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MODELAGEM DE CENÁRIO PARA AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA DO PAINEL DE MADEIRA MDF UTILIZANDO O SOFTWARE UMBERTO® Cassiano Moro Piekarski (UTFPR-PG) [email protected] Leila Mendes da Luz (UFSC) [email protected] Antonio Carlos de Francisco (UTFPR-PG) [email protected] Joao Luiz Kovaleski (UTFPR-PG) [email protected] Lidiana Zocche (UTFPR-PG) [email protected] Este trabalho objetivou implementar o cenário do sistema produtivo do painel de madeira tipo MDF, utilizando o software Umberto® para realizar a modelagem. O trabalho possibilita e é facilitador de estudos subsequentes do ciclo de vida dos painéis MDF. O artigo aborda um referencial teórico da ACV, do software Umberto® e de painéis MDF. Os dados foram coletados através de questionários e entrevistas com gestores e supervisores em uma indústria fabricante do painel MDF, localizada na região sul do Brasil, que destaca-se pela sua representatividade nacional. No desenvolvimento do trabalho foram mapeadas e descritas cada etapa do sistema produtivo do MDF, realizou-se a tabulação dos materiais de entradas e saídas para cada processo elementar e criou-se a modelagem de cenário do sistema produtivo no software Umberto® com vista à estudos do ciclo de vida do produto. Concluiu-se que a aplicação deste estudo contribui em caráter científico e prático, gerando benefícios nas três esferas do desenvolvimento sustentável: resultados ambientais, sociais e econômicos. Palavras-chaves: ACV, MDF, sotware Umberto, sustentabilidade XXXII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Desenvolvimento Sustentável e Responsabilidade Social: As Contribuições da Engenharia de Produção Bento Gonçalves, RS, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2012.

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MODELAGEM DE CENÁRIO PARA

AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA DO

PAINEL DE MADEIRA MDF

UTILIZANDO O SOFTWARE

UMBERTO®

Cassiano Moro Piekarski (UTFPR-PG)

[email protected]

Leila Mendes da Luz (UFSC)

[email protected]

Antonio Carlos de Francisco (UTFPR-PG)

[email protected]

Joao Luiz Kovaleski (UTFPR-PG)

[email protected]

Lidiana Zocche (UTFPR-PG)

[email protected]

Este trabalho objetivou implementar o cenário do sistema produtivo do

painel de madeira tipo MDF, utilizando o software Umberto® para

realizar a modelagem. O trabalho possibilita e é facilitador de estudos

subsequentes do ciclo de vida dos painéis MDF. O artigo aborda um

referencial teórico da ACV, do software Umberto® e de painéis MDF.

Os dados foram coletados através de questionários e entrevistas com

gestores e supervisores em uma indústria fabricante do painel MDF,

localizada na região sul do Brasil, que destaca-se pela sua

representatividade nacional. No desenvolvimento do trabalho foram

mapeadas e descritas cada etapa do sistema produtivo do MDF,

realizou-se a tabulação dos materiais de entradas e saídas para cada

processo elementar e criou-se a modelagem de cenário do sistema

produtivo no software Umberto® com vista à estudos do ciclo de vida

do produto. Concluiu-se que a aplicação deste estudo contribui em

caráter científico e prático, gerando benefícios nas três esferas do

desenvolvimento sustentável: resultados ambientais, sociais e

econômicos.

Palavras-chaves: ACV, MDF, sotware Umberto, sustentabilidade

XXXII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Desenvolvimento Sustentável e Responsabilidade Social: As Contribuições da Engenharia de Produção

Bento Gonçalves, RS, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2012.

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1. Introdução

Estudos sobre desempenho ambiental e ciclos de vida de produtos revelam que as empresas

estão, cada vez mais, tratando e valorizando informações ambientais em suas operações

através do uso de metodologias orientadas à sustentabilidade, em especial a Avaliação do

Ciclo de Vida (ACV).

ACV é, de maneira geral, uma ferramenta inovadora para as indústrias. Segundo Rozenfeld e

Forcellini (2009) e Damasceno et al (2011), a operacionalização do sistema produtivo aliado

as inovações que visem atender as dimensões da sustentabilidade são consideradas tendências

iminentes para organizações que pretendem manterem-se competitivas e consolidando bons

resultados. Sobre este aspecto, Luz (2011) afirma que a utilização da ACV pode resultar em

inovações na indústria e consequentemente na melhoria da competitividade.

