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DOMUS; REVISTA TECNOLÓGICA DO CETEP CURITIBA, V. 1, N. 1, (Junho a Dezembro de 2016) - ISSN
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REVISTA TECNOLÓGICA DO CETEP , V. 1, N. 1, (jun/dez 2016) ISSN
PPeriodicidade semestral
TTexto em português.
IIISSN:
1. Automação Industrial. 2. Eletrônica. 3. Gestão da Qualidade
EXPEDIENTE
REVISTA TECNOLÓGICA DO CETEP, V. 1, N. 1, (jun/dez 2016)
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Conselho Editorial
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Julio Cesar Cristoffer Vieira
Marcio Aparecido Batista
Capa
Rafael Stedile
Paraguassu de Fátima Rocha
Revisão
Paraguassu de Fátima Rocha
Diagramação
Paraguassu de Fátima Rocha
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UNIDADE DE DESCARTE DE VIDROS E LÂMPADAS FLUORESCENTES
COMPACTAS: UM CAMINHO PARA A SUSTENTABILIDADE
DISCHARGE UNIT FOR GLASSES AND COMPACT FLUORESCENT LAMPS: A
PATH FOR SUSTAINABILITY
José Roberto Nunes (graduando) CETEP
Paraguassu de Fátima Rocha (mestre) CETEP
RESUMO: A crescente verticalização das cidades agrupa dezenas de famílias residindo em
condomínios e tende a gerar resíduos, cujo descarte de garrafas e copos de vidro, lâmpadas
fluorescentes compactas e óleo resultante de frituras é uma crescente preocupação, devido à
dispersão de poluentes e acidentes com coletores. Com este foco, o presente trabalho pretende
solucionar o problema do descarte irregular de detritos em vidros, o qual aumenta o risco de
acidentes a coletores, danos ao ambiente e provoca dispersão de poluentes. Nesse sentido
questiona-se se uma unidade de reciclagem de resíduos residenciais poderia reduzir os riscos a
coletores e evitar a dispersão de poluentes. Para responder esse questionamento, propõe-se o
desenvolvimento de uma unidade automatizada para descarte de rejeitos de vidros, lâmpadas
fluorescentes compactas e acondicionamento de óleo resultante de frituras domésticas. Acredita-se
que a unidade automatizada de descarte dos rejeitos citados evitaria o desvio dos sólidos cortantes,
acidentes de trabalho e a contaminação do meio ambiente por óleo resultante de frituras
domésticas. O desenvolvimento dessa unidade automatizada orienta-se por pesquisas sobre
impactos ambientais causados por detritos relatadas nas literaturas de engenharia em meio
ambiente. Para a sua construção, reúne-se conceitos de mecânica, elétrica e eletrônica somados à
habilidade na adaptação do protótipo a funções automatizadas que o tornam útil aos trabalhos de
coleta dos resíduos residenciais, objetivando oferecer ferramenta de fácil manuseio que concentre
todos os detritos em local seguro, reduzindo eventuais laminas de vidro a frações menores,
reduzindo o risco de ferimentos a coletores. O software a ser desenvolvido gerenciará todo o
protótipo tornando-o preciso, seguro e totalmente automático facilitando o uso diário. Acredita-se
também que, devido à simplicidade no uso, poderá ser introduzido ao mercado graças ao baixo
custo de montagem e facilidade na aquisição pelos mais variados segmentos sociais.
Palavras-Chave: Unidade de descarte. Resíduos. Vidros
ABSTRACT: The growing verticalization of cities groups dozens of families residing in
condominiums and tends to generate waste, whose disposal of bottles and glass cups, compact
fluorescent lamps and oil resulting from frying is a growing concern, due to the dispersion of
pollutants and accidents with collectors. With this focus, the present work intends to solve the
problem of the irregular disposal of garbage in glass, which increases the risk of accidents to
collectors, damages the environment and causes dispersion of pollutants. In this sense, it is
questioned whether a residential waste recycling unit could reduce the risks to collectors and avoid
the dispersion of pollutants. To answer this question, it is proposed the development of an
automated unit for discarding glass, compact fluorescent lamps and oil packaging resulting from
domestic frying. It is believed that the automated waste disposal unit would avoid the dispersion of
cutting solids, work accidents and contamination of the environment by oil resulting from domestic
frying. The development of this automated unit is guided by research on environmental impacts
5
caused by garbage reported in engineering literature on the environment. For its construction,
mechanical, electrical and electronic concepts are combined with the ability to adapt the prototype
to automated functions that make it useful for the work of collecting residential waste, aiming to
offer an easy-to-use tool that concentrates all the garbage in safety place, reducing any glass slides
to smaller fractions, reducing the risk of injury to collectors. The software to be developed will
manage the entire prototype making it accurate, secure and fully automatic, making everyday use
easier. It is also believed that due to the simplicity in use, it can be introduced to the market thanks
to the low cost of assembly and ease of acquisition by the most varied social segments.
