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UNIVERSIDADE PARANAENSE – UNIPAR CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

UMUARAMA/PR

1 TFC 2018 – TRABALHO FINAL DE CURSO

VIABILIDADE DO CHAPISCO AUTOMÁTICO EM MOENDAS DE CANA-

DE-AÇUCAR: BRAÇO ROBÓTICO

Darlan Oliveira Chime, [email protected]¹

Victor Mateus Gonçalves, [email protected]¹

Reginaldo de Araujo Silva, [email protected]²

1 Discente do curso de Engenharia Mecânica da UNIPAR

2 Docente do curso de Engenharia Mecânica da UNIPAR

RESUMO

A moenda das usinas de açúcar e álcool é constituída por ternos, que nada mais é que um conjunto

de rolos estriados, que tem a função de esmagar a cana-de-açúcar, afim de extrair o caldo da cana

para obtenção da sacarose e glicose que esta contida no caldo da cana. Uma usina de médio e

grande porte possuem em média seis ternos e cada terno possui três rolos e estes, por sua vez, como

são os equipamentos da indústria que tem o primeiro contato com a cana-de-açúcar vinda do campo,

sofrem muito desgaste, principalmente por abrasão, por conta das impurezas que acompanham a

cana vinda do campo, e com a mecanização da colheita o nível de impurezas aumentaram e em

épocas chuvosas tendem a piorar ainda mais, por conta dessas impurezas e desse desgaste sofrido

pelos rolos. Uma operação de correção nos rolos é feita para adicionar material nas partes que

sofreram o desgaste, por meio do derretimento de eletrodos nos frisos dos rolos, assim garantindo

uma melhor eficiência na extração do caldo e este processo se denomina chapisco. O chapisco

acarreta custos elevados para a indústria, pois necessita de um número elevado de colaboradores

para realizar a operação, além do risco que os mesmos estão sujeitos, pois eles ficam entre os rolos

e com a embebição do bagaço da cana para extrair mais eficientemente o caldo onde este processo é

realizado com água a 70 °C, gerando assim uma cortina de vapor que atinge os colaboradores que

estão realizando a operação de chapiscagem, por isso, o uso dos equipamentos de proteção

individual são indispensáveis para evitar possíveis acidentes. Logo a projeção e a implantação do

braço robótico para o chapisco automático se torna viável por apresentar custo de operação cerca de

75% menor em relação ao chapisco manual, além de apresentar um baixo risco de operação para o

colaborador que manuseia o mesmo.

Palavras-chave: Cana-de-açúcar, Braço robótico, Moendas, Colaboradores.

1. INTRODUÇÃO

O Brasil, no decorrer dos anos, vem vivendo uma ascensão na sua produção de cana-de-

açúcar, sendo que na última década houve um salto na produção de 428 milhões, para

aproximadamente 657 milhões de toneladas de cana-de-açúcar beneficiadas, onde 612 milhões são

produzidas no centro-sul do Brasil, produzindo 39 milhões de toneladas de açúcar e 27,7 milhões de

litros de etanol (BRASIL, 2018).

Tendo em vista esse aumento significativo na produção brasileira de cana-de-açúcar e o

intenso ritmo de trabalho das usinas de açúcar e álcool para atender a grande produção da mesma, a

eficiência no processo de moagem da cana tem que se manter sempre no seu máximo. Um dos

maiores influenciadores na eficiência de uma usina é a extração do caldo que se dá na moenda que é

constituída por ternos. Os ternos possuem um conjunto de rolos que esmagam a cana, assim

extraindo o caldo. É neste processo que está focada à pesquisa, tendo em vista que a cana-de-açúcar

chega às usinas com uma gama de impurezas, como por exemplo, palhas, raízes, galhos, pedras,

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terra entre outros. Essas impurezas implicam em um desgaste por abrasão nos rolos dos ternos que

por sua vez, produzem perda de material e criam folgas nos frisos dos rolos e por consequência

diminuem a eficiência da extração do caldo. O primeiro terno é o que mais sofre esse desgaste, pois

é o primeiro contato da cana recém-chegada do campo na indústria, logo, há muitas impurezas, e

essas impurezas aumentam quando há ocorrência de chuvas. As folgas que são criadas nos rolos

pela perda de material são compensadas com uma técnica chamada chapisco ou chapiscagem, que

consiste em derreter eletrodos de maneira contínua nos rolos, a fim de compensar o material perdido

pela abrasão. Atualmente, esse processo é feito manualmente, utilizando-se mão de obra

especializada para fazer o derretimento dos eletrodos com uma boa uniformidade, gerando alto

custo, pois tem que ser feito interruptamente, além do gasto com o eletrodo e das condições de

trabalho e risco de acidente que são elevados.

