melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma...

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UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA Luciana Mathilde de Oliveira Rosa Neilton Manoel da Silva MELHORIA CONTÍNUA DE PROCESSO E QUALIDADE NAS OPERAÇÕES: UTILIZAÇÃO DO CICLO DE PDCA EM UMA EMPRESA DE MINERAÇÃO BELÉM 2013

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Page 1: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA

Luciana Mathilde de Oliveira Rosa

Neilton Manoel da Silva

MELHORIA CONTÍNUA DE PROCESSO E QUALIDADE NAS

OPERAÇÕES: UTILIZAÇÃO DO CICLO DE PDCA EM UMA EMPRESA

DE MINERAÇÃO

BELÉM

2013

Page 2: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

1

UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA

Luciana Mathilde de Oliveira Rosa

Neilton Manoel da Silva

MELHORIA CONTÍNUA DE PROCESSO E QUALIDADE NAS

OPERAÇÕES: UTILIZAÇÃO DO CICLO DE PDCA EM UMA EMPRESA

DE MINERAÇÃO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à

Universidade da Amazônia como requisito

avaliativo parcial para obtenção do grau de

Engenheiro de Produção.

Orientador: Prof. Esp. Marcos Henrique

Pereira Paiva.

BELÉM

2013

Page 3: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

2

Page 4: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

3

UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA

Luciana Mathilde de Oliveira Rosa

Neilton Manoel da Silva

MELHORIA CONTÍNUA DE PROCESSO E QUALIDADE NAS

OPERAÇÕES: UTILIZAÇÃO DO CICLO DE PDCA EM UMA EMPRESA

DE MINERAÇÃO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade da Amazônia como requisito

avaliativo parcial para obtenção do grau de Engenheiro de Produção.

Banca Examinadora:

________________________________________________

Prof. Esp. Marcos Henrique Pereira Paiva.

________________________________________________

Prof. M.Sc. Léony Luis Lopes Negrão.

________________________________________________

Prof. M.Sc. Roger Ribeiro da Silva.

Apresentado em: 09/12/2013

Conceito: APROVADO

BELÉM

2013

Page 5: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

4

Dedico este projeto á Deus, A minha querida

esposa, Rosilea Silva, meus amados filhos, Mª

Eduarda e Leonardo Henrique.

Neilton Silva

Dedico este projeto primeiramente à Deus, aos

meus pais, Carlos e Mathilde, meus irmãos

Larissa, Lívia, e Leonardo, e a minha tia Luiza

Luciana Rosa

Page 6: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

5

AGRADECIMENTO – Luciana Rosa

Agradeço primeiramente à Deus pela força, saúde, proteção e iluminação que ele

proporcionou para seguir em minha caminhada.

Aos meus pais Carlos e Mathilde, aos meus irmãos Larissa, Lívia e Leonardo, e a

minha Tia Luiza por todo conselho e ajuda durante todos esses anos.

Aos meus professores que mostraram os caminhos que devo seguir em minha jornada

profissional e pelos ensinamentos valiosos.

Ao meu orientador Marcos Henrique por compartilhar seu conhecimento, por sua

dedicação e apoio.

A todos meus amigos que convivem comigo esta experiência, e que sempre me deram

forças para continuar.

Page 7: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

6

AGRADECIMENTO – Neilton Silva

Agradeço a Deus pela força a mim dada em suportar a dupla jornada de trabalhar para

prover o sustento da minha família e estudar para realizar um sonho antigo de me formar em

Engenharia conforme as palavras de meu pai ao me ver recém-nascido.

Agradeço a minha esposa Rosilea Silva no apoio nas horas do estudo, pela paciência e

carinho.

Agradeço aos meus queridos filhos Leonardo Henrique e Maria Eduada Silva pelo

grande apoio, entendimento e carinho nesta jornada.

E por final aos meus pais Sebastião Manoel e Maria de Lourdes e minhas irmãs Nelia

Patricia e Neliane Silva pelo grande apoio e incentivo de buscar sempre ser alguém melhor

para minha família e sociedade.

Page 8: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

7

"A felicidade não se resume na ausência de problemas, mas sim na sua capacidade de lidar

com eles."

(Albert Einstein)

Page 9: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

8

RESUMO

O Estudo tem por objetivo avaliar e propor soluções para as operações da estação de

trabalho da filtragem prensa grande da empresa Imerys Rio Capim Caulim S.A. Empresa do

ramo mineral que explora e beneficia Caulim, mineiro branco com larga aplicação no

processo de fabricação de papel. Realizou-se um estudo em dados históricos e a partir de suas

analises determina quais são as principais falhas do sistema e propor soluções utilizando o

Ciclo de PDCA. A princípio foi realizado uma pesquisa documental-bibliográfica com coleta

de dados, onde buscou-se as principais falhas da estação. E para maior entendimento do

assunto realizou-se uma pesquisa exploratória-experimental para auxiliar na resolução do

problema. Com o resultado da pesquisa, espera-se reduzir a diferença entre as produção

realizado nos últimos anos em relação a capacidade projetada em 2007. A pesquisa busca

implementar o processo de melhoria contínua nas atividades da estação estudada como

também usar os conhecimentos adiquiridos para futuros estudos na melhoria do processo de

toda a unidade. Espera-se o aumento da produção, competitividade e melhoria no resultado

final da unidade fabril.

Palavras-Chave: Filtragem Prensa Grande, Caulim, PDCA, Qualidade.

Page 10: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

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ABSTRACT

The study aims to evaluate and propose solutions to the operations of the great press

filtering company Imerys SA River Grass Kaolin Company 's mineral industry that exploits

and benefits Kaolin, white miner with wide application in the papermaking process

workstation. We intend to conduct a study on historical data and from their analysis

determines which are the major flaws of the system and propose solutions using the PDCA

cycle. At first documentary - bibliographical survey of data collection, which seek major

flaws of the season will be held . And for greater understanding of the subject an exploratory -

experimental research to assist in resolving the issue will be held. With the search result, is

expected to reduce the difference between the production made in recent years in relation to

projected capacity in 2007. The research seeks to implement the process of continuous

improvement in the activities of the study as well as use knowledge adiquiridos for future

studies on improving the entire process unit station. It is expected the increase in production,

competitiveness and improvement in outcome factory.

Keywords: Filter Press Large, Kaolin , PDCA , Quality .

Page 11: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Gráfico da evolução das reservas de Caulim - 2003/2008 15

Figura 2 -Gráfico da evolução do balanço de produção e consumo de Caulim -

1995/200817

Figura 3 - Gráfico do consumo setorial de Caulim 17

Figura 4 - Evolução da área de qualidade 25

Figura 5 - Ciclo de PDCA de controle de processo 29

Figura 6 - Estrutura do diagrama de causa e efeito 30

Figura 7 - Diagrama de causa e efeito 6M 31

Figura 8 - Composição do tempo de ciclo 33

Figura 9 - Processo de fechamento do filtro prensa grande 33

Figura 10 - Processo de abertura do FPG 34

Figura 11 - Filtro Prensa Grande 5 35

Figura 12 - Fluxo de alimentação e produção do FPG 37

Figura 13 - Localização das unidades da Imerys no Brasil 39

Figura 14 - Processo de extração e beneficiamento do Caulim 41

Figura 15 - Vista áerea da mina RCC - Ipixuna - PA 42

Figura 16 - Vista áerea da mina PPSA - Ipixuna - PA 43

Figura 17 - Vista áerea da planta da PPSA - Ipixuna - PA 44

Figura 18 - Vista áerea da planta da Imerys RCC - Barcarena - PA 45

Figura 19 - Vista áerea do porto da Imerys RCC e PPSA - Barcarena - PA 49

Figura 20 - Gráfico dos dados de tempo de ciclo anterior ao plano de ação 51

Figura 21 - Gráfico dos dados de produção anterior ao plano de ação 52

Figura 22 - Gráfico dos dados da produtividade anterior ao plano de ação 52

Figura 23 - Diagrama de Ishikawa elaborado na 2ª reunião 54

Figura 24 - Diagrama de Ishikawa final 55

Figura 25 - Gráfico de treinamento de melhoria da produção 57

Figura 26 - Gráfico de treinamento de segurança no processo 58

Figura 27 - Gráfico de treinamento de lavagem dos panos 59

Figura 28 - Monitores dos filtros 59

Figura 29 - Gráfico de treinamento dos mecânicos para serviço nos filtros 60

Figura 30 - Gráfico dos dados do tempo de ciclo após o plano de ação 62

Figura 31 - Gráfico dos dados da produção após o plano de ação 63

Figura 32 - Gráfico dos dados da produtividade após o plano de ação 63

Figura 33 - Gráfico da relação do consumo de BPF e o aumento de sólido 64

Figura 34 - Gráfico do custo de BPF em Reais 66

Page 12: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Reservas de Caulim em 2008 14

Tabela 2 - Evolução das reservas de Caulim 2003/2008 15

Tabela 3 - Evolução do balanço de produção e consumo de Caulim - 1995/2008 16

Tabela 4 - Evolução do comércio exterior de Caulim 18

Tabela 5 - Definição das causas fundamentais 55

Tabela 6 - Plano de ação 56

Tabela 7 - Comparativo consumo antes e após crescimento de sólido 65

Page 13: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 13

1.1 APRESENTAÇÃO DO TEMA 13

1.1.1 Reservas 14

1.1.2 Consumo 15

1.1.3 Comércio 18

1.1.4 Perspectivas 19

1.2 PROBLEMA DA PESQUISA 19

1.3 OBJETIVOS 20

1.3.1 Objetivo Geral 20

1.3.2 Objetivos Específicos 20

1.4 JUSTIFICATIVA DA PESQUISA 21

1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO 22

2. EMBASAMENTO TEÓRICO 23

2.1 GESTÃO DA QUALIDADE 23

2.2 MELHORIA CONTÍNUA 26

2.3 CICLO DE PDCA 27

2.4 DIAGRAMA DE CAUSA E EFEITO 29

3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS 32

3.1 TIPO DA PESQUISA 32

3.2 DELINEAMENTO DA PESQUISA 32

3.2.1 Enchimento 34

3.2.2 Secagem 34

3.2.3 Derrubagem 34

3.2.4 Condições mínimas necessárias para o ínicio da operação 35

3.2.4.1 Nível mínimo no reservatório de alimentação 35

3.2.4.2 Painel de comando do Filtro Prensa e bomba Nemo energizados 35

3.2.4.3 Filtro Prensa fechado 35

3.2.4.4

Dispositivo de deslocamento de placas, caso previsto, em posição

inicial 36

3.2.4.5 Chaves de emergência do Filtro Prensa não deverão estar atuadas 36

3.2.4.6 Válvulas de entrada de Caulim e saídas abertas e demais fechadas 36

3.2.4.7 Operador 36

3.2.5 Fluxo de alimentação e produção 36

3.3 METODOLOGIA ADOTADA 37

4. CENÁRIO DO ESTUDO 39

4.1 A EMPRESA 39

4.2 LINHA DE PRODUTOS 40

4.3 OPERAÇÃO DA EMPRESA 40

4.4 PROCESSO DE BENEFICIAMENTO 41

4.4.1 Área da mina em Ipixuna do Pará 42

4.4.1.1 Lavra a céu aberto 42

4.4.1.2 Dispersão do Minério 43

4.4.1.3 Desareiamento na Mina 43

Page 14: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

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4.4.1.4 Transporte via mineroduto 44