Key words: Disposal. Waste. Glass.
Introdução
O desenvolvimento urbano tende a verticalização e a aglomeração de casas em
ambientes fechados se formam os condomínios. Neste espaço habitam famílias dos mais
variados formatos: solteiros, casais com filhos e sem filhos que em comum geram uma
variedade de resíduos que necessitam ser descartados em locais apropriados e, em alguns
casos, o acondicionamento especial de vidros e óleo residual doméstico.
O rejeito resultante de garrafas de vidros, copos, pratos e vidros quando
dispensados em recipientes em sacos de lixos comuns transformam-se em potencial risco
de acidentes a coletores de recicláveis e garis. As lâmpadas fluorescentes compactas
oferecem além do risco de cortes, contaminação química por fósforo e mercúrio. Estes
resíduos, somados ao óleo doméstico são propícios ao descarte irregular.
Em função disso, pensou-se no desenvolvimento de um protótipo que oferecesse
soluções à dificuldade encontrada em condomínios residenciais no descarte dos resíduos
que normalmente não têm a destinação correta, evitando a dispersão de poluentes
potencialmente perigosos.
Este equipamento trabalha na segregação dos detritos em embalagens protegidas e
fechadas direcionando-os a centros de coletas, evitando acidentes de coletores e a
contaminação do ambiente com detritos provenientes das lâmpadas fluorescentes. Na
unidade, o óleo residual doméstico acumula-se em garrafas e destinado a reciclagem e
evita o descarte incorreto nas tubulações de esgoto.
A facilidade no uso diário aliado ao baixo custo o torna atrativo a todos os
segmentos sociais, possibilita todos os condôminos operá-lo de forma eficiente e segura,
dispensando conhecimentos técnicos específicos na operação. A unidade objetiva
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implementar soluções que possibilitem o desenvolvimento de unidades compactas de
reciclagem residenciais, tornando cada vez mais eficazes a coleta seletiva.
Com base nas considerações de Braga sobre recursos naturais percebe-se a
importância da preservação dos recursos naturais e a necessidade de reciclar, a fim de obter
um melhor aproveitamento de tais meios disponíveis e Cunha reforça a visão dos impactos
dos detritos nos ecossistemas e alerta para riscos de contaminantes sólidos e semissólidos
no meio ambiente.
1 Recursos naturais
Recurso natural é toda matéria prima necessária à manutenção de populações,
ecossistemas e organismos e são classificados em renováveis e não renováveis. Um recurso
renovável depois de utilizado é restituído ao meio graças ao seu ciclo natural. O ciclo
hidrológico, a biomassa e o ciclo da energia eólica são exemplos clássicos destes recursos,
os quais se renovam em curto espaço de tempo e não tem relevante impacto na vida
humana (BRAGA, 2005).
Os recursos não renováveis quando utilizados não permitem a reutilização ou se
perdem para sempre. Como exemplo, o petróleo que após a queima não pode ser
reaproveitado. Entre os não renováveis. classifica-se ainda a identificação de duas classes:
os minerais energéticos como os combustíveis fósseis e urânio e os minerais não
energéticos como o fósforo e o cálcio.
2 Os detritos e coletores
O processo de verticalização das grandes cidades revela-se uma tendência onde
várias pessoas coexistem em espaços compactos, os quais identificam-se com habitats e
nichos ecológicos.
Uma vez que a matéria não pode ser destruída, apenas modificadas quando
descartada, os detritos produzidos pelos condomínios tendem a ser vultuosos, devido à alta
concentração das espécies nesses nichos e precisam ser coletadas de forma eficiente e
direcionadas a centros de reciclagem. O direcionamento segue normas e padrões definidos
por órgãos especializados em meio ambiente, por políticas específicas. Os resíduos sólidos
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e semissólidos resultantes de atividades de origem doméstica, hospitalar, comercial,
agrícolas e limpeza pública (CUNHA, 2013).
O gerenciamento destes resíduos segue as definições, para efeito básico, da NBR
10004/2004 que define o tipo de detrito, periculosidade, corrosividade, inflamabilidade,
toxicidade e patogenicidade (em conjunto com a NBR 10007).
