Fonte: Clark et Wheelwright (1993).
RESUMO:O presente trabalho discute o desenvolvimento e projeto de três produtos pecuários e respectivos processos de manufatura – os produtos são fabricados de materiais compostos végeto-poliméricos obtidos de uma combinação de resíduos de filmes plásticos e fibras vegetais. Este artigo se refere a um projeto de inovação tecnológica do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Programa de Formação de Recursos Humanos em Áreas Estratégicas (CNPq-RHAE). As atividades de pesquisa foram realizadas em parceria entre duas universidades federais brasileiras e um fabricante de embalagens plásticas flexíveis e possibilitou a elaboração de um plano para implantar uma nova unidade de negócios. Por fim, a nova unidade fabril está alinhada com a Política Nacional de Resíduos Sólidos (Lei Federal nº 12.305/2010), permitindo agregar valor aos resíduos industriais para produzir novos produtos pecuários.
Palavras-chave: resíduos plásticos industriais; compósitos végeto-poliméricos; desenvolvimento de produtos pecuários.
O atual modelo de concorrência interfirmas preconiza um paradigma de disponibilização ágil de produtos (bens e/ou serviços) e aceleração do consumo em escala mundial, que traz como consequência natural elevados níveis de consumo de recursos materiais e energéticos. Schumpeter et McDaniel (2009) consideram que as organizações que buscam aumentar resultados financeiros devem desenvolver novos produtos e processos tecnologicamente aprimorados para obterem vantagens comparativas em custos, qualidade e entregas, o que permite alcançar maior margem em relação aos preços de mercado e, dependendo da elasticidade da demanda, combinar preço mais baixo com maior margem em relação aos concorrentes diretos, de modo a obter maior participação de mercado, lucratividade e defesa de posições competitivas.
Nesse sentido, o PNUMA (2011) apresentou um relatório para a Organização das Nações Unidas (ONU) com previsões que apontam uma triplicação no consumo de recursos naturais até 2050, o que sugere um colapso no fornecimento de matérias-primas e energia às indústrias de transformação. Conclusivamente, o modelo econômico não é sustentável em longo prazo, uma vez que o consumo de recursos naturais ocorre em velocidade maior que a produção de matérias-primas e insumos. Assim, faz-se necessário a utilização inteligente dos recursos para se evitar desperdícios e focalizar o reaproveitamento/reinserção na cadeia produtiva de subprodutos, resíduos de processos e materiais de pós-consumo.
A pós-utilização de resíduos industriais tem sido tema de diversas pesquisas aplicadas, sendo que a mesma apresenta importância não somente do ponto de vista ambiental, mas do aspecto socioeconômico, uma vez que permite agregar valor a estes materiais através do desenvolvimento de novos produtos concebidos a partir do conceito de sustentabilidade nos negócios. De acordo com Paixão, Roma e Moura (2011), a produção brasileira anual de resíduos sólidos industriais é estimada em torno de cem milhões de toneladas, sendo que o tratamento ambientalmente adequado desses rejeitos constitui um dos pontos da Política Nacional de Resíduos Sólidos (Lei Federal n. 12.305/2010), que tem como principais considerações:
A intensa competição interfirmas, caracterizada por rápidas mudanças tecnológicas, produtos com curtíssimos ciclos de vida e consumidores/usuários cada vez mais exigentes, força as organizações a desenvolverem/projetarem produtos com conteúdos tecnológicos inovadores disponibilizados a preços médios de mercado sem grandes margens de contribuição unitárias (Clark et Wheelwright, 1993). Assim, os produtos manufaturados com materiais reaproveitados a partir de tecnologias inovadoras podem aumentar ganhos financeiros das organizações produtivas, evitando gastos com complicadas atividades de reprocessamento externo e práticas de descarte ambientalmente seguro.
Para OECD (2005), as atividades inovativas ligadas ao desenvolvimento e aprimoramento tecnológico de produtos e processos devem estar integradas à própria estratégia competitiva da organização fabril. Há mais de duas décadas Clark et Wheelwright (1993) já apontavam a intensa concorrência industrial devido às constantes mudanças nas expectativas/necessidades dos clientes e a acelerada evolução de tecnologias, materiais e processos, perfazendo a força motriz que impulsiona o desenvolvimento de produtos (bens e/ou serviços) com rapidez e orientação aos mercados consumidores segmentados. Já Cheng (2000) destaca que o desenvolvimento de produtos decorre de uma permanente busca pelo alinhamento entre necessidades/exigências dos clientes finais, oportunidades de negócio, possibilidades de tecnologia e competências centrais da organização a partir de um horizonte de planejamento que permita a sobrevivência e o desenvolvimento empresarial.