Analisando este setor, um possível projeto seria a implantação de um braço robótico para

fazer o chapisco, visando uma melhor uniformidade, qualidade nos rolos, diminuição dos gastos

com mão de obra especializada e com eletrodos, e melhorando as condições de trabalho para o

chapiscador, pois o desperdício de material com um sistema automatizado é bem menor.

Sendo assim o trabalho tem como objetivo analisar a viabilidade da implantação de um

braço robótico para efetuar o chapisco automático nos rolos dos ternos da usina, por meio de

análises envolvendo custos, mão-de-obra, material e as condições de trabalho.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

A moenda das usinas de cana-de-açúcar, conforme ilustradas nas figuras 1, é um dos

equipamentos mais exigidos devido ao seu intenso regime de trabalho, que muitas vezes é de 24

horas por dia, podendo ser estendido por meses, dependendo das paradas programadas e o

acumulado de chuva durante toda a safra, parando, definitivamente, apenas quando a safra chega ao

fim.

Figura 1. Moenda

Fonte: SMAR equipamentos indústrias LTDA (2005).

Sendo assim, seu desgaste é inevitável, mesmo havendo o preparo da cana-de-açúcar antes

do processo da moagem, sendo realizada a lavagem da cana na mesa alimentadora. Segundo Lopes

(2011), a lavagem é realizada por uma tubulação em toda extensão da mesa alimentadora, onde a

aspersão é realizada por bicos onde faz com que a água seja aspergida em alta pressão a fim de

eliminar uma boa parte das impurezas conforme ilustrado na figura 2.




Figura 2. Mesa alimentadora

Fonte: Arquivo pessoal (2018)

Entretanto, muitas impurezas ainda seguem com a cana-de-açúcar para o restante do

processo, portanto, as medidas de correção devem ser tomadas para não prejudicar a eficiência do

processo e até mesmo a qualidade da extração, uma dessas medidas é o chapisco, que ocorre

geralmente por meio do derretimento de eletrodos de arame tubular por arco elétrico, conhecido

como FCAW (Flux-Cored Arc Welding) (SENAI 2013), ao longo dos rolos dos ternos da moenda a

fim de criar mais atrito entre a cana e o metal dos rolos. Estudos realizados comprovam que o uso

de elétrodo por sua granulometria tem uma melhor eficiência no chapisco, tendo maior durabilidade

do material depositado, mas para que essa eficiência seja alcançada, alguns parâmetros de soldagem

devem ser seguidos, como: posicionamento do eletrodo no ângulo correto, não chapiscar o fundo

dos frisos do rolo, usar cabos com bitola adequada e emendas adequadas, utilizar porta eletrodos

com capacidade que suporta de 800A a 1000A e manter os eletrodos corretamente armazenados em

estufas, (CHERUBIN, 2015 apud DELFINI, 2015, p.32).

Segundo Lopes (2011), esse chapisco tem que ser efetuado de maneira não muito compacta,

ou seja, baixo e fino, porque assim, ele tende a deslizar no bagaço e os rolos não conseguem ter um

bom rendimento na moagem do bagaço e por consequência acabam perdendo a eficiência na

moagem, sendo assim, esta não é uma operação fácil de ser realizada e necessita de profissionais

qualificados com treinamento em soldagem e chapiscagem para efetuar a mesma, além do risco que

esses colaboradores estão sujeitos na execução de seu trabalho, pois o espaço de operação muitas

vezes é bem reduzido, onde o operador tem que ficar praticamente em baixo dos rolos ou na parte

superior para conseguir uma boa visibilidade e garantir um resultado melhor no chapisco dos rolos

da moenda, portanto quando algum acidente de trabalho acontece, geralmente são fatais, e se não

são, com certeza será de nível de periculosidade elevada. Como a embebição do bagaço é feita com

água em uma temperatura em torno dos 70°C uma grande quantidade de vapor atinge o colaborador

que está efetuando o chapisco, por conta disso, são indispensáveis e de suma importância, o uso dos

EPI’s (Equipamentos de Proteção individuais) e dos EPC’s (Equipamentos de Proteção Coletivos),

que ajudam e muito na proteção do operador, contando também com um sistema de refrigeração ao

seu redor, como por exemplo, o uso de ventiladores e exaustores para aspergir todo o vapor que

possa vir em direção do operador, evitando assim possível mal estar com a alta temperatura e até

mesmo queimaduras (CHERUBIN, 2015 apud RODRIGUES, 2015, p.30).