A periculosidade no descarte do resíduo oferece suporte e justifica a preocupação
em encontrar soluções e direcionar melhor os detritos em vidros: apresenta risco de
contaminação pelas propriedades físicas, químicas e infecto contagiosa podendo provocar
acidentes, mortalidade, contaminação, incidência de doenças ou acentuando seus índices
quando gerenciado de forma inadequada (CUNHA, 2013).
3 Sustentabilidade e automação industrial
Desenvolvimento sustentável é aquele em que se satisfaz as necessidades presentes
sem o comprometimento das necessidades futuras. Existem várias medidas aplicadas na
proteção dos recursos naturais, o desenvolvimento de políticas públicas no estudo da
preservação dos mananciais hídricos, diminuição do consumo de energia, uso de
tecnologias em energia renováveis, preservação da biodiversidade, ecossistema e a
limitação do crescimento populacional (Cassiolato, 2016).
A automação industrial pode contribuir positivamente na sustentabilidade na
proteção de recursos naturais por meio do controle, dosagem e otimização dos recursos,
evitando o desperdício e controlando resíduos descartados irregularmente no ecossistema
durante todo o processo produtivo.
O controle de resíduos deve ser uma crescente preocupação da humanidade e demonstra
ser a chave para os principais problemas nos dias atuais. Controlando e reciclando os
detritos, reduz a quantidade de matérias primas exploradas, a poluição de mananciais e o
volume de detritos em aterros sanitários. Esse controle ainda exerce um papel social,
gerando renda a coletores e evitando a disseminação de doenças como a dengue e outras.
A preocupação com o desenvolvimento sustentável iniciou-se ainda nos anos 60 e
teve o primeiro resultado divulgado em 1972 por pesquisadores do MIT e tratava de temas
como desenvolvimento, energia, poluição, saneamento, saúde, ambiente e crescimento
populacional. A partir destes estudos, a comunidade científica, através de modelos
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matemáticos, revelou que o planeta não suportaria este crescimento desordenado devido a
impactos nestes pontos até 2100. Em 1975, foi criado pela Unesco o Programa
Internacional de Educação Ambiental, focado na capacitação de educadores adaptados às
diferenças sociais e a diferentes nações. Após esses eventos, surgiram outras reuniões onde
nações discutiram abertamente o tema biodiversidade, preservação, desenvolvimento
sustentável e redução dos impactos ambientais na sociedade e no ecossistema (Cassiolato,
2016).
Na sustentabilidade do ecossistema, a coleta seletiva demonstra ser fundamental e o
desenvolvimento de projetos automatizados influencia o controle de poluentes dispersos no
meio ambiente.
A automação industrial viabiliza o controle em um dos ambientes de considerável
volume poluidor, que são as residências, educando, incentivando e coletando detritos,
conservando em locais apropriados, evitando-se a dispersão.
4 A unidade de descarte
A unidade de descarte resume-se a direcionar os detritos em vidros e o óleo de
forma ordenada, oferecendo o centro coletor automatizado evitando dispersar resíduos de
vidro em sacos plásticos, que constantemente provocam acidente em coletores.
Os detritos depositados no orifício indicado, são triturados ou esmagados
totalmente automatizados, reduzindo-os a frações menores evitando fragmentos
pontiagudos ou com superfícies de maiores dimensões, o que tende a reduzir
significativamente o risco de corte. A figura 1 demonstra o projeto em SolidWork da
unidade de descarte onde os detritos são depositados, triturados e acondicionados:
Figura 1 - Unidade de Descarte
Fonte: O Autor (2016)
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O painel elétrico fixo na parte superior da unidade informa a disponibilidade do
espaço de deposição dos detritos, que após triturados, esmagados ou depositados em
embalagens apropriada sinalizam a condição do recipiente. O display em LCD na parte
frontal informa qual o resíduo está com espaço insuficiente na embalagem.
As embalagens utilizam materiais comuns como caixas de papelão para vidros e
plásticas para o óleo de cozinha.
5 Automação
A automação é utilizada para melhorar, monitorar e controlar o meio produtivo.
Todo sistema de automação segue o princípio onde o processo é realimentado de
informações resultantes da conclusão de cada tarefa, reorientando, redimensionando e
antecipando a etapa seguinte, com o objetivo de alcançar o resultado final próximo
possível ao qual o dispositivo foi instruído a executar através de codificações e algoritmos
específicos (MAMEDE, 2002).
