1

Amilton Sinatora

Departamento De Engenharia Mecânica

Escola Politécnica – Universidade de São Paulo

Tribologia, conhecimento a serviço da competitividade e da

redução de custos

Simecs – UCS – Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies (INES)

2

ObjetivosBreve apresentação da tribologia (atrito, desgaste e

lubrificação). Os caminhos para o fim de vida de um produto, equipamento ou

componente. Custos, impacto social e ambiental do desgaste e do atrito. A

experiência européia e norte-americana. Exemplos práticos de como o desgaste pode ser um fator de

aumento de custo ou fator de aumento da competitividade.Formas de apoio governamental e cooperação empresa-

universidade. Exemplos de investimentos e retornos.

Tribologia, conhecimento a serviço da competitividade e da redução de custos

3

Breve apresentação da tribologia 1/2

9 de maio de 1966 “...The science and technology of

interacting surfaces in relative motion and the practices related thereto”

“tribos” roçar/esfregar + “logos”,

estudo.

[DOWSON, 1979Trib. Int, 38 (2005),449

Dr. H. Peter JOST

AtritoAtrito

DesgasteDesgaste

Atrito

Desgaste

1/2

Tribologia

Lubrificação

4

CAMPOSmecânicafísicaquímica materiais

predizer comportamento

de sistemas físicos

CONHECIMENTOSlubrificaçãoatrito desgaste

[WINER, 1990]

unificador da aplicação dos

conhecimentos básicos

Tribologia!

1966

2/2Breve apresentação da tribologia 2/2

5

Custos e impactos 1/5

Economias devidas a aplicação da tribologia Reino Unido 1966.[DOWSON, 1979]. Adaptado.

3036

Valores de 1966

Valores de 2002

Milhões de Libras1518

1320

106

1313

290

6

1% do PNB = 17.000.000.000 R$

6% do PNB = 104. 000.000.000 R$

Brasil/Estimativa 2004

(PNB) 1.700 bi R$

Conhecimento existente:

20% redução

3.400.000.000 R$

20.800.000.000 R$

Perdas econômicas.

Relatório Jost e estudos posteriores

1 a 10% do PIB/PNB

Sinatora 2005

Custos e impactos 2/5

7

Exemplo: frota veicular paulistana

1 275 000 m2 / 82 875 000 R$Aço inox

41 555 000 m2 / 15 582 000 R$Pinheiros

187.500 toneladasCO2 devido a atrito (15%)

250g/l / (1.250.000 t/ano)CO2 / CO2 total da frota 5 109X (250)g/l

1,5 109reais/anoValor perdido por ano por atrito em veículos na cidade de São Paulo (R$/ano) (2,0R$/l)

750 000 000 lVolume de combustível devido a perda por atrito

5 000 000 000 l/anoConsumo veicular anual médio (10 000km/ano x 5 000 000 veículos /10km/l

15%Perdas mecânicas por veículo

ValorFator

20% = - 37.500 t/ CO2 ano

Custos e impactos 3/5

8

Custos e impactos 4/5

9

Custos e impactos 5/5

10

1966: 1) Ensino Graduação/ Pós Graduação em Tribologia

(UK) 2) Livro sobre tribologia

3) Programa governamental de pesquisa

Atualização e comentários

Japão [SAKURAI, 1984] – [SASADA, 1984]

Alemanha [CZICHOS, 1984]

URSS [AVDUEVSKY & BRONOVETS,1984]

Mundo [JOST, 1990]

Alemanha/ Mundo [CZICHOS, 1995]

Mundo [LUDEMA, 2000]

4) Estudo Prospectivo de MATERIAIS AVANÇADOS - Relatório de

Perspectivas – Fase I Dezembro 2007. Fase II Junho 2008. Brasilia – CGEE –

Tribologia. Pg 107 – 118. José Daniel Biasoli de Mello.

A experiência européia e americana 1/2

11

Impactos sociais e ambientais e tendências

O presidente Obama, agora que tomou controle da GM, necessita converter as fábricas aos novos e necessários usos imediatamente.

