PROJETO CONCEITUAL DE UM CARRINHO PARA … · [email protected] Marina Santos Mello (UNIFEI) [email protected] Carlos Henrique Pereira Mello (UNIFEI) [email protected]

PROJETO CONCEITUAL DE UM

CARRINHO PARA COLETA DE

MATERIAL RECICLADO EM

SUBSTITUIÇÃO ÀS CARROÇAS DE

TRAÇÃO HUMANA

Paulo Gustavo Borges de Oliveira (UNIFEI)

[email protected]

Marina Santos Mello (UNIFEI)

[email protected]

Carlos Henrique Pereira Mello (UNIFEI)

[email protected]

O objetivo desta pesquisa é desenvolver o projeto conceitual de um

carrinho para coleta de material reciclável que não utilize tração

humana como força motora, visando melhorar a qualidade de vida dos

catadores e aumentar a eficiência do prrocesso de coleta. O

desenvolvimento se dará por meio da aplicação do processo de

desenvolvimento de produtos. Através da revisão bibliográfica sobre

coleta seletiva, tratamento de materiais reciclados e processo de

desenvolvimento de produtos, pretende-se elaborar o projeto

conceitual do carrinho para a construção de um protótipo rápido em

escala. Posteriormente, o protótipo será avaliado pelos potenciais

usuários. Com os resultados obtidos destes testes iniciais com o

protótipo rápido serão tomadas decisões para melhoria do projeto

piloto e construção de um protótipo funcional, buscando otimizar os

parâmetros e maximizar sua eficiência. O método de pesquisa adotado

foi a pesquisa-ação.

Palavras-chaves: Desenvolvimento de produtos, Projeto conceitual,

Reciclagem

XXXI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Inovação Tecnológica e Propriedade Intelectual: Desafios da Engenharia de Produção na Consolidação do Brasil no

Cenário Econômico Mundial Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 2011.



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1. Introdução e justificativa

Com o aumento crescente da geração de produtos descartáveis, há um aumento também na

quantidade de resíduos sólidos, cuja destinação causa problemas ao ambiente e à qualidade de

vida da população (ROSA et al., 2005).

A profissão de catador de materiais recicláveis, segundo CEMPRE (2006), cresce de forma

exponencial no Brasil. Maccarini (1998) afirma que um dos principais empecilhos no trabalho

dos catadores é a fadiga destes trabalhadores ao terem que deslocar os carrinhos quando a

carga fica muito elevada. Desta maneira, Dias (1991) considera que deve-se implementar

métodos mecanizados e automatizados para melhorar a logística, desde o sistema de coleta,

até transporte, triagem, enfardamento e a expedição dos materiais. Desta forma, o fluxo de

materiais será o mais coerente e sensato possível, evitando-se perder tempo com operações

que não agregam valor aos produtos triados. Assim, a produtividade e as condições

ergonômicas e de saúde dos trabalhadores envolvidos tendem a melhorar.

Pelo que foi exposto, o presente trabalho de pesquisa visa propor o projeto conceitual de um

carrinho para a coleta de material reciclado que possa substituir os atuais carrinhos de

propulsão humana, propiciando melhor qualidade de vida para os catadores e aumento da

eficiência do processo de coleta seletiva. Para isso, pretende-se lançar mão dos conceitos do

processo de desenvolvimento de produtos.

2. Fundamentação teórica

2.1. Coleta de lixo e material reciclado

A reciclagem de materiais é uma forma possível de se aproveitar recursos, gerar matérias

primas menos dispendiosas, reduzir o consumo de energia, obter menor custo de produção e

evitar emissões gasosas e efluentes líquidos, contribuindo para a preservação de recursos

naturais (CEMPRE, 2004; MACEDO, 2002; RODRIGUES e CAVINATTO, 2000).

Segundo Rosa et al. (2005), a reciclagem é o resultado de uma série de atividades pelas quais

materiais que se tornariam descartáveis, ou estão descartados, são desviados, coletados,

separados e processados para serem usados como matéria prima na manufatura de novos

produtos, e trazer de volta ao ciclo produtivo o que é jogado fora. Esse procedimento

contribui, portanto, para o desenvolvimento sustentável. Ainda segundo esses autores, a coleta

seletiva consiste na separação e acondicionamento de materiais recicláveis em sacos ou

recipientes nos locais onde o resíduo é produzido. Tem por objetivo, inicialmente, separar os

resíduos orgânicos (restos de alimentos, cascas de frutas, legumes etc.) dos resíduos

inorgânicos (papéis, vidros, plásticos, metais etc.), de forma a facilitar a reciclagem, porque os

materiais, estando limpos, têm maior potencial de reaproveitamento e comercialização.