Em uma unidade automatizada, a complexidade pode variar. Os sistemas de maior
simplicidade conseguem manter maior participação do homem no processo, enquanto os de
maiores complexidades dispensam a interferência, a não ser como gerenciador de tarefas e
em casos específicos, um mero expectador de todo o processo enquanto todo o trabalho é
processado por uma inteligência artificial.
A automação tem invadido os ambientes industriais, tornando-se cada vez mais
complexa, à medida que procura substituir o homem em todas as tarefas que era
de seu domínio na produção, principalmente tarefas repetitivas, lógicas e
sistemáticas. (MAMEDE, 2002)
Para que a produção seja automatizada, é necessário o uso de inteligência artificial,
uma unidade capaz de entender o processo, tomar decisões baseado em um algoritmo
previamente elaborado. A unidade de processamento de informação é fundamental para
que todos os dispositivos inteligentes pudessem assumir o controle das tarefas mais
complexas como acionamento, monitoração e as tomadas de decisões vitais para o
resultado final (MAMEDE, 2002).
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Para tal propósito, o uso de micro controladores é fundamental para o desempenho
do protótipo. Existem vários processadores no mercado e diversos fabricantes como Intel,
Motorola, Texas, Microchip entre outros.
O conjunto eletrônico responsável pelo controle da unidade de descarte desenvolve-
se com base no micro controlador PIC 16F877A, conhecido como CLP PIC 40 V- 4, com
uma frequência de clock de 4Mhz, da VWSoluções. Possui barramento IC2, comunicação
serial RS232 e RS485, o que permite a comunicação com outros equipamentos que
possuam recursos idênticos.
O controlador possui 12 entradas digitais opto acopladas, com lâmpadas de Led que
permite a visualização do estado das entradas. Uma entrada analógica para conversor A/D
(analógico/ digital) de 10 bits, 8 saídas do tipo contato reversíveis 120 V / 15 amperes
completam o conjunto. A alimentação do circuito é de 12 Vcc e 500mA.
5.1 A mecânica
Em resumo, a unidade de descarte automático é composta por dois motores
controlados por uma unidade central fixa na parte superior do equipamento, responsáveis
por triturar o vidro e esmagar as lâmpadas fluorescentes compactas. O controle do
acionamento das unidades motoras é autônomo, gerenciadas por micro controlador e as
partes móveis são protegidas pelo compartimento metálico.
A unidade de controle recebe informações de entrada e saída de dados digitais
através de sensores, que possibilitam a unidade a reconhecer comandos previamente
estabelecidos pelo micro controlador e permite operação intuitiva sem necessidade
especialização no processo de operação.
O projeto desenvolve-se em SolidWork, software específico destinados a criação e
elaboração de soluções mecânicas usado na indústria. A unidade compõe-se de partes
projetadas separadamente definido pelo tipo do material e a aplicação, direcionando a
fabricação das peças e orientando o formato. Os textos a seguir oferecem um esboço de
todo o projeto mecânico que formarão a unidade de descarte.
O modelo utilizado para fabricação utiliza conceitos mecânicos como processo de
soldagem, corte, acionamento por engrenagens e noção de torque aplicada durante todo o
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processo de fabricação da unidade. Todos os componentes mecânicos do equipamento são
explicados nos textos a seguir.
5.2 O chassi
Considerado o esqueleto da máquina, tende a resistir todo o esforço mecânico a que
é submetido a unidade. A estrutura mecânica suporta-se sobre peças metálicas retangulares
de 40 x 30 mm e forma uma peça retangular com dimensões de 1200 X 800 X 800
milímetros, responsável por sustentar os elementos de acionamento, o painel, armazenar e
acondicionar os rejeitos.
Durante o processo de fabricação da estrutura foram aplicados diversos recursos
metalúrgicos como corte do material, soldagem e desbastes do excedente para evitar
rebarbas ou sobra de soldagem excedente. As peças em aço carbono SAE 1020 foram
unidas pelo processo de soldagem denominada MIG (Metal Inert Gás) após serem cortadas
no comprimento projetado.
O processo de soldagem usado caracteriza-se por um eletrodo continuo e não
revestido que aquece o metal por meio de arco elétrico fornecido pelo alimentador
contínuo (máquina de solda).
A parte inferior suporta a chapa em aço carbono 1200 x 800 x 6 mm onde
acondiciona-se as embalagens para a deposição dos resíduos. Na superior a peça metálica
possui a mesma dimensão com orifícios retangular e circulares para a coleta dos
recicláveis. Aberturas laterais permitem a retirada do resultante da coleta de vidros e óleo
doméstico para transporte seguro pela empresa responsável. A figura 2 ilustra o formato
projetado do chassi, as partes inferior e superior:
Figura 2 - Estrutura da Unidade de Descarte
Fonte: O Autor (2016).
