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APLICAÇÃO DO PDCA NO PROCESSAMENTO

DA FIBRA DE COCO

Caroline Santa Rosa Souza (UESC)

[email protected]

Celso Carlino Maria Fornari Junior (UESC)

[email protected]

A crescente demanda do consumo do coco verde vem gerando uma

preocupação social quanto a quantidade de resíduo solido gerado e o

gerenciamento. Devido a isso há uma busca pelo aproveitamento desse

resíduo na produção de novos materiais isotrópicos. Porém para produção

desses materiais é necessário haver um processamento de moagem. Dessa

forma o objetivo desse trabalho é a aplicação da ferramenta de qualidade

PDCA, a fim de ter um melhoramento continuo do processamento. Ao

analisar o processo que utiliza dois tipos de fibra, solta e inteira, verificou-se

uma otimização de aproximadamente 45% com o uso da fibra solta e de 47%

com uso da fibra inteira para se chegar ao resultado desejado de fibras de 50

mesh.

Palavras-chave: Fibra, coco, moagem, pdca

XXXV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO

Perspectivas Globais para a Engenharia de Produção

Fortaleza, CE, Brasil, 13 a 16 de outubro de 2015.




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1. Introdução

Com o atual cenário ambiental, a sociedade tem buscado alinhar o desenvolvimento

econômico com a preservação do meio ambiente da melhor forma possível. Devido a isso, o

gerenciamento de resíduos sólidos tem sido uma preocupação global. (BITENCOURT e

PEDROTTI, 2008).

Um exemplo desse resíduo sólido é a casca do coco verde, que tem seu plantio e consumo

propicio em quase toda região brasileira e segundo informações do grupo Coco do Vale, a

área de plantio no país aumentou cerca de 57 mil hectares com a variedade Anão.

Considerando que cada copo com 250 ml de água de coco que se bebe na praia gera

aproximadamente um quilo de lixo (SENHORAS, 2003), o volume de lixo criado é por volta

de 15 mil kg por dia. Relembrando ainda que esse material tem baixa taxa de degradação,

levando cerca de mais de 8 anos para completar a decomposição. (CARRIJO ET AL., 2002).

A casca do coco verde é constituída por uma fração de fibras, que são materiais

lignocelulosicos e caracterizam-se pela dureza, atribuída ao alto teor de lignina, comprada

com outras fibras naturais (SILVA, 2006). Devido a isso tem sido estudado o uso da fibra de

coco na produção de novos materiais de aplicações tecnológicas. (FARUK, 2010).

A fibra de coco pode ser utilizada na formação de compósitos com elevado desempenho no

que diz respeito a biodegradabilidade, baixa densidade e propriedades mecânicas. (BLEDZKI

e GASSAN, 1999). Entretanto, apresenta boa resistência a tração, principalmente quando a

fibra esta na mesma direção do esforço. Por outro lado, o uso de fibra de coco moída produz

um compósito homogêneo e com propriedades isotrópicas, que independem da direção das

solicitações mecânicas.

As fibras moídas devem ser processadas em equipamento especial e separadas, de maneira a

uniformizar o tamanho das partículas, produzindo tamanhos uniformes de partículas e

consequentemente melhores propriedades de compósitos. Entretanto, esta operação demanda

um esforço e consumo de energia. Para aperfeiçoar o processamento de moagem da fibra

junto à otimização do consumo de energia foi usada a pesquisa e aplicado o PDCA.




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O PDCA trata de uma ferramenta de controle de qualidade, relacionada a identificar causas e

buscar resultados eficazes e confiáveis para falhas existentes no processo analisado

(DESIDERIO, 2007). Essa ferramenta é utilizada para controlar qualitativamente um

determinado processo, com funções que envolvem planejar, fazer, verificar e agir, sendo

assim um processo produtivo e continuo da qualidade (ANDRADE, 2003).