4.4.2 Área da planta industrial de beneficiamento 45

4.4.2.1 Descarga do Mineroduto 45

4.4.2.2 Desareiamento na Planta 46

4.4.2.3 Separação Magnética 46

4.4.2.4 Pré-Moagem 46

4.4.2.5 Centrifugação 46

4.4.2.6 Delaminação 47

4.4.2.7 Alvejamento e Floculação 47

4.4.2.8 Filtragem 47

4.4.2.9 Redispersão 48

4.4.3 Etapas Finais do Processo de produção e Consumo de Óleo BPF 48

4.4.3.1 Evaporação 48

4.4.3.2 Secagem 49

4.4.3.3 Necessidade do Uso de Óleo BPF 49

4.4.3.4 Granulação 50

4.4.3.5 Tube Press 50

5. ESTUDO DE CASO 51

5.1 EXECUÇÃO DO PLANO DE AÇÃO 56

5.1.1 Treinamento de melhoria da produção 56

5.1.2 Treinamento de segurança no processo 57

5.1.3 Treinamento de lavagem dos panos 58

5.1.4 Instalação dos monitores dos filtros 59

5.1.5 Treinamento dos mecânicos para serviço nos filtros 60

5.1.6 Testes com novos tecidos nacionais e importados 60

6. RESULTADOS E DISCURSÕES 62

6.1 OUTROS GANHOS 64

7. CONSIDERAÇÕES FINAIS 67

REFERÊNCIAS 69

ANEXO A 71

ANEXO B 72

ANEXO C 73

ANEXO D 74

ANEXO E 75

ANEXO F 76

Page 15: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

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1. INTRODUÇÃO

Neste tópico é apresentado o Caulim de forma completa, o problema da pesquisa, juntamento

com os objetivos para alcançar a resolução do problema. Contém neste tópico também a

justificativa da pesquisa e a estrutura do trabalho, onde é demonstrado todos os tópicos que

compõem a pesquisa.

1.1 APRESENTAÇÃO DO TEMA

O termo caulim é usado para denominar a rocha que contém a caulinita,

assim como para o produto resultante do seu beneficiamento. É formado

essencialmente pela caulinita, apresentando cor branca ou quase branca, devido ao

baixo teor de ferro. É um material formado por um grupo de silicatos hidratados de

alumínio, principalmente caulinita e haloisita, secundariamente por diquita e nacrita.

Além disso, o caulim sempre contém outras substâncias sob a forma de impurezas,

desde traços até a faixa de 40-50% em volume, consistindo, de modo geral, de

quartzo, micas, feldspatos, óxidos de ferro, etc. A fórmula química dos minerais do

grupo da caulinita é Al2O3.mSiO2.nH2O, onde m varia de 1 a 3 e n de 2 a 4( LUZ,

CHAVES, 2000)

O caulim tem muitas aplicações industriais e novos usos estão sendo constantemente

pesquisados e desenvolvidos. É um mineral industrial de características especiais, porque é

quimicamente inerte em uma ampla faixa de pH; tem cor branca, apresenta ótimo poder de

cobertura quando usado como pigmento ou como extensor em aplicações de cobertura e

carga, é macio e pouco abrasivo, possui baixas condutividades de calor e eletricidade e seu

custo é mais baixo que a maioria dos materiais concorrentes.

Suas principais aplicações são como agentes de enchimento filler no

preparo de papel; como agente de cobertura coating para papel couché e na

composição das pastas cerâmicas. Em menor escala o caulim é usado na fabricação

de materiais refratários, plásticos, borrachas, tintas, adesivos, cimentos, inseticidas,

pesticidas, produtos alimentares e farmacêuticos, catalisadores, absorventes,

dentifrícios, clarificantes, fertilizantes, gesso, auxiliares de filtração, cosméticos,

produtos químicos, detergentes e abrasivos, além de cargas e enchimentos para

diversas finalidades. (MÁRTIRES, 2009, pg. 474).

A primeira utilização industrial do caulim foi na fabricação de artigos

cerâmicos e de porcelana há muitos séculos. Somente a partir da década de 1920 é

que se teve início aplicação do caulim na indústria de papel, sendo precedida pelo

uso na indústria da borracha. Posteriormente, o caulim passou a ser utilizado em

Page 16: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

15

plásticos, pesticidas, rações, produtos alimentícios e farmacêuticos, fertilizantes

entre outros. Atualmente há grande variedade de aplicações industriais.

(MÁRTIRES, 2009, pg. 474).

1.1.1 Reservas

As reservas mundiais de caulim são abundantes mais com restrita

distribuição geográfica. Apenas 4 países detêm 95% de um total estimado de

aproximadamente 15 bilhões de toneladas: Estados Unidos (53%), Brasil (28%),

Ucrânia (7%) e Índia (7%). As reservas brasileiras de caulim

(medida+indicada+inferida) são de 24,5 bilhões de toneladas, das quais 9,4 bilhões

são medidas. São reservas de altíssima alvura e pureza, e qualidade internacional

para uso na indústria de papéis especiais. Os estados do Pará, Amazonas e Amapá

são as Unidades da Federação com maior destaque, participando, respectivamente,

com 56%, 41% e 2% do total. Esses depósitos de caulim são do tipo sedimentar,

caracterizando-se por grandes reservas com propriedades para diversas aplicações

industriais, principalmente em revestimentos de papel (coating). (MÁRTIRES,

2009, pg. 01)

A tabela 01 demonstra as reservas de Caulim no período de 2008, tanto das medidas,

indicadas e inferidas.

Tabela 01 – Reservas de Caulim em 2008

UF Medida Indicada Inferida Total

Minério - Milhões de toneladas

AM 3.785 3.461 2.798 10.044

AP 268 130 0 398

BA 6 3 3 12

ES 0 7 0 7

GO 18 16 80 114

MG 18 13 2 33

PA 5.106 6.138 2.359 13.603

PE 6 0 0 6

PI 1 1 1 3

PR 16 11 15 42

RS 24 20 8 52

SC 92 12 15 119

SP 26 20 20 66

Total 9.366 9.832 5.301 24.499

Fonte: AMB/RAL (1996-2009)

Nas demais Unidades da Federação, verifica-se uma predominância de caulim

primário, originado tanto da alteração de pegmatitos como do intemperismo de granitos,

Page 17: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

16

destacando-se os Estados de São Paulo, Goiás, Santa Catarina e Paraná. No período de 2003 a

2008, com o desenvolvimento intensivo de pesquisas geológicas observa-se um significativo

incremento das reservas de caulim, como pode ser observado na tabela 02 e na figura 01.

Tabela 02 – Evolução das reservas de Caulim – 2003/2008

Fonte: AMB/RAL (1996-2009)

Figura 01 – Evolução das reservas de Caulim – 2003/2008

Fonte: AMB/RAL (1996-2009)

No setor caulim no Brasil, destacam-se duas categorias de empresas de mineração: as

de grande (voltadas essencialmente para a exportação e utilizadas na indústria de papéis

especiais) e as de pequeno porte (lavra de pequeno e de forma artesanal).

ANO Medidas Indicadas Inferidas Total

Milhões de toneladas

2003 4.309 3.887 3.210 11.406

2004 4.400 3.939 3.154 11.493

2005 4.497 4.078 3.286 11.861

2006 4.116 3.817 2.798 10.731

2007 9.122 9.714 5.360 24.196

2008 9.100 9.700 5.300 24.100

Page 18: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

17

1.1.2 Consumo

Apesar de um pico de 520 mil toneladas em 1997 e de oscilações ao longo do

período, o consumo aparente nacional de caulim vem apresentando redução ao longo do

período analisado a uma taxa 7,5% a.a., tendo em vista o aumento da demanda externa

pelo caulim produzido no País e sua disponibilidade para exportação. Em 1995, o

consumo era de 490 toneladas, enquanto que em 2008 foi de apenas 150 toneladas,

conforme tabela 03 e figura 02.

Tabela 03 – Evolução do balanço de produção e consumo mundial de Caulim – 1995/2008

ANO Produção (A) Consumo (B) Saldo (A-B)

Histórico - 1.000 toneladas

1995 1.067 490 577

1996 1.058 460 598

1997 1.666 520 1.146

1998 1.328 418 910

1999 1.487 365 1.122

2000 1.735 350 1.385

2001 1.734 303 1.431

2002 1.757 318 1.439

2003 2.086 237 1.849

2004 2.200 238 1.962

2005 2.410 345 2.065

2006 2.455 60 2.395

2007 2.527 177 2.350

2008 2.580 150 2.430

Fonte: AMB/Sumário Mineral (1996-2009)

Page 19: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

18

Figura 02 – Evolução do balanço de produção e consumo de Caulim – 1995/2008

Fonte: AMB/Sumário Mineral (1996-2009)

O caulim consumido no mercado interno provém das minas existentes nos estados de

São Paulo, Minas Gerais, Rio Grande do Sul além de outros estados de menor produção, que

fornecem caulim para uso na indústria de cerâmicas brancas, além de caulim do tipo carga

para a indústria de papel. (MÁRTIRES, 2009, pg. 479).

As maiores empresas no setor de Caulim no Brasil são: Imerys, CADAM e PPSA,

cujos produtos são direcionados em 15 % para o mercado Brasileiro e 85% para exportação.

O caulim é utilizado em diversos setores industriais em todo o mundo, destacando-se o de

papel (cobertura e enchimento), que consome 45% do total, seguido de cerâmica (porcelana,

cerâmica branca e materiais refratários) com 31% e o restante, 24% divididos entre tinta,

borracha, plásticos e outros conforme figura 03. Entretanto, tem como principal competidor

no mercado de papel o carbonato de cálcio.

Figura 03 – Consumo setorial de Caulim

Fonte: Sumário Mineral, 2008

Page 20: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

19

1.1.3 Comércio

Em 1995 o Brasil exportava pouco mais da metade do caulim produzido (54%), o

equivalente a 580 mil toneladas de caulim beneficiado. Conforme a tabela 4 ao longo do

período, pode se verificar que a expansão da produção de caulim e a entrada em operação de

novas instalações de minas e usinas (Imerys e PPSA), tinham como objetivo atender a

demanda externa que se encontrava aquecida, fato que ocorreu até 2007. Entretanto, em 2008

verificou-se que o advento da crise mundial no setor imobiliário americano o qual afetou

profundamente o mercado de papel, reduziu assim a demanda internacional por caulim

causando redução na produção dos principais produtores nacionais.