Especificamente no setor interno de painéis de madeira para móveis e arquitetura de

interiores, não existem relatos e estudo científicos sobre a ACV do painel MDF (Medium

Density Fiberboard). A ACV mostra-se como uma prática ainda inexiste ou incipiente no

setor de fabricação de MDF no Brasil. As estratégias de sustentabilidade do setor incidem

principalmente na garantia da manutenção da integridade do ecossistema e no compromisso

com as comunidades onde atuam (ABIPA, 2012).

Neste contexto, este trabalho tem como objetivo implementar o cenário do sistema produtivo

do painel de madeira tipo MDF, utilizando o software Umberto® para realizar a modelagem.

Este trabalho possibilita e é facilitador de estudos subsequentes do ciclo de vida dos painéis

MDF. O artigo aborda um referencial teórico da ACV, do software Umberto®, e de painéis

MDF, descreve as etapas do sistema produtivo do MDF, realiza a tabulação dos materiais de

entradas e saídas para cada processo elementar e cria a modelagem de cenário do sistema

produtivo no software Umberto® com vista à estudos do ciclo de vida do MDF.

2. Referencial Teórico

2.1. Avaliação do Ciclo de Vida

Os primeiros estudos envolvendo o ciclo de vida de produtos surgiram entre 1960 e 1970,

com abordagens relacionadas aos impactos ambientais de produtos. O período entre as

décadas de 1970 e 1990 foi marcado pela concepção da ACV, com amplas divergências no

uso de metodologias, terminologias e resultados. A década entre 1990 a 2000 foi apontada

como a década da normatização, onde estudos mundiais possibilitaram a criação da norma

ISO da metodologia ACV, com consequente incremento de estudos publicações, conferências

e congressos. A partir do ano 2000, a ACV é marcada pelo período de elaboração, com

aumento da atenção na ACV em diversos programas e projetos globais (GUINÉE et al, 2011).

A atual metodologia regente para a ACV é normatizada pela ISO 14040 (ABNT, 2009). A

metodologia engloba quatro diferentes fases, são elas: definição de objetivo e escopo, análise

de inventário, avaliação de impacto e interpretação.

A fase de definição de objetivo e escopo define o propósito do estudo, as dimensões do estudo

e decisões sobre a unidade funcional e os limites do sistema. A Análise de Inventário envolve

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todo o levantamento, a coleta e a análise dos dados necessários para a ACV. Na fase de

avaliação de impacto, os dados gerados na fase anterior são associados a impactos ambientais

específicos, examinados e simplificados de forma que estes impactos possam ser analisados.

Por fim, a última fase da estrutura da avaliação do ciclo de vida, compreende a interpretação

dos resultados de acordo com os objetivos traçados na primeira fase do estudo (LUZ, 2011).

A ACV é uma metodologia que permite avaliar os aspectos ambientais e os impactos

potenciais existentes durante todo o ciclo de vida de um produto ou de um serviço. A

avaliação dá-se por meio do levantamento e da compilação de entradas e saídas significativas

de um sistema, da avaliação dos impactos potenciais associados a essas entradas e saídas e de

interpretação dos resultados das fases de levantamento e avaliação, em relação aos objetivos

traçados em um estudo (ABNT, 2009).

Os dados provindos da utilização da ferramenta podem ser usados para mensurar o

desempenho ambiental do produto; auxiliar na obtenção e retenção de normas, diretrizes e

políticas “verdes”; envolver e auxiliar as organizações com assuntos como sustentabilidade,

aquecimento global, mudanças climáticas, sequestro de carbono, mercado e impostos de

carbono, uso de biocombustíveis, construções “verdes”; e ainda comparar produtos através

dos indicadores de impactos na saúde humana, ambiental e na utilização de recursos

(GUINÉE, et al. 2001; WILSON, 2010).

2.2. O Software Umberto®

Muitos são os softwares existentes no mercado que auxiliam e são utilizados como ferramenta

para a ACV. Zoldan (2008) afirma que uma dificuldade nos estudos de ACV é a grande

quantidade de dados envolvidos no processamento da análise. A utilização de um software

para o estudo ACV garante maior confiabilidade e facilidade ao decorrer do estudo.

Uma pesquisa realizada por Andrade (2005) envolvendo cinco softwares de ACV –

Umberto®, SimaPro, GaBi, TEAM e Gemis - revelou o Umberto® com a melhor avaliação

geral. Os critérios envolvidos no estudo foram: facilidades e funcionalidade de interface;

abrangência e qualidade do banco de dados; segurança; licenças; importação/exportação de

dados; suporte; hardware mínimo necessário; flexibilidade da plataforma; apresentação dos

resultados e interconectividade.

