Rota EstratRota Estratéégica de Metal gica de Metal MecânicaMecânica

Reuso, Redução e Reciclagem:Case -Interação Universidade/Empresa

Prof. Dr. IVANIR LUIZ DE OLIVEIRA

Departamento de Eng. Mecânica e PPGEP/UTFPR-Ponta Grossa

Grupo de Pesquisa Grupo de Pesquisa -- UTFPRUTFPR(CNPq)(CNPq)

“Transformação de Materiais e Valoração Energética”

ivanir@utfpr.edu.br

Departamento de Pós-Graduação/UTFPR-Campus Ponta Grossa

Este grupo desenvolve técnicas e inovações na

transformação de materiais, otimização de

processos e valoração energética de resíduos da

cadeia produtiva e do pós-consumo.

É função intrínseca do grupo, a formação de

recursos humanos para a pesquisa.

REPERCUSSÃO DO GRUPO DE PESQUISA

LINHAS DE PESQUISA DO LINHAS DE PESQUISA DO GRUPO GRUPO

• Desenvolvimento e Controle de Processos de Fabricação

• Gerenciamento de Resíduos e Otimização Energética

� Reduzir o uso de materiais;

� Diminuir a demanda intensa de energia;

� Reduzir a dispersão de substancias tóxicas;

� Incentivar a reciclagem;

� Maximizar o uso sustentável de recursos

renováveis;

� Prolongar a vida útil dos produtos;

� Incrementar a intensidade de serviços.

CONCEITOS AMBIENTAISCONCEITOS AMBIENTAISECOEFICIÊNCIAECOEFICIÊNCIA

- Produção mais Limpa – PML ou P+L

- Produção Limpa

- Ecologia Industrial

- Emissão Zero - zeri

- Análise do Ciclo de Vida- ACV

- Ecodesigner

- ISO 14001

MMÉÉTODOS E CONCEITOSTODOS E CONCEITOS

ASPECTOS DO GERENCIAMENTO ASPECTOS DO GERENCIAMENTO DE RESDE RESÍÍDUOSDUOS

� PREVENÇÃO:

(Atuar na fonte geradora)

• VISÃO SISTÊMICA :

(Tudo está ligado a tudo)

� MELHORIA CONTÍNUA:

- (Boas Práticas, SGA, PML)

� CONHECIMENTO TÉCNICO:

(Monitoramento, Análises de fluxos (Input/Output),

indicadores, desenvolvimento de tecnologias)

MMÉÉTODOS E CONCEITOSTODOS E CONCEITOS

Ramos de Atividades do GrupoRamos de Atividades do Grupo

• Metalúrgia Geral

• Fundição de Metais

Exemplos:

Resíduos: Areias de fundição, escórias, jateamento, óxidos metálicos, Cromagem.

Processos: Areias de fundição, moldagem, aluminotermia, vidros.

Projeto AtualProjeto Atual

“Desenvolvimento de Tecnologias Limpas para

Fundição de Alumínio Secundário”

(2005 a 2015)

Local da AtividadeLocal da Atividade(UTFPR/CAMPUS PONTA GROSSA)(UTFPR/CAMPUS PONTA GROSSA)

Desenvolvimento de Tecnologias Limpas Desenvolvimento de Tecnologias Limpas para Fundipara Fundi çção de Alumão de Alum íínio Secundnio Secund ááriorio

EMPRESAS PARTICIPANTES

Tipo:

Microempresa de Base Tecnológica

Razão Social:

“Suprametal Industria e Comércio de Metais Ltda”

Início do processo de Incubação: 2005

Desafio do ProjetoDesafio do Projeto

Tornar Sustentável uma micro/pequena empresa

de fundição, por meio do Alumínio Secundário (ou

Reciclado); otimizar matérias primas e reciclar os

resíduos gerados no próprio processo (Produção

Mais Limpa).

Equipe EnvolvidaEquipe Envolvida

Prof. Dr. Ivanir Luiz de Oliveira – Coordenador/Orientador

(1)Dra. Juliana de Paula Martins – Finep/Capes (Suprametal Ltda/UTFPR)

(2)Joel Martins – Mestrando (SENAI)

(3)Antão Rodrigo Valentim – Apoio técnico/ Mestrando (Suprametal Ltda)

(4)Karen Aldicléia da Silva - Iniciação Científica

(6) Alberto Stadler Ferreira - Iniciação Científica Tecnológica

(7) Osiel Wrublak - Iniciação Científica

(8) Adriana Gresielly Fabrini Diniz – Mestrado

(9) Viviane Teleginski - Iniciação Científica

(10) Gabriel Wambier De Melo - Iniciação Científica

(11) Thiago Carlos Agostini- Iniciação Científica

(12) Célio Roberto de Lima Oliveira - Iniciação Científica Tecnológica

(13) Fernando Rocco- Apoio Técnico (administração-Suprametal Ltda)

Desenvolvimento de Tecnologias Limpas Desenvolvimento de Tecnologias Limpas para Fundipara Fundi çção de Alumão de Alum íínio Secundnio Secund ááriorio

Sub Projetos :

(Sub 1) - Implementação de Tecnologias Limpas na Fusão de Ligas de Alumínio: 2006-2009.

