ez9articles.appspot.com/article/6-advantages-of-a-hydraulic-cylinder-over-other-sources-of-power>acesso em: 21 out. 2013 <http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-451349581-maquina-formadora-de-
espetinho-faca-chaira-e-frete-gratis-_JM>acesso em: 21 out. 2013.
<http://portal.mte.gov.br/data/files/FF8080812DC56F8F012DCDAD35721F50/NR-
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PECZAR, Júnior Michael; Et al. Microbiologia: conceitos e aplicações. vol. 2.
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