Com esse ritmo de trabalho intenso e consecutivo que é imposto para os rolos, a

consequência é a abrasão do mesmo, que está diretamente ligada com a decorrência de altas

pressões exercidas entre os rolos e com impurezas que passam pelo processo de moagem

juntamente com a cana devido a colheita mecanizada, que tende a aumentar após grandes

precipitações de chuvas, tendo em vista que o primeiro terno da moenda é o mais afetado por essa

abrasão, pois é onde a cana tem seu primeiro contato com a extração do caldo e ainda está com




muitas impurezas inconvenientes da colheita, a abrasão é diretamente ligada com a dureza

superficial (WAINER; BRANDI; MELLO, 1992).

Segundo Castro e Andrade (2006), a moagem é a operação realizada para se fazer a extração

e separação da sacarose (caldo-de-cana) da cana de açúcar (fibra). Esse processo é efetuado na

moenda e é realizado a fim de separar a fibra do caldo através de várias aplicações de pressão na

mesma.

Castro e Andrade (2006) ainda complementam que nos rolos de uma moenda de cana-de-

açúcar é preciso medidas para tornar o chapisco mais rápido e eficiente e com alta qualidade sem

trazer nenhum risco para a integridade física do colaborador, estudos e projetos no desenvolvimento

de um braço robótico para efetuar tal operação, já estão sendo desenvolvidos e começaram a ser

implantados para operar e fazer testes em algumas usinas de açúcar e álcool. Isso geraria uma troca

no material principal para a operação de chapisco, que seria o eletrodo revestido, que segundo

Eutetic Castolin (2014), é responsável por 70% da utilização nessa operação e os outros 30% ficam

a cabo do arame tubular. Mas com a implantação dos braços robóticos na operação de chapisco, o

uso do arame tubular aumentaria significativamente, pois o braço robótico utiliza-se de máquinas de

soldagem MIG que tem um maior rendimento na soldagem comparando com as outras, pois não

necessita a constante troca de eletrodo, pois é constituído por rolos com grandes extensões.

Segundo SENAI (2013), o processo MIG ocorre na forma de uma corrente contínua de

polaridades diferentes, onde o eletrodo (arame tubular) é o positivo, a fim de propiciar uma maior

penetração e estabilidade do arco.

Brandi (1992) complementa dizendo que o processo MIG consiste em uma fonte de calor

gerada por um arco elétrico que é mantido através do eletrodo, que o consumível é a peça a ser

soldada.

Outra vantagem da robotização do processo de chapisco é a diminuição do custo com mão

de obra especializada em torno de 75%, onde necessitavam cerca de oito colaboradores para a

efetuação do chapisco, com a robotização só necessitaria de dois colaboradores, sendo um

encarregado e um operador do equipamento, (CHERUBIN, 2015 apud ROMÃO, 2015, p.30).

O trabalho é focado na melhoria da extração com um menor consumo de materiais e mão de

obra, garantindo uma melhor condição de trabalho ao operário. Neste intuito, pretende-se propor um

projeto de braço robótico de baixo custo que possa realizar o chapisco automático, apenas com uma

programação simples e bem eficaz, tendo a possibilidade de substituir o chapisco manual pelo

chapisco automático, assim ganhando mais eficiência no processo de extração do caldo.

3. MATERIAIS E METODOS

A elaboração busca dimensionar e projetar um braço robótico para chapisco automático que

possa ter o mesmo princípio de um chapisco manual conforme figura 3, a fim de determinar a

viabilidade do chapisco automático conforme a figura 4, não apenas isso, mas também o fator de

segurança para o colaborador, tal elaboração tem o objetivo especifico de reduzir custos de

materiais e de mão-de-obra.




Figura 3. Chapisco manual

Fonte: Arquivo pessoal (2018).

Figura 4. Chapisco automatizado

Fonte: Deltapi (2018).

O projeto apresenta as seguintes etapas:

- Projeção do braço robótico pelo programa autoCAD e Inventor.

- Elaboração do orçamento e levantamentos de custos para a fabricação.

- Análise da viabilidade para a fabricação do braço robótico.




4. RESULTADOS

Através do pré-projeto, conforme figura 5, foi feito o levantamento do custo para a

fabricação do braço robótico. Foram realizados três orçamentos, onde o de menor custo está

demonstrado na tabela 1. Os cálculos foram realizados a partir da variedade de preços de cada

componente de forma individual pelas empresas fabricantes que fornecem o material. Já as

máquinas de solda foram avaliadas individualmente pela empresa fabricante.