Além do software Umberto® apresentar-se com melhor avaliação nos critérios da pesquisa,

ele possui em sua criação um caráter científico, já que foi desenvolvido pelo IfEU (Instituto

de Pesquisa Ambiental e Energética de Heidelberg) e pelo IfU (Instituto de Informática

Ambiental da Universidade de Hamburgo), da Alemanha (SARAIVA et al, 2007).

A operacionalização do Umberto® é baseada na elaboração de redes de fluxo com base em

redes de Petri, possuindo como princípios básicos três tipos de componentes: transições,

lugares e setas/fluxos (Figura 1) (NUNES et al, 2010).

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Figura 1: Representação de componentes de rede do Umberto®

Os lugares (places) são representados por um círculo, eles podem ser categorizados em

lugares de entradas (inputs), lugares de saída (outputs), lugares de entrada e saída

(inputs/outputs) e lugares de conexões (connection). Nos locais não ocorrem transformações

de materiais, são apenas locais onde são alocados os insumos e rejeitos do processo analisado.

Nos lugares de conexões a quantidade de material que chega é igual à quantidade que sai, não

podendo realizar nenhum tipo de armazenamento. Os processos de transformação ocorrem

nas chamadas “transições”, locais representadas por um quadrado. As setas formam a rede e

definem fluxos através da conexão entre os “lugares” e as “transições” (NUNES et al, 2010;

MONDARDO e FRANK, 2000).

A proposta do software Umberto é beneficiar os usuários, especialmente empresas, através de

eficiência, economia e sucesso. A eficiência promove o sucesso, com o software é possível

descobrir o potencial de retenção de gastos da empresa, otimizar as receitas, os recursos e o

equilíbrio ecológico (IFU HAMBURG GMBH, 2012). Complementando, Saraiva et al (2007)

afirmam que o Umberto® possui uma grande flexibilidade, possibilitando o desenvolvimento

de qualquer tipo de sistema.

2.3. Painel de Madeira Reconstituída tipo MDF

O MDF (Medium Density Fiberboard) é um painel de fibras de madeira combinado com

resina e parafina mediante aplicação de alta temperatura e pressão. É um material direcionado

a confecção de móveis e arquitetura de interiores. O MDF possui em geral uma densidade

entre 600 a 800 kg/m³ e os processos de fabricação são similares em todas as fábricas de MDF

em todo o mundo (WORLD PANEL INDUSTRY, 2012).

O MDF começou a ser produzido no Brasil em 1997 e ganhou mercado rapidamente. De

acordo com o panorama brasileiro de painéis de madeira, publicado pelo BNDES (2010), o

mercado brasileiro de painéis de madeira ainda está em processo de consolidação e mostra

grande dinamismo, especialmente no segmento de MDF, que o consumo tem crescido acima

da média da indústria nos últimos 12 anos. Quando comparado esse crescimento com a

evolução do PIB (Produto Interno Bruto) nacional, a diferença é ainda maior: para cada

incremento de 1% do PIB entre 1997 e 2008, o MDF veio crescendo em média 11,8%. Uma

perspectiva do setor mostra ainda que a demanda por painéis de madeira cresce em média

14,1% por ano até 2013, enquanto o MDF crescerá cerca de 15,7% (BNDES, 2010).

As atuais indústrias de MDF ao redor do mundo possuem basicamente as mesmas sequencias

de atividades e processos de produção para o painel. A figura 1 ilustra o processo de produção

do painel MDF de acordo com o BNDES (2010).

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Fonte: BNDES (2010)

Figura 2: Fluxograma do Sistema Produtivo do MDF

O processo produtivo do MDF é altamente automatizado, com processo controlado e bastante

linear. O processo é dependente da qualidade da matéria prima provinda desde a floresta

(madeira) até a última etapa do processo, que é a expedição do material. As características

específicas de cada etapa do processo produtivo ilustradas na figura 2 serão abordadas

detalhadamente no desenvolvimento do trabalho.

3. Metodologia

O objetivo principal do estudo foi desenvolver a modelagem de cenário do sistema produtivo

do painel de madeira tipo MDF, utilizando o software Umberto®, a fim de possibilitar

estudos subsequentes de avaliação do ciclo de vida do painel.