Em Itajubá, no sul de Minas Gerais, mais precisamente na Universidade Federal de Itajubá

(Unifei), existe uma Incubadora Tecnológica de Cooperativas Populares (INTECOOP). Esta

abriga, como uma de suas incubadas, a Associação dos Catadores Itajubenses de Materiais

Reclicáveis (ACIMAR). A ACIMAR foi criada junto à Prefeitura Municipal de Itajubá, que

cedeu um galpão, um caminhão para coleta, um motorista e um secretário.

2.2. Processo de desenvolvimento de produtos

Desenvolver produtos consiste no conjunto de atividades por meio das quais se busca chegar

às especificações de projeto de um produto e de seu processo de produção, a partir das

necessidades do mercado, das possibilidades e restrições tecnológicas. Segundo Back (1993),

o projeto de um componente ou de um sistema apresenta em cada caso características e



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peculiaridades próprias. Mas, à medida que um projeto é iniciado e desenvolvido, desdobra-se

uma sequência de eventos, numa ordem cronológica, formando um modelo, o qual quase

sempre é comum a todos os projetos.

O modelo de desenvolvimento adotado na presente pesquisa é aquele proposto por Ceryno

(2009), em que se busca selecionar alternativas de concepção para o produto que gerem os

menores níveis de desperdícios, por meio da integração das fases de projeto informacional e

conceitual. A adequação das fases do desenvolvimento de produtos é baseada na metodologia

apresentada por Rosenfeld et al. (2006), por se tratar de um modelo genérico, baseado em

metodologias consagradas, unificando em uma sequência de etapas as melhores práticas de

desenvolvimento.

3. Procedimento metodológico

O método de pesquisa empregado para a realização do presente trabalho é a pesquisa-ação.

Esse método foi o escolhido por permitir a solução de um problema por meio da atuação

coletiva entre o pesquisador e aqueles envolvidos no objeto de estudo. Neste caso, os

envolvidos são a administração da ACIMAR e alguns de seus catadores de materiais

recicláveis. A seguir são descritas brevemente as etapas da sistemática a ser seguida,

conforme proposta adaptada de Ceryno (2009), para facilitar a compreensão e a aplicação do

presente projeto de pesquisa.

3.1. Etapa 1 - Definir equipe e líder de projeto

Escolha da equipe e do líder de projeto que irão atuar durante todo o processo de

desenvolvimento do carrinho para coleta seletiva.

3.2. Etapa 2 - Revisar e atualizar o escopo do produto

Compõe-se das seguintes tarefas: análise do problema de projeto, análise das tecnologias

disponíveis e necessárias, pesquisa de padrões/ normas, patentes e legislação e pesquisa de

produtos concorrentes e similares.

3.3. Etapa 3 - Detalhar ciclo de vida do produto e definir seus clientes

Com as informações levantadas em etapas anteriores, busca-se definir as fases do ciclo de

vida do produto, visando planejá-lo em recursos financeiros associados com os diferentes

estágios do ciclo, além de identificar os clientes em tais estágios.

3.4. Etapa 4 - Levantar as necessidades do cliente final

Para nortear o processo de desenvolvimento de produto, busca-se levantar as necessidades dos

clientes de cada etapa do ciclo de vida, através da pesquisa e compilação das necessidades do

cliente final.

3.5. Etapa 5 - Identificar e hierarquizar os requisitos do cliente final

Deve-se reescrever as necessidades do cliente final na forma de requisitos (forma objetiva,

concreta, sem redundâncias ou ambiguidade) e verificar a importância de cada um deles. Para

tanto, pode-se utilizar o desdobramento da função qualidade (QFD).

3.6. Etapa 6 - Levantar as necessidades dos clientes intermediários e internos

A equipe de projeto realiza um mapeamento que considere as diferentes áreas impactadas pelo

produto, levantando aspectos que, se atendidos, evitam desperdícios durante a cadeia de

produção e de distribuição do produto.

3.7. Etapa 7 - Definir as especificações-meta



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A equipe deve medir a relação das especificações-meta do produto com os requisitos do

cliente final. Para tanto, pode-se utilizar uma matriz de QFD.