Figura 5. Esboço do braço robótico

Fonte: Elaborado pelos autores (2018).

E buscando materiais que são resistentes, para tal esforço repetitivo, e anticorrosivos,

comparando as funções de cada constituinte, sendo ou não dos mesmos fornecedores, levando em

consideração a qualidade dos materiais e o preço de cada componente para a fabricação do braço

robótico, segue abaixo na tabela 1 os componentes e seus respectivos.

Tabela 1. Custos dos componentes para implantação do braço robótico de autores (2018).

MATERIAIS UNIDADE QUANT VALOR UNI SUB TOTAL

- Tubo de inox 100x100x2x4000mm; peça 1 R$ 1.064,39 R$ 1.064,39

- Engrenagem mod. 1Z = 12; peça 7 R$ 15,25 R$ 106,75

- Mancal p/ fuso FF15; peça 2 R$ 122,00 R$ 244,00

- Mancal p/ fuso Fk15; peça 2 R$ 332,00 R$ 664,00

- Acoplamento JAW ADS-18; peça 1 R$ 140,00 R$ 140,00

- Rolamento 6002 2RS SKF; peça 18 R$ 5,00 R$ 90,00

- Fuso de esfera R 2005 c7 lam-d; peça 1 R$ 500,00 R$ 500,00




- Castanha SFSR 2005 c 7 lam-d; peça 1 R$ 310,00 R$ 310,00

- Eixo linear liso 20mm comp.1x2500mm; mm 1 R$ 222,75 R$ 222,75

- Fuso de esfera R 2505 C7 lam comp 1x2500mm; mm 1 R$ 1.950,00 R$ 1.950,00

- Castanha SFSR 2505 C7 lam comp 3x2500; peça 2 R$ 434,00 R$ 868,00

- Polias sincronizadoras para correias 16mm T106F; peça 2 R$ 89,16 R$ 178,32

- Máquina de solda origo MIG.558T unidade 2 R$ 11.053,90 R$ 22.107,80

- Conjunto de cabos 2 metros; peça 2 R$ 1.018,41 R$ 2.036,82

- Tocha MIG.MXL 400 3M; unidade 2 R$ 623,85 R$ 1.247,70

- Alimentador origo Feed 304 N P4; unidade 2 R$ 2.967,24 R$ 5.934,48

- Mesa de comando especial 970x600x400; peça 1 R$ 1.500,00 R$ 1.500,00

- PLC S7 1200 Siemens; peça 1 R$ 2.018,51 R$ 2.018,51

- Rele falta de fase 440v Siemens; peça 2 R$ 265,73 R$ 531,46

- Quadro de comando 500x500x250 cemar; peça 1 R$ 258,16 R$ 258,16

- Disjuntor motor 3p 22-32 Siemens; peça 1 R$ 642,94 R$ 642,94

- Trilho TS35 DIM Barra; barra 3 R$ 23,41 R$ 70,23

- Disjuntor motor 2,8 a 4 Siemens; peça 1 R$ 206,28 R$ 206,28

- Elemento sonoro para coluna luminosa; peça 1 R$ 534,95 R$ 534,95

- Sinalizador fixo led; peça 3 R$ 348,47 R$ 1.045,41

- Chave comutadora seletora 3p 2 posições 32 a; peça 1 R$ 659,01 R$ 659,01

- Tubo de inox 100x100x2x4000mm; peça 1 R$ 1.064,39 R$ 1.064,39

- Cremalheira M1 15x15x2000mm; peça 1 R$ 160,00 R$ 160,00

- Engrenagem mod. 1Z = 12; peça 7 R$ 15,25 R$ 106,75

- Mancal p/ fuso FF15; peça 2 R$ 122,00 R$ 244,00

- Mancal p/ fuso Fk15; peça 2 R$ 332,00 R$ 664,00

- Acoplamento JAW ADS-18; peça 1 R$ 140,00 R$ 140,00

- Pillow block fechado AMA 20 UU; peça 5 R$ 53,95 R$ 269,75

- Rolamento 6002 2RS SKF; peça 18 R$ 5,00 R$ 90,00

- Fuso de esfera R 2005 c7 lam-d; peça 1 R$ 500,00 R$ 500,00

- Castanha SFSR 2005 c 7 lam-d; peça 1 R$ 310,00 R$ 310,00

- Eixo linear liso 20mm comp.1x2500mm; mm 1 R$ 222,75 R$ 222,75

- Abraçadeira suporte para tubo 1” SPT INOX peça 5 R$ 5,60 R$ 28,00

- Correia sincronizada 16 T10 440; peça 2 R$ 77,92 R$ 155,84

- Fuso de esfera R 2505 C7 lam comp 1x2500mm; mm 1 R$ 1.950,00 R$ 1.950,00

