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CENTRO DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL DE BARCARENASENAI / DR / PA
HABILITAÇÃO TÉCNICA EM ELETROMECÂNICA
Auto Start-Parada de Máquinas de Solda
Barcarena PA2012
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Afonso Ribeiro de Jesus
André Luís da Silva Costa
Eber Felipe da Silva Cardoso
Auto Start-Parada de Máquinas de Solda
Trabalho de conclusão apresentado ao Curso Técnico
em Eletromecânica do Centro de Formação Profissional
de Barcarena SENAI,como parte dos requisitos
para obtenção do título Técnico em Eletromecânica na
Modalidade Profissionalizante
Barcarena PA2012
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FOLHA DE APRECIAÇÃO
CEPB – CENTRO DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL BARCARENA
Parecer:
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Avaliadores:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Coordenação Pedagógica:
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DEDICATÓRIA
Dedicamos esta monografia às nossas famílias, que nos fortalecem e são nosso verdadeiro objetivo de tanto empenho no dia a dia, pois mesmo quando estamos cansados da batalha diária são nelas que encontramos conforto e descanso. Além disso, dedicamos aos vetores de nosso conhecimento, professores que modificam a nossa forma de pensar e nos guiam em nossa busca constante por melhorias.
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Agradecimentos
Agradecemos a Deus, o grande e generoso ser supremo que remove os
obstáculos encontrados com tranqüilidade. E nos dá determinação e coragem para
concluir nossos estudos.
Aos nossos pais, filhos e esposas que muitas vezes não compreendem o
motivo, mas mesmo nos incentivam em nosso objetivo de concluir nosso curso
técnico.
A nossa querida professora Andressiane, que mesmo nós dizendo que
estávamos em dificuldades, sempre nos incentivou a fazer mais.
Aos nossos professores, mestres que tentam de todas as formas nos orientar
da melhor forma para aumentar nosso aprendizado.
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Resumo
6
SUMÁRIO
Folha de apreciação 3
Dedicatória 4
Agradecimento 5
Resumo 6
Sumário 8
Lista de siglas 10
Lista de figuras 11
Introdução 12
CAPITULO I: 13
1.1 14
1.2 _________________________________
1.3 ______________________________
1.4 ________________________________
CAPITULO II: 15
2.1 _________ 16
2.2 _______________________ 16
2.3 ________________ 17
Conclusão: 21
Referencias: 22
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Lista de Siglas
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Lista de Figuras
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INTRODUÇÃO
O objetivo desta monografia é criar mecanismos que maximizem a vida útil de máquinas de solda, visando à redução do consumo de energia elétrica, em concordância com as atualizações implantadas nas normas de gestão de energia.Para se atingir tal objetivo sem comprometer a o nível de produção industrial, tornou-se imprescindível um maior índice de eficiência em toda a cadeia energética. No entanto, sem um trabalho de conscientização de toda a sociedade de que a energia elétrica e em forma de combustível deve ser utilizada de forma inteligente, não haverá meta de eficiência que possa ser alcançada. Através de uma análise de equipamentos eletro-eletrônicos industriais, foi descoberto o caso das máquinas de solda, que requer uma atenção redobrada no que diz respeito a gestão de energia, estas máquinas ficam quase que o tempo todas ligadas a rede elétrica, mas apresentam um pequeno índice de trabalho. O que leva a um desperdício muito grande de energia elétrica.Após ser identificada a questão e através de estudo de caso, será elaborado um dispositivo que inibirá tal desperdício, criando uma condição prévia automática tanto para o ligamento como para o desligamento destas máquinas.
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CAPITULO I - CONSCIENTIZAÇÃO SOBRE O CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA
Para se obter energia elétrica, são feitos processos que atingem fatalmente o meio
ambiente e nenhuma forma de obtenção da energia elétrica pode-se dizer que seja
uma forma 100% limpa. A forma de geração de energia elétrica mais utilizada e
difundida no Brasil é a geração através de usinas hidrelétricas que causa vários
efeitos negativos nos locais onde são instaladas. Alguns deles serão citados
abaixos:
- Alteração nos recursos hídricos e clima local.
- Indução de sismos.