Tabela 04 – Evolução do comércio exterior de Caulim

ANOS Exportação (A) Importação (B) Saldo (A-B)

Toneladas US$ (1.000) Toneladas US$ (1.000) Toneladas US$ (1.000)

1995 580 57,23 2 1,01 578 56,22

1996 602 65,52 3 1,65 599 63,87

1997 765 84,57 4 1,37 761 83,20

1998 964 105,90 5 1,79 959 104,11

1999 1.157 123,12 4 1,41 1.153 121,71

2000 1.391 151,50 5 2,10 1.386 149,40

2001 1.437 157,20 6 2,60 1.431 154,60

2002 1.444 161,70 5 2,60 1.439 159,10

2003 1.852 205,22 6 3,58 1.846 201,64

2004 2.148 233,10 7 3,90 2.141 229,20

2005 2.072 224,90 7 4,00 2.065 220,90

2006 2.404 269,10 9 5,20 2.395 263,90

2007 2.364 303,00 14 7,10 2.350 295,90

2008 2.500 280,30 6 3,10 2.494 277,20

Fonte: CIEF/CACEX/DNPM

Nesse ano, de uma produção de 2,6 milhões de toneladas, 2,5 milhões de toneladas

(96%) tiveram como destino as exportações. Ressalta-se que o País exporta um número

reduzido de bens manufaturados a base de caulim, exemplos destes são papéis de alto brilho,

papeis longa vida e filme PVC. O destino das exportações brasileiras de caulim beneficiado

foi: Bélgica (20%), Estados Unidos (21%), Japão (14%), Holanda (10%) e Finlândia (10%) e

outros (25%).

Page 21: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

20

1.1.4 Perspectivas

O setor de papel continuará, por longo tempo, sendo o de maior demanda por caulim

de qualidade internacional, como o produzido no Brasil. Apesar do produto caulim para uso

nessa indústria ter como substituto os produtos carbonato de cálcio precipitado – CCP ou o

carbonato de cálcio natural – CCN, os quais proporcionam maior alvura, durabilidade e

melhor resultado na impressão de papel. Entretanto, o caulim propicia maior poder de

cobertura na aplicação, maior brilho, maior textura e alvura ao papel.

O crescimento do consumo mundial do caulim como pigmento de papel é resultado do

aumento da demanda de papéis para imprimir e escrever, utilizados em revistas e panfletos

para propaganda. Tem-se observado que a demanda por papéis e cartões especiais, utilizados

em revistas, embalagens e papéis publicitários, vem se elevando acima das expectativas,

impulsionando o crescimento do consumo de caulim para revestimento. Além do mais, os

produtores mundiais de caulim estão atentos quanto a possível substituição dessa carga por

insumos alternativos como o CCP e CCN.

A utilização do caulim continua crescendo nos países que utilizam o processo de via

ácida, para fabricação de papel, entre os quais países da Ásia como Japão e Coréia do Sul, da

Europa como Bélgica, Holanda e Finlândia, além dos próprios EUA que utilizam o caulim na

indústria do papel, apesar de quantidades inferiores a de CCP e CCN.

Apesar da crise ocorrida em 2008, o mercado de caulim vem retomando sua demanda

desde 2009. Nesse contexto, o quadro de demanda mundial de caulim para uso na indústria de

papel retornou ao patamar vivido antes da crise. Sendo o Brasil o principal produtor mundial

do produto beneficiado pronto para uso na indústria do papel, o país vem se reestruturando

para manter essa hegemonia, quando poderá atingir uma capacidade de produção de 3,3

milhões de t/ano de caulim beneficiado até 2014.

1.2 PROBLEMA DA PESQUISA

Todas as empresas possuem problemas, porém a forma como agem nessas situações é

que demonstra seu diferencial.

Para minimizar os problemas a Imerys foca na melhoria contínua de seus processos,

ela atua com responsabilidade, transparência e integridade, que são valores fundamentais. O

Sistema de Gestão é baseado nas normas ISO série 9001 e 14001, e OHSAS 18001. Evidencia

Page 22: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

21

da preocupação da empresa com a qualidade de seus produtos, com a satisfação de seus

clientes, segurança do trabalho e com o meio ambiente.

Sendo estes problemas considerados como resultados indesejáveis no processo de

beneficiamento, que as privam de obter melhor qualidade e produtividade de seus produtos e

serviços, gerando perdas e afetando sua sobrevivência. Nesse contexto, o ciclo do PDCA

(Plan, Do, Check, Action), se torna uma ferramenta fundamental para a análise desses

problemas a fim de propor e implantar soluções eficientes e eficazes para equacionar e

resolver problemas.

O estudo será desenvolvido na atividade de filtragem onde após passar por diversas

etapas o minério chega nesta estação com baixo teor de sólido (baixa quantidade de minério

em uma suspensão aquosa). Na filtragem ocorre a retirada de água gerando um produto com

elevado teor de sólidos denominado redisperso.

Foi identificado nesse processo de beneficiamento de caulim, que a produtividade, a

produção e o tempo de ciclo estão baixos. Esta deficiência compromete todo o processo que

depende deste setor, na produção final e na constante necessidade de crescimento da produção

para que a meta mensal da estação de produção seja atingida.

Dessa maneira este estudo pretende responder ao seguinte problema: De que maneira o

ciclo de PDCA pode minimizar as diferenças no tempo de processo e baixa produção em

relação ao valor de projeto?

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objetivo Geral

Diminuir a diferença da produção atual com a produtividade determinada pelo projeto

utilizando a ferramenta: ciclo de PDCA.

1.3.2 Objetivos Específicos

Levantar e analisar dados do sistema e planilhas manuais, buscando as principais

falhas dos equipamentos;

Page 23: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

22

Elaborar o diagrama de Ishikawa, para melhor visualizar as causas fundamentais do

problema;

Criar ações de modo a melhorar a forma de operação da estação;

Elaborar procedimentos operacionais visando aperfeiçoar a estação;

Determinar processo de manutenção de modo a atender a operação da estação;

Aplicar à ferramenta PDCA a rotina da filtragem FPG;

Reduzir o tempo de ciclo;

Aumentar a produtividade.

1.4 JUSTIFICATIVA DA PESQUISA

A Imerys – Rio Capim Caulim se preocupa com investimento em tecnologia, geração

de processos mais seguros e eficientes, além do constante crescimento da produção. “A

Imerys no Estado do Pará, é hoje a maior em beneficiamento de caulim do mundo, com

capacidade para produzir mais de 2 milhões de toneladas por ano” (SIMERAL, 2013, pg. 3).

Em virtude deste contexto é de extrema importância a dedicação em manter seu processo

funcionando em ordem e conforme as especificações do projeto, para que seja atendida as

metas de produção.

A empresa Imerys está com um problema de baixa produção diária e com isso

afetando a meta mensal de sólidos na entrada dos evaporadores. O atendimento de uma meta é

proporcionada por um bom andamento do processo, e com uma previsão de demanda correta,

tem-se que fazer com que o processo trabalhe para garantir essa meta, sendo que isto não vem

acontecendo.

O setor foco do estudo é o de Filtragem filtro prensa(FPG) que significativamente vem

influenciando o rendimento da área seguinte por conta do sólido baixo gerados na etapa FPG.

Desta maneira elevando o consumo de combustível e prejudicando a meta mensal de custo.

Os custos mensais são para garantir às atividades de um negócio, nesse sentido a

empresa estudada tem diversos custos aplicados em sua rota de produção, dentre estes temos

os gastos com reagente e combustível, os mesmos têm valor programado mensal de R$

7.000.000.

Page 24: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

23

Um dos reagentes utilizados é o BPF (Baixo ponto de fulgo), que é um óleo pesado

resultante do craqueamento do petróleo. No processo, o combustível é queimado para gerar

gases quentes e vapor, estes são responsáveis em elevar os sólidos e secar o material.

O BPF representa 39,4% do custo total da unidade fabril, nos primeiros meses de 2013

o custo deste insumo vem crescendo em relação ao orçamento, de janeiro a abril a quantidade

de consumo médio foi 1% acima do orçamento, este percentual representa aproximadamente

R$ 62.166,00. Os evaporadores, equipamentos da etapa seguinte da FPG trabalham na porção

líquida do material. Desta forma, para melhorar o rendimento, é necessário uma menor

quantidade de água chegando em sua alimentação; e para elevar os sólidos é preciso a

otimização dos processos anteriores, principalmente na filtragem prensa grande, de modo a

garantir as metas de consumo.

No processo de avaliação em conjunto com a gerência da companhia estudada,

buscou-se os pontos que poderiam contribuir para a melhoria do processo, nesta avaliação

percebemos que o processo produtivo da filtragem prensa grande apresentava rendimento

abaixo do projeto planejado em 2007. Assim, define-se como esta sendo a área de estudo.

A baixa produtividade da estação em relação ao projeto inicial é da ordem de 30%,

então o trabalho propõe analisar os motivos desta baixa produção através do ciclo PDCA.

Desta forma pode-se ter uma boa organização para identificar o problema, observar,

determinar e propor um plano de ação para a execução do estudo e melhorias para minimizar

os problemas.

1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO

O trabalho de conclusão de curso consiste em seis tópicos, onde primeiramente há uma

introdução para delimitação do tema, ao qual contém os problemas da pesquisa, os objetivos,

tanto geral como específico, e a justificativa da pesquisa. Em seguida o embasamento teórico

que nos guiou há um resultado de sucesso. No terceiro tópico é demonstrado os

procedimentos metodológicos que foram utilizados para a realização da pesquisa. No quarto

tópico há o cenário do estudo, onde serão apresentados a empresa, sua linha de produtos e seu

processo produtivo. No quinto tópico há o estudo de caso, que consiste a criação do

Diagrama de Ishikawa e a criação e execução do plano de ação. No sexto tópico estão os

resultados e discussões encontrados na pesquisa. E por fim as considerações finais.

Page 25: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

24

2. EMBASAMENTO TEÓRICO

Neste tópico terão os conceitos utilizados para a construção da pesquisa.

2.1 GESTÃO DA QUALIDADE

Qualidade é um conceito complexo e de difícil consenso, podendo assumir diversos

significados, dependendo das idiossincrasias de cada indivíduo. Tentando explorar a

complexidade e as possíveis interpretações desse conceito, um professor de Harvard, David

Garvin, pesquisou no ambiente corporativo e na literatura as várias definições de qualidade e

as classificou em cinco abordagens. Na abordagem que ele denomina transcendental, o

conceito de qualidade é sinônimo de excelência inata, absoluta e universalmente

recomendável. (BATALHA et al, 2008)

Uma segunda abordagem, baseada no produto, trata a qualidade como uma variável

precisa e mensurável, oriunda dos atributos do produto. Por sua vez, a abordagem baseada no

usuário admite que qualidade é uma variável subjetiva, pois está associada à capacidade de

satisfazer desejos e necessidades do consumidor. A quarta abordagem, baseada na produção, é

típica do ambiente produtivo, em que a qualidade é uma variável precisa e mensurável,

oriunda do grau de conformidade às especificações. Finalmente, a abordagem baseada no

valor mistura os conceitos excelência e valor, destacando os trade-offs × preço. (BATALHA

et al, 2008).