- Castanha SFSR 2505 C7 lam comp 3x2500; peça 2 R$ 434,00 R$ 868,00




- Polias sincronizadoras para correias 16mm T106F; peça 2 R$ 89,16 R$ 178,32

- Máquina de solda origo MIG.558T unidade 2 R$ 11.053,90 R$ 22.107,80

- Conjunto de cabos 2 metros; peça 2 R$ 1.018,41 R$ 2.036,82

- Tocha MIG.MXL 400 3M; unidade 2 R$ 623,85 R$ 1.247,70

- Alimentador origo Feed 304 N P4; unidade 2 R$ 2.967,24 R$ 5.934,48

- Mesa de comando especial 970x600x400; peça 1 R$ 1.500,00 R$ 1.500,00

- PLC S7 1200 Siemens; peça 1 R$ 2.018,51 R$ 2.018,51

- Miolo macho multipolar 4p steck; peça 1 R$ 86,38 R$ 86,38

- Miolo fêmea multipolar 4p steack; peça 1 R$ 94,53 R$ 94,53

- Carcaça plug 2 arrebites 4p steack; peça 1 R$ 74,01 R$ 74,01

- Carcaça 1 trava 4p steack; peça 1 R$ 99,63 R$ 99,63

- Rele falta de fase 440v Siemens; peça 2 R$ 265,73 R$ 531,46

- Quadro de comando 500x500x250 cemar; peça 1 R$ 258,16 R$ 258,16

- Disjuntor motor 3p 22-32 Siemens; peça 1 R$ 642,94 R$ 642,94

- Disjuntor unipolar 2 amp dim Siemens; peça 4 R$ 34,39 R$ 137,56

- Cabo pp 4x1,5mm 1kv; metro 4 R$ 3,49 R$ 13,96

- Cabo pp 4x10mm 1kv; metro 20 R$ 17,23 R$ 344,60

- Tomada de embutir 3p+t 32 a 6h; peça 2 R$ 32,62 R$ 65,24

- Pllug 3p+t 32 a 6h; peça 2 R$ 53,31 R$ 106,62

- Trilho TS35 DIM Barra; barra 3 R$ 23,41 R$ 70,23

- Canaleta plástica aberta 50x50 ciza; metro 8 R$ 12,63 R$ 101,04

- Disjuntor motor 1,8 a 2,5 Siemens; peça 1 R$ 203,91 R$ 203,91

- Disjuntor motor 2,8 a 4 Siemens; peça 1 R$ 206,28 R$ 206,28

- Disjuntor motor 20 a 25 Siemens; peça 1 R$ 335,58 R$ 335,58

- Disjuntor unipolar 6 a DIM Siemens; peça 1 R$ 91,98 R$ 91,98

- Base para coluna lum; peça 1 R$ 80,09 R$ 80,09

- Elemento sonoro para coluna luminosa; peça 1 R$ 534,95 R$ 534,95

- Pedestal tubo 80mm; peça 1 R$ 114,59 R$ 114,59

- Sinalizador fixo led; peça 3 R$ 348,47 R$ 1.045,41

- Botão 22mm tipo soco; peça 1 R$ 95,61 R$ 95,61

- Spiral tubo ½’’; metro 5 R$ 11,75 R$ 58,75

- Spiral tubo ¼’’; metro 5 R$ 1,12 R$ 5,60

- Terminal tubular ilhois 2,5mm; cartela 1 R$ 7,94 R$ 7,94

- Terminal tubular ilhois 1,5mm; cartela 1 R$ 10,33 R$ 10,33




- Caboflex 1mm 750v vermelho; metro 100 R$ 0,46 R$ 46,00

- Caboflex 1mm 750v preto; metro 100 R$ 0,46 R$ 46,00

- Caboflex 1mm 750v branco; metro 100 R$ 0,46 R$ 46,00

- Conector de passagem verd/amar 2,5mm; peça 2 R$ 17,41 R$ 34,82

- Fixador alto adesivo; peça 20 R$ 0,52 R$ 10,40

- Chave comutadora seletora 3p 2 posições 32 a; peça 1 R$ 659,01 R$ 659,01

- Suporte para trilho ts 35/32; peça 4 R$ 4,51 R$ 18,04

- Sinaleiro 22mm vd 230v; peça 1 R$ 10,43 R$ 10,43

- Carcaça plug 16 p 2 areb. Multipolar Steck; peça 2 R$ 51,69 R$ 103,38

- Carcaça baixa trava com tampa mola 16p Steck; peça 2 R$ 119,04 R$ 238,08

- Carcaça base multipolar 16 p Steck; peça 2 R$ 116,73 R$ 233,46

- Carcaça plug 10p 2 areb; peça 2 R$ 48,78 R$ 97,56

- Miola fêmea 10p 16 a; peça 2 R$ 58,81 R$ 111,62

- Miolo macho multipolar 10p Steck; peça 2 R$ 59,64 R$ 119,28