3.8. Etapa 8 - Modelagem funcional do produto

A equipe de projeto deve descrever o produto em um nível abstrato, através de suas funções

pouco complexas, permitindo o alcance de melhores soluções.

3.9. Etapa 9 - Identificar núcleos funcionais

A equipe de projeto deve identificar as funções que são comuns e possam ser agrupadas em

núcleos funcionais. Sugere-se a aplicação da matriz proposta por Scalice (2003).

3.10. Etapa 10 - Avaliação do grau de modularidade do produto

Deve-se verificar a possibilidade de criar módulos sob a ótica dos conceitos dos princípios

enxutos. Para tanto, sugere-se a utilização da matriz MIM, proposta por Erixon et al. (1996).

3.11. Etapa 11 - Levantar princípios de solução

Consiste na busca por soluções para as funções levantadas na modelagem funcional e para os

possíveis módulos dos produtos. Sugere-se a aplicação de métodos intuitivos, métodos

sistemáticos e métodos orientados.

3.12. Etapa 12 - Estudo das interfaces

Cada módulo e princípio de solução determinados em etapas anteriores é objeto de um estudo

mais detalhado, para que sejam gerados parâmetros, como formas, materiais, dimensões,

capacidades, entre outros. São avaliados fatores importantes do processo, como

manufaturabilidade, o desempenho, os custos e a qualidade das soluções levantadas.

3.13. Etapa 13 - Selecionar concepção

Cada princípio de solução é julgado de acordo com sua capacidade em atender as

necessidades dos clientes, de gerar menores níveis de desperdícios e de utilizar melhores

cadeias de fornecimento.

3.14. Etapa 14 – Avaliar resultado quanto aos desperdícios

Um protótipo do produto é fabricado, verificando se as especificações definidas são atendidas

e se há identificação de possíveis fontes de desperdícios, baseado nos requisitos dos clientes

finais, intermediário e interno. Esta etapa se mostra mais eficaz para o começo do projeto

detalhado, que é uma parte do projeto que será tratada posteriormente, não sendo foco do

presente trabalho.

4. Resultados e discussão

Estão descritas a seguir as etapas realizadas do modelo de desenvolvimento de produto para o

projeto conceitual do carrinho.

4.1. Etapa 1 - Definir equipe e líder de projeto

Foi atribuída ao pesquisador a liderança do projeto e foram incluídos na equipe alunos do

Programa de Educação Tutorial (PET) da Engenharia de Produção da Unifei. Em paralelo, há

a participação dos catadores da ACIMAR, e de sua diretoria, em entrevistas diretas e pela

observação de seu trabalho nas ruas.

4.2. Etapa 2 - Revisar e atualizar o escopo do produto

Através de uma entrevista informal com o ex-presidente da associação, confirmou-se a

dificuldade que a falta de um transporte para os materiais recicláveis implica na coleta

seletiva.



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Foram pesquisados veículos utilizados para a coleta seletiva, dando prioridade aos que não

utilizavam tração humana para movimentar-se. Para tanto, foi consultado o Instituto Nacional

da Propriedade Industrial (INPI), que é uma autarquia federal vinculada ao Ministério do

Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior, responsável por registros de marcas,

concessão de patentes, averbação de contratos de transferência de tecnologia e de franquia

empresarial, e por registros de programas de computador, desenho industrial e indicações

geográficas, de acordo com a Lei da Propriedade Industrial (Lei nº 9.279/96) e a Lei de

Software (Lei nº 9.609/98). Utilizou-se também de pesquisas em reportagens e afins. A busca

por patentes mostrou a existência de alguns modelos para carrinhos. Porém, existia a

oportunidade para incorporação de características inovadoras.

4.3. Etapa 3 – Detalhar ciclo de vida do produto e definir seus clientes

Como o produto desenvolvido é, em um primeiro instante, fruto de uma pesquisa cientifica,

não há a necessidade de se definir um ciclo de vida detalhado em termos comerciais. Mas, o

ciclo de vida deve ser analisado para os componentes dos sistemas e subsistemas do produto.

Isto será feito posteriormente conforme o avanço no estudo de cada componente. Como o

presente trabalho apresenta apenas o modelo conceitual do carrinho, este tópico não será

tratado aqui.