Crosby (1986) define a qualidade como o cumprimento dos requisitos, ou seja,

qualidade significa entregar exatamente aquilo que os clientes (internos e externos) querem,

necessitam e esperam. Para o autor o conceito de que "todo trabalho é um processo" e o

conceito da prevenção é utilizado para identificar e melhorar as correntes de valor existentes

ou que estão em desenvolvimento. Crosby utiliza ainda o mapeamento dos processos para

comparar o fluxo atual com o fluxo ideal e assim otimizar o ordenamento das atividades que

compõem o processo.

Segundo Campos (2004), um produto ou serviço de qualidade é aquele que atende

perfeitamente, de forma confiável, de forma acessível, de forma segura e no tempo certo às

necessidades do cliente.

Page 26: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

25

“A qualidade tem existido desde tempos em que os chefes tribais, reis e faraós

governavam. Inspetores aceitavam ou rejeitavam os produtos se estes não cumpriam as

especificações governamentais.” (VERAS, 2009).

O movimento da qualidade tem contribuído de forma marcante até os dias atuais na

obtenção das vantagens competitivas junto às empresas.

Segundo Batalha et al (2008), a evolução da qualidade pode ser analisada sob várias

etapas, tais como:

Em seus primórdios, o conceito predominante na área da qualidade era o da inspeção,

no sentido de segregar os itens que apresentavam não conformidades, ou seja, uma

abordagem predominantemente corretiva. No ambiente produtivo do início do século

XX predominava o modelo de administração taylorista, ou administração científica,

que marcou o surgimento da função do inspetor, responsável pela avaliação da

qualidade dos produtos.

Na década de 1920, começaram a surgir os elementos do que viria a ser a segunda era

da qualidade, o controle da qualidade, Walter A. Shewhart, em 1924, criou os gráficos

de controle estatístico do processo, que marca a transição de uma postura corretiva

para uma proativa de prevenção, monitoramento e controle. Shewhart também

introduziu o conceito de melhoria contínua, propondo o ciclo PDCA, que depois foi

mundialmente difundido por W. Edwards Deming. Embora a abordagem

predominante fosse proativa, nessa época área de qualidade ainda era de

responsabilidade de inspetores e especialistas, com tímida participação dos

trabalhadores nos processos de avaliação e melhoria da qualidade.

A terceira era, denominada garantia da qualidade, tem seu embrião na década de

1950, com a primeira abordagem sistêmica, proposta por Armand Feigenbaum,

denominada controle da qualidade total, que deveria envolver todas as áreas da

organização e não só o setor produtivo. A abordagem sistêmica viria a influenciar

fortemente as normas da International Organization for Standardization (ISO), série

ISO 9000, cuja primeira versão é de 1987, denominada sistemas de garantia da

qualidade. Essa primeira versão da norma traduz o pensamento da terceira era, que

surgiu em meio à expansão da globalização, para facilitar a relação de clientes e

fornecedores no que concerne ás questões de qualidade.

Page 27: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

26

A quarta era, denominada gestão da qualidade, começou a ser cunhada no Japão no

período pós-guerra, quando especialistas americanos, como W Edwards Deming e

Joseph M. Juran, participaram do programa de reconstrução. Nesse período, esses

especialistas difundiram os conceitos e técnicas da qualidade, que foram recebidos

com muito entusiasmo pelas empresas japonesas. O modelo japonês, controle da

qualidade por toda a empresa, incorporou vários elementos da gestão da qualidade

total, mas enfatizou alguns aspectos, tais como aversão ao desperdício, ênfase na

melhoria continua da qualidade (kaizen) e forte participação dos colaboradores. Essa

evolução pode ser observada através da figura 04.

Figura 04 – Evolução da área de qualidade

Fonte: Baseada em Batalha et al (2008)

Segundo Ferreira (1994), a qualidade passa para outra etapa, a Visão Estratégica

Global, com o objetivo da sobrevivência da empresa e competitividade em termos mundiais

para atender as grandes transformações que vêm ocorrendo no mercado.

Segundo Werkema (1995), o controle da qualidade moderno teve seu início na década

de 30, nos Estados Unidos, no entanto a Segunda Guerra Mundial foi o grande catalisador

Page 28: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

27

para a aplicação do controle de qualidade em maior número de indústrias americanas e

também foi adotado na Inglaterra no ano de 1935. Antes da Segunda Guerra, o Japão já

conhecia os padrões normativos Britânicos BS 600 e alguns especialistas japoneses já haviam

começado a estudar as técnicas estatísticas modernas.

Qualidade sempre foi importante. Mas parece mais essencial em épocas de crise.

Talvez porque, nos períodos de turbulência econômica, valores, procedimentos, estratégias –

enfim o que sempre se fez, tudo em que sempre se acreditou, tudo o que sempre guiou as

ações da organização – começam a ser drasticamente questionados. Ou no limite a dar errado.

(PALADINI, 2009).

A gestão da qualidade se insere com perfeição neste contexto. No ponto de vista do

processo produtivo, esforços para eliminar defeitos ou minimizar desperdícios, podem

determinar a otimização do processo e com isso reduzindo os custos, levando a empresa a ter

um diferencial competitivo, mas para isso é importante o conceito de qualidade e o

envolvimento de todos, segundo Paladini (2009), a gestão da qualidade total incorpora o

envolvimento de todos os elementos da organização no esforço contínuo de adequar o produto

ao uso, a partir das atividades individuais de cada um no processo produtivo ou em qualquer

outra área. A Gestão da Qualidade Total começa sua atividade básica com contribuições

individuais. Espera-se que estas contribuições estejam plenamente engajadas num movimento

organizado, integrado e inequivocadamente direcionado. Da mesma forma que a adequação

efetiva de um produto ao uso é um processo evolutivo por excelência.

2.2 MELHORIA CONTÍNUA

A Melhoria Contínua é um dos principais alicerces da Imerys. Foi através desta base

que foi elaborado este projeto, para ocorrer a excelência e qualidade de produtos/processos.

Para Davis (2001, p.154) a melhoria contínua possui um significado geral que é “[...] um

esforço continuado para melhorar todas as partes da organização e todas as saídas.” E um

significado mais específico “[...] está focado na melhoria contínua dos processos utilizados

para executar o trabalho.”. É neste sentido mais específico que foram levantados os dados

necessários para ser realizada a melhoria contínua do Filtro Prensa Grande(FPG).

Para Caffyn & Bessant (1996), melhoria contínua é um amplo processo empresarial de

evidente e intermitente inovação incremental. Para os autores, as atividades de melhoria

surgem como resposta a um contexto de grande agitação do mercado atual onde há

Page 29: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

28

necessidade de adaptação contínua, e seu desempenho está relacionado à capacidade de cada

empresa de gerir seus processos de negócio e suas operações. Resumidamente Caffyn (1999)

conceitua melhoria contínua como um amplo processo concentrado na inovação incremental

que envolve toda a organização.

A melhoria contínua esta presente em diversas abordagens relacionadas a sistemas de

gestão, mostrando a sua importância cada vez maior para a organização e pra a gestão da

qualidade. A melhoria esta intrinsecamente relacionada, por exemplo, com a Gestão da

Qualidade Total conhecida nos países ocidentais como TQM, que busca a melhoria contínua

dos processos e que essa melhoria resulte em produtos e serviços de melhor qualidade (Shiba

et al, 1997). As empresas que adotam a filosofia da Produção Enxuta também possuem a idéia

de melhoria contínua bem disseminada dentro da organização. O objetivo principal da

abordagem é otimizar os processos e procedimentos produtivos por meio de um método

racional de fabricar produtos pela contínua eliminação de desperdícios. Para Womack &

Jones (1998) a melhoria contínua de processo incremental é incluída entre os princípios da

produção enxuta para alcançar alto nível de qualidade (poucos defeitos) e produtividade.

2.3 CICLO DE PDCA

O Ciclo PDCA é um método gerencial de tomada de decisões para garantir o alcance

das metas necessárias à sobrevivência de uma organização. (WERKEMA 1995).

É importante a adoção de um método de análise e solução de problemas, para

estabelecer um controle de cada ação. Há diversos métodos sendo utilizados atualmente. O

Ciclo PDCA (Plan, Do, Check, Action), também conhecido como Ciclo de Shewhart, Ciclo da

Qualidade ou Ciclo de Deming, é uma metodologia que tem como função básica o auxílio no

diagnóstico, análise de problemas organizacionais, sendo extremamente útil para a solução de

problemas. (QUINQUIOLO, 2002).

O método tem como objetivo exercer o controle dos processos, podendo ser usado de

forma contínua para seu gerenciamento em uma organização. Sua utilização está ligada ao

entendimento do conceito de processo, sendo importante que todos os envolvidos em sua

aplicação entendam a visão do processo como a identificação clara dos insumos,dos clientes e

das saídas que estes adquirem, além dos relacionamentos internos que existem na organização

(TACHIZAWA, SACAICO, 1997).

Page 30: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

29

Tal ciclo deve estar sempre evoluindo, por meio da medição e observação dos efeitos

sendo que o fim de um processo é sempre o início de outro processo, dando início a uma nova

melhoria no sistema. Shiba et al. (1997) salienta que o PDCA simboliza o princípio da

interação na resolução dos problemas, efetuando melhorias por etapas e repetindo o ciclo de

melhorias várias vezes.

Necessário também se faz a compreensão de que ao implementar o PDCA a

organização quer acima de tudo atingir suas metas de desempenho, que estão sinalizadas no

planejamento estratégico organizacional, no entanto, não basta ter o suporte gerencial e

técnico necessários, os mesmos podem não fazer realmente efeito se a organização não tiver

uma liderança capaz de implementar as mudanças necessárias (AGUIAR, 2006).

O modelo de PDCA trabalhado é chamado ‘PDCA de melhorias’ que envolve oito

etapas, a seguir especificadas.

Etapa Planejamento (P): Consiste no estabelecimento de metas e métodos para

alcançar as metas propostas, constituindo-se das seguintes fases: (1) identificação do

problema, (2) observação, (3) análise e (4) plano de ação.

Etapa Execução (D): Consiste em executar as tarefas conforme foram previstas na

etapa de planejamento. Constitui a fase (5) - ação

Etapa Verificação (C): Consiste em comparar os resultados obtidos na etapa execução

com a meta que foi planejada, constituindo a fase (6). Caso o bloqueio não foi efetivo, pode-

se retornar e atuar novamente.

Etapa Corretiva (A): Consiste em atuar no processo a partir dos resultados obtidos.

Constitui-se de duas fases: (7) Padronização e a (8) conclusão (CAMPOS, 2004).

Para ilustrar as etapas do ciclo PDCA ver figura 05.

Page 31: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

30

Figura 05 – Ciclo PDCA de controle de processo

Fonte: Campos (1994)

O Ciclo PDCA é um método de gestão, representando o caminho a ser seguido para

que as metas estabelecidas possam ser atingidas. Na utilização do método poderá ser preciso

empregar várias ferramentas, as quais constituirão os recursos necessários para a coleta, o

processamento e a disposição das informações necessárias à condução das etapas do PDCA.

2.4 DIAGRAMA DE CAUSA E EFEITO

Frequentemente, o resultado de interesse do processo constitui um problema a ser

solucionado e então o diagrama de causa efeito é utilizado para sumarizar e apresentar as

possíveis causas do problema considerado, atuando como um guia para identificação da causa

fundamental deste problema e para determinação das medidas corretivas que deveram se

adotadas. (WERKEMA 1995).