No ciclo do PDCA deve haver uma organização sobre o que deve ser feito, enumerando todos

os processos que são realizados desde a matéria-prima ate o produto final, envolvendo a

observação dos pontos críticos do processo e levando a discussão detalhada destes, para então

reestruturar e implantar melhorias cabíveis.

A vantagem da aplicação PDCA é justamente por ser uma ferramenta que usa a própria

execução da produção para analisar o processo, buscando melhorias continuas a ciclos de

manutenção e inovação. (AGUIAR, 2002). Dessa forma, o PDCA orientara o melhor

planejamento a ser seguido para alcançar metas.

Este trabalho objetivou a aplicação do uso da ferramenta de controle de qualidade, PDCA,

para melhoramento continuo do processamento de moagem da fibra de coco visando

posteriormente utilizar fibras moídas na construção de novos materiais compósitos com

propriedades isotrópicas.

2. Materiais e métodos

A fibra de coco utilizada foi de dois tipos, denominada de solta e inteira.

Figura 1 - Amostragem das fibras solta e inteira




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Fonte: Autoria própria

Foi utilizado balança com precisão de duas casas decimais marca Marte Slim.para a pesagem

das fibras.

Momentos antes da operação de moagem, as fibras foram secas em estufa a 110ºC por 3

horas. O processo de moagem utilizou um micro moinho de facas tipo Wilye TE-648 da

marca Tecnal.

As fibras após processadas foram separadas em equipamento de peneira marca Bertel,

segundo a norma ABNT.

AS fibras tipo inteiras foram cortadas em tamanhos regulares de 30 mm, de forma a entrarem

no equipamento de moagem.

A separação das fibras moídas ocorreu com o auxílio de peneiras com mesh entre 40 e 80.

Após separação as fibras foram armazenadas em recipiente fechado.

3. Resultados e discussão

3.1 Aplicação da ferramenta PDCA

Na primeira fase do ciclo PDCA, projetou-se produzir fibras com tamanho de 50 mesh, de

forma a possibilitar a construção de materiais compósitos de alto desempenho.




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A matéria-prima a ser utilizada constituía-se de dois tipos de fibras de coco,denominadas de

solta e inteira. Estas fibras são oferecidas em larga escala industrial, o que facilita a sua

obtenção a baixo custo.

Nesta etapa do planejamento ficou estabelecido que várias operações unitárias seriam

envolvidas neste objetivo as quais seriam a princípio, secagem, adição, moagem com moinho

de facas, transferência e peneira e que seriam realizadas 3 repetições para cada tipo e com

quantidades diferentes; 10g ,20g e 30g.

Na segunda fase do ciclo PDCA iniciaram-se os procedimentos de processo das fibras. O

processo de moagem ocorreu de modo igual aos dois tipos de fibra, de maneira a poder haver

uma comparação com relação a produtividade do material a ser produzido. Nesta etapa do

processo, vários procedimentos foram realizados, entre eles: secagem, adição da fibra ao

moinho, moagem da fibra, transferência para a peneira e peneiramento para a separação das

fibras moídas. Todas as etapas foram avaliadas com relação ao gasto de tempo.

A tabela 1 apresenta os resultados das operações em função do tempo, dos dois tipos de fibras

avaliadas para cada etapa que compõe o processamento.

Tabela 1 – Tempo gasto nas etapas de moagem das fibras

ETAPAS SOLTA INTEIRA

SECAGEM 15 minutos 15 minutos

ADICAO 3 minutos 3 minutos

MOAGEM 1,25g/mim 0,62g/mim

TRANSFERENCIA 3 minutos 3 minutos

PENEIRAMENTO (50mesh) 15 minutos 25 minutos




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A tabela 1 evidencia as principais diferenças sobre o processo realizado com a fibra inteira e a

fibra solta. A primeira diferença é registrada na moagem, onde a fibra solta tem uma maior

produção/tempo, aproximadamente 50% maior. Isto permite processar o dobro de fibras com

50 mesh do que é produzido com a realização do processamento com a fibra inteira.