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A base inferior da unidade possui três plataformas suspensas por molas que
funcionam como limitadores de carga. Os limitadores acionam sensores eletromagnéticos
quando o volume da carga excede a borda ajustada e informar o usuário a necessidade de
recolher os detritos.
Suspensa por molas e presas a base da unidade por parafusos M 10 x 100
milímetros, as bases móveis foram projetadas para acionar sensores e indicar o momento
de recolher os detritos. A figura 3 ilustra o a base da unidade suportada por molas:
Figura 3 - Base de Acionamento de Sensores
Fonte: O Autor (2016).
A parte superior da unidade, com orifício retangular de dimensões 300 x 150 x 150
milímetros onde admite-se a entrada dos rejeitos sólidos em vidro. Abaixo da entrada fixa-
se o triturador responsável por quebrar os fragmentos maiores em partes menores e mitigar
os riscos de corte nos responsáveis pelo manuseio. A coleta do óleo realiza-se pela
projeção tubular com diâmetro 50 x 150 milímetros e a lâmpada fluorescente compacta
pelo orifício maior, com 100 x 150 milímetros. A diferença de diâmetros impede que
resíduos de lâmpadas sejam descartadas juntamente com o óleo, evitando a contaminação
por detritos cortantes.
O motivo dos orifícios elevarem-se da base superior em 150 milímetros baseia-se
na segurança dos usuários, evitando a projeção principalmente do vidro quando triturado e
impedindo o usuário introduzir as mãos na unidade.
5.3 O triturador de vidros
Necessário à fragmentação de detritos em vidro em partículas menores, o triturador
constitui-se de cilindro em aço carbono com ressaltos de 50 x 50 milímetros em angulo de
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900, denominado Laminas. O cilindro encaixa-se com outro do mesmo formato, mas com
ressaltos opostos formando cavidades por onde o vidro é triturado.
As lâminas do triturador possuem diâmetros de 60 milímetros por 30 de largura
usinadas a jato d`água em aço carbono SAE 1020 presas ao eixo cilíndrico em aço carbono
impede que as lâminas do triturador recurvem durante o processo de trituração. O método
de soldagem MIG (Metal Inert Gás) une as peças ao elemento de tração mantendo a
distância de quarenta milímetros uma da outra.
Figura 4 - Lâminas do Triturador
Fonte: O Autor (2016).
5.4 Eixo e engrenagem de acionamento
Os eixos fixos a mancais são acionados por engrenagens, garantindo melhor torque
e reduzindo o deslizamento, evitando a parada de equipamento e reduzindo
consideravelmente a manutenção. As engrenagens possuem diâmetro de 105 milímetros e
112 dentes retos tracionadas por outra engrenagem menor de 60 milímetros de diâmetro e
58 dentes. A escolha do modelo de acionamento proposto visa melhorar aproveitamento da
potência do motor com base no cálculo do torque 2 x 1, que é a divisão do diâmetro maior
(motriz) pelo diâmetro menor (motora), desprezando a resistência por atrito.
Parafusos M4 x 30 x 1 travam as engrenagens perpendicularmente aos eixos nas
ranhuras usinadas nas extremidades do elemento de tração. O comprimento das ranhuras
são vinte milímetros e o diâmetro quinze unidades milimétricas. A figura a seguir ilustra as
laminas do triturador.
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Figura 5 - Eixos e Engrenagens do Triturador
Fonte: O Autor (2016).
5.5 O mancal
O mancal UCP 205 é o dispositivo fixo responsável pela liberdade de rolagem do
triturador. Manufaturado em ferro fundido, no centro rolamentos esféricos em aço
percorrem a circunferência maior permitindo constante movimento com baixo coeficiente
de atrito.
Parafusos M6 x 25 x 1,25 prendem os mancais a estrutura em aço carbono do
chassi. A figura 32 ilustra a unidade onde fixa-se o eixo do triturador:
Figura 5 - Mancal UCP 205
Fonte: O Autor (2016).
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5.6 Proteção do triturador
Os mancais fixos em estruturas protegem as lâminas e direcionam os detritos
diretamente a caixas de papelão. Forma-se um funil retangular que facilita a manutenção
ou a troca dos mancais e engrenagens quando danificados.
A proteção impede a projeção do material triturado pelo compartimento interno da
unidade, evitando a contaminação por vidro e mantendo o ambiente interno organizado.