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31

Batalha et al (2008) afirma: a ideia é construir uma rede lógica de análise de causa e

efeito dos problemas a área de qualidade, através dos seguintes passos:

Identificar problemas (efeitos) e coloca-los à direita do diagrama;

Utilizar o brainstorming para gerar as causas desse problema (efeito), pode utilizar os

6M (materiais; métodos; máquinas; mão de obra; meios de medição e meio ambiente)

para orientar a discussão;

Posicionar as principais causas nos ramos (espinhas) à direita do diagrama;

Repetir o processo para as subcausas, e assim sucessivamente.

Figura 06 – Estrutura do diagrama de causa e efeito

Fonte: Werkema (1995)

De acordo com Werkema (1995), a figura 6 ilustra os vários níveis de características

que afetam o problema definido, a espinha grande são as causas primarias onde nessa espinha

podem ter relacionadas outras causas, como sendo as causas secundárias ou espinhas médias

que também podem ter causas relacionadas, que são as causas terciárias ou espinhas

pequenas.

Em 1943, Ishikawa desenvolveu o diagrama de causa-efeito ou diagrama 6M. Este

diagrama é conhecido como 6M, pois em sua estrutura, todos os tipos de problemas podem

ser classificados como sendo de seis tipos diferentes:

Método: relacionado à forma que o processo é realizado;

Matéria-prima: relacionado aos insumos necessários para a realização do processo;

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Mão de obra: relacionado à mão de obra utilizada para realizar o trabalho;

Máquina: relacionado a todos os equipamentos utilizados no processo;

Meio ambiente: relacionada ao ambiente de trabalho como iluminação,temperatura,

ruídos, etc.;

Medida: relacionado à forma como se mede o desempenho do processo ou a forma

como é controlado.

Figura 07 – Diagrama de causa e efeito 6M

Fonte: Ferreira (2012)

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3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

Neste tópico foi feito o enquadramento metodológico da pesquisa, o delineamento do

processo produtivo, onde são demonstradas as condições necessárias para o ínicio da

operação, juntamento com o fluxo de alimentação e produção. O tópico demonstra também os

passos básicos para a resolução do problema.

3.1 TIPO DA PESQUISA

O estudo possui como técnica de pesquisa a documentação indireta que se baseia na

pesquisa documental e bliográfica. Segundo Gil (2010, pg 29), a pesquisa bibliográfica é “[...]

elaborada com base em material já publicado.”. Gil (2010, pg. 31) também diz que a pesquisa

documental é “[...] quando o material consultado é interno à organização [...]”. Pode-se

classificar desta forma o tipo da pesquisa indireta, devido aos relatórios operacionais que

demonstram a crescente evolução de produção e a diminuição do tempo de ciclo da estação

FPG , como também ao referencial teórico que dá embasamento para o estudo.

A outra técnica de pesquisa é a documentação direta que se baseia na pesquisa de

campo exploratória-experimental. Segundo Gil ( 2010, pg. 27), “[...] a pesquisa exploratória

tem como propósito proporcionar maior familiaridade com o problema [...]”. Segundo Gil (

2010, pg. 32), “[...] a pesquisa experimental consiste essencialmente em determinar um objeto

de estudo, selecionar as variáveis capazes de influencia-los e definir as formas de controle e

de observações dos efeitos que a variável produz no objeto.” . Para conseguirmos resolver os

problemas da FPG é necessário o conhecimento de todo o processo da estação e quais as

variáveis que podem influenciar o problema da filtragem.

Desta forma o presente estudo, é uma pesquisa documental e exploratória de campo

onde foi possível observar e coletar os diversos tipos de dados de modo a delinar de forma

clara o problema a ser estudado.

3.2 DELINEAMENTO DA PESQUISA

A pesquisa será baseada na coleta e análise de dados de processo na forma de consulta

a fontes documentais, análise dos databooks do fabricante e planilhas de acompanhamento de

processo realizadas pelos operadores.

O equipamento Filtro Prensa Grande (FPG) possui ciclo de produção, que é composto

de acordo com a figura 08.

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34

Figura 8 – Composição do tempo de ciclo

Fonte: Autoria Própria

O processo em estudo é dividido em etapas.

A figura 9 mostra o FPG nº 5 na fase preparatória para enchimento, nesta etapa todas

as câmaras de filtragem estão vazias esperando o inicio do bombeamento de polpa.

Figura 9 – Processo de fechamento do Filtro Prensa Grande

Fonte: Arquivo Técnico – SGI (2010)

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35

A figura 10 mostra a fase final do processamento, nesta os filtros 1 e 4 entram na fase

de descarregamento, ponto onde as tortas de caulim são retiradas do filtros.

Figura 10 – Processo de abertura do Filtro Prensa Grande

Fonte: Arquivo Técnico – SGI (2010)

3.2.1 Enchimento

No início do ciclo da filtragem, as duas bombas são ligadas simultaneamente,

operando com a vazão máxima para um enchimento rápido do Filtro Prensa.

A bomba Nemo atua como bomba de pré-enchimento, sendo que a pressão deve ser

regulada no manômetro (8 bar), a partir deste momento, a bomba de alta pressão continua

operando até chegar a pressão de 10 bar.

3.2.2 Secagem

Após o desligamento da bomba de alta pressão, é acionado a bomba de diafragma.

Nesta etapa e feita a secagem final da torta de caulim.

3.2.3 Derrubagem

Ao final do processo de secagem e finalizado o ciclo de enchimento, após esta etapa o

filtro é aberto para a derrubagem das tortas.

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36

3.2.4 Condições mínimas necessárias para o ínicio da operação

Figura 11 – Filtro Prensa Grande 5

Fonte: Autoria Própria

3.2.4.1 Nível mínimo no reservatório de alimentação

Para o início da filtragem é preciso que o tanque de alimentação tenha nível suficiente

para liberar a bomba de enchimento e para um ciclo de filtragem completo.

3.2.4.2 Painel de comando do Filtro Prensa e Bomba Nemo energizados

Para o início da filtragem o painel local precisa esta energizado, isto é, ligado

eletricamente.

3.2.4.3 Filtro Prensa fechado

Após o comando iniciar filtragem o sistema envia o comando para o equipamento que

inicia o processo de fechamento das placas. Ao final o sistema retorna a informação de filtros

fechado.

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3.2.4.4 Dispositivo de deslocamento de placas, caso previsto, em posição inicial

Deslocador de placas na posição inicial aguardando encerramento da filtragem para

inicio do descarregamento.

3.2.4.5 Chaves de emergência do Filtro prensa não deverão estar atuadas

Para garantir a segurança do sistema o filtro e dotados com chaves de segurança que

quando atuadas desligam totalmente o equipamento.

3.2.4.6 Válvulas de entrada de caulim e saída de filtrado abertas, demais fechadas

Esta condição garante que o filtro será alimentado após ser dado comando alimentar.

3.2.4.7 Operador

Item que garante a operação do equipamento, este é responsável pela operação e

reportar qualquer problema com o equipamento.

3.2.5 Fluxo de alimentação e produção

Conforme ilustra a figura 12, o fluxo de alimentação dos filtros depende do setor

anterior ao processo de filtragem prensa que é o alvejamento, neste setor são designados dois

tanques para alimentar seis filtros.

A tubulação que leva o produto do alvejamento até os filtros possuem quatro bombas

nas entradas de cada filtro para puxar o produto do tanque e válvulas em cada saída de uma

tubulação, sendo assim possuindo um sistema de possibilidades para o funcionamento dos

filtros.

Os filtros são dispostos a formar três linhas de produção, sendo assim limitando ao

setor a produção em paralelo de somente três produtos distintos. Ao final de cada linha há um

tanque para que o produto dos filtros seja armazenado e encaminhado a fase seguinte.

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Figura 12 – Fluxo de alimentação e produção do FPG

Fonte: Autoria Própria

3.3 METODOLOGIA ADOTADA

A pesquisa foi desenvolvida em nove etapas que foram:

1ª etapa: Compreensão e delimitação do tema;

2ª etapa: Pesquisa bibliográfica sobre o tema;

3ª etapa: Levantamento dos dados para melhor visualização do problema;

4ª etapa: Elaboração do Diagrama de Ishikawa para obtenção das causas do problema;

5ª etapa: Definição das causas fundamentais a partir da análise feita no Diagrama de

Ishikawa;

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39

6ª etapa: Elaboração do plano de ação para combater o problema, em comum acordo

entre os gestores;

7ª etapa: Execução do Plano de ação;

8ª etapa: Acompanhamento diário do processo, para verificar se o plano de ação está

bem sucedido ou se será necessário modificações;

9ª etapa: considerações finais.

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40

4. CENÁRIO DO ESTUDO

Neste tópico apresenta-se a empresa onde foi realizado o estudo, demonstrando suas

filiais, a linha de produtos, o modo como opera a empresa e os processos produtivos

4.1 A EMPRESA

A Imerys é um grupo empresarial de origem francesa que atua nos cinco continentes.

Fornece aditivos para as indústrias de tintas, papel, plástico, oral care e personalcare, entre

outras.

Suas unidades fabris (figura 13), estrategicamente localizadas, produzem anualmente

13 milhões de toneladas de aditivos minerais, em variadas granulometrias e morfologias, de

acordo com a necessidade do mercado ao qual o produto se destina.

Figura 13 – Localização das unidades da Imerys no Brasil

Fonte: Ferreira (2012)

Page 42: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

41

4.2 LINHA DE PRODUTOS

A linha de produtos compreende carbonatos de cálcio naturais e precipitados, caulins

naturais finos e delaminados e caulins calcinados. Todos esses produtos abrangem aplicações

que vão desde fillers para papel quanto pigmento para tintas de revestimento.

4.3 OPERAÇÃO DA EMPRESA

O Grupo Imerys atua em mais de 47 países, em todos os continentes, com cerca de 16

mil colaboradores em todo o mundo. No Pará, opera desde 1996 através da Rio Capim Caulim

(RCC). Em 2010, adquiriu a Pará Pigmentos S.A. (PPSA), que pertencia ao Grupo VALE. As

duas empresas estão situadas no município de Barcarena (com planta e portos) e em Ipixuna

do Pará (minas).

O grande crescimento de mercado impulsionou a Imerys em ampliar a capacidade

produtiva no estado, passando por várias expansões chegando na capacidade instalada

2.000.000 ton/ano. Na última expansão, visando reduzir a quantidade de combustivel a ser

utilizada no processo como forma de otimizar o recurso, optou pela compra 6 filtros modelo

2000 do fabricante Andtriz (figura 11,p. 35). O projeto da nova filtragem contribuiria com a

elevação dos sólidos na redispersão e causaria a redução das atividades nas filtragens antigas.

O beneficiamento do caulim na empresa e feito a úmido, após passar por diversas

etapas o minério chega na filtragem com baixo teor de sólidos ( baixa quantidade de mineiro

em uma suspensão aquosa).