- Interferência nos solos e recursos minerais
- Interferência na qualidade das águas
- Interferência na vegetação, fauna aquática, terrestre e aérea
- Interferência nos aspectos rurais
- Interferência na saúde pública, saneamento, habitação, educação, infra-
estrutura
- Interferência nas comunidades indígenas, grupos étnicos e patrimônio cultural.
Em se tratando de outras formas de geração de energia como a nuclear ou
termoelétrica, há um gradativo aumento no número de agravantes sociais e
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ambientais. E isso, se medindo só os impactos ambientes onde são instaladas, fora
o que elas gerarão de impacto em todo sua constituição até o consumidor final.
Além disso, nem toda a energia gerada pelas usinas é aproveitada, pois há uma
perda significativa no processo de distribuição de energia elétrica. As
concessionárias brasileiras de energia tem um prejuízo de cerca de bilhões de reais
com as perdas de energia. Existem dois tipos de perdas na distribuição de energia
elétrica: as perdas técnicas e as perdas não técnicas (ou comerciais). As perdas
técnicas são inerentes à transmissão da energia, pelas leis da física, parte da
energia transmitida é dissipada na forma de ondas de calor. Entretanto, o maior
problema está nas perdas não técnicas ou perdas comerciais, as perdas de energia
elétrica devidas a furtos e fraudes, também chamadas de Perdas Não-Técnicas
(PNT) ou Perdas Comerciais,
Estas perdas são tidas como prioridade nas empresas concessionárias de
distribuição de energia elétrica, bem como dos órgãos reguladores, tanto pelo seu
crescimento nos últimos anos quanto pelo seu impacto no sistema elétrico brasileiro.
As formas de fraude são as mais variadas possíveis, o que gera enormes
dificuldades para as concessionárias. Chama-se a atenção para a diversidade sócio-
econômica nacional, compara-se com diversos exemplos internacionais, Observa-se
que grande parte das perdas comerciais tem origem em questões de cunho social. O
Estado pode e deve estabelecer políticas para resolver tais questões, possibilitando
a universalização do acesso e subsidiando o fornecimento de energia elétrica. Mas
não faz parte desta pesquisa abrir discussão sobre isso, e sim analisar amplamente
a questão das perdas comerciais com o fato da falta de conscientização da
população acerca dos riscos inerentes a ao consumismo desmesurado das diversas
formas de energia.
Além desses perdas, que devem ser combatidas, a sociedade brasileira não se
mostra engajada ainda em combater o desperdício, o que é demonstrado nas
seguintes imagens.
Em um estudo realizado em 2006 pelo Instituto Akatu, em conjunto com a Faber
Castell, foram analisadas questões de como e porque o brasileiro consome
conscientemente. A seguir os principais indicadores encontrados na pesquisa:
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A população brasileira foi dividida em quatro categorias relacionadas ao consumo
consciente: conscientes, engajados, iniciantes e indiferentes.“Um em cada três
consumidores percebe os impactos coletivos de longo prazo em suas ações de
consumo”.
Na região Sul estão concentrados os consumidores que mais percebem os impactos
no país, no total de 50% da população (11% conscientes e 39% engajados).
Consciente é o consumidor que tem a percepção que seus atos de consumo afetam
não só a si próprio, mas também a toda coletividade e as futuras gerações. O
consumidor engajado, logo abaixo do consciente, é aquele que percebe que
consumo consciente é mais do que apenas uma maneira de economizar recursos,
mas ainda não o pratica amplamente. O iniciante é o consumidor que pratica o
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consumo consciente pensando apenas em evitar desperdícios. E o indiferente é o
consumidor que, como o nome diz, é indiferente a todas as práticas de
sustentabilidade no consumo.
Desperdício de energia
A ilusão criada pelo avanço tecnológico de que os recursos energéticos são infinitos
leva a sociedade ao exagero do consumo de energia, seja ela na forma elétrica ou
combustível. O que retrata em muito as características de uma sociedade
economicamente emergente, ávida por melhorias que fogem as preocupações com
o futuro ambiental, social e financeiro. No entanto vê-se cada vez mais uma
preocupação a nível mundial com esse consumo desmesurado.