O uso racional de materiais reciclados segue a filosofia de sustentabilidade produtiva (socioeconômica, ambiental e energética), sendo viabilizada através dos métodos de produção mais limpa (P+L). O desenvolvimento sustentável, segundo Rossini et al. (2008), está atrelado ao emprego de tecnologias de processo e produto que possibilitem a realização de estratégias socioeconômicas, ambientais e tecnológicas integradas, visando otimizar o uso de matérias-primas, água e energia.
O objetivo principal deste trabalho foi realizar atividades inovativas para o desenvolvimento/projeto de três produtos destinados à criação e manejo de bovinos (equipamentos para alimentação e suplementação bovina), bem como delinear o macroprocesso de um sistema de manufatura de perfilados contínuos feitos a partir de compósitos végeto-poliméricos (combinação de resíduos plásticos industriais e fibras vegetais da indústria sucroalcooleira), que devem ser usados no processamento dos referidos produtos. A tríade “materiais compostos – produtos pecuários – sistema de produção sustentável” fundamentou, portanto, a implantação de uma nova unidade fabril anexa à indústria de embalagens plásticas flexíveis, que opera na Região da Grande Dourados/MS.
O desenvolvimento/projeto de produtos pecuários e respectivos processos de manufatura teve como pressuposto fundamental a agregação de valor em resíduos plásticos industriais e fibras vegetais de reforço oriundas de atividades sucroalcooleiras regionais, possibilitando a geração de trabalho e renda para a população local. Para o MCTI (2012), a produção sustentável é dependente do aprimoramento consistente de produtos e processos baseados no conceito de produção mais limpa e na estruturação de cadeias de reciclagem em consonância com a Política Nacional de Resíduos Sólidos, em que o desenvolvimento regional sustentável deve ser apoiado em competências e recursos localmente disponíveis.
Nesse sentido, Smith et Ball (2012) apontam que uma organização produtiva sustentável é aquela que busca tornar seus processos de negócio economicamente viáveis, ambientalmente seguros e promotores de bem-estar social. Desse modo, as estratégias, planos de ação e decisões devem contemplar o atendimento do “tripé da competitividade sustentável” (econômico, social e ambiental). Dues, Tan e Lim (2011) mencionam que os projetos industriais voltados à sustentabilidade são caracterizados por incorporarem conceitos e metodologias referentes à responsabilidade social, melhores práticas de governança corporativa, ecoeficiência, análise do ciclo de vida de produtos e processos, programas de “emissão zero”, gerenciamento ambiental certificado e produção mais limpa.
Por fim, crescentes demandas da cadeia do agronegócio por novos produtos, processos e serviços podem fomentar outros segmentos produtores de matérias-primas/insumos, bens de consumo/capital e fornecedores de serviços tecnológicos de alto valor agregado, incentivando a diversificação da base produtiva nacional e a consequente ampliação das condições para inclusão produtiva e sustentabilidade dos novos empreendimentos.
O Processo de Desenvolvimento do Produto (PDP) representa as atividades que levam ao estabelecimento de uma linha de produtos novos e/ou modificados, disponibilizados ao mercado ao longo do tempo, incluindo a geração de oportunidades, seleção e transformação destas em bens e/ou serviços disponibilizados aos consumidores finais (Loch et Kavadias, 2008). Rozenfeld et al. (2006) e Krishnan et Ulrich (2001) defendem que o PDP é iniciado pela identificação dos requisitos dos clientes, avaliação de estratégias competitivas/funcionais e análise de possibilidades tecnológicas, restrições e recursos necessários às atividades de desenvolvimento e projeto.
Para Ulrich et Eppinger (2011), o desenvolvimento do produto abrange atividades iniciadas com a percepção de uma oportunidade de mercado, produção, venda e distribuição de um produto. Wang, Gou e Liu (2012) definem as oportunidades de mercado como sendo as situações nas quais novos bens, serviços, matérias-primas e métodos organizacionais são introduzidos e vendidos a preços substancialmente mais elevados do que os referidos custos de produção, sendo que a descoberta e exploração de oportunidades podem ser interpretadas como atividades inovativas e empreendedorismo – consequentemente, novos bens tangíveis e serviços são considerados como a ‘representação física das oportunidades de mercado’.
A complexidade do desenvolvimento de novos produtos é abordada por Baxter (2011), afirmando que o mesmo representa uma atividade complexa que requer pesquisas, planejamento cuidadoso, controle meticuloso e métodos sistemáticos. A divisão do processo de desenvolvimento do produto deve ser realizada a partir da configuração de um modelo fundamentado em etapas interdependentes, ressaltando a relevância do planejamento e controle de qualidade do PDP – sob esse aspecto, o conteúdo intrínseco de cada uma das etapas poderia ser adaptado segundo a natureza do produto e da organização produtiva.