O estudo envolveu as operações “on-site” de fabricação, ou seja, da entrada da matéria prima

na empresa até a saída do produto final MDF. O limite do sistema estudado retrata a

metodologia de fronteira de sistema de produção sugerida por Wilson (2009). A fronteira “on-

site” considera apenas o processo produtivo da planta industrial. Os dados para a produção do

MDF são para a unidade fabril, não envolvendo transportes de materiais, manejos florestais e

outros aspectos situados fora dos limites do estudo.

A definição de fronteira levou em consideração o alto número de fornecedores de insumos e

matérias-primas do processo de fabricação e a dificuldade de rastreamento da destinação e uso

final do MDF. Neste âmbito, a fronteira adotada baseou-se em três estudos de ACV em MDF:

Athena Sustainable Materials Institute (2009), WRAP (2009) e Wilson (2009).

Para o desenvolvimento do trabalho, houve a participação e aceitação de uma “indústria X” da

região sul do Brasil fabricante de painéis MDF, com um processo já estabelecido e com

resultados operativos significantes e representativos no cenário nacional para a qualidade de

dados e para a consolidação dos fluxos dos processos.

O instrumento de coleta de dados baseou-se na adaptação de dois modelos:

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a) Questionário elaborado pelo Athena Sustainable Materials Institute (2009) para a ACV

do MDF canadense, o qual segue a metodologia proposta pela série de normas 14040;

b) Dos exemplos de folhas de coleta de dados sugeridos pela versão 2009 da ISO 14044.

(ABNT, 2009b).

A coleta de dados na unidade industrial aconteceu através do preenchimento do questionário

desenvolvido e através das respostas dos gestores do processo MDF e de supervisores das

áreas envolvidas no estudo, com base no histórico do processo produtivo.

Neste contexto, foram identificados e descritos todos os processos elementares - “transições” -

do sistema de produção do painel MDF. Posteriormente, foram identificados os insumos e

rejeitos de cada processo elementar para a alocação de materiais específicos nos “lugares” de

entrada e saída, definindo assim os fluxos para o sistema produtivo. Com o conhecimento da

rede de fluxos do Sistema Produtivo do MDF, foi desenvolvida a modelagem de cenário para

o sistema produtivo do MDF através do software Umberto®.

4. Resultados e Discussões

De acordo com as características específicas do sistema produtivo do MDF na indústria em

pesquisa, avaliaram-se as fronteiras do sistema inicialmente definidas, adequando-as a

realidade do sistema produtivo em estudo. De acordo com o World Panel Industry (2012), as

tecnologias e os processos de fabricação do painel MDF são bastante similares ao redor do

mundo por se tratarem de uma tecnologia recente. A figura 3 ilustra o fluxograma do sistema

produtivo do MDF na indústria pesquisada

Fonte: Adaptado de Rivela, Moreira and Feijoo (2007)

Figura 3: Diagrama de Fluxos do Sistema Produtivo do MDF.

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O sistema produtivo do painel MDF consiste das seguintes etapas:

- Alimentação: Os cavacos de madeira são entregues à fábrica através do transporte

rodoviário. Os cavacos são provindos de pinus e eucalipto e são armazenados em um pátio

de cavacos, expostos ao tempo. A umidade média dos cavacos pode variar entre 40 a 70%,

em base seca;

- Peneira: Pequenas partículas (finos) e grandes partículas/cascas de madeira (oversizes)

são removidas dos cavacos durante o processo de peneiramento. Os finos retornam a

produção em outro processo, enquanto os oversizes são vendidos como biomassa para

outra indústria. Apenas os cavacos com a granulometria desejada seguem no processo;

- Lavador de Cavacos: Os cavacos são lavados para remover as impurezas. Os resíduos

e extrativos são tratados juntamente com efluentes em uma centrífuga na fábrica;

- Desfibrador: Os cavacos limpos são amolecidos em um digestor com vapor

pressurizado e depois transportados para dentro de um desfibrador. Os cavacos de madeira

aquecidos são então desfibrados – o processo consiste em reduzir mecanicamente a

madeira através do cisalhamento até transformá-la em fibras. O cisalhamento da madeira

acontece através de dois discos de metal rotativos, juntamente com a ação de alta

temperatura e pressão, caracterizando um processo termomecânico;

- Blowline: Neste processo a resina, parafina e outros aditivos químicos são

incorporados às fibras. A fricção e o contato entre as fibres ajudam a distribuir os

químicos. A resina utilizada é composta de Uréia-Formaldeído (UF);

- Secador: A secagem das fibres acontece no tube secador de ar quente, onde o ar quente

é também responsável pelo transporte das fibras. O ar quente evapora a umidade e conduz

a fibra até o filtro à vento. O ar quente é gerado em uma caldeira, que usualmente utiliza

como combustível o pó de madeira gerado na fábrica e eventualmente utiliza o gás natural;

- Filtro à vento: Após a secagem, as fibres (com 7 a 9% de umidade) passam em um

filtro à vento (Sifter). O sifter é utilizado para remover grumos de fibras compactados ou

outros materiais que possam causar danos ao processo (borracha, metal) e ao produto final.

