Briquetagem de cavaco : implementação de projeto e análise econômica, organizacional e ambiental

Abstract

Processos de usinagem estão entre os processos de fabricação mais utilizados pela indústria metal-mecânica. Apesar de suas vantagens em relação aos demais processos de fabricação, a usinagem produz inevitavelmente resíduos, sendo o cavaco e o fluido de corte seus principais subprodutos. O cavaco apresenta problemas relacionados ao seu grande volume para armazenamento e ao seu baixo valor comercial. Além disso, o uso de fluido de corte torna necessário cuidados especiais tanto para a gestão do cavaco contaminado pelo fluido quanto para o descarte do próprio fluido, pois são classificados como materiais perigosos para o meio ambiente e tóxicos para o ser humano. Uma possível solução para os problemas associados ao cavaco e ao fluido de corte é o processo chamado de briquetagem. A briquetagem de cavaco consiste na compactação do material metálico em blocos densos (5,3 g/cm³), com consequente extração do fluido de corte para posterior reutilização. Compactando o metal, ele se transforma de sucata de baixa qualidade em sucata de alta qualidade, podendo ser vendido a valores até 50% mais altos. O fluido de corte, que representa 16% no custo da operação de usinagem, é extraído, filtrado e reutilizado nas máquinas operatrizes. Como benefícios adicionais, tem-se a redução do espaço físico ocupado pelo cavaco e a redução dos gastos com transporte e movimentação do cavaco. Buscando a redução e o beneficiamento dos resíduos gerados estuda-se, neste trabalho, as consequências da briquetagem de cavaco para a operação de uma fábrica metal-mecânica. Através do contato com compradores de sucata, fabricantes de máquinas briquetadeiras e colaboradores da fábrica analisada, obtevese o cenário Sul-Riograndense de sucata. As modificações organizacionais provocadas pela adoção da briquetagem também foram avaliadas em termos de número de pessoas envolvidas, equipamentos necessários e horas anuais, assim como preços de sucata, custo do fluido de corte, consum energético e custos de instalação da briquetadeira. Concluiu-se que a briquetagem de cavaco, para o cenário analisado, é extremamente vantajosa, proporcionando um ganho de faturamento de 90% na venda da sucata aliado a uma economia de fluido de corte e ganhos ambientais. Em contrapartida, este ganho exigirá um aumento de 5% nas horas envolvidas na operação dos resíduos. Projetou-se que o retorno do investimento ocorrerá em 11 meses.

Machining processes are among the most popular manufacturing process in the metalmechanic industry. These processes have many advantages when compared with other manufacturing processes; however, the waste generated by these processes must be considered. The main by-products of machining are metal chips and cutting fluids. Metal chip handling is important due to the high volume occupied by the chips compared to the raw material, which requires more handling operations, and to its low commercial value. Besides this concerns, using cutting fluids in the machining process demands special care to both chip handling and cutting fluid disposal, since they are hazardous waste. A feasible solution to the chip and cutting fluid problem is the briquetting process, which consists of compacting the cutting-fluid impregnated chips in dense briquettes (5.3 g/cm³), extracting the cutting fluid for reuse or disposal. Through this process, metal chips are transformed from a low-quality scrap to a high-quality scrap, that can be sold with a higher price. The cutting fluids, which can be responsible for 16% of the manufacturing costs, is extracted, filtered and reused by the machining centers. The briquetting process provides other benefits like the reduction of the physical space occupied by the chips and all handling costs associated. Aiming the volume reduction and the quality improve of the by-products, this work studies the feasibility of the implementation of metal chip briquetting to the operation of a factory plant. The south Brazilian scrap metal scenario and the impact of the adoption of briquetting were studied through consulting scrap metal buyers, briquetting machine manufacturers, and factory workers. The organizational modifications related to the adoption of briquetting process were evaluated in terms of the number of workers enrolled, necessary equipment and hours needed to complete the activities related to scrap disposal. Scrap metal prices, cutting fluid costs, briquetting machine costs and energy consumption were also evaluated. To the analyzed scenario, metal chip briquetting is an extremely advantageous process, providing an increase of 90% in revenues from metal scrap sales and reducing cutting fluid consumption. Also, this process is environmentally friendly. On the other hand, the hours related to by-product duties are estimated to increase around 5%. The return on investment was estimated in 11 months.