Page 43: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

42

4.4 PROCESSO DE BENEFICIAMENTO

Figura 14 – Processo de extração e beneficiamento do caulim

Fonte: Ferreira (2012)

Até a produção do caulim beneficiado para embarque no porto de Barcarena, a Imerys

RCC desenvolve um conjunto de atividades que se inicia com a lavra do minério, na mina da

empresa, no município de Ipixuna. Entre essas duas etapas extremas, uma sequência de

processos transforma o minério bruto em produtos de alta qualidade para o mercado

internacional.

Para o mercado Norte Americano os produtos são embarcados na forma de polpa

com alto teor de sólidos , enquanto os produtos para carga ( filler ) são vendidos na forma

de lumps (produto em forma de pedaço), enquanto que para o mercado da Europa são

embarcados preferencialmente os produtos secos e granulados . Para o mercado asiático os

embarques são feitos em big bags de 1.000 kg cada de produto seco .

Page 44: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

43

Para melhor compreensão de todos os processos envolvidos na produção do caulim

beneficiado, estão apresentadas, a seguir, as etapas desenvolvidas na área da mina, a função

do mineroduto e as atividades de operação da planta de beneficiamento.

4.4.1 Área da mina em ipixuna no pará

4.4.1.1 Lavra a céu aberto

A remoção do minério da formação geológica, na qual se encontra, é feita utilizando-

se maquinário pesado, retro escavadeira mecânica, pá carregadeira e caminhões, típicos de

lavra mineral, seguindo as práticas modernas de extração e proteção ambiental. Segue figuras

15 e 16 com a vista áerea das lavras utilizadas pela Imerys.

Figura 15 – Vista aérea da mina RCC – Ipixuna – PA

Fonte: Arquivo Técnico – SGI (2011)

Page 45: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

44

Figura 16 – Vista aérea da mina PPSA – Ipixuna – PA

Fonte: Arquivo Técnico – SGI (2011)

4.4.1.2 Dispersão do Minério

Consiste na primeira fase de processamento do caulim. O minério é retomado da pilha

de estocagem e alimentado na dispersão por uma retro-escavadeira. O minério é misturado

com água e agentes dispersantes, em um equipamento denominado blunger (tanque de

agitação intensa). A mistura origina uma polpa, na qual as partículas de areia fina e caulim

estão em suspensão, sendo então bombeada para a estação de desareiamento.

4.4.1.3 Desareiamento na Mina

A polpa de caulim disperso é bombeada para uma bateria de ciclones, operando em

três estágios de classificação granulométrica. O caulim concentra-se no overflow (passagem

por cima), pois tem granulometria mais fina, enquanto que o rejeito arenoso concentra-se na

porção mais grossa que é descartado pelo underflow (passagem por baixo) dos ciclones.

Produto e rejeito seguem para os tanques de produtos desareiados e barragem de rejeitos,

respectivamente. Os rejeitos são caracterizados por areia de granulometria fina os quais são

Page 46: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

45

enviados para dentro da área lavrada. Desse modo, contribuindo para a recuperação e

reflorestamento das áreas mineradadas. Salienta-se que o processo da mina opera em circuito

fechado reutilizando toda a água da bacia de rejeitos, não havendo desse modo qualquer

descarte de efluente industrial na mina. A figura 17 demonstra a área desse processo.

Figura 17 – Vista aérea da planta da PPSA – Ipixuna -PA

Fonte: Arquivo Técnico – SGI (2011)

4.4.1.4 Transporte via Mineroduto

A polpa desareiada, após acondicionamento, é bombeada através de um mineroduto de

160 km de extensão, desde a mina até a planta de beneficiamento em Barcarena. Para evitar o

crescimento de bactérias nos materiais e evitar corrosão do mineroduto é utilizado biocida

glutaraldeido e para a manutenção da viscosidade da polpa é adicionado sulfato de alumínio

antes de iniciar o bombeamento.

Page 47: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

46

4.4.2 Área da planta industrial de beneficiamento

4.4.2.1 Descarga do Mineroduto

A polpa de caulim proveniente da mina, através do mineroduto, é descarregada em

três (tres) grandes tanques de aço, onde é acondicionada para, posteriormente, ser processada

na usina de beneficiamento da planta industrial. Nessa fase, é feita também a diluição do

material para condicionar a polpa à viscosidade e concentração adequadas ao beneficiamento

na planta de beneficiamento. Nesta diluição, é utilizada água recuperada da bacia de

contenção de rejeitos. A figura 18 demonstra a planta de beneficiamento de Caulim

juntamente com a área da bacia

Figura 18 – Vista área da planta da Imerys RCC – Barcarena - PA

Fonte: Arquivo Técnico – SGI 2010

Page 48: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

47

4.4.2.2 Desareiamento na Planta

Essa etapa, desenvolvida na planta industrial, consiste na remoção de minerais que não

foram retirados durante o mesmo processo realizado na área da mina, assim a partir dos

tanques mencionados a polpa de caulim, é bombeada para um conjunto de peneiras .

A parte com maior granulometria, separada nos ciclones, denominada overflow

(retido), é constituída de rejeitos como areia e caulim grosso e são bombeados para as bacias

de contenção. O produto fino (caulim) do peneiramento é bombeado diretamente para os

tanques de processamento.

4.4.2.3 Separação Magnética

Para obtenção de índices elevados de alvura dos produtos, a polpa de caulim é

processada em separadores eletromagnéticos criogênicos (a bobina geradora do campo

magnético é imersa em um banho de hélio líquido a 270 º C negativos) de alta intensidade

para a remoção de partículas como minerais de ferro e titânio de coloração escura. O produto

dessa fase é então bombeado para os tanques de produtos não magnéticos e os rejeitos

capturados nesta fase são removidos com a água reciclada da própria bacia de rejeitos e

seguem para a bacia de contenção de rejeitos. Nas bacias, a parte mais grosseira fica

depositada no fundo e a água com pequena quantidade de caulim, retorna para uso

noprocessos da planta de beneficiamento.

4.4.2.4 Pré Moagem

Para redução da granulometria do produto da separação magnética, a polpa é

introduzida em um conjunto de moinhos de areia, onde o meio moedor e agitação vigorosa

promovem a quebra das partículas agregadas resultando em um produto mais fino,

possibilitando uma maior recuperação do bem mineral nas etapas de centrifugação.

4.4.2.5 Centrifugação

A etapa de centrifugação tem por objetivo principal a separação do produto na faixa

granulométrica desejada. As centrífugas de alta rotação são responsáveis pela adequação

granulométrica final dos produtos. Nas centrífugas, a polpa de caulim é submetida a uma

Page 49: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

48

força de cerca de três vezes a da gravidade, o que resulta na separação entre produtos finos e

grossos. Os produtos mais finos são conduzidos diretamente para o alvejamento químico,

enquanto que os materiais mais grosseiros são enviados para tanques onde serão utilizados na

produção de outros produtos.

4.4.2.6 Delaminação

Nessa etapa, os materiais de maior granulometria (fração grossa) provenientes da

centrifugação, são misturados (blendados) ao produto da pré-moagem e encaminhados a

delaminadores, onde, novamente, o meio moedor e uma intensa força de atrição reduzem o

tamanho granulométrico do caulim, separando aglomerados em partículas individuais. Os

produtos delaminados são então reconduzidos novamente para as centrífugas para a devida

adequação da granulometria do caulim às especificações de cada produto.

4.4.2.7 Alvejamento e Floculação

A elevação dos índices de brancura (alvura) do caulim é concluída com a redução, via

reação química, dos compostos de ferro e titânio ainda presentes no minério e

condicionamento do material para a filtragem.

4.4.2.8 Filtragem

Nesta fase ocorre a retirada da água com os contaminantes solubilizados na fase

anterior alvejamento, o processo corre em dois tipos de equipamentos conforme abaixo.

Filtro tambor a vácuo: Neste filtro a polpa de caulim e bombeada para um tambor

rotativo o qual utiliza vácuo para filtrar, neste equipamento a torta formada não sofre ação de

pressão e desta forma tem menos sólidos contido. A umidade final da torta após a passagem

pela filtragem sob pressão é de 35 a 45 %.

Filtragem prensa: Neste filtro a polpa de caulim e bombeada para dentro de câmaras

de filtragem e nestas câmaras a polpa sobre pressão de modo a expulsar toda agua contida em

seu interior gerando assim uma torta com baixos teores de água, com umidade final da torta

entre 40- 50% de umidade.

Page 50: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

49

4.4.2.9 Redispersão

A redispersão consiste na transformação das tortas de caulim produzidas na fase

anterior em uma nova suspensão, possibilitando a evaporação. O processo é feito com a

adição, às tortas de caulim, de agentes dispersantes, em equipamentos redispersores, de

intensa agitação mecânica, que colocam novamente as partículas de caulim em suspensão

transformando a torta em uma polpa líquida contendo alto teor de sólidos.

4.4.3 Etapas finais do processo de produção /Consumo de Óleo BPF

4.4.3.1 Evaporação

O processo de evaporação tem por objetivo diminuir o teor de umidade da polpa

redispersa para níveis de 30 - 35 %. O sistema de evaporação é composto por um vaso

cilíndrico, termo compressor e conjunto de trocadores de calor tipo placas e de uma caldeira

flamo-tubular, que utiliza óleo BPF (baixo ponto de fulgo), como combustível. O vapor

gerado pela caldeira alimenta um trocador de calor vapor/polpa, que promove o aquecimento

da polpa até a temperatura de ebulição da água. A polpa aquecida alimenta na seqüência o

evaporador, onde através do sistema de vácuo retira-se o vapor gerado na evaporação

passando–o por condensadores. O líquido condensado, resultante do processo de evaporação

da polpa é reutilizado em determinadas etapas do processo de beneficiamento de caulim.

A polpa concentrada é então estocada em tanques com capacidade média de 5.000 ton

cada e embarcada desta forma, ou para alimentação do processo de secagem.

O consumo de Óleo BPF nos evaporadores pode variar de 6 a 8 kg de óleo BPF / ton

de polpa evaporada dependendo do tipo de produto, umidade de alimentação e a umidade

final especificada para a polpa. A figura 19 mostra a área portuária da Empresa.

Page 51: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

50

Figura 19 – Vista aérea do porto da IRCC e PPSA – Barcarena – PA

Fonte: Arquivo Técnico – SGI (2011)

4.4.3.2 Spray Dryer

Nesta etapa a umidade do caulim deve ser reduzida de cerca de 30-35 % para cerca de

5%. Durante o processo de secagem, a polpa de caulim previamente evaporada é bombeada

para secadores tipo “spray dryer” fabricados pela NIRO, onde passa por disco rotativo de alta

velocidade (atomizador) onde são formadas pequenas gotículas (spray) que caem dentro da

câmara de secagem onde em contra corrente com ar previamente aquecido a 350 - 400º C

permitem a evaporação da água. O ar quente utilizado no secador é gerado a partir de um

trocador de calor tipo gás/ar. O gás quente responsável pelo aquecimento do ar de secagem é

obtido pela queima de combustível (BPF-1A) em uma fornalha revestida com tijolos

refratários

O caulim seco é então enviado para oito silos de estocagem, com capacidade unitária

de 5.000 toneladas. Dos silos, o caulim é retomado por transportadores de correia e

embarcado nos navios no porto privativo da IRCC. O caulim também pode ser embarcado em

big bags de 1.000 kg. O consumo de óleo BPF nos secadores situa-se na faixa de 36 – 40 kg

/ton de pó produzida.