As fibras secas são selecionadas e conduzidas à formação;

- Formação: As fibras secas e selecionadas seguem para um silo alimentador que faz

uma distribuição uniforme de fibras em uma manta formadora através da ação de um

pendulo dosador de fibras. As fibras são uniformemente distribuídas e formam uma manta

de fibras uniformes;

- Pré-Compressor: A manta de fibras passa por um desaerador (para remover o ar

contido entre as fibras) e, finalmente, a manta é pré-comprimida. A manta de fibras é

umedecida em sua superfície superior e inferior para entrar na prensa contínua;

- Prensa Contínua: A prensa opera em função de temperatura e pressão. A temperatura

de operação acontece em torno de 170 a 230ᵒC em tempo suficiente para curar a resina e

com pressão específica para consolidar a manta em uma densidade desejada, controlando

as propriedades físicas do painel. A prensa contínua é aquecida através do óleo térmico

gerado pela planta térmica;

- Serras: A serra diagonal corta o painel contínuo que sai da prensa, na direção

transversal;

- Resfriador: O MDF vai primeiramente para um resfriador onde fica cerca de 40

minutos. Posteriormente, os painéis produzidos repousam por 48 horas para que suas

propriedades físicas e mecânicas se estabilizem, antes de seguir para as lixadeiras;

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- Lixadeiras: Os painéis são lixados em suas duas superfícies para alcançarem a

espessura e suavidade requeridas. O pó gerado pelas lixadeiras retorna ao processo como

combustível para caldeira;

- Serras Longitudinais e Transversais: Os painéis são cortados na sua largura e

comprimento específico para ser comercializado. Os rejeitos gerados pela ação das serras

retornam ao processo de produção, na caldeira;

- Plantas de Energia: Existem duas plantas de energia. A primeira é a planta térmica,

responsável pelo aquecimento do óleo térmico utilizado na prensa contínua e seu

combustível é o gás natural. A segunda é a caldeira, fornece vapor e ar quente para o

processo produtivo. Seu principal combustível é a queima da biomassa (pó de madeira

gerado na fábrica e comprado de outras indústrias) e ocasionalmente a queima do gás

natural.

Semelhante a inúmeros processos produtivos existentes, cada etapa do sistema produtivo do

MDF possui, de maneira abrangente, a função de transformar (insumos, energia, produtos,

resíduos, subprodutos). Para cada etapa de transformação do sistema de produção tem-se, na

linguagem da ACV, um processo elementar, uma transição.

A transição possui materiais e energias de entradas e saídas. O quadro 1, fornece a tabulação

das entradas e saídas para cada processo elementar disposto no sistema produtivo do painel

MDF.

Para a modelagem do cenário do sistema produtivo do MDF, foram considerados 11

processos elementares. Sendo os 10 primeiros processos lineares do fluxo de produção e o

último (Planta Térmica) representa um processo alimentador de energia térmica do fluxo

linear do processo produtivo.

Observa-se no Quadro 1 que cada entrada e saída possui um lugar definido pela simbologia

“Pn”, onde “n” representa o número do local em que a entrada ou saída do processo elementar

está alocada. Esse lugar pode ser de entrada ou saída (Figura 1).

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PROCESSOS

ELEMENTARES

(TRANSIÇÕES)

ENTRADAS SAÍDAS

Material

Lu

ga

res

(Pla

ces)

Un

ida

de

de

Ref

erên

cia

Material

Lu

ga

res

(Pla

ces)

Un

ida

de

de

Ref

erên

cia

Alimentação (T1)

Cavaco de Pinus P1 Kg Mix de Cavaco (Pinus +

Eucalipto) P2 Kg

Cavaco de Eucalipto P1 Kg

Óleo Diesel P7 KJ Emissões Atmosféricas P27 Kg

Energia Elétrica P16 KJ

Peneira e Lavador de

Cavacos (T2)

Mix de Cavaco (Pinus +

Eucalipto) P2 Kg

Cavacos Selecionados P3 Kg

Oversizes (biomassa) P4 Kg

Energia Elétrica P16 KJ Finos P5 Kg

Desfibrador (T3)