Nesse sentido, Back et al. (2008), Chen et al. (2008) e Akgun, Lynn e Yilmaz (2005) dissertam sobre o conteúdo eminentemente estratégico do processo de desenvolvimento do produto a partir do uso de processos inovadores de aprendizagem e métodos de gestão de conhecimentos necessários à realização de atividades organizacionais complexas com o propósito de se obter diferenciação tecnológica, estética e/ou funcional em novos produtos ou mesmo para o reposicionamento de produtos já comercializados. Por fim, o PDP também pode ser considerado como processo gerencial, estratégico-racional e metodológico para se estabelecer um conjunto de atividades inovativas a serem realizadas, cronogramas rígidos, equipes responsáveis e comprometidas, tecnologias e aporte de recursos financeiros.
A clássica ‘Estrutura Estratégica para Desenvolvimento de Produtos’ proposta por Clark et Wheelwright (1993) abrange cinco fases: (1) desenvolvimento do conceito (definição de oportunidades e mercado-alvo, possibilidades técnicas, arquitetura do produto e conceito final); (2) planejamento do produto (estudo detalhado do mercado, investimentos, cronogramas, recursos necessários, especificações e construção de modelos); (3) projeto do produto e processo (projeto detalhado do produto e sistema produtivo, prototipagem/testes e desenvolvimento de fornecedores); (4) produção-piloto e ramp-up (avaliação/testes de processo e suprimento de materiais, liberação para produção normal e inserção do produto no mercado); (5) introdução do produto no mercado (elevação dos níveis de produção, preenchimento dos canais de distribuição e estabilização do processo). O esquema geral da metodologia de desenvolvimento do produto de Clark et Wheelwright (1993) é exibido na Figura 1.
Figura 1. Estrutura estratégica para desenvolvimento de produtos.
Fonte: Clark et Wheelwright (1993).
De acordo com a Figura 1, o desenvolvimento do produto está dividido em diferentes fases que podem ou não ocorrer simultaneamente, dependendo de como o arranjo das atividades possa beneficiar a diminuição dos custos, utilização de recursos e/ou leadtimes envolvidos. Assim, há forte interdependência entre cada uma das fases do desenvolvimento do produto, sendo que o resultado de uma fase é considerado como a base precursora da execução das atividades da fase subsequente – por esse motivo, as decisões tomadas em cada fase se refletem no desenvolvimento do produto como um todo.
As duas primeiras fases da metodologia se referem ao desenvolvimento do conceito e planejamento do produto, nas quais são realizadas prospecções de dados/informações sobre oportunidades de mercado, competitividade, viabilidade técnica e requisitos do produto que devem ser combinados na arquitetura do mesmo, incluindo projeto conceitual, públicos-alvo, nível de desempenho desejado, investimentos e impactos econômico-financeiros. Nesse sentido, há uma preocupação com o compartilhamento de itens-chave já desenvolvidos em projetos anteriores, de modo a se criar ‘soluções diferenciadas’ para os novos produtos, com custos viáveis de desenvolvimento e produção.
Ulrich et Eppinger (2011) apontam a coleta de dados/informações, posterior identificação e classificação das necessidades dos consumidores, como importantes formas de se obter as particularidades primárias do produto. Uma vez que sejam identificadas as necessidades do público-alvo, estas devem ser traduzidas em especificações para serem usadas na conceituação do produto, que representa inicialmente a descrição aproximada das tecnologias empregadas, princípios de funcionamento, arquitetura e forma/estética. Na visão de Ullman (2009), os conceitos tratam de abstrações controladas do produto, que podem ser apresentadas como diagramas, esboços, modelos simples, cálculos e/ou textos descritivos.
A partir do conceito selecionado, o passo seguinte deve ser a definição de quais serão os componentes do produto e que funções cada um deles deve exercer – esta fase é considerada uma etapa-chave no desenvolvimento do produto, pois nesse momento são tomadas decisões sobre o funcionamento e arquitetura final do produto (Otto et Wood, 2001). Já Lee et Wong (2011) mencionam que a concepção dos sistemas técnicos e configuração final do produto são obtidas com a realização de testes em pequena escala dos conceitos propostos (modelagem e avaliação), sendo que também podem ser executadas avaliações adicionais com possíveis clientes, culminando com a aprovação do programa de desenvolvimento do produto, buscando integrar três pontos cruciais do PDP: marketing, tecnologia e organização.