4.4. Etapa 4 - Levantar as necessidades do cliente final

A execução desta etapa foi realizada através de entrevistas com os catadores e com associados

da ACIMAR. Por meio de um protocolo de pesquisa foram levantadas informações sobre o

processo da coleta, suas dificuldades e possíveis características para um carrinho para o

transporte dos materiais recicláveis. Percebeu-se que um carrinho para auxiliar na coleta de

materiais recicláveis é uma real necessidade. Sem um carrinho, os catadores têm que arrastar

o bag (sacola utilizada na coleta que se desgasta com o atrito no asfalto) pelas ruas, o que se

torna difícil se a quantidade de material recolhido for grande.

Foi mencionada a falta de separação dos materiais no lixo das residências e, quanto ao

formato do carrinho, há tendência para a simplicidade, leveza e baixo custo. Quanto ao

tamanho, uma ideia muito citada foi a de ter o tamanho suficiente para comportar 2 bags

cheios, já que essa é a média de coleta por dia de trabalho. Quanto à possibilidade de ter no

próprio carrinho alguns dispositivos para compactação de volume, a opinião ficou dividida.

4.5. Etapa 5 - Identificar e hierarquizar os requisitos do cliente final

O projeto visa atender um requisito principal dos catadores de material reciclado que é

diminuir o esforço físico no transporte desse material. Outros requisitos se desprendem deste

principal. Por meio do contato com os próprios catadores chegou-se a seguinte ordenação dos

requisitos, representada na Tabela 1, em uma escala de 1 a 5, sendo 5 o maior grau de

relevância do requisito.

Tabela 1: Hierarquização dos requisitos do cliente final

http://www.mdic.gov.br/sitio/

http://www.mdic.gov.br/sitio/



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4.6. Etapa 6 - Levantar as necessidades dos clientes intermediários e internos

Foi realizada através de uma reunião com a Secretária de Meio Ambiente da Prefeitura

Municipal de Itajubá. Obteve-se apoio no que diz respeito ao acesso de dados do município

nos quadros de coleta seletiva e ao conhecimento dos aspectos legais sobre responsabilidade

social e ambiental.

4.7. Etapa 7 - Definir as especificações-meta

As especificações-meta do projeto definem quais são os parâmetros dentre os quais as

alternativas de solução devem estar compreendidas. Analisando-se os produtos existentes,

pôde-se chegar às especificações-meta, listadas na Tabela 2.

Tabela 2: Especificações-meta do produto

4.8. Etapa 8 - Modelagem funcional do produto

A finalidade principal do projeto é facilitar o trabalho dos catadores na coleta seletiva,

reduzindo ou até mesmo eliminando a tração humana no deslocamento do carrinho com os

materiais coletados. A modelagem funcional permitiu definir as principais funções dos

principais conjuntos do carrinho.

4.9. Etapa 9 - Identificar núcleos funcionais

O produto foi dividido nas seguintes funções, de acordo com as suas características

construtivas: função de movimentação e função de acomodação de material.

4.10. Etapa 10 - Avaliação do grau de modularidade do produto

Pela relativa simplicidade de modularização do projeto a ser obtido, não foram utilizados

métodos da literatura para esta etapa.

4.11. Etapa 11 - Levantar princípios de solução

Nesta etapa foram observados os potenciais subsistemas do projeto, e agrupando-os por

funções semelhantes, obteve-se uma divisão funcional do carrinho. Os subsistemas e suas

principais alternativas de solução estão apresentados na forma de matriz morfológica, dada

pelo Quadro 1.



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SISTEMAS

PRINCÍPIOS DE SOLUÇÃO

Propulsão

Motor a

combustão a

diesel

Motor a

combustão a

álcool

Motor a

combustão a

gasolina

Motor

elétrico com

baterias

Motor

elétrico com

células

combustíveis

Motor

híbrido

Tração

Traseira

Dianteira

Nas 4 rodas

Transmissão

Correia-polia

Engrenagens Hidráulica

Suspensão/

Amortecimento

Molas

helicoidais

Feixe de

molas

Coxins

Frenagem

De

motocicleta

(tambor)