Page 52: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

51

4.4.3.3 Necessidade do uso de Óleo BPF

O óleo BPF é um insumo imprescindível nos processos de evaporação e secagem dos

produtos, tendo em vista estes serem comercializados na forma líquida, com alta concentração

de sólidos em suspensão (denominada polpa), e também na forma de granel seco.

4.4.3.4 Granulação

Processo desenvolvido pela Imerys, que consiste na mistura de produto evaporado

com produto seco em tambor rotativo formando pequenas pelotas com umidade de cerca de

18 %, de onde são enviadas para estocagem em baias com capacidade de 5.000 ton cada.

4.4.3.5 Tube Press

Utilizado para a produção de caulins tipo carga (filler), cujo processo consiste na

filtragem de caulim floculado em filtros na forma de tubos, onde por prensagem em alta

pressão é formada uma “torta” com aproximadamente 18 % de umidade. A descarga dessas

tortas é feita por um dispositivo de ar comprimido que causa a fragmentação da torta formada

em pequenos pedaços (lumps) os quais seguem para estocagem em armazém (baias). Por ser

produzido com elevado grau de segurança estes produtos não necessitam de quaisquer outros

equipamentos de secagem.

Page 53: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

52

5. ESTUDO DE CASO

Em 2005 durante os estudos para a expansão final da planta de Barcarena, a empresa

Imerys na busca de uma melhor solução energética se deparou com duas questões. A de usar

equipamento com resultado final de menor sólidos e investir na compra de dois evaporadores

(crescimento no consumo de combustível) ou usar equipamentos que geram de maior sólidos

e comprar apenas um evaporador?

A descisão tomada foi a segunda, de comprar equipamentos de alto rendimento que

geram mais sólidos. Então foi gerado um projeto para está compra do filtro. Cada filtro

produziria a uma taxa de 12 toneladas hora e sólidos do produto entre 64 a 68%.

Durante a fase inicial da pesquisa de campo e entrevista com os gestores da unidade

foi identificado que a área não havia ainda atingido a sua capacidade de projeto. Nas figuras

20, 21 e 22 estão os gráficos com os dados coletados de tempo de ciclo, produção e

produtividade.

Figura 20 – Dados do tempo de ciclo anterior ao plano de ação

Fonte: Autoria Própria

Page 54: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

53

Figura 21 – Dados da produção anterior ao plano de ação

Fonte: Autoria Própria

Figura 22 – Dados da produtividade anterior ao plano de ação

Fonte: Autoria Própria

Como base na coleta de dados históricos surgiu a pergunta, qual a causa para a baixa

produtividade e alto tempo de ciclos? Seguindo a metodologia do PDCA foram realizadas

varias reuniões para alinhar o programa e para construir o Diagrama de Ishikawa. Segue as

reuniões realizadas e o que foi tratado:

Page 55: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

54

1ª Reunião – Apresentação: para compor a equipe de trabalho, foram convidados

pessoas de várias áreas da companhia (elétrica, mecânica, instrumentação e operadores

de turno), com objetivo de formar uma equipe multidisciplinar e que tenha

conhecimento para avaliar os dados e problemas. Nesta reunião apresentu-se a

ferramenta e quais os critérios para as próximas reuniões. Na primeira reunião definiu-

se a meta a ser alcançada, baseado na média histórica e projeto, a métrica usada

considerou um valor entre o projeto original e a média, buscando um valor desafiador

e também factível.

2ª Reunião – Compreensão e elaboração do diagrama de Ishikawa: Foi explicada nesta

reunião o que é o Diagrama de Ishikawa e seu objetivo. Para elaboração do Diagrama

foram levantados em todos os M’s do diagrama (citados anteriormente no

embasamento teórico) as possíveis causas das perdas de tempos e baixa produtividade,

avaliando o impacto de cada item no volume total de perdas. A figura 23 representa o

Diagrama criado na segunda reunião.

Page 56: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

55

Figura 23 – Diagrama de Ishikawa elaborado na 2ª reunião

Falta de peças

Bomba de alimentação Produção rotação

Dosagem de poly nos blunger.

panos Falta de regulagem valvulas de retenção alto ciclo de filtragem

Sensor

bomba lavador pressostado bomba diagragma Alto tempo de lavagem

Baixa Pressão bombas de alimentação

Alto tempo deslocamento de placas

cortador de torta falta de supervisorio

pH polpa de alimentação baixa capacidade blunger Automação

pessoal DPR não treinado

horímetro

Instrução operacional

Pessoal DMN

Não treinado

Água de lavagem de piso

sobre blunger

MATÉRIA-PRIMA MÁQUINA MEDIDA

FALHAS OPERACIONAIS

FILTROS

PRENSA GRANDE

montagem panos filtro

MEIO AMBIENTE MÃO-DE-OBRA MÉTODO

Autor: Autoria Própria

3ª Reunião – Definição das causas fundamentais e elaboração do plano de ação: A

ferramenta busca limitar as áreas de atuação para a resolução do problema. Desta

forma, buscou-se limitar os pontos de maior impacto na perda de tempos para então

definiu-se um planto de ação. A figura 24 representa o diagrama final e a tabela 05

representa as causas fundamentais encontradas.

Page 57: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

56

Figura 24 – Diagrama de Ishikawa final

Autor: Autoria Própria

Tabela 05 – Definição das causas fundamentais

1

2

3

4

5

6

7

Faltas de peças no almoxarifado

Dificuldade de re-polpa produto

DEFINIÇÃO DAS CAUSAS FUNDAMENTAIS

Falhas operacionais

Falhas de manutenção

Baixo conhecimento da atividade pelo DPR

Baixo conhecimento da atividade pelo DMN

Quebra dos equipamentos

Autor: Autoria Própria

Conforme a Tabela 05, foram listadas sete causas fundamentais a serem tratadas. Foi

observado que os itens 1 e 2 tem relação direta com os itens 3 e 4, pois os erros observados no

trabalho ocorriam pelo baixo conhecimento das atividades pelo DPR ( departamento de

produção) e DMN (departamento de manutenção).

A quebra do equipamento pode ter relação com o fornecedor do equipamento, pois

muitas partes móveis não estão suportanto a operação, já a falta de peças no almoxarifado

ocorreu devido a dificuldades de importação de alguns itens importantes para a manutenção

do equipamento.

Page 58: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

57

Para abordar os itens anteriores mencionados foi criado um plano de ação para

executar as correções de cada item. A tabela 06 representa o plano de ação criado para

resolver os problemas.

Tabela 06 – Plano de ação

O QUE? QUEM? ONDE? QUANDO? COMO? PORQUE?

TREINAMENTO MELHORIA DE

PRODUÇÃO

NEILTON/

WAGNERFPG

JUN/JUL/

AGO

DEMONSTRAR PRATICA SEGURA

PARA A OPERAÇÃO

REDUZIR QUEBRAS DOS

EQUIPAMENTOS

TREINAMENTO SEGURANÇA NA

OPERAÇÃO

NEILTON/

WAGNERFPG

JUN/JUL/

AGO

DEMONSTRAR PRATICA SEGURA

PARA A OPERAÇÃO

DIMINUIR RISCOS DE

ACIDENTES

TREINAMENTO LAVAGEM DE

FILTROS

NEILTON/

WAGNERFPG

JUN/JUL/

AGO

DEMONSTRAR FORMA CORRETA DE

LAVAGEM

DIMINUIR TEMPO DE

LAVAGEM E TROCA

INSTALAR MONITORES DE

FILTROSRUDNEI FPG AGOSTO INSTALAR

MELHORAR A CONDIÇÃO

DE OPERAÇÃO

TREINAMENTO MECÃNICOS

PARA TRABALHO NOS FILTROS

PAULO

WANDERLE

Y

DMN JUL/AGOTRAZER PESSOAL DA ANDRITZ PARA

DAR TREINAMENTO

MELHORAR

CONHECIMENTO PESSOAL

IMERYS

RODAR TESTE DE PERFORNACE

DOS FILTROS

NEILTON/

LUCIANADPR JUL/AGO

RODAR TESTE AFIM DE AVALIAR

QUAL A MELHOR CONDIÇÃO DE

OPERAÇÃO

DEFINIR QUAL MELHOR

CONDIÇÃO DE OPERAÇÃO

TESTE NOVO TECIDO

NACIONAIS E IMPORTADOS

NEILTON/

LUCIANADPR

JUN/JUL/

AGO

TRAZER NOVAS TECNOLOGIAS PARA

APLICAR NA PLANTAAUMENTAR VIDA ÚTIL

APERFEIÇOAR MECÂNICA DE

TURNO PARA SERVIÇOS NOS

FPG

PAULO

WANDERLE

Y

DMN AGO/SETTRAZER PESSOAL DA ANDRITZ PARA

DAR TREINAMENTO

MELHORAR

CONHECIMENTO PESSOAL

IMERYS

PLANO DE AÇÃO

Autor: Autoria Própria

5.1 EXECUÇÃO DO PLANO DE AÇÃO

O plano de ação foi executado respeitanto o período preestabelecido no plano de ação.

5.1.1 Treinamento de melhoria da produção

Foi criado um novo procedimento adequando a nova realidade da área, com índices de

monitoramento do processo, novo sistema de amostragem e novo procedimento de partida.

Para observação do efeito que o treinamento trouxe, segue gráfico de participação. Segue

anexo A, o documento com as assinaturas dos funcionários que participaram do treinemaento.

A figura 25 representa a relação dos funcionários previstos e os que poderam comparecer no

treinamento.

Page 59: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

58

Figura 25 – Treinamento de melhoria da produção

Autor: Autoria Própria

5.1.2 Treinamento de segurança no processo

Foram incrementados novos itens de segurança para prevenir acidentes, juntamente

com novos procedimentos para paradas operacionais, com mais segurança. Segue gráfico de

presença do treinamento. Segue anexo B, o documento com as assinaturas dos funcionários

que participaram do treinemaento. A figura 26 representa a relação dos funcionários previstos

e os que poderam comparecer no treinamento.

Page 60: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

59

Figura 26 – Treinamento de segurança no processo

Autor: Autoria Própria

5.1.3 Treinamento de lavagem dos panos

O treinamento visou a melhoria do procedimento de lavagem e de montagem dos

panos. Segue gráfico dos funcionários presentes no mesmo. Segue anexo C, o documento com

as assinaturas dos funcionários que participaram do treinemaento. A figura 27 representa a

relação dos funcionários previstos e os que poderam comparecer no treinamento.

Page 61: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

60

Figura 27 – Treinamento de lavagem dos panos

Autor: Autoria Própria

5.1.4 Instalação dos monitores dos filtros

A instalação dos monitores foi necessária para que o operador fique mais tempo na

área de produção, do que na sala de controle, onde o mesmo pode observar com maior

visibilidade de possíveis problemas de manutenção e operacionais. A figura 28 representa um

dos monitores instalados na área de FPG.