A fase seguinte, que trata da integração entre a Engenharia do Produto e Processo, aborda o desenvolvimento/projeto detalhado do produto, construção/testes de protótipos, projeto das operações de fabricação e montagem, ferramentas e equipamentos necessários para a produção em escala comercialmente viável. Um aspecto de grande relevância é o ciclo combinado ‘projetar-construir-testar’ para produto/processo (modelos físicos, computacionais e protótipos) – caso os modelos reais e/ou virtuais não atendam às especificações e aos níveis de desempenho desejados, realizam-se alterações e este ciclo é repetido até que se atinjam as especificações propostas para o produto em questão.
Dentro da lógica do PDP, a especificação completa/integrada do produto e do processo produtivo é compreendida como uma importante questão para se obter sucesso de vendas. Nesse sentido, Müller et Fairlie-Clarke (2003) propõem um método de auto-avaliação dos novos produtos e processos como forma de se melhorar a possibilidade de sucesso durante a etapa de introdução no mercado, em que se identifica a necessidade de um procedimento não prescritivo para avaliar um processo de desenvolvimento do produto existente ou proposto em um nível detalhado, analisando, no contexto das práticas de excelência mundial, os produtos, processos, procedimentos e mercados atingidos.
Assim, o projeto das operações de fabricação e montagem, aliado ao desenvolvimento de fornecedores, pode ser considerada a fase na qual são estudadas todas as formas possíveis de se obter um produto ao menor custo possível sem sacrificar a dimensão da qualidade. Ullman (2009) considera, portanto, que o maior desafio é selecionar o processo que melhor se adapta à manufatura de cada produto, tendo em vista que para qualquer componente há diversas possibilidades de operações e roteiros produtivos consistentes.
Dessa forma, a obtenção de um produto que respeite as especificações mercadológicas e condições técnicas de desempenho indica o início da fase de produção do lote-piloto, onde há o pressuposto de que os sistemas, subsistemas e componentes desenvolvidos/projetados e anteriormente testados serão normalmente produzidos e avaliados internamente, de forma a se conseguir a validação do novo processo e/ou modificado. A fase final da metodologia de desenvolvimento do produto de Clark et Wheelwright (1993) é chamada ramp-up, indicando o início da produção comercial do produto, que pode ser a princípio em volume reduzido – o aumento de produção é gradualmente realizado com aumentos escalonados da confiabilidade do processo, fornecedores e distribuidores do produto (atacadistas e varejistas).
A INFLEX Indústria e Comércio de Embalagens Ltda., instalada na Região da Grande Dourados/MS, possui certificação ISO 9001:2008 e Gestão de Resíduos P+L, 200 funcionários e planta fabril de 7.200 m2 (área total de 35.000 m2). A firma produz 400 toneladas/mês de embalagens plásticas flexíveis, mono/multilaminadas, impressas em processo flexográfico com tecnologia gear less, linners para fabricação de fitas dupla face e sacos plásticos stand-up e zip, a partir de filmes extrudados de Polietilenos de Alta Baixa Densidade (PEAD e PEBD), Polietileno Tereftalato (PET), Polipropileno Bi-Orientado e Torção (BOPP e PPT), Poliamida Bi-Orientada (BOPA) e películas metalizadas. Os produtos são destinados a agroindústrias regionais e indústrias localizadas em municípios de todas as regiões geográficas brasileiras.
A produção job shop visa atender preferencialmente a carteira de pedidos firmes e inclusões de pedidos de acordo com a disponibilidade de capacidade produtiva, trabalhando com ordens de produção diárias/semanais, com programação firme de quinze dias e horizonte de planejamento mensal executadas pelos aplicativos Microsiga Protheus 11 da Totvs e Preactor 400APS da Preactor International.
O sistema de manufatura é do tipo intermitente baseado em lotes e arranjo físico funcional (departamental). O processo produtivo engloba atividades de desenvolvimento do layout e projeto técnico do produto conforme requisitos do cliente, elaboração dos clichês para impressão (fornecedores externos) e produção da embalagem, que contemplam as operações de extrusão/co-extrusão em até três camadas de filmes plásticos, impressão flexográfica, laminação simples e/ou dupla, refilagem de bobinas de embalagens contínuas, corte/soldagem de embalagens individuais (sacos plásticos) e expedição/follow-up. A operação de refilagem é a responsável pela geração média de 30 toneladas/mês de aparas plásticas (85% dos resíduos industriais), que são consideradas perdas normais de produção.