- Miolo macho multipolar 16p Steck; peça 2 R$ 81,89 R$ 163,78

- Caboflex 2,5mm vermelho 750v; metro 50 R$ 0,83 R$ 41,50

- Caboflex 2,5mm preto 750v; metro 50 R$ 0,83 R$ 41,50

- Sinaleiro 22mm vermelho 220v; peça 1 R$ 10,43 R$ 10,43

- Sinalizador sonoro 22mm / led vermelho 24v; peça 1 R$ 21,88 R$ 21,88

- Miola fêmea 16p 16 a; peça 2 R$ 85,71 R$ 171,42

- Caboflex 2,5mm verde/amarelo para terra; metro 20 R$ 0,83 R$ 16,60

- Garra final Siemens; peça 16 R$ 5,94 R$ 95,04

- Abraçadeira plástica t 18; cartela 3 R$ 3,30 R$ 9,90

- Terminal tubular ilhos 1mm; cartela 3 R$ 4,07 R$ 12,21

- Terminal tubular ilhos duplo 1mm; cartela 2 R$ 18,59 R$ 37,18

- IHM industrial cod.ETOP 307-U301; peça 1 R$ 6.504,38 R$ 6.504,38

- Módulo de comunicação S7300-400; peça 1 R$ 6.504,38 R$ 6.504,38

- Fonte fênix contact. 24DC/10; peça 1 R$ 2.108,50 R$ 2.108,50

- Kit motor de passo 42 KGF; peça 1 R$ 804,42 R$ 804,42

- Kit motor de passo 52 KGF; peça 1 R$ 804,42 R$ 804,42

- Braço pç 4-2; peça 2 R$ 875,00 R$ 1.750,00

- Braço pç 5-2; peça 2 R$ 378,00 R$ 756,00

- Braço pç 6-2; peça 2 R$ 782,00 R$ 1.564,00

- Braço pç 7-2; peça 2 R$ 538,00 R$ 1.076,00




- Braço pç 9 ; peça 1 R$ 243,00 R$ 243,00

- Braço pç 1-2; peça 2 R$ 1.050,00 R$ 2.100,00

- Braço pç 8; peça 1 R$ 285,00 R$ 285,00

- Braço pç 2-2; peça 2 R$ 310,00 R$ 620,00

- Braço pç 3-4; peça 4 R$ 930,00 R$ 3.720,00

- Carrinho peça 1 ; peça 1 R$ 265,00 R$ 265,00

- Carrinho peça 3-2; peça 2 R$ 325,00 R$ 650,00

- Carrinho peça 4; peça 1 R$ 227,00 R$ 227,00

- Carrinho peça 5; peça 1 R$ 189,00 R$ 189,00

- Carrinho peça 2-2; peça 2 R$ 355,00 R$ 710,00

- Mesa peça 10-2; peça 2 R$ 113,00 R$ 226,00

- Mesa peça 9; peça 1 R$ 335,00 R$ 335,00

- Mesa peça 1; peça 1 R$ 450,00 R$ 450,00

- Mesa peça 5; peça 1 R$ 260,00 R$ 260,00

- Mesa peça 4; peça 1 R$ 250,00 R$ 250,00

- Mesa peça 3; peça 1 R$ 250,00 R$ 250,00

- Mesa peça 2; peça 1 R$ 265,20 R$ 265,20

- Mesa peça 7; peça 1 R$ 280,00 R$ 280,00

- Mesa peça 8-2 ; peça 2 R$ 120,00 R$ 240,00

- Mesa peça 6; peça 1 R$ 280,00 R$ 280,00

- Suporte motor de passo peça 1; peça 1 R$ 346,00 R$ 346,00

- Suporte motor de passo peça 2-2; peça 2 R$ 179,00 R$ 358,00







- Suporte motor de passo peça1; peça 1 R$ 210,00 R$ 210,00

- Suporte motor de passo peça 2-2; peça 2 R$ 190,00 R$ 380,00

- Micro ventilador 162x162x55 127/220v; peça 2 R$ 198,00 R$ 396,00

- Conjunto de grelha Tasco TFL200; peça 2 R$ 98,00 R$ 196,00

- Esteira porta cabos 73x35 igus; metro 4 -

- Parafuso allen cil ma 8x40 inox; peça 10 R$ 0,94 R$ 9,40







- Parafuso sextavado ma 8x140 inox; peça 16 R$ 3,60 R$ 57,60

- Parafuso allen cil ma 4x16; peça 170 R$ 0,17 R$ 28,90

- Parafuso allen s/c ma 5x16; peça 45 R$ 0,27 R$ 12,15










- Parafuso allen cil ma 8x35; peça 10 R$ 0,74 R$ 7,40 - Manipulo Standart macho modelo MSM 3526

8x50; peça

16 R$ 6,98 R$ 111,70 - Manipulo Standart macho modelo MSM 4631

8x50; peça

8 R$ 5,98 R$ 47,84

TOTAL R$ 86.713,61

Assim foram realizados os orçamentos, foi calculada a média comparativa entre os valores