Cavacos Selecionados P3 Kg

Fibra de madeira P8 Kg Finos P5 Kg

Químicos (Parafina) P6 Kg

Energia Térmica (Vapor) P18 KJ Resíduos/Extrativos de

madeira P29 Kg

Energia Elétrica P16 KJ

Blowline (T4)

Fibra de madeira P8 Kg

Fibra preparada P9 Kg Químicos (Resina UF) P6 Kg

Químicos (Uréia) P6 Kg

Químicos (Sulfato de

Amônio) P6 Kg Fibra descartada

(biomassa vendida) P10 Kg

Energia Elétrica P16 KJ

Secador e Filtro a Ar

(T5)

Fibra preparada P9 Kg

Fibra Seca e Preparada P11 Kg Energia Térmica (Ar

Quente) P18 KJ

Energia Elétrica P16 KJ Emissões Atmosféricas P27 Kg

Formação (T6) Fibra Seca e Preparada P11 Kg Manta de Fibras

Compactada P13 Kg

Energia Elétrica P16 KJ

Pré-Compressor e

Prensa Contínua

(T7)

Manta de Fibras

Compactada P13 Kg Painel MDF grande P15 Kg

Energia Térmica (Óleo

Térmico) P18 KJ

Rechaço de painéis P12 Kg

Pó de madeira gerado no

processo (serra) P21 Kg

Energia Elétrica P16 KJ Emissões Atmosféricas P27 Kg

Resfriador e

Climatização (T8)

Painel MDF grande P15 Kg Painel MDF grande P14 Kg

Energia Elétrica P16 KJ

Lixadeiras (T9)

Painel MDF grande P14 Kg Painel MDF grande

Lixado P19 Kg

Energia Elétrica P16 KJ Pó de madeira gerado no

processo (lixadeiras) P21 Kg

Serras Longitudinais

e Transversais (T10)

Painel MDF grande

Lixado P19 Kg

MDF acabado (Medium

Density Fiberboard) P20

U.F.*

(1 m³)

Energia Elétrica P16 KJ Pó de madeira gerado no

processo (corte) P21 Kg

Planta Térmica (T11)

Gás Natural P30 KJ

Energia Térmica P18 KJ Pó de madeira gerado no

processo P21 KJ

Energia Elétrica P16 KJ Emissões Atmosféricas P27 Kg

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* Unidade Funcional: 1 m³ de MDF em base seca.

Fonte: Dados da pesquisa

Quadro 1 – Especificações de entradas e saídas para os processos definidos no Sistema Produtivo do MDF

Na modelagem do cenário do sistema produtivo realizada no software Umberto® (Figura 4)

todas as entradas e saídas de cada processo elementar são identificadas, facilitando identificar

quais são mais significativas para a modelagem de dados. Uma das precauções tomadas foi a

construção dos fluxogramas específicos que mostram todas as unidades do sistema produtivo

do MDF, incluindo as inter-relações entre elas.

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T1:Alimentação

P1:Madeira

(Pinus e Eucalipto)

P2:mix de

cavaco T2: Peneira e

Lavador de Cavaco

P3: cavaco

selecionado

P4: Oversizes

(biomassa vendida)P5: finus

T3:Desfibrador

P6:Químicos P8:fibra

T4: Blowline

P9: fibra

preparada

P10: Fibra descartada

(biomassa vendida)

T5: Secador e

Filtro a Ar

P11: fibra seca

e preparadaT6: Formação

P13: manta de

fibra compactada T7: Pré-Compressor

e Prensa Contínua

P15: painel

MDF grande

P14: painel MDF

grande resfriado

T9: Lixadeiras

P19: painel MDF

grande lixadoT10: Serras

Longitudinais

e Transversais

P20: MDF

(Medium Density Fiberboard)

T8: Resfriador/

Climatização

P7: Óleo Diesel

P27:Emissões

atmosféricas

P27:Emissões

atmosféricas

T11: Planta

Térmica

P12: Rechaço de painéis

na Saída da Prensa

(biomassa vendida)

P27:Emissões

atmosféricas

P18:Energia

Térmica

P21: Pó gerado

no processo

Sistema Produtivo MDF - Modelagem de Fluxos (Umberto)

Legenda:

Transitions

(Processos Elementares)

Input Places

(Locais de Entrada)

Output Places

(Locais de Saída)

Connection

(Locais de Conexões)

Input/Output Places

(Locais de Entrada e Saída)

P29: Resíduos/

Extrativos de

madeira

P30:Gás Natural

Limites da Fronteira "On-Site"

Fonte: Os autores (2012)

Figura 4 – Modelagem de Cenário para o Sistema Produtivo do MDF através do Software Umberto®

Pode-se observar na Figura 4 que o “lugar” P16 (Energia Elétrica) não alimenta nenhum

processo individualmente, mas sim toda a fronteira do estudo. O fato justifica-se: a Energia

Elétrica é um insumo de entrada para todos os processos elementares (ver Quadro 1).