A estrutura metodológica do trabalho segue a lógica de pesquisa aplicada/exploratória que, segundo Gil (2008), Barros et Lehfeld (2007), tem como premissa a produção do conhecimento através de resultados associados à solução prática de um problema específico a partir de conceitos da literatura. O principal objetivo da pesquisa bibliográfica é a ampliação e domínio do conhecimento disponível para auxiliar na fundamentação de hipóteses e construção de modelos (Lakatos et Marconi, 2010). A referida pesquisa também está baseada na elaboração de um estudo de caso, sendo que Yin (2010) ressalta sua natureza empírica e adequação à investigação de problemas realísticos, principalmente quando os mesmos não estão claramente definidos.
O presente trabalho é decorrente da execução de um projeto de pesquisa CNPq-RHAE, sendo viabilizado através de cooperação científico-tecnológica entre a INFLEX, Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD) e Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). Os procedimentos adotados para o estudo em questão estiveram baseados na realização das seguintes etapas sequenciais e interdependentes:
Como já abordado, o desenvolvimento/projeto dos produtos propostos se baseou em um modelo adaptado da metodologia de Clark et Wheelwright (1993), que é composto das seguintes etapas e atividades associadas: (1) Conceituação e desenvolvimento de Produtos Agropecuários Regionalizados, que engloba a elaboração da arquitetura (sistemas, subsistemas e componentes) e a realização de estudos técnicos para proposição de conceitos finais dos produtos; (2) Projeto Integrado do Produto e Processo, que aborda o detalhamento técnico dos produtos, desenhos planos e tridimensionais, listas de materiais e delineamento do sistema de produção sustentável.
Preliminarmente, os requisitos dos três produtos foram baseados em recomendações normativas gerais de centros de pesquisas agropecuária e universidades. Os materiais construtivos empregados são perfilados retilíneos planos de material composto vegeto-polimérico (com larguras de 100 a 500 mm e espessuras de 15 a 30 mm), perfilados maciços de seção retangular (com larguras de 50 a 120 mm e espessuras de 50 a 60 mm) e perfilados maciços de seção quadrada (com seções transversais compreendidas entre 50 a 200 mm), processados em extrusoras dupla rosca com dosadores volumétricos separados para alimentação de blendas poliméricas e fibras vegetais micronizadas, degasagem por vácuo e resfriamento em banho de água, corte e separação dos extrudados em equipamentos específicos de linha de frente (serras rotativas, posicionadores e coletores pneumáticos).
O processo de extrusão de termoplásticos apresenta custos relativamente menores em comparação à injeção e termoformagem, elevada flexibilidade na fabricação de produtos com consistentes e variadas seções transversais, além da possibilidade de reaproveitamento de sobras de materiais normalmente descartados por outros processos de conformação de termoplásticos (Manrich, 2005).
Conforme Rodrigues Filho et Azevedo (2005), o cocho estacionário com cobertura para alimentação de bovinos também pode ser destinado à acomodação de sal mineral, devendo ser construído preferencialmente de materiais anticorrosivos e elementos de fixação inoxidáveis, bem como possuir proteção contra chuva, insolação e umidade noturna. Desse modo, o projeto foi realizado com base em materiais técnicos baseados em Homma (2006), Rodrigues Filho et Azevedo (2005), Souza, Tinoco e Sartor (2003). A Figura 2 exibe o conceito final, desenhos e dimensões para o cocho estacionário com cobertura.
Figura 2. Conceito, desenhos e dimensões – Cocho estacionário com cobertura.
Fonte: Os próprios autores.
De acordo com Embrapa (1999), o cocho-trenó móvel sem cobertura destinado à alimentação de volumosos (vegetais in natura ou triturados) foi aperfeiçoado pela Embrapa Pecuária Sudeste de São Carlos/SP, possuindo facilidade de movimentação e vida útil superior aos cochos feitos em madeira. A construção é feita com pranchões montados sobre duas vigotas que funcionam como esquis – os cochos trenós são usados no arraçoamento de animais devido à sua mobilidade (deslocamento por trator ou animal de tração), resistência (estrutura reforçada) e durabilidade (parte inferior sem contato com o solo). O desenvolvimento/projeto teve como referência o material técnico disponibilizado pela Embrapa (1999). A Figura 3 exibe o conceito final, desenhos e dimensões para o cocho-trenó móvel sem cobertura.
Figura 3. Conceito, desenhos e dimensões – Cocho-trenó móvel sem cobertura.
Fonte: Os próprios autores.