dos componentes pesquisados, no qual foi inferido o de menor custo, o mesmo foi comparado com

a média salarial de cada chapiscador que é de 3.006,00 (três mil e seis reais) já incluso os encargos

conforme a tabela 2.

Ressaltando que se tem um total de oito chapiscadores, sendo assim, isso acarreta um gasto

de 24.048,00 (vinte e quatro mil e quarenta e oito reais) mensais. Uma usina que possui uma

moenda com seis ternos, com o chapisco automático haverá uma redução de 75% neste custo, pois o

mesmo só necessitará de dois colaboradores para a sua operação, evidenciando assim a viabilidade

do braço robótico nas usinas de açúcar e álcool e que o processo automatizado se pagaria no 5° mês

assim que implantado, como ilustrado na tabela 3. Objetivando a execução do projeto para realizar a

conclusão da projeção, fabricação e execução do braço robótico para chapisco.




Tabela 2. Custos operacionais.

Custo Operacional Manual

Descrição Custo por funcionário Total

Salários (x8) R$ 1.800,00 + encargos = R$ 3.006,00 R$ 24.048,00

Custo Operacional Automatizado

Descrição Custo por funcionário Total

Salários (x2) R$ 1.800,00 + encargos = R$ 3.006,00 R$ 6.012,00 Fonte: Autores (2018)

Tabela 3. Amortização.

Amortização de Investimento

1º Mês 2º Mês 3º Mês 4º Mês 5º Mês

Custo

Operacional

Manual

24.048,00 24.048,00 24.048,00 24.048,00 24.048,00

Custo

Operacional

Automatizado

6.012,00 6.012,00 6.012,00 6.012,00 6.012,00

Amortização 18.036,00 18.036,00 18.036,00 18.036,00 18.036,00

Investimento 86.713,61 68.677,61 50.641,61 32.605,61 14.568,61

Saldo 68.677,61 50.641,61 32.605,61 14.568,61 3.467,39

Lucro - - - - 3.467,39

Fonte: Autores (2018)

5. CONCLUSÃO

Considerando o estudo para a implantação do projeto nas usinas de açúcar e álcool, afim de

diminuir custos operacionais e com materiais, foi obtido maior lucro na indústria, além de

proporcionar uma maior segurança para o operador que realiza a operação de chapisco, pois o

mesmo não terá contato direto com o derretimento dos eletrodos apenas se encarregará de

programar o equipamento, garantindo assim sua integridade física, deste modo, verifica-se que é

viável a construção do braço robótico para chapisco automático nas moendas, justificada pelo

menor custo de operação, a melhora nas condições de trabalho e o inferior consumo de materiais de

adição, além do mais, haverá uma redução por volta de 75%, no valor que é pago pelas indústrias de

açúcar e álcool para a efetuação do chapisco manual. E ao decorrer de 5 meses após o término da

amortização da implantação do braço robótico o mesmo se converterá em lucro de R$ 18.036,00

levando em consideração que a mão de obra do operador não sofrerá depreciação, tornando assim

provável a implantação do braço robótico para a substituição da mão-de-obra humana, garantindo a

integridade física dos seus colaboradores e menor despesa na efetuação do serviço acarretando um

baixo custo de produção e consequentemente maiores lucros.