Uma estrutura suporta os mancais que se fecha com chapas de aço carbono de 600
x 250 x 3 milímetros de comprimento unidas por solda MIG a estrutura retangular também
em aço carbono SAE 1020. A figura 33 oferece um esboço da proteção das lâminas:
Figura 6 - Proteção das Lâminas
Fonte: O Autor (2016)
5.6.1 O acionamento das lâminas
O motor Weg de indução trifásico 220 Vca, 1\2 CV fornece o torque necessário
para triturar o vidro. Acoplado ao motor, o conjunto redutor 6:1 reduz a velocidade de
1800 para 300 RPM.
O motor prende-se na base por parafusos M10 x 25 x 1,25 mm de aço carbono e
usinado por ferramenta denominado macho M10 de passo da rosca 1,25.
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A redução na velocidade evita que partes do vidro triturado seja lançado fora do
recipiente que acondiciona as laminas. Engrenagens acopladas ao eixo, como explicado
anteriormente auxiliam movimento das lâminas em sentido opostos.
5.6 Esmagador de lâmpadas fluorescentes
A proteção cilíndrica metálica com diâmetro 102 mm mantém o curso do
esmagador e fragmenta as lâmpadas fluorescentes compactas, reduzindo o volume e
separando os elementos, direcionando-os a coletores específicos para cada elemento.
Formado por um tubo de diâmetro 96 mm que se move no interior da proteção
cilíndrica impulsionado por alavanca com 200 mm de comprimento fabricado em aço
carbono SAE 1020, a lâmpada é prensada contra o interior do receptáculo o suficiente para
provocar a quebra do vidro. O conjunto assemelha-se a um pistão automotivo. A peça
circular 150 mm acoplada ao motor fornece torque o torque a alavanca e ambos são
fabricados em aço SAE 1020 de 10 mm.
Os resíduos desprendidos são coletados por uma calha inclinada a 450, descem por
gravidade dividendos entre partículas menores, vidro e por último a parte metálica. Os
elementos dividem-se de acordo com as telas de proteção classificando - se de acordo com
o tamanho do filtro.
Figura 7 - Esmagador de Vidros
Fonte: O Autor (2016)
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5.6.1 O acionamento do esmagador
O motor Bosch GPB F006 KM 611, 305 W, 2600 rpm, alimentação 12 Vcc e moto
redutor MR3 30:1 traciona o eixo do esmagado a um torque de 350 Ncm. A transmissão
realiza-se por coroa e pinhão auxiliado por corrente. O motor é fixado na base metálica por
parafusos M 6 x 25 x 1.
O conjunto coroa e pinhão fixa-se através de chaveta ao eixo do esmagador.
Figura 8 - Motor Bosch GPB com Redutor
Fonte: O Autor (2016)
6 A elétrica
O painel de controle da unidade de descarte, como afirmou-se anteriormente
protege os elementos de controle responsáveis pelo gerenciamento do equipamento.
A placa eletrônica fixa-se na lateral do painel por quatro parafusos M3 x 30 isolada
da parte metálica por isoladores plásticos de cinco milímetros de diâmetro e mantem uma
distância de cem milímetros dos principais elementos comutadores como relés e
contactores elétricos. A alimentação da placa eletrônica ocorre por meio de fonte
estabilizada 12 Vcc com uma corrente máxima de 30 amperes e definida pelo consumo da
placa, aproximadamente 2 amperes conforme folha de dados (datasheet) do fabricante. A
fonte fixa-se ao lado oposto da placa eletrônica por meio de parafuso M2 x 5 milímetros na
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parte inferior do painel e fornece tensão contínua a placa e ao motor do esmagador de
lâmpadas.
A potência consumida pela placa, incluindo-se as perdas por resistências no
condutor que podem ser desprezadas é de 30 watts, determinada pela lei de Ohm onde a
corrente é multiplicada pela tensão (P = VI).
O circuito de alimentação da placa eletrônica utiliza fio singelo de 1,5 mm2
com
extensão de 200 milímetros entre a fonte estabilizada e os conectores de alimentação.
A placa eletrônica limita a condução da carga aplicada aos relés em no máximo 6
amperes ou 72 watts aplicando-se a lei de Ohm para a determinação da potência. O
acionamento dos motores necessita de comutadores auxiliares para a proteção da placa e
aumento da condução de potência.
A alimentação da unidade utiliza cabos 4 mm2, isolamento 750V em PVC.