De acordo com Nunes (1998), o equipamento automático para fornecimento de sal mineral também pode ser utilizado na suplementação alimentar de bovinos de corte e/ou gado leiteiro. Comparativamente aos saleiros abertos convencionais, esse equipamento propicia significativa redução de perdas devido à maior proteção contra as intempéries oferecida ao sal mineral, suplementos vitamínico-minerais e/ou mesmo rações armazenados – o acesso ao conteúdo é feito através de portinhola basculante movimentada pelos focinhos dos animais.
O produto foi dimensionado tendo como referência as publicações técnicas da Embrapa Centro-Oeste, especialmente o material de Nunes (1998), com alterações dos elementos de fixação sugeridos. A Figura 4 exibe conceito final, desenhos e dimensões para o equipamento automático para fornecimento de sal mineral.
Figura 4. Conceito, desenhos e dimensões – Equipamento automático para fornecimento de sal mineral.
Fonte: Os próprios autores.
A Figura 5 exibe as listas de materiais para os três produtos pecuários desenvolvidos.
Figura 5. Listas de materiais – (a) Cocho estacionário com cobertura; (b) Cocho-trenó móvel sem cobertura; (c) Equipamento automático para fornecimento de sal mineral.
Fonte: Os próprios autores.
O sistema de produção sustentável possui nove subprocessos interdependentes e suas respectivas operações. Esse sistema de produção é composto pelo plano de macroprocesso, lista de máquinas/equipamentos e fluxogramas produtivos. A Figura 6 mostra o fluxograma do processo produtivo completo.
Figura 6. Fluxograma do sistema de produção sustentável (macroprocesso).
Fonte: Os próprios autores.
Com base na Figura 6, realizou-se uma decomposição dos nove subprocessos (macroprocesso) segundo suas operações constituintes. Assim, o subprocesso de enfardamento de aparas plásticas é composto de quatro operações: (1) recebimento de resíduos industriais – as aparas plásticas residuais originárias da INFLEX são acomodadas em contenedores aramados e transportadas até à nova planta fabril; (2) separação/classificação das aparas segundo as composições dos filmes plásticos residuais; (3) enfardamento das aparas selecionadas (compressão e cintagem em prensas verticais); (4) acomodação dos fardos em pallets metálicos, movimentação/armazenagem em estantes metálicas (porta-pallets). Por sua vez, o subprocesso de processamento de fibras vegetais é constituído de quatro operações: (1) recebimento das fibras vegetais enfardadas (comprimidas, cintadas e paletizadas) vindas de fornecedores (usinas sucroenergéticas), pesagem e descarregamento de caminhões e movimentação; (2) secagem e moagem das fibras in natura em secadores contínuos flash dryer alimentados a Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) e em moinhos de martelos rotativos; (3) classificação granulométrica das partículas de fibras vegetais através de peneiradores rotativos; (4) acondicionamento das partículas processadas em bombonas plásticas e disposição das mesmas em pallets e movimentação/armazenagem em estantes metálicas (porta-pallets).
O subprocesso de granulação de aparas plásticas formado por quatro operações sequenciais: (1) trituração/moagem das aparas plásticas em moinhos granuladores de facas rotativas e pré-peneiramento classificatório; (2) extrusão e granulação polimérica (obtenção de pellets); (3) acondicionamento dos pellets em bombonas plásticas; (4) disposição das bombonas plásticas em pallets e movimentação/armazenagem em porta-pallets. Já o subprocesso de formulação e homogeneização das blendas poliméricas é composto de duas operações: (1) formulação das blendas poliméricas através de pesagem eletrônica e homogeneização em misturadores de tambores rotativos; (2) acondicionamento das blendas formuladas/homogeneizadas em caçambas metálicas basculantes.
O subprocesso de extrusão dos compósitos, conformação e corte de perfilados é formado por cinco operações: (1) movimentação das caçambas basculantes com blendas homogeneizadas e dos pallets com bombonas contendo fibras vegetais particuladas para o setor de extrusão dos compósitos, conformação e corte de perfilados extrudados; (2) extrusão em dupla rosca dos compósitos végeto-poliméricos (aglutinação de blendas e partículas de fibras vegetais); (3) conformação de perfilados por extrusão dupla rosca; (4) corte dos perfilados com serras de discos rotativos automatizados; (5) armazenagem dos perfilados cortados em estantes cantilever. O subprocesso de preparação dos perfilados extrudados (medições, cortes/encaixes e furações) possui três operações inter-relacionadas: (1) medição/determinação dos pontos de cortes, encaixes e furos nos perfilados cortados; (2) execução de cortes, encaixes, rebaixos e furações nos perfilados cortados, que passam a ser designados de perfilados cortados preparados; (3) movimentação e armazenagem dos perfilados cortados preparados em estantes cantilever. O subprocesso de pintura de perfilados cortados/preparados é constituído por duas operações: (1) pintura dos perfilados preparados através de pulverização a ar comprimido em ambiente segregado (sistema de exaustão de gases e névoas); (2) movimentação e armazenagem dos perfilados pintados no setor de embalagem de produtos acabados. Já o subprocesso de preparação dos kits de montagem dos produtos é constituído por um conjunto de três operações interligadas: (1) recebimento dos elementos de fixação (parafusos, porcas e arruelas) adquiridos de fornecedores, que compreende as atividades de conferência de notas fiscais e documentos, contagem/pesagem, controle de qualidade e envio de documentos para pagamento; (2) seleção e armazenagem dos elementos de fixação em estantes de prateleiras presentes no almoxarifado; (3) preparação e armazenagem dos kits de montagem dos produtos em estantes dispostas no almoxarifado.