2. Não enfie outros US$ 30 bilhões nos cofres da GM para fabricar carros. Ao invés disso, use o dinheiro para manter a atual força de trabalho – e a maioria daqueles que foram demitidos – empregados de forma que possam construir os novos modos de transporte do século XXI. Permita que eles comecem o trabalho da conversão agora.......7. Transforme algumas das fábricas vazias da GM em instalações que produzam moinhos eólicos, painéis solares e outros meios de formas alternativas de energia. Necessitamos de dezenas de milhões de painéis solares já. E há uma força de trabalho zelosa e habilitada que pode fabricá-los.

-Adeus, GM MICHAEL MOORE*-

A experiência européia e americana 2/2

12

O fim de vida de componentes e equipamentos se deve á corrosão, fadiga, fluência, sobrecarga, desgaste ou á obsolescência.

Os caminhos para o fim de vida de um produto, equipamento ou componente

Holmberg 2001

13

Quais a s perdas econômicas e sociais?Notar a expressão “severe wear”

Exemplo 2: Falha de pás de turbina a vapor

Azevedo 2009

O fim de vida de um produto

14

O fim de vida de um produto

Desafios técnicos para a previsão de vida de componentes e equipamentos.

O desgaste acumulado (perda de massa ou de volume) atinge níveis que colocam em risco o componente, o equipamento,....

Holmberg 2001

15

Exemplo 1:

Competitividade

1/3

Castro 2007

16

Exemplo: Modelo para previsão de desgaste de cilindros na laminação

Modelos permitem além da previsão de vida, o controle do processo de fabricação

17Heuberger, M.P. et all. Protein-mediated boundary lubrication in arthroplasty. Biomaterials 26(2005) 1165-1173

Competitividade

3/3

18

População

Força detrabalho

Inst. E. Ciência

Villares

5

Educação

Ciência

Capital

Ag. Fomento BNDES

Ed. p. Ciência Org. P & D

Ass. Patronais

Empr. têm P & D & IInst. C. Capital

13,33

XX,Y

23,9

4

Formas de apoio governamentais 1/4

19

Formas de apoio governamentais 2/4

CGEE

20

CGEEFormas de apoio governamentais 3/4

21

Formas de apoio governamentais 4/4

COMO ALAVANCAR PROJETOS DE PESQUISA CIENTÍFICA E INOVAÇÃO EM EMPRESAS

PRIVADAS, APOIADOS PELAS LEIS 10.973, 11.196 E 11.487 (Lei do Bem)

Artigo 17 - § 1º:Artigo 17 - § 1º:

Considera-se inovação tecnológica a concepção de novo Considera-se inovação tecnológica a concepção de novo produto ou processo de fabricação, bem como a agregação de produto ou processo de fabricação, bem como a agregação de novas funcionalidades ou características ao produto ou novas funcionalidades ou características ao produto ou processo que implique melhorias incrementais e efetivo ganho processo que implique melhorias incrementais e efetivo ganho de qualidade ou produtividade, resultando maior de qualidade ou produtividade, resultando maior competitividade no mercado.competitividade no mercado.

Lei do Bem

22

Exemplos de investimentos e retornos 1/7

23

• Ser a maior empresa

mundial de cilindros de

laminação oferecendo

as melhores soluções

aos clientes e

fornecendo mais de 100

mil toneladas por ano.

• A Poli 2015

referência

nacional e

internacional em

ens ino, pesquisa e

extensão

univers itária.

• Liderar

nacionalmente o

provimento de

soluções

tecnológ icas em

áreas

selecionadas.

