ReduçÃo de impactos ambientais e aumento de produtividade num processo de pintura automotiva



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REDUÇÃO DE IMPACTOS AMBIENTAIS E AUMENTO DE PRODUTIVIDADE NUM PROCESSO DE PINTURA AUTOMOTIVA

F. Gonçalves, C. Dalmolin*

Av. Orlando Gomes 1845, Piatã. Salvador – BA, CEP 41.650-010. *e-mail: carla.dalmolin@fieb.org.br

Área de Materiais, Centro Integrado de Manufatura e Tecnologia – Cimatec, Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial – SENAI BA



Resumo: Diante da questão sobre como reduzir os impactos ambientais e aumentar a produtividade de processos de pintura automotiva, propôs-se estudar a remoção da camada de tinta primer, testando corpos de prova em diferentes ensaios de laboratório e testes práticos em campo, tomando como referência um processo produtivo real. Os corpos de prova analisados não apresentaram variações significativas na cor e brilho com a variação do processo de pintura. Entretanto, com relação ao consumo de tintas foi possível estimar uma redução da ordem de 20%, além da redução de solventes, tanto de forma direta quanto indireta. Em termos de mão-de-obra, a implementação da configuração da pintura proposta possibilitou a realocação de 33% do pessoal dedicado ao processo de aplicação de primer em áreas internas. Os resultados permitiram concluir que a proposta de utilização de uma configuração de pintura de menor impacto ambiental, sem a utilização de uma das camadas de tinta usadas na configuração tradicional de pintura se mostrou tecnicamente viável, possibilitando ganhos na redução de emissões atmosféricas e redução do consumo de tintas e solventes.

Introdução

O crescimento vertiginoso do consumo de produtos industrializados, inclusive o de automóveis, levou a comunidade internacional a perceber a facilidade com que poderiam ser atingidos os limites do planeta. A partir disso, surgiram novas direções da jurisprudência ambiental, como um maior rigor das suas leis e resoluções. Assim, em paralelo ao cenário de elevada competitividade, cresce a importância do conceito de produção mais limpa e aumento da ecoeficiência, não puramente por atendimento à requerimentos legais e pressões da sociedade, mas também por oportunidade de retorno financeiro.

As tendências ambientais apontam para a necessidade do setor produtivo se voltar para soluções preventivas, e não mais corretivas, a partir da minimização de impactos ambientais no próprio processo de fabricação. Por exemplo, pela redução da geração de resíduos e pela otimização do uso de insumos necessários. Há uma pressão crescente no sentido da utilização e proteção dos recursos naturais, e isso força as empresas a buscarem soluções robustas para minimizar os impactos dos seus processos ao meio ambiente.

A indústria automotiva é causadora de uma série de impactos ambientais em função do seu processo produtivo. Como exemplo, pode-se citar a geração de borra de tinta, efluentes industriais e emissões de compostos orgânicos voláteis. No que diz respeito à geração de impactos ao meio ambiente, o setor de pintura tem particularidades que o tornam crítico dentro do processo produtivo de automóveis. Ainda que não atinja o patamar de outros setores da indústria em relação às emissões atmosféricas, o uso e emissão de compostos orgânicos voláteis no processo de pintura automotiva merece o devido cuidado e deve ser cada vez mais reduzido. Desta maneira, o objetivo principal deste trabalho é a análise das propriedades de um sistema de pintura automotiva após a redução de uma de suas camadas (primer) em regiões internas das carrocerias, com o foco na possibilidade de redução de impacto ambiental e aumento de produtividade do processo.

O processo de pintura de superfícies metálicas é complexo e, em linhas gerais, a tecnologia mais utilizada nos dias atuais pode ser dividida nas seguintes etapas: preparação da superfície, cobertura anti-corrosiva, selagem da carroceria, aplicação das tintas primária e de acabamento. As etapas finais deste processo foram o foco do trabalho de pesquisa. As tintas primárias (primers) são usadas para recobrimento do corpo metálico antes da aplicação da tinta de acabamento. Sua principal função é corrigir pequenos defeitos de superfície e melhorar a aderência do acabamento. A proposta deste trabalho é a eliminação do primer em regiões de difícil acesso e pouca visibilidade, garantido a manutenção das principais características de qualidade. A Figura 1 mostra um esquema das diferentes camadas de pintura no processo atual e com a retirada da camada primer.