Por fim, o subprocesso de embalagem de produtos acabados é formado por três operações: (1) embalagem dos produtos acabados, que compreende as atividades de cintagem para amarração dos perfilados cortados preparados e/ou perfilados pintados, aplicação de filmes plásticos termorretráteis para proteção e estabilização dos perfilados cintados e acomodação dos perfilados cintados/kits de montagem em caixas de papelão reforçadas (produtos acabados); (2) movimentação/armazenagem dos produtos acabados no depósito; (3) expedição final.
O Quadro 1 contempla a relação de máquinas/equipamentos referentes ao sistema de produção sustentável proposto.
Quadro 1. Lista de máquinas/equipamentos para os subprocessos e respectivas operações.
Fonte: Os próprios autores.
(1) Utilizada nos subprocessos ‘enfardamento de aparas plásticas’ e ‘granulação de aparas plásticas’. (2) Utilizada no subprocesso ‘processamento de fibras vegetais’. (3) Utilizada nos subprocessos ‘formulação/homogeneização das blendas poliméricas’ e ‘extrusão de compósitos, conformação e corte de perfilados’. (4) Empilhadeira usada nos subprocessos ‘preparação dos perfilados extrudados’, ‘pintura de perfilados cortados preparados’ e ‘embalagem de produtos acabados’.
Com a definição do sistema de produção sustentável, procedeu-se ao projeto da planta fabril inicial, que foi realizado com o auxílio do aplicativo AutoCAD® da Autodesk Inc. Com base na planta fabril inicial, realizou-se a localização e a readequação dos espaços físicos necessários aos centros de trabalho (subprocessos e respectivas operações produtivas), almoxarifado, depósito de produtos acabados e expedição, bem como foram delimitados pontos intermediários de armazenagem e corredores internos para movimentação de matérias-primas, materiais em processo e produtos acabados, obtendo-se o arranjo físico inicial. Em seguida, executou-se o dimensionamento dos sistemas de movimentação e armazenagem de materiais, tendo como referência o uso de empilhadeiras, transpaleteiras, contenedores, bombonas plásticas, caçambas basculantes metálicas, estantes de prateleiras porta-pallets e cantilever. Posteriormente às alterações na planta fabril e arranjo físico, obteve-se a planta fabril final e o arranjo físico funcional (Figura 7).
Figura 7. Planta fabril e arranjo físico funcional (revisados e aprovados).
Fonte: Os próprios autores.
Finalmente, elaborou-se o mapofluxograma do processo para se avaliar os diversos fluxos de materiais presentes no sistema produtivo, desde o recebimento de matérias-primas/insumos até a expedição final dos produtos acabados (Figura 8).
Figura 8. Mapofluxograma do processo produtivo completo.
Fonte: Os próprios autores.
Os três produtos desenvolvidos destinados à alimentação e suplementação de bovinos possuem vantagens importantes em comparação aos produtos tradicionais feitos com madeira de reflorestamento (como pinus e eucalipto), destacando-se:
• Resistência às intempéries e aos choques mecânicos (maior durabilidade dos materiais compostos e confiabilidade de operação);
• Características melhoradas de ergonomia, design e manutenção (porosidade, rugosidade e acabamento superficial superiores à madeira comum);
• Adequação às especificações técnicas da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária/Embrapa e órgãos correlatos;
• Padronização de dimensões/tolerâncias (conformidade do produto final);
• Reaproveitamento industrial de materiais reciclados, permitindo o uso de técnicas de produção mais limpas;
• Potencial de reciclabilidade dos produtos pecuários ao final do ciclo de vida, favorecendo o reaproveitamento dos materiais compostos empregados na manufatura de novos produtos, devido, principalmente, à matriz polimérica utilizada (rica em polietilenos e polipropileno);
• Contribuição ao desenvolvimento regional sustentável ancorado nas atividades do agronegócio – agropecuária e agroindústria.