CD C bus ca o a linham ento es tra tég ico dos parceiros

Aços Villares Visão 2015

PoliVisão 2015

IPTVisão 2015

A linham ento da V is ão

Exemplos de investimentos e retornos 2/7

24

Estrutura funcional do projeto CDC

Aços VillaresAços Villares IPTIPTDiretor

Gerência Inovação

Supervisão Técnica

Gerentes de Projetos

Reitor da Universidade de São

Paulo

Diretor da Escola Politécnica da

USP

Chefe do Depto. De Eng. Mecânica

Docentes

USP / LFSUSP / LFSPresidente

Diretor de Operações e Negócios

Diretor do Centro de Tecnologia de Processos e

Produtos - CTPP

Chefe Laboratório de Metalurgia e Materiais Cerâmicos - LMMC

Pesquisadores e TécnicosAlunos de Pós-Graduação

Alunos de Graduação

Funcionários Pós-doutorandos

Equipe de Coordenação

Exemplos de investimentos e retornos 3/7

25

Evolução da distribuição dos projetos

22%

35%

43%

22%

35%

43%

24%

38%

38%

24%

38%

38%

Inventos33%

Renovação de Produtos

45%

Impacto na ProdutividadeMelhorias Continuadas

22%

Inventos33%

Renovação de Produtos

45%

Impacto na ProdutividadeMelhorias Continuadas

22%

2006:21 projetos

2007: 18 projetos

2005:23 projetos

Distribuição dos projetos

Inventos

Renovação de Produtos

Impacto na ProdutividadeMelhorias Continuadas

Longo Prazo:vantagem

tecnológica competitiva

Médio Prazo:renovação de

produtos e processos em 2/5

anos

Curto Prazo:melhorias

incrementais de produtos e processos

Resultados esperados Demanda /Oferta

Novos produtos/processos inovadores. Antecipar tendências tecnológicas de

concorrentes e clientesCriar barreiras tecnológicas

Produtos/ Processos compatíveis com o que existe no mercado

(benchmark).Acompanhar tendências

tecnológicas.

Otimização de processos /produtos,

redução de custos, ganhos incrementais de

qualidade e desempenho

Exemplos de investimentos e retornos 4/7

26

Tabela 2 – Recursos de órgãos de fomento (milhões de reais)

93,42.186,8540,8

557,8642,793,4445,5TOTAL

278,734,8243,8PROCADCAPES

105,139,452,613,1RHAECNPQ

275,8103,4137,934,5Materiais Avançados IICNPQ

30,012,515,02,5PROSULCNPQ

19,619,6Materiais Avançados ICNPQ

540,8540,8CILALDEFINEP

651,4325,7325,7HIPERROLLFINEP

46,80,0046,8RECOPEFINEP

804,8402,4402,4Ação TransversalFINEP

43,819,643,819,6AUX. PESQUISAFAPESP

71,771,7INFRAESTRUTURAFAPESP

2,940,72,940,7PITEFAPESP

Total(U$)

Total(R$)

2007(R$)

2006 (R$)2005 (R$)2000-2004

(U$)2000-2004

(R$)PROJETOAGÊNCIA

Exemplos de investimentos e retornos 5/7

27

Impacto dos projetos CDC na Receita líquida de Cilindros

[xR$1.000]

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

Linha 100948 132234 202939 221246 188496 218902CDC 1438 2279 2743 18258 108108 123873Gastos CDC 1597 1903 2119 1893 2410 2350

2001 2002 2003 2004 2005 2006

Exemplos de investimentos e retornos 6/7

28

Tabela 1 – Impostos e remuneração do trabalho (milhões de reais)

Ano 2.000 2.001 2.002 2.003 2.004 2.005 Impostos Federais Diretos 2,90 3,10 4,20 29,60 83,20 93,10

Indiretos 31,00 31,00 36,70 42,50 53,90 87,70 Estaduais e Municipais 21,20 27,30 42,90 88,90 158,20 158,60 Contrib. Seguridade Social 13,20 15,90 19,00 23,70 29,40 28,00 TOTAL IMPOSTOS 68,30 77,30 102,80 184,70 324,70 367,40

Remuneração do Trabalho 71,30 87,40 105,10 133,50 156,20 173,30

Exemplos de investimentos e retornos 7/7

29

Agenda

“Não dá tempo”Mudanças mais e mais rápidas

X

Fundamentos, repertório, múltiplas aplicações

Remadores de raia Remadores de “X” games

Inovação (em tribologia) Século XXI

Esta palestra foi uma iniciativa dos parceiros:• Simecs• UCS• Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies

30

Obrigado! sinatora@usp.br