6. REFERÊNCIAS

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria de Política Agrícola.

Departamento de Café, Cana-de-Açúcar e Agroenergia. Produção Brasileira de Cana-de-açúcar,

Açúcar e Etanol. Brasília, 2018. Disponível em:

<http://www.agricultura.gov.br/assuntos/sustentabilidade/agroenergia/arquivos-

producao/copy22_of_07_prodsucroalcooleiraBR.pdf> Acesso 30 mar. 2018.

CASTRO, S., B. ANDRADE, S. A.; Tecnologia do Açúcar. Recife: Edição Universitária da

UFPE, 2006.

CHERUBIN. N. Uso de robôs para chapisco de moendas. Plantio de cana do futuro. RPA News.

Ribeirão Preto, v.181, p. 28-32, 2016. Disponivel em:

<http://revistarpanews.com.br/edicoes/181/flip/mobile/html5forpc.html?page=2&bbv=1&pcode= >.

Acesso em: 25 abr. de 2018.

DELTAPI. RoboChap. Disponível em < http://www.ribsite.net/robochap/?pg=produtos >.

Acesso em: 23 out. de 2018.

EUTECTIC CASTOLIN. Aplicações & Sistemas. Catálogo Geral de Produtos. Eutectic do

Brasil Ltda. Disponível em: < http://www.eutectic.com.br/catalogos/catalogo-robotec.pdf > .

Acesso em: Abr de 2018.

LOPES, C. H. Tecnologia de produção de açúcar de cana. São Carlos: EdUFSCar, 2011.

SENAI – Serviço Nacional da Indústria. Soldagem. São Paulo: SENAI – SP, 2013.

STESSE. D. Conceito de automação de moenda adotado na Usina Trapiche, com uso da

velocidade linear. SMAR equipamentos industriais LTDA. Disponível em:

<http://www.smar.com/newsletter/marketing/index181.html >. Acesso em: 23 out. 2018.

WAINER, E.; BRANDI, S. D.; MELLO, F. D. H. Soldagem: Processos e Metalurgia. São Paulo:

Editora Edgard Blucher Ltda, 1992.

http://web01.unipar.br/%22http:/www.agricultura.gov.br/assuntos/sustentabilidade/agroenergia/arquivos-producao/copy22_of_07_prodsucroalcooleiraBR.pdf/%22/%22

http://web01.unipar.br/%22http:/www.agricultura.gov.br/assuntos/sustentabilidade/agroenergia/arquivos-producao/copy22_of_07_prodsucroalcooleiraBR.pdf/%22/%22

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http://www.ribsite.net/robochap/?pg=produtos

http://www.eutectic.com.br/catalogos/catalogo-robotec.pdf

http://www.smar.com/newsletter/marketing/index181.html




VIABILITY OF THE AUTOMATIC CHAPISK IN SUGARCANE

MILLS: ROBOTIC ARM.

Abstract. The milling of the sugar and alcohol mills is a measurement by three roll mills of nothing

more than a set of fluted fillets that have a function of crushing a sugar cane, extracting the

sugarcane juice into the sucrose and glucose that is contained in the cane juice. A medium and

large media company has six years and each time has three roles and these in turn, as is the case of

the industry that has the first contact with a sugar cane by abrasion due to impurities that

accompany the cane of the field, and with the mechanization of the harvest of level of impurities

increased and in rainy seasons tend to worsen even more due to impurities and other uses suffered

by the rollers. A correction operation in the rolls is done to add material in worn parts through the

consumption of electrodes in the refrigerants of the rolls, thus guaranteeing a better efficiency in

the extraction of the broth and this process is denominated Rough Cast. This Rough Cast entails

high costs for the industry, since it requires a large number of employees to carry out the operation,

beyond the risk that the same are subjected, because they stay between the embroidery the bagasse

of cana to extract more efficiently the broth is this process performed with water at 70 ° C, thus

generating a vapor curtain that reaches the employees who a performing the Rough Cast

operation, so the use of the personal protective equipment, is indispensable to avoid possible

accidents Therefore, the projection and implantation of the robotic arm for the automatic Rough

Cast becomes feasible because it presents a price of about 75% less compared to the manual

chapisk, besides presenting a minimum risk of operation for the collaborator who handles the same.

Key words: Sugarcane, Robotic arm, mills, Employees

unipar biblioteca de tcc - viabilidade do chapisco ......no material principal para a operação de...

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