Figura 1: Camadas de pintura utilizadas num processo automotivo normal (esquerda) e proposto neste trabalho (direita).
Materiais e Métodos

Para os ensaios laboratoriais foram utilizados como corpos de provas chapas de aço (300 x 100 mm), fosfatizadas e revestidas pela camada anti-corrosiva (e-coat). As chapas foram pintadas de acordo com o processo original de pintura e com a retirada da camada primer, envolvendo cinco cores comuns na indústria automotiva (neste estudo denominadas branco, prata, vermelho, azul e preto). Posteriormente, foram realizadas análises para determinar as características de qualidade, listadas abaixo:

• Análise de cobertura e cor;

• Análise Distinção de Imagem (DOI);

• Aderência entre camadas;

• Imersão em água;

• Resistência à corrosão por névoa salina e ciclo ambiental;

• Resistência à batida de pedras.

A etapa de avaliação dos indicadores e estimativas de ganhos baseou-se na obtenção de dados reais na linha de produção e em estudos de estimativa. Os dados reais referiram-se à medição do volume de primer, base e verniz aplicados nos protótipos, onde foi avaliada a redução do consumo em comparação com o processo original. Com base nessas medições, foram estimados os ganhos associados principalmente à reduções do consumo de solventes e emissões atmosféricas, adotando-se como metodologia a análise de balanço de massa e análise de inventário. Foram avaliadas ainda as possibilidades de redução de mão-de-obra, redução do consumo de material industrial e melhoria ergonômica, utilizando-se de depoimentos de operadores durante a pintura dos protótipos e estimativas baseadas no controle de consumo de materiais (planilhas de controle de custos).

Resultados e Discussão

A utilização do primer colorido antes da tinta base tem como finalidade aumentar o poder de cobertura do sistema, ou seja, de contribuir com a formação do revestimento sem falhas entre a superfície visível e o substrato. Com a retirada desta camada, poderia ocorrer uma dificuldade maior de cobertura da base ao aplicá-la sobre uma camada mais escura, conforme esquematizado na Figura 2.

A Figura 3 mostra o resultado de análise de cobertura e cor para um dos testes que simularam a remoção da camada de primer, neste caso em corpos de prova pintados com tinta na cor branca. Neste caso e nas demais cores testadas, os resultados revelaram que a cobertura seca foi mantida com a aplicação de uma camada mínima especificada. Ou seja, não houve diferença na cor do revestimento em comparação com o padrão, para nenhum dos casos estudados, considerando-se a aplicação da camada mínima de espessura definida por projeto.



Figura 2: Exemplo da dificuldade de cobertura total da camada de e-coat (verde-musgo) por uma tinta na cor branca, nos processos onde foi suprimida a camada primer (esquerda) e no processo original (direita).

(a)


(b)




Figura 3: Análise de cobertura e cor obtida em três ângulos diferentes dos corpos de prova pintados na cor branca, (a) com a camada primer e (b) sem a camada primer.

A Tabela 1 mostra os principais resultados dos demais testes de qualidade para os corpos de prova pintados nas diferentes cores estudadas pelo processo sem a utilização da camada primer. Os níveis de distinção de imagem ficaram acima do limite mínimo aceitável, assim como os testes de aderência, imersão em água e corrosão mostraram que a pintura dos substratos é resistente a estas condições.



Tabela 1: Resultados dos testes de qualidade dos corpos de provas pintados pelo processo sem camada primer.