A disco

Pneumática

Regenerativa Sistema

mecânico

Rolagem

2 rodas

3 rodas

4 rodas

Tipo de rodas

Pneumáticas

Pneumaciças

Mancais

De

deslizamento

De rolamento

Direção

1 rodízio

traseiro

1 rodízio

dianteiro

2 rodízios

traseiros

2 rodízios

dianteiros

Interação

condutor-

veículo

Acoplável a

bicicleta

Barra de

direção à

frente

Barra de

direção atrás

Hibrido

Compartimento

de carga

Com

modularização

com grades

Com

modularização

de parede

fechada

Não-

modularizado

com grades

Não-

modularizado

de parede

fechada

Híbrido

Chassis

Perfis de Aço

Perfis de

Metalon

Compactação

de material

Amassador

Triturador

Quadro 1: Princípios de solução para o projeto do carrinho de coleta

4.12. Etapa 11 - Estudo das interfaces

Foram feitos esboços simplificados do projeto em software paramétrico que permitiu avaliar

de maneira mais funcional os subsistemas do carrinho e a ligação entre os subsistemas. Foram

utilizadas algumas alternativas que ainda não representavam necessariamente as finais, mas

que se apresentavam, a priori, como as mais prováveis.

O sistema de direção, representado na Figura 1, deve permitir que o condutor do veículo

consiga movimentar-se de forma livre e que consiga acionar os sistemas de freio e controlador

de velocidade da forma mais ergonômica. O direcionamento pode ser feito através de rodízios

giratórios independentes, ou por um sistema mecânico que permita movimentar as rodas pela

barra de direção e controle do veículo. Baseado em relatos dos catadores em entrevista, o

sistema de tração do carrinho, a princípio, deve garantir apenas um sentido de deslocamento,

e, para facilitar a vista, deve ser colocado de modo a se puxar o carrinho.



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Figura 1: Representação do sistema de direção e controle do carrinho

Tendo por base uma propulsão com energia elétrica, um motor e uma bateria são

representados respectivamente pelas Figuras 2 e 3. O esboço traz a ligação de polia e correia

para realizar a transmissão de torque do motor para o eixo, que também poderia ser feita por

engrenagens. Nota-se na Figura 2 que o sistema de propulsão está na parte inferior do

carrinho, o que, a princípio, atrapalharia nas manutenções, recargas e outras operações, visto a

dificuldade de acesso aos componentes. Uma opção mais viável seria posicionar o sistema de

propulsão fora da gaiola do carrinho. Em contrapartida, teria que ser feita uma proteção para o

mesmo, para a segurança do catador e para proteger o próprio equipamento de agentes

externos prejudiciais ao funcionamento do sistema.

Figura 2: Representação simplificada do motor do carrinho

Figura 3: Representação simplificada da bateria do carrinho

4.13. Etapa 12 – Selecionar concepção

Foi realizada uma análise de cada subsistema, a fim de selecionar a melhor opção sob critérios

de melhor atendimento da necessidade do projeto, viabilidade técnica e econômica, utilizando

como base as soluções já utilizadas e catálogos de fabricantes.

4.13.1. Sistema de propulsão

Para o sistema de propulsão têm-se como opções, principalmente, os motores à combustão

interna e os elétricos, ou ainda os híbridos.

Alternativas como os veículos a tração elétrica possibilitam baixas emissões de poluentes,

destacando-se os veículos elétricos puros, os veículos elétricos híbridos e os veículos a célula



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de combustível. O elevado rendimento dos sistemas de propulsão do veículo elétrico torna-o

mais eficiente que o veículo a motor de combustão interna.

O maior problema dos veículos elétricos está ligado às tecnologias existentes atualmente para

armazenagem de energia a bordo destes, como no caso das baterias, que não alcançaram ainda

níveis de desempenho que os torne competitivos. Isso ocorre devido as relações

peso/potência, aos elevados tempos necessários para o recarregamento, bem como aos custos

associados. Logo, o desenvolvimento de veículos elétricos com níveis de autonomia

satisfatórios e com custos acessíveis é dificultado.

Sendo, portanto, os motores elétricos os mais indicados para a resolução do problema, é

necessário que se escolha o tipo de motor elétrico que melhor se aplique no caso. Dentre os

vários sistemas para controle de velocidade de uma máquina elétrica, os que se mostram como

soluções mais viáveis ao projeto são: acionamento com motor CC e acionamento com motor

CA assíncrono de rotor de gaiola por inversor de tensão.

As comparações entre vantagens e desvantagens de motores elétricos desses dois sistemas,

aliadas aos seus respectivos graus de inovação e compatibilidade, induziram à seleção da

opção de um motor elétrico de corrente contínua. Foi selecionada uma controladora de

velocidade, que deve necessariamente funcionar por corrente contínua, para operar em

conjunto com a máquina elétrica.