Já o plant layout desenvolvido é baseado no arranjo funcional (por processo), sendo que o processamento dos materiais deve ser executado através da composição de lotes movimentados em quantidades-padrão em fluxos produtivos periódicos e relativamente uniformes em termos de distâncias percorridas e ritmos de produção. A planta fabril projetada é composta de duas áreas produtivas interligadas, sendo que a primeira engloba os setores de ‘enfardamento de aparas plásticas’ e ‘processamento de fibras vegetais’, que são considerados os subprocessos que processam resíduos plásticos e matérias-primas vegetais. Já a segunda área produtiva é formada por sete setores relacionados com a obtenção dos materiais compostos, produção/preparação de perfilados, embalagem dos produtos e expedição final.
Desse modo, a fábrica conta com nove setores funcionais específicos (subprocessos) com agrupamento de máquinas e equipamentos padronizados/universais para executar variadas operações com base em fluxos/roteiros de produção definidos, permitindo, quando necessário, o ajustamento do ritmo das atividades de manufatura à demanda dos produtos acabados. A planta fabril e o arranjo físico são formados por centros de trabalho agrupados em setores produtivos específicos para facilitar a manufatura dos três produtos pecuários padronizados, possuindo corredores internos bem distribuídos e adequados à movimentação mecanizada de matérias-primas, materiais em processo e produtos acabados, bem como flexibilidade para produzir quantidades e mix variados de produtos, facilitando o acompanhamento das operações e a supervisão funcional.
A formação de parcerias/alianças colaborativas entre setores produtivos, universidades e centros de pesquisa é fundamental para se aumentar a competitividade industrial. Desse modo, as atividades inovativas devem ser exaustivamente realizadas pelas organizações que necessitem, ágil e consistentemente, aprimorar processos e/ou disponibilizar produtos novos ou significativamente melhorados aos mercados consumidores. O trabalho em questão ilustrou parte das atividades de um projeto de cooperação tecnológica CNPq-RHAE realizado em uma importante região agroindustrial do Centro-Oeste brasileiro, que inicialmente visou o desenvolvimento de compósitos végeto-poliméricos para aplicação em produtos (equipamentos) destinados à alimentação e suplementação vitamínico-mineral de bovinos.
A partir de uma adaptação das três fases iniciais da metodologia ‘Estrutura Estratégica para Desenvolvimento de Produtos’ de Clark e Wheelwright, coerente com a execução da pesquisa aplicada, elaborou-se tanto as concepções dos três produtos pecuários como o sistema de produção, que é constituído do plano de macroprocesso (descrição dos subprocessos e operações), lista de máquinas/equipamentos e fluxogramas produtivos, sendo considerados documentos fundamentais para a implantação posterior do projeto detalhado do sistema fabril de uma nova unidade de negócios, que possui grandes perspectivas para contribuir com o desenvolvimento socioeconômico regional.
Atualmente, os referidos materiais compostos são objeto de processo de proteção industrial junto ao Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI), sob o título de ‘Processo de Fabricação de Compósitos Végeto-Poliméricos’ (processo BR 10 2014 018724 3) – o conteúdo de inovação tecnológica do novo material é referente a um inédito processo industrial para processamento de compósitos de blendas poliméricas e fibras vegetais de reforço. Assim, os resíduos industriais da INFLEX, que são constituídos de aparas plásticas resultantes do refilamento das bobinas de filmes (perdas normais de processo), são novamente inseridos na cadeia de operações, permitindo a manufatura de novos produtos aplicados às atividades pecuárias regionais.
A caracterização da estrutura molecular e das propriedades mecânicas dos compósitos végeto-poliméricos também sugerem aplicações técnicas distintas do setor agropecuário regional, onde atualmente são analisadas novas formas de utilização do referido material em produtos destinados aos setores da construção civil, automobilístico, aeronáutico, mobiliário e embalagens rígidas, como previsto na patente submetida ao INPI.
O trabalho possibilitou que operações da INFLEX permaneçam ainda mais alinhadas com a Política Nacional de Resíduos Sólidos (Lei Federal nº 12.305/2010), ao mesmo tempo em que a nova unidade produtiva permita agregar valor aos resíduos plásticos relacionados à planta produtora principal. Por fim, a pesquisa realizada dentro de um contexto de parceria empresa-universidades demonstrou ser um instrumento fundamental para se desenvolver/aplicar inovações tecnológicas em produtos e processos, o que vem ao encontro das atuais políticas públicas de adensamento das cadeias produtivas regionalizadas.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) por possibilitar e financiar a presente pesquisa.
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