Economia de Energia nos processos de Soldagem
Segundo normas do Governo, é necessário fazer o Uso Inteligente de Energia
Elétrica no nosso País. O que deve ser uma preocupação constante de todos
aqueles que executam qualquer soldagem, pois ao contrário, seus custos de solda e
de sua empresa serão afetados.
Na maioria dos países industrializadas é comum e fundamental esta preocupação no
momento da aquisição de qualquer equipamento de solda. Alem disso é considerado
a:
Eficiência Elétrica do Equipamento;
Segurança;
Ciclo de Trabalho;
Garantia;
Recursos;
Trifásico Ou Bifásico;
Custo da Manutenção.
Falando da Soldagem a Arco Elétrico que utiliza a energia proveniente da Rede de
Distribuição Elétrica, e que é responsável por mais de 70% das soldas executadas
na Indústria Metal-Mecânica. Na Soldagem a Arco Elétrico, o calor utilizado para
fusão do metal provem da energia elétrica, na qual a maquina de solda está
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conectada. Este calor é gerado pela corrente e tensão no arco elétrico, pois solda
nada mais é do que um curto circuito entre dois pólos.
A Energia elétrica retirada da rede é modificada - por diferentes meios - para se
obter na saída da fonte a quantidade da corrente e tensão necessária para o
processo de solda.
Neste processo, ocorrem perdas geradas pela resistência interna e das
características da máquina de solda e muitas outras perdas são ocasionadas por
instalação incorreta do equipamento.
As perdas são mais intensas em fontes que apresentam baixa eficiência elétrica
como é o caso das fontes bifásicas.
Um exemplo clássico de desperdício e perda de energia elétrica, são os pequenos
transformadores, vendidos aos milhares mensalmente, em nosso país, para uso,
principalmente por serralherias e em pequenos serviços de manutenção.
Muitos transformadores, não possuem chave para desligar o equipamento quando
não está sendo usado e nenhuma proteção térmica ou elétrica que possa proteger o
soldador ou o patrimônio do usuário. Também, são bifásicos – por força da
tecnologia – o que aumenta ainda mais o consumo da energia elétrica e quando não
estão soldando ficam ligados e consumindo energia. É como deixarmos uma torneira
de água aberta aos sairmos de casa.
Nas aplicações Industriais, onde se utilizam processos de soldagem que apresentam
maior demanda de energia devido a potência de solda necessária, as máquinas de
solda são usualmente trifásicas – por força da tecnologia e processos – e podem
também gerar grande desperdício de energia elétrica com aumento expressivo nos
custos da produção, se não forem adquiridas corretamente ou por apresentarem
baixa eficiência elétrica.
A máquina de solda ideal seria aquela que apresenta uma relação de 1:1, ou seja,
se obter na saída da máquina a mesma energia/potência retirada da rede elétrica.
Seria uma eficiência elétrica de 100%.algo que não é possível, sempre há perda de
energia causada pela resistência interna da fonte.
Algumas máquinas de solda, mesmo Industrial, apresentam eficiência elétrica abaixo
de 60%, o que a grosso modo seria o mesmo que dizer " sua empresa está
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desperdiçando 40% da energia elétrica e que não foi consumida no seu processo
produtivo ".
No final do mês, sua empresa paga este desperdício ou pode estar representando
um excesso que pode comprometer a demanda contratada com a concessionária da
energia elétrica.
E não estamos citando os geradores de solda rotativos, ainda em uso em muitas
empresas, que consomem uma enorme quantidade de energia mesmo sem soldar,
mais de 80 kw/hora.
Consumo de energia em vazio das máquinas
Consumo de energia em vazio (máquina ligada sem estar soldando )é quando a
máquina de solda não está soldando, mas está consomindo energia elétrica pelo
sistema de ventilação e alimentação dos controles internos.
Existem Fontes que por terem o Ventilador ligado direto gera um consumo maior que
2KW.
O que pode representar em custo para uma empresa com 200 equipamentos
deste ?
Muitas outras causas ocasionam desperdício de energia elétrica e custos elevados
de manutenção causados pelo equipamento de solda, tais como; alta impedância
nos circuitos, harmônicas na rede elétrica, utilização incorreta do equipamento ou
processo, fonte de solda super ou sub-dimensionada, contratada com a
concessionária da energia elétrica.