(PAPPE/Fundação Araucária-R$200.000,00)

(Sub 2) - Estudo da Pirólise de Filmes Laminados Pós-consumo: 2010-2015.

(FINEP/CAPES - R$258.000,00 )

Relato do Sub projeto 1 (Sub 1)Relato do Sub projeto 1 (Sub 1)“Implementação de Tecnologias Limpas na Fusão

de Ligas de Alumínio

Período: 2006 a 2009

Objetivo Geral:

“Potencializar, regionalmente, os materiais reciclados de alumínio pela busca de sustentabilidade técnica e econômica para micro e pequenas empresas “

Sub 1: METAS e ATIVIDADES Sub 1: METAS e ATIVIDADES PROPOSTASPROPOSTAS

� Meta 1

Desenvolver produtos valorativos para o alumínio reciclado (secundário) na forma de lingotes certificados por normas técnicas.

� Meta 2

Desenvolver junto às cooperativas de catadores e demais classificadores, projetos de interesse comum de valoração do alumínio recolhido.

� Meta 3

Estudar e implantar técnicas de gerenciamento e controle operacional e monitorar o mercado do alumínio.

� Meta 4

Levantar aspectos econômicos da fusão em escala industrial em forno a indução.

� Meta 5

Buscar manejo correto para os resíduos gerados no processo de fundição.

METODOLOGIA (Sub 1)METODOLOGIA (Sub 1)

� Constituir uma Empresa de Base Tecnológica.

� Buscar recursos de fomento e créditos bancários.

� Organizar um banco de dados com informações técnicas e comerciais da produção de lingotes de alumínio secundários.

� Realização de trabalhos com acadêmicos (associados ao tema).

METODOLOGIA (Sub 1)METODOLOGIA (Sub 1)� CONSTITUIR UMA EMPRESA DE BASE TECNOLÓGICA

Sociedade : 05 sócios

01 Administrador (Comércio Exterior) ,

01 Advogado (Aspectos Jurídicos e Ambientais),

02 Tecnólogos (Fabricação Mecânica-UTFPR) ,

01 Pesquisador (Metalurgia),

Razão Social : Suprametal Indústria e Comércio de Artefatos de Alumínio Ltda.

METODOLOGIA METODOLOGIA –– (Sub 1)(Sub 1)

Execução da primeira fase do planejamento da empresa Incubada (Local –UTFPR).

“Desenvolvimento da liga 306, a preparação de amostras para aceitação industrial e inicio de produção (8 tons). Suprametal financiaria R$ 60.000,00 para amostras e laboratório. Para iniciar produção precisaria de R$ 200.000,00 para capital de giro e compra de matéria prima e investimento em um espectrômetro para análise química da liga “

METODOLOGIA METODOLOGIA –– (Sub 1)(Sub 1)

- Cotização: 10.000,00 (+trabalho)

- Investidores: 115.000,00 (3 parcelas)

-Empresas interessadas no produto: 3.000,00

-Fomento: 200.000,00

-Capital de giro (bancos) 30.000,00

-Espectrômetro US$54.000,00

� Aporte de recursos de fomento e créditos bancários

METODOLOGIA METODOLOGIA –– (Sub 1)(Sub 1)(cont.)(cont.)

� Organização de um banco de dados com informações técnicas e comerciais da produção de lingotes de alumínio.

� Busca de recursos de fomento (Atividade Contínua).

� Realização de trabalhos com acadêmicos (associados ao tema).