Figura 28 – Monitores dos filtros

Autor: Autoria Própria

Page 62: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

61

5.1.5 Treinamento dos mecânicos para serviço nos filtros

O Treinamento foi ministrado pela fabricante do filtro: Andritz, para diminuir

problemas com o deslocador das placas que pode reduzir o tempo de ciclo. A figura 29

representa a relação dos funcionários previstos e os que poderam comparecer no treinamento.

Figura 29 – Treinamentos dos mecânicos para serviço nos filtros

Autor: Autoria Própria

5.1.6 Teste com novos tecidos nacionais e importados

Foram realizados testes com novos tecidos para buscar o aumento de sólido no

produto, e para isso foram procurados tecidos de duas novas empresas.

A Empresa 01 disponibilizou o lote #69.550 que continha cinco unidades de tecido AS

101CA, que apresentou algumas inconfomidades quanto ao tamanho, mas que poderiam ser

ajustadas pelo fabricante. No dia 30/07/13 começaram os testes no filtro, e no quinto ciclo

foram retiradas amostras das tortas geradas pelo pano, e verificou-se que a mesma apresentou-

se seca e grossa. É importante ressaltar que o tecido não apresentou vazamento de Caulim.

Segue Anexo D o Relatório Técnico realizado no tecido AS-101CA

Já a Empresa 02 disponibilizou o lote 0328/13-i que continha três unidades de tecido

GK-04, onde o desenho do pano estava de acordo com as medidas exigidas pela placa. No dia

20/07/13 começaram os testes no filtro, e no quinto ciclo foram retiradas amostras com uma

umidade elevada em comparação com o lote da Empresa 01. E o pano apresentou vazamento,

Page 63: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

62

o que ocasiona perda de produção por problema operacional. Segue Anexo E, o Relatório

Técnico realizado no tecido GK-4.

O resultado para o teste de tecidos mostrou alto potencial para a substituição do tecido

hoje existente, pelo modelo AS 101CA. Desta forma recomendamos a compra de um jogo

com 120 peças para um teste em escala industrial e validação final de desempenho.

Page 64: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

63

6. RESULTADOS E DISCUSSÕES

O projeto foi baseado em observações do processo da Imerys, onde foi deparado com

a baixa produtividade da estação FPG em relação ao projeto de expansão.

Com base nas ferramentas que suportam o PDCA chega-se nas principais causas de

falhas e a partir dessas elabora-se e executa-se o plano de ação na busca das melhorias.

O plano de ação proposto buscou melhorar as condições anteriores de produção e de

segurança, para o aumento da produtividade e do tempo de ciclo. Com o esforço de todos os

funcionários envolvidos conseguiu-se demonstrar os resultados nas figuras 30, 31 e 32.

Figura 30 – Dados tempo de ciclo após o plano de ação

Autor: Autoria Própria

Pode-se observar que no período de janeiro a maio, anterior ao início do plano de ação

obteve-se uma média do tempo de ciclo entorno de 61,68 minutos, bem acima da meta

estipulada, nos meses que se sucederam obtevi-se uma média de 49,48 minutos, superando

meta e chegando ao que foi estipulado no projeto de instalação.

Page 65: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

64

Figura 31 – Dados da produção após o plano de ação

Autor: Autoria Própria

No período anterior ao plano de ação obteve-se uma produção média de 31.036

toneladas/ mês, no período do plano de ação a produção foi 33,09 % (13.234 toneladas)

menor que o estipulado como meta. Isso ocorreu devido opção da empresa em parar um filtro

para manutenção preventiva e para troca de placas.

Figura 32 – Dados de produtividade após o plano de ação

Autor: Autoria Própria

Nos dados de produtividade que foram coletados antes da execução do plano de ação

pode-se observar que a taxa média de produtividade ficou em 53,00 toneladas/hora. No

período de execução do plano de ação, obtevi-se um aumento de 4,5% acima do esperado, o

que significou 62,70 toneladas por hora.

Page 66: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

65

A recomendação para o teste em escala industrial para o tecido AS101CA mostrou

bom resultados. Pois este tecido tem em sua formação polipropileno, material que torna o

pano de filtragem mais liso, dando a este maior facilidade para o descarregamento da torta e

melhorando assim o tempo de ciclo do equipamento. Outros ganho por conta desta

substituição foi o aumento da vida útil do tecido passando de três para três meses e meio de

vida.

6.1 OUTROS GANHOS

Com o crescimento da taxa de produção horária no processo de filtragem e o aumento

de sólido da mesma, ocorreram outros ganhos. Na estação seguinte os equipamentos

trabalham para retirar água do processo, e o ganho de sólido na filtragem gerou a redução do

volume de água com o efeito na queda do consumo de óleo por tonelada produzida. Segue a

figura 33 que demonstra a relação entre o consumo de óleo BPF e o aumento do sólido.

Figura 33 – Relação do consumo de BPF e o aumento de sólido

Autor: Autoria Própria

A linha de produção do FPG opera com DG (um dos produtos gerados pelo

beneficiamento do Caulim), nesta linha de produção passamos a ter maior rendimento e

redução do consumo de óleo combustível. Desta forma, quanto melhor for o rendimento

Page 67: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

66

nestes filtros melhor será o resultado final dos sólidos e melhor será o rendimento nos

evaporadores.

Na Figura 33 podemos percerber que a média do consumo de Janeiro á Maio foi de

20,7 kg por tonelada, nos meses seguintes, Junho à Outubro foi de 19,27 kg por tonelada, o

que demonstra a redução do consumo.

Para que ocorra a evaporação é preciso acrescentar energia ao produto, para gerar a

energia necessária é queimado óleo combustível, esta energia é baseada na quantidade total de

energia para se evaporar 1 grama de H2O. Segue fórmula em que o processo se baseia.

Energia Total = Energia Sensível + Energia Latente;

Energia Sensível = Massa de água * Calor Sensível água * (Tf – Ti);

Energia Latente = Massa de água * Calor Latente água.

Dados:

Ti = 30ºC;

Tf = 100º C;

Calor Latente água = 540 kcal;

Calor Sensível água = 1 kcal;

1 Kg de óleo = 10.144 Kcal.

Segue abaixo tabela 7 com exemplo de como chegamos aos valores de custo disponibilizados

na figura seguinte.

Tabela 7 – Comparativo consumo antes e após crescimento de sólidos

DG grade Atual futuro DG grade Atual futuro

production 33.055 33.055 production 30.859 30.859

%Solids 56,7 68,0 %Solids 58,7 68,0

Total H2O Mês (t) Total H2O Mês (t)

1 1

540 540

100 100

30 30

679587,07 502033,74

5242528,846 3872831,704

5922115918 4374865443

583.804,80 431.276,17

659.699,43 487.342,07

Temperatura inicial

Energia sensível

Energia latente

Energia total Kcal

Consumo óleo (Kg)

Custo em óleo (R$)

out/13

Condição inicial

7.172

Calor específico sensível da água

Calor específico latente da água

Temperatura final

Temperatura inicial

Energia sensível

Energia latente

Energia total Kcal

Consumo óleo (Kg)

Custo em óleo (R$)

jan/13

Condição inicial

9.708

Calor específico sensível da água

Calor específico latente da água

Temperatura final

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67

Autor: Autoria Própria

Com as fórmulas conseguimos o custo com óleo BPF durante o ano de 2013. Segue

abaixo a figura 34 que demonstra os dados de custo com Óleo BPF em Reais no ano de 2013.

Figura 34 – Custo de BPF em Reais

Autor: Autoria Própria

Com o resultado podemos observar significativa queda do custo médio de oléo dos

meses em que o nosso estudo foi realizado em relação à média dos meses anteriores. A

diminuição do custo médio está 23,17 % menor que o anterior, o que significa redução de R$

30.798,12 reais mensais ou R$ 153.990,54 no período.

Page 69: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

68

7. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Diante da aplicação descrita e analisada neste trabalho, observou-se a importância da

ferramenta do Diagrama de Causa e Efeito para a identificação de problemas e o do Ciclo de

PDCA para desenvolver soluções eficientes e eficazes.

Porém, quando se trata de problemas reais e não de uma situação proposta por uma

literatura, nem sempre é simples chegar a uma única causa. Isto pode ser agravado pelo

tamanho da empresa e número de variáveis associados ao problema, dificultando assim a

identificação das causas.

Uma vez identificadas as causas, torna-se muitas vezes difícil de definir uma ação que

uma vez implantada elimine os problemas. Por isso, é essencial que a utilização de

ferramentas que passem a ser encaradas como de grande auxílio para a solução de falhas. O

uso contínuo transforma o método em uma rotina de solução de problemas. Desta forma,

pode-se garantir a qualidade do produto ou dos serviços prestados.

A aplicação dos métodos foi totalmente satisfatória, pois o objetivo do trabalho foi

alcançado com a melhoria de produção e ganhos nos tempos de processo. Como a

metodologia utilizada é conhecida pela parte gerencial e técnica da empresa a disseminação

para os operadores foi facilitada trazendo assim ganhos e reduzindo a dificuldade em relação

ao levantamento dos dados, outro ponto facilitador foi o banco de dados no sistema que a

unidade possui o que tornou fácil a obtenção das informações.

A sugestão para futuros trabalhos nesta mesma linha, é que se torna fundamental o

conhecimento profundo das áreas analisadas, para que possa ter um bom domínio e êxito na

execução de cada tarefa. Tornar-se-ia muito mais profundo se analisasse também o segundo

motivo das causas mais frequentes das horas paradas na área do Filtro Prensa Grande.

O trabalho realizado tornou-se referencia para o grupo que a empresa faz parte, de

boas práticas que podem ser acompanhadas por outras companhias e setores internos, o

aprendizado conquistado no projeto passará a ser usado em outras fases da produção,

buscando identificar os gargalho e pontos de melhorias. A mão de obra utilizada para

implementação será toda a equipe da planta (supervisores, operadores e engenheiros), pois

estes foram treinados na ferramenta e a estes caberá a aplicação e acompanhamento do

processo.

Outro fator que agregou valor ao trabalho, foi a união dos setores de Produção e

manutenção na elaboração e execução do trabalho, pois essas áreas normalmente trabalham

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isoladamente, mas para a realização do trabalho os setores trabalharam em conjunto, o que

ficou muito mais equilibrado em informações e atividades afins.

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70

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Page 73: Melhoria contínua de processo e qualidade nas operações utilização do ciclo de pdca em uma empresa de mineração

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ANEXO A – TREINAMENTO DE MELHORIA DA PRODUÇÃO

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ANEXO B – TREINAMENTO DE SEGURANÇA NO PROCESSO

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ANEXO C – TREINAMENTO DE LAVAGEM DOS PANOS

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ANEXO D – RELATÓRIO TÉCNICO DO TECIDO DA EMPRESA 01

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ANEXO E – RELATÓRIO TÉCNICO DO TECIDO DA EMPRESA 02

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ANEXO F – AUTORIZAÇÃO DA EMPRESA