A segunda diferença é registrada na etapa de peneiramento, onde ocorre a separação no

tamanho de 50 mesh da fibra já moída. A fibra solta é peneirada com maior facilidade do que

a fibra inteira, custando menos tempo de processamento. Na separação por peneira da fibra

solta, ocorre o entupimento parcial das peneiras, o que demanda maior tempo de operação.

A avaliação global desta etapa de processamento foi analisada com relação as quantidades de

fibras moídas. A tabela 2 apresenta o balanço geral da moagem das fibras, levando em conta a

quantidade de matéria-prima, produto e resíduo.

Tabela 2 - Resultados da produção


Conforme dados apresentados na tabela 2 percebe-se uma baixa produtividade quando se

utiliza a matéria-prima do tipo fibra inteira. Observou-se que este fato ocorre pela necessidade

de um tempo maior de residência da fibra inteira em relação a fibra solta.

Na terceira fase do ciclo PDCA foram analisadas a produtividade e listadas as dificuldades em

relação ao processo de moagem.

O gráfico 1 relaciona a quantidade produzida com o tempo gasto no processo tanto da fibra

inteira quanto da fibra solta. Nota-se que à medida que aumenta a produção, o tempo aumenta

proporcionalmente também, demonstrando pela linearidade do gráfico.

QUANTIDADE DE: SOLTA (g) % INTEIRA (g) %

FIBRA 250 250

PRODUTO 149,25 59,7 87,6 35,04

RESIDUO 100,75 40,3 162,4 64,96




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Ao analisar a produção para um mesmo tempo de 20 minutos, o processo com uso da fibra

solta é 25g, correspondido ao dobro da fibra inteira. A fibra solta apresentou mais eficiência

na relação produção X tempo por produzir mais quantidade de fibra no tamanho de 50 mesh

comparada com a fibra inteira. Consequentemente o consumo de energia, tempo e desgaste do

equipamento para a moagem da fibra solta foi menor.

Gráfico 1 - Quantidade de fibras produzida (50 mesh) por tempo, para os dois tipos de matéria-prima


O gráfico 2 apresenta a relação da quantidade do produto com a quantidade de resíduo gerado

no processamento. Observa-se a alta quantidade de resíduo no processamento com fibra

inteira. A diferença do resíduo gerado no processamento da fibra solta corresponde a

aproximadamente 30% do resíduo correspondente a fibra solta. Isto caracteriza uma perda no

processo, de maneira que a produção de resíduo é inversamente proporcional ao produto.

Gráfico 2 – Quantidade de resíduo produzido por quantidade de matéria




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O gráfico 3 apresenta a relação do tempo com a geração de resíduo. Em todos os tempos de

processamento a quantidade de resíduos foi maior quando utilizado fibra inteira. Entretanto,

para os dois tipos de matéria-prima, os resultados mostraram uma linearidade, indicando que

nesta etapa do processo o resíduo é dependente do tempo e do tipo de matéria-prima.

Gráfico 3 - Tempo x produção de resido


Após analises dos processos de moagem e as correções e ajustes realizados, com relação ao

tipo de matéria-prima fibra inteira, foi analisado a influencia da pré-peneira na produtividade

da fibra de 50 mesh. Para tanto, foi decidido realizar uma adaptação no equipamento de

moagem, a adaptação de uma pré-peneira no moinho de facas, de forma a aumentar o tempo




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de residência da fibra tipo inteira na câmara de moagem. Foram usados dois tipos de pré-

peneira, com abertura de 1,8mm e 0,5mm.

Figura 2 - Pré-peneiras com diâmetro 1,8mm e 0,5m


Na quarta fase do ciclo PDCA, o processamento da fibra de coco tipo inteiro foi refeito com a

nova adaptação do moinho.

O gráfico 4 expressa a quantidade absoluta de resíduo e produto (50 mesh) para 100g de

fibra. Observa-se que a pré-peneira com 0,5mm de diâmetro, permite produzir

aproximadamente 80g de fibra 50 mesh, enquanto que a pré-peneira com 1,8mm de diâmetro,

permite produzir 35g de fibra 50 mesh.