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O cenário exposto na figura 4 pode ser usado como suporte e facilitador para a próxima fase

da ACV, o desenvolvimento do Inventário do Ciclo de Vida do painel de madeira MDF.

Utilizando as relações de entradas e saídas expostas no Quadro 1, pode-se utilizar um modelo

para coleta de dados para cada processo elementar quantificando todas as entradas e saídas.

Um modelo para a coleta de dados, sugerido por Prado (2007), encontra-se em anexo.

5. Considerações Finais

A aplicabilidade da ACV em processos produtivos está entre os maiores desafios da

metodologia. A tabulação de entradas e saídas dos processos elementares e a modelagem do

cenário do sistema produtivo do painel de madeira MDF realizadas neste trabalho permitem e

facilitam o desenvolvimento subsequente da ACV para este produto.

O MDF é um painel de madeira que é matéria prima de uma parcela significativa na

arquitetura de interiores e nos móveis fabricados nos últimos 10 anos no Brasil. Em caráter

científico, a aplicação deste estudo possibilita o desenvolvimento e a alimentação de um

banco de dados do Inventário do Ciclo de Vida do MDF brasileiro.

No panorama mundial de fabricação de painéis de madeira, o uso da ACV cresce junto a

temas inovadores relacionados a sistemas de construções verdes (LEED, Green Globes),

desempenho ambiental industrial e a economia verde. O inventário do ciclo de vida do MDF

permite, então, realizar a ACV em outros produtos que utilizam o MDF como matéria prima.

Além da contribuição científica com a geração de um inventário, indústrias e pesquisadores

podem utilizar-se deste trabalho como base para um estudo do ciclo de vida do MDF. Deste

modo, os benefícios da ACV podem envolver âmbitos que vão além dos aspectos e impactos

ambientais, possibilitando englobar as três esferas do desenvolvimento sustentável: resultados

ambientais, sociais e econômicos.

Referências

ABIPA. Associação Brasileira da Indústria de Painéis de Madeira. Disponível em:

<http://www.abipa.org.br>. Acesso em: 12 mar. 2012.

ANDRADE, Jeime. N.; NETO, José. A. A.; PIRES, Monica. M. Avaliação de ferramentas computacionais

para análise de ciclo de vida. In: Seminário de iniciação científica, 11., 2005, Santa Catarina. Anais... Santa

Catarina: UESC, 2005. IN: RODRIGUES, S. C. Análise do processo de fabricação do compósito ecowood:

estudo de caso de reciclagem. 2009. 111f. Dissertação. (Mestrado em Tecnologia) - Centro Federal de Educação

Tecnológica CEFET/RJ - Programa de Pós-Graduação em Tecnologia, Rio de Janeiro, 2009.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR ISO 14040: Gestão Ambiental -

Avaliação do ciclo de vida - Princípios e estrutura. Brasil, 2009.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR ISO 14044: Gestão Ambiental -

Avaliação do ciclo de vida – Requisitos e Orientações. Brasil, 2009b.

ATHENA SUSTAINABLE MATERIALS INSTITUTE. A Cradle-to-Gate Life Cycle Assessment of

Canadian Medium Density Fiberboard (MDF). Ottawa, On, 2009.

BNDES. Panorama de mercado: painéis de madeira. 32. ed. Rio de Janeiro, 2010. p. 49-90. Disponível em:

<http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt/Galerias/Arquivos/conhecimento/bnset/set3

2102.pdf>. Acesso em: 15 abr. 2012.

DAMASCENO, S. M. B. et al. Sustentabilidade no Foco da Inovação. Revista Gestão Industrial, Ponta Grossa,

v. 8, n. 1, p.120-134, 25 set. 2011.

XXXII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Desenvolvimento Sustentável e Responsabilidade Social: As Contribuições da Engenharia de Produção

Bento Gonçalves, RS, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2012.