6.1 Montagem dos componentes auxiliares
Necessários à condução de potência compatível com os motores, o contactor
Siemens 3RT1025, os relés Siemens 3RH1122 e LZS RT78725 são fixos ao painel por
meio de trilho apropriado para a fixação. O trilho é montado no interior do painel por dois
parafusos M3 x 5 milímetros e possui o comprimento de 250 milímetros. O mesmo recurso
aplica-se aos terminais de conexão linear, os bornes. Em situação semelhante são montados
os cinco relés auxiliares.
Os contactores e os relés são monofásicos de 127 Vca acionados pelos relés de
comutação da placa eletrônica. Cabos singelos de 1 mm2
com tensão de isolamento de
600V em PVC fornecem alimentação necessária a comutação dos elementos de controle.
Os cabos quando livres dos isolamentos mecânicos são prensados terminais para proteção e
evitar falhas na conexão.
Utiliza-se cabo singelo 2,5 mm2, tensão de 750V em PVC no circuito de
alimentação do motor do triturador de vidros para a corrente nominal de 1, 98 ampères a
um fator de potência de 0,68 e fator de serviço 1,25. O esmagador de lâmpadas utiliza cabo
6 mm2 para 26 amperes em corrente continua.
Montados e posicionados no chassi mecânico da unidade, as chaves limites (limit
switches) são fixas por dois parafusos 3 x 12 mm e alimentadas por cabo singelo 1 mm2.
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As chaves detalhadas previamente, são do tipo normal abertas e acionadas por partes
móveis da estrutura cuja função acumula-se entre acionar, sinalizar e auxiliar o programa
nas decisões do processo de automação. As seis chaves são condicionadas a entradas
discretas.
A conexão entre o painel e os elementos periféricos utiliza os conectores de
passagem Siemens montados na parte inferior do painel. Determinou-se os condutores pelo
critério de corrente elétrica, em acordo com a norma NBR 5410, explicado anteriormente.
Figura 9 - Distribuição dos cabos no painel
Fonte: O Autor (2016)
6.2 Sinalização e comando do painel
Montados na parte frontal do painel elétrico encontram-se os botões liga, desliga,
emergência e lâmpadas de sinalização da unidade.
As lâmpadas de sinalização montadas a uma distância de 60 milímetros indicam
condições do equipamento e a disponibilidade da unidade. O circuito de alimentação de
sinalização e botões utilizam cabos 1 mm2.
As funções dos botões limitam-se a ligar e desligar o comando elétrico da unidade,
evitando reiniciar o processador após realizar o trabalho. Os elementos de comandos
trabalham por pulso. A tela de LCD informa quando e qual compartimento excede a
capacidade de contenção de detritos.
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O LCD encontra-se entre a sinalização e os botões de controle fixo por quatro
parafusos passantes de 2 mm com porca e arruelas montados no painel. A figura 10 ilustra
a parte frontal do painel:
Figura 10 - Sinalização e Botões de Comando
Fonte: O Autor (2016)
6.3 Modo de operação
A unidade de reciclagem de vidros destina-se a pessoas sem experiência com
operações complexas, portanto existem apenas três instruções básicas que dispensam
quaisquer conhecimentos técnicos as quais seguem abaixo:
Conecta-se a unidade a fonte de alimentação 220Vca verificando a condição através
da lâmpada de iluminação vermelha, a qual indica o estado energizado ou desenergizado
da unidade. Esta informação se torna imprescindível para a constatação do status apto ou
inapto para a execução do trabalho.
Pressionando o botão verde no painel, alterna a função repouso para a situação
pronto para operar e observa-se condição através da lâmpada verde situada também na
parte frontal do painel. Estando acesa a sinalização verde, abre-se a tampa do triturador,
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deposita o vidro no recipiente e fecha-se a porta do recipiente. O triturador irá iniciar o
processo de quebra do vidro automaticamente e o usuário verifica a condição de operação
pelo sinalizador branco. Este sinalizador é comum para o triturador e o esmagador de
lâmpadas, sinaliza o fim do processo automaticamente, sem a interferência do operador.
A lâmpada verde também sinaliza a condição de operação do esmagador de
lâmpadas fluorescentes compactas.
A lâmpada amarela indica se o volume prático dos recipientes atingiu o limite de
contenção dos detritos e a condição pode ser verificada na tela de LCD. Se o recipiente
estiver cheio, a unidade correspondente indicada no display não irá funcionar até ser
recolhido o excesso. A unidade não necessita de reset, portanto sempre que for retirado o
material excedente, voltará a condição normal e estará pronto para funcionar.