Foram analisadas as prováveis fontes de energia para este equipamento. Classicamente optou-

se pela bateria, que consiste em um dispositivo que armazena energia através de um processo

eletroquímico, disponibilizando essa energia para uso através de eletricidade. As baterias

automotivas que apresentaram tecnologia mais adequada ao uso em questão foram as de

chumbo-ácido. Esta classe de baterias se destaca pela facilidade de manutenção e troca e pelo

alto potencial de reciclagem. Por fim, será necessário então um carregador, para carregá-la

após a sua total descarga.

4.13.2. Sistema de tração

Como para a tração é utilizado um motor elétrico, e visando um maior atendimento com

menores custos, opta-se por tração em apenas um eixo do carrinho. Considerando o fato de

que o carrinho deve possuir boa dirigibilidade, decidiu-se por uma tração traseira, deixando a

parte dianteira do veículo apenas para direcionamento.

4.13.3. Sistema de rolagem e direcionamento

Selecionou-se dois rodízios dianteiros para o direcionamento. Quanto às rodas, definidas em

dois pares, selecionou-se as pneumáticas. Estas garantem uma boa absorção das vibrações

induzidas por irregularidades do solo e possuem boa resistência à carga, cerca de 200 a 220

kg, segundo alguns fabricantes. Além disso, optou-se por rodízios giratórios com freio de

pedal, o que auxiliará na frenagem. Para o presente projeto, os mancais de deslizamento não

seriam os mais indicados, pois se trata de uma aplicação com baixa velocidade de rotação.

Portanto, optou-se pelos mancais de rolamento.

4.13.4. Sistema de interação veículo-condutor

A forma mais prática de se direcionar o carrinho com rodízios giratórios dianteiros é através

dos populares “varões”. Estas também devem proporcionar ao condutor uma certa mobilidade

para realizar a coleta de materiais. Para atender a esse fator, optou-se por utilizar uma barra

fixa em uma extremidade, de forma a ter movimentação apenas na direção transversal ao seu

eixo, e encaixada na extremidade oposta, proporcionando ao condutor uma fácil

movimentação entre a direção do carrinho e os pontos de coleta.



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Outra forma de interação veículo-condutor é a parte de acionamento elétrico, responsável por

comandar a tração do carrinho. Visto que o motor elétrico de corrente contínua tem a

possibilidade de controle de velocidade, através de uma placa eletrônica inversora de tensão,

um potenciômetro é a melhor opção para se ter acesso ao controle de velocidade e torque do

motor. Optou-se por um acelerador ligado a um potenciômetro angular. O condutor ajusta a

velocidade do motor através de pequenas chaves que são colocadas na barra de

direcionamento do veiculo (varão).

4.13.5. Sistema de transmissão

Analisou-se o rendimento do acoplamento de uma máquina elétrica, representado na Tabela 3.

Tipo de acoplamento Faixa de rendimento (%)

Direto 100

Embreagem eletromagnética 87-98

Polia com correia plana 95-98

Polia com correia V 97-99

Engrenagem 96-99

Roda dentada (Correia) 97-98

Cardã 25-100

Acoplamento hidráulico 100

Tabela 3: Faixa de rendimento de acoplamentos

Visando-se uma maior economia de tempo e recursos, optou-se por acoplamento por

engrenagens.

4.13.6. Sistema de suspensão e amortecimento

Os mecanismos de suspensão e amortecimento têm por objetivo reduzir as vibrações

induzidas pelas irregularidades do solo. Como o carrinho estará a uma velocidade média

prevista baixa, as forças resultantes aplicadas no veículo não serão de grande proporção. Por

essa razão, o sistema de suspensão e amortecimento não fará parte do conceito do carrinho.

4.13.7. Sistema de frenagem

Optou-se por utilizar um freio mecânico com sapatas. Esta escolha garante um menor custo

associado, principalmente à manutenção. O sistema de freio liga-se ao freio do rodízio

pneumático por uma alavanca, facilitando a frenagem.

4.13.8. Chassis

Para o projeto do chassis, utilizou-se cantoneiras de abas iguais de várias bitolas, procurando

fazer uma estrutura rígida para suportar toda a carga coletada e o peso próprio do carrinho.