� Divulgação dos resultados à comunidade acadêmica e à sociedade

LaboratLaboratóório de rio de FundiFundiçção/UTFPRão/UTFPR

METODOLOGIA (Sub 1)METODOLOGIA (Sub 1)

ESPECTRÔMETROESPECTRÔMETRO

RESULTADOS (Sub 1)RESULTADOS (Sub 1)

LIGAS VALIDADASCORRIDAS

REALIZADASMAIOR INTERESSE

DAS EMPRESAS (%)SAE 305 330 40,02SAE 329 298 36,23SAE 323 95 11,53

ASTM 6061 23 2,73SAE 326 21 2,55AlSi10Mg 17 2,05

ASTM 5006 10 1,23SAE 330 8 0,99

AlSi5CuMg 7 0,88SAE 309 5 0,62AlSi10 1 0,14

TESTES 6 0,71

Ligas Especiais 3 0,31

TOTAL 824 100

RESULTADOS (Sub 1) RESULTADOS (Sub 1)

Empresas Participantes:

Recicladoras: 11

Empresas Geradoras de Sucatas: 04

Clientes/Validação: 07

RESULTADOS (Sub 1) RESULTADOS (Sub 1) (Produ(Produçção Mais Limpa: Não Mais Limpa: Níível 1)vel 1)

Figura 1: Comparativo de produtividade entre as técnicas existentes a desenvolvida no projeto (R=92,9%).

RESULTADOS (Sub 1) RESULTADOS (Sub 1)

(Produ(Produçção Mais Limpa: Não Mais Limpa: Níível 2) vel 2)

54 a 70% - Al 40 a 54% - Al 41% - Al

Escórias da fundição do alumínio : ~10% em peso das sucatas

A) >20# B) 20#>D>100# C) <100#

Alumínio Metálico Recuperado da Escória

RESULTADOS (Sub 1) RESULTADOS (Sub 1)

RESULTADOSRESULTADOS(Produ(Produçção Mais Limpa: Não Mais Limpa: Níível 3) vel 3)

A reciclagem externa (nivel 3) foi avaliada na

região de estudo pela destinação de resíduos de

escória à sucateiros credenciados.

RESULTADOS: Acadêmicos de RESULTADOS: Acadêmicos de destaquedestaque

• Modelo Matemático:

Onde: (base 214 corridas)

Cp= custo de processamento total

Cf=capacidade do forno

Ψ = (1− R)Rc

Cmp = custo das matérias-primas/kg

Cup = custo unitário de processo/kg

R = rendimento do processo

Rc = reciclabilidade

a = [(R −1)Cmp + (R − 3)Cup]

b = R(Cmp +Cup)

Publicações:

PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICAQUANTIDADE

Nacionais Estrangeiras

Livro e Capítulo de Livros 1

Artigo Publicado em Periódicos 4

Trabalho Publicado em Anais de Evento 14 2

Texto em Jornal ou Revista 3

Prêmios:

1o Lugar - Dissertação de Mestrado 2008 pela ABEPRO/ Associação Brasileira de Engenharia de Produção - RJ

RESULTADOS: Acadêmicos de RESULTADOS: Acadêmicos de destaquedestaque

Dificuldades EncontradasDificuldades Encontradas

Dificuldades EncontradasDificuldades Encontradas• PESSOAS:

Alinhar interesses

• FINANCEIRO:

1.Capital de giro 2.Inadimplência

•JURÍDICO:

Não entendimento da proposta e do escopo do trabalho

Dificuldades EncontradasDificuldades Encontradas

• Matérias Primas:

1.Sazonalidade.

2. Grande concorrência dos recicladores externos àregião.

3.Compromisso no fornecimento.

4. Dificuldades em fechar acordos com empresas geradoras de aparas na região.

5. Associações e cooperativas de catadores.

ConsideraConsidera çções finaisões finais

• Através de uma produção piloto, com total acesso

aos dados de processo, foi possível identificar

alternativas de redução, reuso e reciclagem dos

resíduos gerados pela empresa participante do

projeto.

ConsideraConsidera çções finaisões finais

• O trabalho, além de atingir os objetivos

esperados pela microempresa em fase de

incubação; formou recursos humanos

especializados e fez surgir novas oportunidades de

negócios à empresa.

ConsideraConsidera çções finaisões finais

• A integração de objetivos da Universidade com a

Empresa de Base Tecnológica e a disposição desta

em realizar publicações de resultados, fez surgir

novas fontes de fomento para o projeto e o

aprofundamento do tema em estudo.

ConsideraConsidera çções finaisões finais

• A persistência no tema da pesquisa foi

fundamental para o surgimento de novas

oportunidades.

Continuidade dos trabalhosContinuidade dos trabalhos(Sub(Sub-- projeto 2)projeto 2)

Estudo da Pirólise de Filmes Laminados Pós-consumo

Objetivo:

Extrair por pirólise, o alumínio metálico de embalagens laminadas de

polímero/alumínio com aproveitamento de óleos e gases combustíveis

(Ex.: Embalagens à vácuo, papéis de bala, tampas de potes, etc.).

Período: 2010-2015

Situação: Em andamento

Sustentabilidade AmbientalSustentabilidade Ambiental

Reuso, Redução e Reciclagem

PENSAMENTO SISTÊMICO

Muito Obrigado!

ivanir@utfpr.edu.br