Qualidade e nos Preços de Venda
Um outro motivo seria o comercial, a necessidade, por diversas razões, de se
vender, gera uma concorrência onde, aliado ao motivo projeto, as vezes, fica
comprometida e impossibilitada a fabricação de fontes de solda e outros
componentes do processo, que apresentem tecnologia agregada ao produto e que
possam oferecer benefícios ao usuário como: economia de energia, maior eficiência
no processo, facilidade na manutenção, etc. afetando diretamente os custos da
produção, competitividade da indústria nacional e apoio a programas de qualidade e,
no caso presente, ao de economia da energia elétrica contratada com a
concessionária da energia elétrica.
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O que seria então o ideal?
Adquirir equipamentos projetados e fabricados segundo normas que regulamentam
a fabricação de equipamentos elétricos e outros (NEMA - CSA - UL – ABNT) entre
outras, nacionais e/ou estrangeiras, que possibilitem oferecer ao usuário/comprador.
Segurança no uso do produto - ao operador e ao patrimônio. Melhor eficiência -
minimizando os gastos e perdas com energia elétrica. Operar de acordo com o ciclo
de trabalho especificado pelo produto - para atender os requisitos do serviço e
aplicação. Garantia na qualidade do produto - justificando o investimento do
comprador. Menor custo de manutenção - muitos equipamentos apresentam custo
inicial baixo e preços elevados nas peças de reposição.
Para calcular os custos da energia para a fonte de solda use a seguinte formula:
Potência na Entrada-kW X Tempo de Solda ] + [Consumo em Vazio X Tempo em Vazio] =
kW/hora kW hora X Custo da Energia em kW/hora = Custo
OBS = Consumo em Vazio é a Fonte Energizada, mas não soldando.
A economia de energia elétrica e eficiência são importantes mesmo que a máquina
permaneça 75% do Tempo em Vazio (sem soldar, mas energizada ).
Importante: algumas fontes de energia possuem um sistema de ventilação
automático, ou seja, o ventilador somente opera quando necessário. Este sistema
permite economia de energia elétrica e minimiza a entrada de poluentes no interior
da máquina, reduzindo o nível de ruído no ambiente, a periodicidade de manutenção
e riscos de danos internamente na fonte.
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Capitulo II: Normas e Legislações que regem o uso
consciente de energia elétrica
O consumo da indústria nacional passará de 225 mil GWh em 2011 para 346
mil GWh nos próximos 10 anos, o que significa um aumento de 4,4% ao ano.
Correspondendo a mais da metade da demanda energética do país
No entando, segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) o Brasil será
capaz de aumentar sua capacidade de produção em apenas 2,7% ao ano. Por isso,
em 2011, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), em conjunto com a
International Organization for Standardization (ISO), criaram uma ferramenta que
visa o crescimento da produção em equilíbrio com o consumo energético. A ABNT
NBR ISO 50001 que lista alguns pré-requisitos para implementar e manter um
sistema de Gestão De Energia capaz de reduzir o consumo em até 60%,
reduzindo o consumo elétrico, e com isso diminuindo a emissão dos gases
causadores do efeito estufa e, consequentemente reduzindo os dos custos de
produção.
Por se tratar de uma ferramenta de gestão que disciplina a administração do
consumo energético das organizações, a ISO 50001 já foi incluída no Plano de
Eficiência Energética 2030 (PNE 2030) criado pelo Governo Federal em 2007, a
fim de garantir a segurança e a qualidade do suprimento energético para as
próximas décadas.
ISO 50001
“Vença o desafio energético com a norma ISO 50001”
ISO 50001 fornece às organizações os requisitos para sistemas de gestão de
energia (SGEn); benefícios para grandes e pequenas organizações, tanto públicas
como setores privados, na indústria e serviços, em todas as regiões do mundo.
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ISO 50001 estabelece um quadro para instalações industriais; comercial,
institucional, e instalações governamentais, e organizações inteiras para gerir a
energia.
ISO 50001 - O que vai fazer?
ISO 50001 irá fornecer às organizações públicas e privadas com a gestão
estratégias para aumentar a eficiência energética, reduzir custos e melhorar a
eficiência energética desempenho.