Terminando o processo, pressiona-se o botão vermelho e a máquina é colocada em
repouso. Se em algum instante do processo houver a necessidade de interrompê-lo,
pressiona se o botão vermelho e todos os mecanismos são interrompidos eletricamente.
CONCLUSÃO
O protótipo da unidade de reciclagem automática de vidros domésticos
demonstrou-se útil, concluindo o objetivo proposto satisfatoriamente no preparo e
armazenagem adequada dos detritos para a coleta seletiva. A interface simples o torna
ideal para uso em ambientes residenciais, onde o usuário não é familiarizado com
processos industriais complexos. O CLP demonstrou-se efetivo e seguro no controle do
equipamento, mas pode ser melhorado o algoritimo dos indicadores de estado, contendo
informações mais variadas, facilitando a inspeção visual.
A sustentabilidade tem sido objetivo de constantes avanços nas áreas de engenharia
e automação industrial e o equipamento proposto insere um avanço satisfatório na
prevenção de acidentes por diminuir os estilhaços de resíduos cortantes a partes menores,
reduzindo desta forma as lâminas expostas. Os fragmentos coletados, preservados em
embalagens de papelão oferecem local de concentração de todos os resíduos gerados em
condomínios, evitando assim a dispersão e poluição do ambiente ao redor das
aglomerações humanas.
Observou-se durante o processo de trituração dos detritos uma redução satisfatória
das placas de vidro, sem exceder no tamanho das partículas, evitando assim a formação do
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pó de vidro. As lâminas do triturador suportaram o trabalho sem fadiga ou desgastes, mas
com o trabalho excessivo, aconselha-se substitui-las por aço usinado visando obter um
equipamento mais durável.
Lâmpadas fluorescentes compactas são predominantes nas residências por
dispensarem complicações técnicas com reatores e ter menos necessidade de manutenção
as tornam um potencial poluente além do risco oferecido no transporte quando descartadas
irregularmente e a unidade de reciclagem auxilia na coleta do detrito, separando o vidro e o
metal, acondicionando em embalagens também de papelão, preparando para serem
coletadas seguramente. Verificou-se durante o processo de esmagamento a necessidade de
filtro de contenção do pó desprendido das lâmpadas e como consequência uma melhor
vedação do recipiente esmagador.
O mercado tem encontrado dificuldade em propor unidades coletoras residenciais
compactas e este obstáculo tem sido também observado na indústria e no comercio, onde a
geração de detritos são crescentes.
Este protótipo poderá ser introduzido comercialmente devido ao custo reduzido de
produção e por utilizar produtos de baixo custo de montagem, que o torna de fácil
aquisição a todas as camadas sociais.
O projeto cumpre o propósito de oferecer local de concentração de detritos nocivos
e mitigar os riscos de dispersão de materiais cortantes em vidros, triturando-os e reduzindo
desta forma os riscos a garis e coletores de recicláveis. Por ser um protótipo, o
equipamento demanda tempo e ajustes a fim de tornar-se mais eficiente no trabalho
proposto.
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Exemplo:
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alfabética, sem numeração, sem adentramento, espaçamento simples, apresentadas de acordo
com as normas da ABNT, conforme exemplos a seguir:
Se obra no todo:
GOMES, C. Metodologia científica. 2. ed. São Paulo: Atlântica, 2002.
Se parte de obra:
LIMA, Luiz Costa. Ficção: As linguagens do modernismo. In: ÁVILA, Affonso. O
modernismo. São Paulo: Perspectiva, 1975. p. 69-86.
Se artigo periódico:
MIRANDA, Wander Melo. A menina morta: a cena muda. O eixo e a roda, Belo Horizonte,
v. 1, n. 1, p. 69-77, 1983.
Se texto da Internet:
ZILLY, Berthold. A barbárie: antítese ou elemento da civilização? Do Facundo de Sarmiento
a Os sertões de Euclídes da Cunha. Gramsci e o Brasil. 2001. Disponível em:
<http://www.artnet.com.br/gramsci/arquiv175.htm>. Acesso em: 20 out. 2001, 16h30.
* A citação de autores, incluída no trabalho, deve seguir o sistema autor/data, podendo
apresentar a indicação da página, por exemplo, (Lima, 1976) ou (Lima, 1976, p. 57).
* As remissões para notas de conteúdo deverão ser feitas por números, na entrelinha superior.
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* Título da obra resenhada
Ex.: GOMES, C. Metodologia científica. São Paulo: Atlântica, 2002.
Referências: Seguir o mesmo padrão adotado para os artigos.
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