Este é um subsistema que deverá sofrer testes em um software para determinar os esforços

predominantes na estrutura, a fim de que seja obtida a eficiência desse subsistema.

4.13.9. Compactação de material

Entrou-se em contato com a empresa que recebe as coletas da ACIMAR e foi informado que a

compactação ou o picotamento do material coletado não seria uma boa operação a ser

realizada, pois nestas condições o rótulo se misturaria com o plástico e as máquinas

não conseguiriam retirar o rótulo. Portanto, não foi utilizado nenhum sistema redutor de

volume no projeto conceitual.

4.13.10. Dispositivos de segurança

Optou-se por um retrovisor no lado esquerdo do carrinho, uma vez que se trata de um veículo

de baixa velocidade irá circular no lado direito da via. Deve-se ter equipamentos devidamente



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instalados que não ofereçam risco a integridade física do catador.

4.13.11. Compartimento de carga

A proposta foi projetar um compartimento de carga que permitisse ao catador separar os

materiais recolhidos já no ato da coleta, diminuindo assim o tempo de triagem e possibilitando

uma melhora no processo. Foram desenvolvidas duas soluções que atendem a esses

propósitos.

Na primeira alternativa, foram desenvolvidos compartimentos independentes para serem

encaixados no compartimento principal do carrinho. Cada compartimento permanece fixo

para que seja realizada a coleta e tem a liberdade de ser movido por alguns rodízios fixos na

parte inferior dos mesmos, correndo sobre um trilho no assoalho do carrinho até uma

plataforma que se estende até o chão. Com esse movimento, o compartimento irá deslocar-se

angularmente até certo ponto mecanicamente possível. Como consequência dessa posição, o

próprio peso do material coletado irá abrir uma grade, que é fixa apenas na sua parte superior,

e será depositado abaixo, conforme ilustra a Figura 4.

Figura 4: Compartimento aberto para depósito de material

Na segunda alternativa, pode-se optar por dividir o carrinho em compartimentos ou não. Fez-

se uma estrutura única que serve como um compartimento de coleta e que é encaixada no

assoalho do carrinho, dividindo-o automaticamente em três partes. Para fechamento dos

compartimentos, selecionou-se uma solução de uma grade única para um compartimento, e,

para os dois restantes, uma grade com duas partes, sendo uma fixa na gaiola e a outra parte

presa na extremidade oposta da primeira, conforme representa a Figura 5. Isso evita que, ao

abrir uma grade de um compartimento para o despejo do material coletado, o material do

compartimento adjacente seja também despejado.

Figura 5: Desenho representativo do fechamento das grades frontais

Vale ressaltar que, por se tratar de modelos conceituais, algumas simplificações foram feitas

no projeto a fim de ter uma melhor compreensão do layout e das formas do carrinho.

Para avaliar se os conceitos desenvolvidos atendem às especificações-meta de massa (máximo



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de 400 kg), foram montadas três tabelas. A primeira a respeito da massa dos componentes

iguais aos dois conceitos, a segunda com relação aos componentes específicos do conceito 1 e

a terceira com relação aos componentes específicos do conceito 2. Em seguida foram somadas

as massas dos componentes dos conceitos, obtendo uma estimativa para a massa de cada um

(Tabela 4). Como são valores estimados, e alguns componentes foram omitidos no projeto

conceitual, como fiação elétrica e elementos de fixação, os valores foram acrescidos de um

fator de 20%.

Conceito 1 Conceito 2

Massa (kg) 421,14 294,57

Massa corrigida (kg) 505,37 353,48

Tabela 4: Estimativa de massa dos conceitos

Observa-se que o conceito 1 resultou em um valor de massa cerca de 20% maior que a

especificação-meta. Logo, se esta solução for realmente adotada para dar origem ao produto

final, devem ser realizadas análises a fim de redução de peso. Lembrando-se que, quanto

maior o peso próprio do carrinho, menor será a capacidade do sistema de tração para a coleta.

5. Conclusões

Esta pesquisa tem contribuição social, proporcionando condições de trabalho mais dignas aos

catadores de material reciclável e impulsionando diretamente a coleta seletiva e a reciclagem

de materiais, fatores de grande importância para a redução da degradação ambiental.

O modelo de Ceryno (2009) mostrou-se eficaz para esta pesquisa. Isso mostra que a adoção

de um modelo de referência para o desenvolvimento de um produto é eficaz no sentido de

redução de tempo e eficácia no atendimento aos requisitos dos clientes.