A norma se destina a fornecer às organizações com uma estrutura reconhecida para
integrar o desempenho energético em suas práticas de gestão. Organizações
multinacionais terão acesso a um padrão único, harmonizado para a implementação
em toda a organização com uma lógica e consistente metodologia para identificar e
implementar melhorias.
O padrão destina-se a realizar o seguinte:
Ajudar as organizações a fazer melhor uso dos seus sistemas de consumo
energético.
Promover a transparência e facilitar a comunicação sobre a gestão dos
recursos energéticos.
Promover práticas de gestão de energia melhores e reforçar os
comportamentos de boa gestão de energia.
Ajudar na avaliação de instalações, priorizando a implementação de novas
tecnologias energeticamente eficientes.
Fornecer um quadro de promoção da eficiência energética em todo a
cadeia de suprimentos.
Facilitar a melhoria de gestão de energia para
projetos de redução de emissões de gases.
Permitir a integração com outros sistemas de gestão organizacionais, tais
como ambiental, saúde e segurança.
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A ISO 50001 é baseada no modelo de sistema de gestão ISO familiar para mais de
um milhão de organizações em todo o mundo que implementam normas como a ISO
9001 (gestão da qualidade), ISO 14001 (gestão ambiental), ISO 22000 (segurança
alimentar), ISO / IEC 27001, ISO 50001 utiliza uma ferramenta da qualidade, Ciclo
PDCA, com o intuito de criar um processo de melhoria contínua do sistema de
gestão de energia. Estas características permitem que as organizações integrem a
gestão de energia com os esforços globais para melhorar a gestão, qualidade
ambiental e outros desafios abordados por seus sistemas de gestão. Ela pode ser
implementada individualmente ou integrado com outras normas de sistemas de
gestão.
Além disso fornece um quadro de exigências que permitem às organizações:
• Desenvolver uma política para o uso mais eficiente da energia
• Fixe metas e objetivos para atender a política
• Usar dados para melhor compreender e tomar decisões referentes ao uso e
consumo de energia.
• Medir os resultados.
• Analisar a eficácia da política.
• Melhorar continuamente a gestão da energia.
ISO 14001
Gestão Socioambiental de empresas brasileiras do setor elétrico aplicando a
ISO 14001
A implantação da NBR ISO 14001 gera inúmeros impactos nas organizações, pois
demonstra a necessidade da realização de adequações na empresa como um todo.
Tendo como objetivo propor as ações implementadas para identificar, avaliar e tratar
os impactos causados ao meio ambiente por suas atividades e instalações elétricas.
A Norma ISO 14001 contém os requisitos para a implantação de um Sistema de
Gestão Ambiental (SGA) em uma empresa, podendo ser aplicada em todos os tipos
e portes de organizações. Adequa-se também às diferentes condições geográficas,
culturais e sociais, usando como base o aprimoramento contínuo. Conforme relato
de Ballestero-Alvarez (2001), seu principal objetivo é patrocinar o equilíbrio entre a
proteção ambiental e as necessidades socioeconômicas.
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Segundo Maimon (1999), a gestão ambiental pode ser definida como um conjunto
de procedimentos para gerir ou administrar uma organização na sua interface com o
meio ambiente. É a forma pela qual a empresa se mobiliza, interna e externamente,
para a conquista da qualidade ambiental desejada. Esse mesmo conceito ainda
continua presente na nova versão da NBR ISO 14001:2004, já que foram poucas as
alterações realizadas na nova versão da norma.
A gestão ambiental empresarial está essencialmente voltada para organizações, ou
seja, companhias, corporações, firmas, empresas ou instituições. Ela foi definida por
Yong & Lustoso (2002), como o conjunto de políticas, programas e práticas
administrativas e operacionais que levam em conta a saúde e a segurança das
pessoas e a proteção do meio ambiente por meio da eliminação ou minimização de
impactos e danos ambientais decorrentes do planejamento, implantação, operação,
ampliação, realocação ou desativação de empreendimentos ou atividades, incluindo-
se todas as fases do ciclo de vida de um produto.