Gráfico 4 - Resultado da moagem (produto e resíduo) utilizando pré-peneira de 0,5 e 1,8mm




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O uso da pré-peneira de 0,5mm no moinho de facas possibilitou uma otimização na produção,

havendo um aumento de aproximadamente 47% na produtividade, redução de

aproximadamente 70% no resíduo ao final do processo.

Após as avaliações e correções do processamento da fibra de coco, utilizando a ferramenta da

gestão da produção PDCA, observou-se uma mais alta produtividade para a matéria-prima

denominada fibra inteira, contrariando os resultados iniciais do processo de moagem de

fibras.

Dessa forma a alteração no processo usando a ferramenta do PDCA fez com que a

produtividade da fibra inteira superasse a da fibra solta, que no primeiro processamento era a

mais eficiente, conforme dados da tabela (3)

Tabela 3 - Produção fibra solta e fibra inteira


QUANTIDADE DE: SOLTA (g) % INTEIRA (g) %

FIBRA 250 250

PRODUTO 149,25 59,7 204,25 81,7

RESIDUO 100,75 40,3 45,75 18,3




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4. Conclusão

A aplicação da ferramenta de controle de qualidade PDCA no processamento da fibra de coco

foi eficaz para analisar cada etapa do processo, apontando falhas e facilitando a busca por

soluções.

Quanto ao processamento inicial (sem PDCA), a fibra solta se mostrou mais eficiente

comparada com a fibra inteira visando obter fibra de 50 mesh, apresentando uma

produtividade de aproximadamente 60% contra 35% da fibra inteira e menor consumo de

tempo. Entretanto após a aplicação do PDCA e as alterações feitas no processo, a fibra inteira

teve uma maior produtividade e menor tempo, resultando em uma quantidade igual a 81%

contra 35%

REFERÊNCIAS

AGUIAR, S. Integração das Ferramentas da Qualidade ao PDCA e ao Programa Seis Sigma. Belo Horizonte:

Ed. de Desenvolvimento Gerencial, 2002.

ANDRADE, F.F.D. O método de melhorias PDCA. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Escola

Politécnica - EP: São Paulo, 2003.

BITENCOURT, D.V.; PEDROTTI, A. Usos da casca de coco: Estudo da viabilidade de implantação de usinade

beneficiamento de fibra de coco em Sergipe. Revista Fapese Vol. 4, n.2, p.113-114, 2008.

BLEDZKI, A. K.; GASSAN, J. Composite Reinforced with Celulose Based Fibers. Prog. Polym. Sci., Elsevier,

v.24, p.200-272, 1999.

CARRIJO, O. A.; LIZ, R. S.; MAKISHIMA, N. Fibra de casca de coco verde como substrato agrícola.

Horticultura Brasileira, Brasília, v.20, n. 4, p.533-535, 2002.

DESIDÉRIO, Z., 2007, “ISO 9001 – PDCA”. 13 de setembro de 2007,

<http://www.oficinadanet.com.br/artigo/555iso_9001_-_pdca>

O. Faruk, A. K. Bledzki, H.P. Fink, M, Sain. Progress in polymer Science. V 37, p 1552-1596, 2012.

Biocomposites reinforced with natural fibers: 2000-2010.

SENHORAS, E. M. Estratégias de uma Agenda para a Cadeia Agroindustrial do Coco: Transformando a

ameaça dos resíduos em oportunidades eco-eficientes. Campinas, 2003. 36 f. Monografia, Instituto de

http://www.oficinadanet.com.br/artigo/555iso_9001_-_pdca




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Economia, Universidade Estadual de Campinas.

SILVA, R. V.; SPINELLI, D.; BOSE FILHO, W. W.; CLARO NETO, S.; CHIERICE, G. O.; TARPANI, J. R.

Fracture toughness of natural fibers/castor oil polyurethane composites. Composites Science Tecnology,

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