Teste de

Qualidade



Cor

Branco

Prata

Vermelho

Azul

Preto

Distinção de imagem (mínimo aceitável:70)

86,2

82,7

82,8

85,7

86,4

Aderência

Não houve desplacamento

Não houve desplacamento

Não houve desplacamento

Não houve desplacamento

Não houve desplacamento

Imersão em água

Sem formação de bolhas

Sem formação de bolhas

Sem formação de bolhas

Sem formação de bolhas

Sem formação de bolhas

Corrosão em névoa salina (75 h)

Resistente

Resistente

Resistente

Resistente

Resistente

Resistência a batida de pedras

Desplacamento até o substrato metálico

Desplacamento até o substrato metálico

Desplacamento até o substrato metálico

Desplacamento até o substrato metálico

Desplacamento até o substrato metálico

Entretanto, pela análise de resistência a batida de pedras foi possível notar que, nas chapas pintadas sem o primer a profundidade dos desplacamentos atingiu o substrato metálico, o que não deve ocorrer em filmes pintados com a configuração original. Este resultado é coerente com o processo de pintura utilizado, uma vez que os filmes produzidos apresentam uma redução de cerca de 25% da espessura de camada quando comparados com a espessura do filme original. Através desta análise é possível concluir que a remoção do primer em áreas que sofrem constantes impactos de pedras ou outros objetos poderia desencadear um processo de corrosão causado pela exposição do substrato metálico ao ar livre. No entanto, levando-se em consideração que a proposta de remoção do primer do filme de tinta é feita somente para áreas internas das carrocerias, que estão constantemente protegidas contra impactos de objetos, isto não representaria um problema.

Além das análises técnicas sobre o comportamento de algumas propriedades do filme de tinta proposto, foi possível realizar o levantamento de algumas informações durante a etapa dos ensaios no processo de referência e, com isso, fazer estimativas quantitativas de ganhos decorrentes da implementação do processo, esquematizadas na Figura 4. A redução no consumo de tintas e solventes é devida basicamente à supressão da camada primer, uma vez que não há variação no consumo de tintas relacionadas com as camadas de acabamento. Em termos de mão-de-obra, o processo proposto possibilitaria a relocação de 33% do pessoal dedicado à aplicação de primer em áreas internas. Outras reduções diretas de custo foram identificadas, causados sobretudo pela redução de consumo de material industrial e pela manutenção de ferramentas de aplicação, correspondendo a 8% do custo anual associado ao processo de pintura original.



Figura 4: Estimativas dos impactos associados com a substituição do processo de pintura automotiva original pela remoção da camada primer nas regiões internas de carrocerias de veículos.

Conclusões

Os resultados obtidos através dos ensaios em laboratório e das atividades práticas no processo permitiram concluir que a proposta de utilização de uma configuração de pintura de menor impacto ambiental, sem a utilização de uma das camadas de tinta usadas na configuração tradicional de pintura, em áreas específicas de regiões internas dos veículos, seria tecnicamente viável de acordo com todas as avaliações. Concluiu-se também que seria possível obter ganhos associados à redução de impactos ambientais, e portanto relacionados ao aumento do desempenho ambiental da organização, sem a necessidade de investimentos, somente com a quebra de paradigmas. Estes ganhos foram quantificados principalmente na forma de redução de emissões atmosféricas e redução do consumo de produtos químicos, como tintas e solventes.



Referências

CETESB – Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Guia técnico ambiental tintas e vernizes – série P+L. São Paulo, 2006.

GEFFEN, C. A., ROTHENBERG, S. Suppliers and Environmental Innovation: The Automotive Paint Process. International Journal of Operations and Production Management. V. 20, p. 166-186, 2000.

PAPASAVVA, S., KIA, S., CLAYA, J., GUNTHER, R. Characterization of automotive paints: an environmental impact analysis. Progress in Organic Coatings, v. 43, p. 193-206, 2001.



PEREIRA, D. A., ABREU, M. T., AZEVEDO, E. T., CORRÊA, S. M. Avaliação da emissão de compostos orgânicos voláteis em uma unidade de pintura automotiva usando balanço de massa. In: XXIV Encontro Nacional de Engenharia de Produção. ABEPRO. Florianópolis, 2004. p. 5264-5270.

POTRICH, A. L., TEIXEIRA, C. E., FINOTTI, A. R. Avaliação de impactos ambientais como ferramenta de gestão ambiental aplicada aos resíduos sólidos do setor de pintura de uma indústria automotiva. Estudos Tecnológicos em Engenharia. v. 3, p. 162-175, 2007.

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