O projeto detalhado do carrinho será realizado posteriormente partindo das concepções

desenvolvidas e apresentadas no presente trabalho. Nessa etapa serão abordados com maiores

detalhes todos os componentes do carrinho, para a escolha do melhor conceito e fabricação de

seu protótipo funcional. Será importante no caráter técnico e financeiro. Serão realizados

testes computacionais preliminares, para constatar se os componentes estruturais do carrinho

suportarão o peso próprio dos componentes somados à carga dos materiais coletados e se será

necessária a inserção de um subsistema de suspensão e amortecimento, omitido no projeto

conceitual.

É importante que se conheça o comportamento do carrinho em situações de irregularidades

nas vias e elevações do terreno, realidades típicas da cidade de Itajubá, onde está instalada a

ACIMAR. Além disso, deverá ser especificada a potência do motor elétrico e a sua forma de

excitação (pela tensão ou corrente), bem como as cargas das baterias.

Agradecimentos

Os autores agradecem à Fapemig pela bolsa de iniciação científica e ao SESu/MEC pela bolsa

do Programa de Educação Tutorial do Grupo PET Engenharia de Produção da UNIFEI.

Referências

CEMPRE. Compromisso empresarial para a reciclagem. Mais um posto avançado do CEMPRE no mundo. 2006.

Disponível em: < http://www.cempre.org.br>. Acessado em dia 29 de setembro de 2009.

CEMPRE. Compromisso empresarial para a reciclagem. São Paulo, 2007. Disponível em: <

http://www.cempre.org.br>. Acessado em dia 29 de setembro de 2009.

CEMPRE. Compromisso empresarial para reciclagem. Cadernos de Reciclagem. 3. ed. São Paulo: CEMPRE,

1997.

http://www.cempre.org.br/




13

CEMPRE. Compromisso Empresarial para Reciclagem. Disponível em: <http://www.cempre.org.br/> Acesso

em 15 de outubro de 2009.

CERYNO, P. S. Utilização dos princípios lean nas fases de projeto informacional e projeto conceitual do

desenvolvimento de produtos. Florianópolis. [Dissertação de Mestrado]. Programa de Pós-Graduação em

Engenharia de Produção. Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2009, 106p.

DIAS, G. F. Educação ambiental: princípios e práticas. 3.ed. São Paulo: Gaia, 1991.

INPI – Instituto Nacional da Propriedade Industrial. Consulta à base de dados. Disponível em

http://pesquisa.inpi.gov.br/MarcaPatente/jsp/servimg/servimg.jsp?BasePesquisa=Patentes. Acessado em 13/ 10/

2009.

MACCARINI, A. C. Balanço do potencial energético de resíduos sólidos domiciliares, a partir da coleta

seletiva efetuada por catadores. São Carlos. [Dissertação de Mestrado]. Escola de Engenharia de São Carlos,

Universidade de São Paulo (USP), 1998, 96p.

BACK, N.; OGLIARI, A.; DIAS, A.; SILVA, J. C. Projeto integrado de produtos: planejamento, concepção

e modelagem. Barueri, SP: Manole, 2008.

RODRIGUES, F. L.; CALVINATTO, V. M. Lixo de onde vem? Para onde vai? São Paulo: Editora Moderna,

1997.

ROSA, B. N.; MORAES, G. G.; MAROÇO, M.; CASTRO, R. A importância da reciclagem do papel na

melhoria da qualidade do meio ambiente. XXV Encontro Nacional de Engenharia de Produção (ENEGEP),

Porto Alegre/RS, 2005.

ROZENFELD, H.; FORCELLINI, F. A.; AMARAL, D. C.; TOLEDO, J. C.; SILVA, S. L.; ALLIPRANDINI,

D. H.; SCALICE, R. K. Gestão de desenvolvimento de produtos: uma referência para melhoria do

processo. São Paulo: Editora Saraiva, 2006.

SCALICE, R. G. Desenvolvimento de uma Família de Produtos Modulares para o Cultivo e

Beneficiamento de Mexilhões. Florianópolis. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica). Universidade Federal

de Santa Catarina, 2003, 274p.


http://pesquisa.inpi.gov.br/MarcaPatente/jsp/servimg/servimg.jsp?BasePesquisa=Patentes

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