13

GUINÉE, J. B; GORÉE, M; HUPPES, R, H. G.; KLEIJN. R.; KONING, A.; SLEESWIJK, L. O. A. W.;

SUH, S.; HAES, H. A. U. Handbookon Life Cycle Assessment Operational Guide to the ISO Standards.

Publisher: Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2001.

GUINÉE, J.B.; HEIJUNGS, R.; HUPPES, G.; ZAMAGNI, A.; MASONI, P.; BUONAMICI, R.;

EKVALL, T.; RYDBERG, T. Life Cycle Assessment: past, present, and future. Environmental Science and

Technology Vol. 45, p. 90-96, 2011.

IFU HAMBURG GMBH (Germany). Funktionen und Features von Umberto. Disponível em:

<http://www.umberto.de/de/functions/>. Acesso em: 02 jan. 2012.

LUZ, Leila Mendes da. Proposta de modelo para avaliar a contribuição dos indicadores obtidos na análise do

ciclo de vida sobre a geração de inovação na indústria. 2011. 165 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de

Produção) Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Universidade Tecnológica Federal do

Paraná. Ponta Grossa, 2011.

MONDARDO, M. & FRANK, B. Balanço ambiental de processos como ferramenta de gestão ambiental. In:

XX Encontro Nacional de Engenharia de Produção, 2000, São Paulo. XX Encontro Nacional de Engenharia da

Produção. Livro de Resumos. São Paulo: USP, p. 111-112, 2000.

NUNES, Ilana de Souza et al. Estudo do fluxo de materiais e energia na produção de creme base utilizando o

software Umberto: Os potenciais impactos ambientais da produção farmacêutica magistral. In: XXX

ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO, 30., 2010, São Carlos. Anais... . São Carlos:

Abepro, 2010. p. 1 - 13.

PRADO, M. R. Análise do inventário do ciclo de vida de embalagens de vidro, alumínio e pet utilizadas em

uma indústria de refrigerantes no Brasil. 2007. 188f. Tese (Doutorado em Tecnologia de Alimentos) -

Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2007.

RIVELA B, MOREIRA M.T., FEIJOO G. Life Cycle Inventory of Medium Density Fibreboard. International

Journal of Life Cycle Assessment. Vol. 12 (3) p. 143–150. Espanha: 2007.

ROZENFELD, H.; FORCELLINI, F. Gestão do ciclo de vida de produtos inovadores e sustentáveis.

Disponível em: <http://www.abepro.org.br/arquivos/websites/27/SD04_Gestão_do_Ciclo.pdf>. Acesso em: 24

mar 2012.

SARAIVA, G. D. I.; LIMA JUNIOR, J. A. T. de; XAVIER, L. S.; PEIXOTO, J. A. A. A metodologia da

análise do ciclo de vida, apoiada pelo software Umberto, como ferramenta de gestão na perspectiva da

sustentabilidade: um estudo de caso. In: SIMPÓSIO DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO E TECNOLOGIA. 4.,

Resende. Anais... Resende: AEDB, 2007.

WILSON, James B. Life-cycle inventory of medium density fiberboard in terms of resources, emissions, energy

and carbon. Wood And Fiber Science (CORRIM SPECIAL ISSUE), USA, p. 107-124, 2010.

WORLD PANEL INDUSTRY. Products: MDF. Disponível em: <http://www.worldpanelindustry.com/mdf>.

Acesso em: 20 jan 2012.

WRAP (WASTE & RESOURCES ACTION PROGRAMME). Life Cycle Assessment of Closed Loop MDF

Recycling: Microrelease Trial. Glunz, Meppen, Germany, 2009.

ZOLDAN, Marcos Aurelio. Análise dos requisitos organizacionais para a avaliação do ciclo de vida (acv) de

produtos madeireiros. 2008. 125 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Tecnológica Federal Do Paraná,

Ponta Grossa, 2008.

XXXII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Desenvolvimento Sustentável e Responsabilidade Social: As Contribuições da Engenharia de Produção

Bento Gonçalves, RS, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2012.

14

ANEXO

Local:

Processo/Atividade:

Produto: Quantidade: Data:

ENTRADAS

(matérias-primas, recursos naturais)

SAÍDAS

(emissões atmosféricas, águas

residuárias, resíduos sólidos)

Material Quantidade Material Quantidade

BALANÇO DE ENERGIA (consumo):

Tipo de transporte utilizado:

Distancia percorrida até a próxima etapa do processo:

Comentários:

Fonte: Prado (2007)

Tabela 1 – Exemplo de Formulário para coleta de dados