Para que o Sistema de Gestão Ambiental seja bem-sucedido, a empresa deve levar
em consideração os aspectos ambientais ligados aos processos de produção, aos
produtos e aos serviços que oferece. A administração será responsável pela
definição de uma política ambiental que se tornará o eixo central do Sistema de
Gestão Ambiental, bem como promover o comprometimento entre as partes
envolvidas e a implementação do projeto. (BALLESTERO-ALVAREZ, 2001). A
Norma ISO 14001 oferece essencialmente uma garantia de reconhecimento dos
diferentes atores externos à empresa: mercado de produtos e insumos, órgão de
fiscalização, agências de financiamento, comunidade e movimento ambientalista
(NBR ISO 14001:2004).
De acordo com Maimon (1999), a adesão à ISO 14001 vai proporcionar à empresa,
além de uma maior inserção no mercado internacional, vantagens organizacionais,
redutoras de custos, minimizadoras de acidentes e competitivas, como por exemplo:
Vantagens organizacionais: mudança na gestão global da empresa,
incorporação de práticas gerenciais na área ambiental, legitimidade da
responsabilidade ambiental, conscientização dos funcionários;
Redução de custos: eliminação de desperdícios do processo de produção,
racionalização na alocação dos recursos naturais e humanos;
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Minimização de acidentes: identificação prévia das vulnerabilidades
ambientais da empresa;
Vantagens competitivas: novas oportunidades de negócios e mudança na
concepção do consumidor.
Os recursos naturais (matérias-primas) são limitados e estão sendo fortemente
afetados pelos processos de utilização, exaustão e degradação decorrentes de
atividades públicas ou privadas, portanto estão cada vez mais escassos,
relativamente mais caros ou se encontram legalmente mais protegidos. Os bens
naturais (água, ar) já não são mais bens livres/grátis. Por exemplo, a água possui
valor econômico, ou seja, paga-se, e tende a se pagar mais por esse recurso
natural. Determinadas indústrias, principalmente com tecnologias avançadas,
necessitam de áreas com relativa pureza atmosférica. Ao mesmo tempo, uma
residência num bairro com ar puro custa bem mais do que uma casa em região
poluída (LEÃO, 2000).
A sociedade em geral e a vizinhança em particular estão se tornando mais exigente
e crítica no que diz respeito a danos ambientais e à poluição provenientes de
empresas e atividades. Organizações não-governamentais estão sempre mais
vigilantes, exigindo o cumprimento da legislação ambiental, a minimização de
impactos, a reparação de danos ambientais ou impedindo a implantação de novos
empreendimentos ou atividades (MAIMON,1999). Os compradores de produtos
intermediários estão exigindo cada vez mais produtos que sejam produzidos em
condições ambientais favoráveis. A imagem de empresas ambientalmente saudáveis
é mais bem aceita por acionistas, consumidores, fornecedores e autoridades
públicas, na qual acionistas conscientes da responsabilidade ambiental preferem
investir (MAIMON, 1999).
A partir de 2002, com a implantação da ISO 14001, o gerenciamento, controle e
disposição de resíduos tornaram-se bem mais abrangentes. Passou a contemplar a
disposição de baterias, lâmpadas de iluminação pública, lixo ambulatorial, comum e
domiciliar, material contaminado com óleos e graxas, equipamentos contaminados
com Ascarel (PCB), óleo isolante, óleo lubrificante, pneus e pneumáticos, postes de
concreto, postes de madeira tratados com creosoto, resíduos de poda, solventes,
sucata metálica e resíduos de solda, sucatas não metálicas, cinzas de caldeira,
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resíduos provenientes da coleta seletiva, peças a base de amianto e entulho. Como
resultado desta ação, foram destinados para incineração 230 toneladas de material
e recicladas 340.000 lâmpadas. Além disso, são recuperadas áreas ao redor de rios
e reservatórios com o plantio de espécies nativas adaptadas à região. Quanto à
cadeia de suprimentos, a partir de 2002, foram implantadas melhorias nos processos
pelo Departamento de Planejamento de Suprimentos, permitindo um melhor
gerenciamento do volume de resíduos por tipo e destino, oriundos da desativação de
materiais e equipamentos utilizados nas subestações e redes de transmissão e
distribuição de energia elétrica. Estes materiais, após análise técnico-econômica,
classificam-se como inservíveis e são alienados para empresas terceirizadas.
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CONCLUSÃO
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REFERENCIAS
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