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Gestão das Instalações Industriais Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof.ª Esp. Leila da Silva Moura Revisão Textual: Prof.ª Dr.ª Selma Aparecida Manutenção Industrial • Manutenção Industrial · Apresentar ao aluno uma breve introdução às atividades inerentes a manutenção industrial, incluindo os tipos de manutenção e quando cada tipo deve ser aplicado e a sua contribuição para a gestão eficaz de uma instalação industrial. OBJETIVO DE APRENDIZADO Manutenção Industrial Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como seu “momento do estudo”; Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo; No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados; Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus- são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem. Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado. Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE Manutenção Industrial Manutenção Industrial A manutenção industrial em uma instalação industrial é o departamento respon- sável por manter todas as máquinas e equipamentos disponíveis para o processo produtivo e demais atividades da organização. Por que ainda existem empresas que negligenciam a gestão da manutenção das máquinas e equipamentos de sua instalação industrial?Ex pl or Um departamento tão relevante, muitas vezes é negligenciado pelo gestor industrial. A maioria das empresas ainda enxerga o departamento de manutenção apenas como um custo para a empresa. Dessa forma, esse custo deve ser sempre minimizado. Porém, nos dias atuais, a gestão industrial começou a enxergar os gastos com manutenção, desde que efetuados com um planejamento minucioso, como verda- deiros investimentos, que podem contribuir de forma eficiente com o aumento dos índices de produtividade de uma empresa. Outro índice que ganha com o investimento eficiente na manutenção é o índice de qualidade dos produtos e serviços prestados pela empresa. Uma manutenção eficiente das máquinas e equipamentos contribui de forma significativa para a redução nos índices de sucata e de retrabalho na produção. Dessa forma, estabelecer-se indicadores mensuráveis para que se possa avaliar a eficiente de forma direta ou indireta da manutenção industrial, constituem sim em uma forma de se gerenciar os recursos empresariais de forma mais eficaz. Ao estudar esta unidade, você verá que existem diversos tipos de manutenção. A abordagem mais comum consiste em dividir a manutenção em 3 tipos: Corretiva, preventiva e preditiva. Porém, no texto dessa unidade serão abordados mais 2 tipos: A manutenção sistemática e a manutenção combinada. Tipos de Manutenção Industrial Existem diversas possibilidades e abordagens para se classificar os tipos de manutenção que podem ser aplicados em uma instalação industrial. A abordagem que será considerada nessa unidade estabelece que a manutenção industrial pode ser classificada em 5 tipos: • Manutenção Corretiva • Manutenção Preventiva • Manutenção Sistemática 8 9 • Manutenção Preditiva • Manutenção Combinada A seguir, cada um desses tipos de manutenção serão abordados e apresentados com mais detalhes. Manutenção Corretiva A manutenção corretiva consiste em adotar-se uma estratégia onde a empresa somente realiza o reparo de uma máquina ou equipamento após ele apresentar um defeito de funcionamento. Como exemplo de manutenção corretiva, é possível citar um encanamento resi- dencial que somente é consertado após a apresentação de um defeito (vazamento), como exemplificado na figura 1. Figura 1 – Exemplo de Manutenção Corretiva – Encanamento que é consertado após apresentar defeito Fonte: iStock/Getty Images A manutenção corretiva pode ainda ser classificada em 2 tipos: • Manutenção Corretiva programada: Ocorre quando, apesar de um equipa- mento apresentar um defeito, o reparo pode ser realizado em um momento posterior, sem prejudicar o processo produtivo, ou a utilização do equipamen- to. A manutenção corretiva também pode ser programada quando o equipa- mento que apresentou defeito não é crítico, ou seja, não é fundamental para o processo produtivo. • Manutenção Corretiva Não programada: Ocorre quando o reparo no equi- pamento que apresentou defeito deve ser realizado imediatamente, pois o equi- pamento é considerado crítico, ou seja, fundamental para o processo produtivo. Existem vantagens ao se adotar a manutenção corretiva em uma instalação industrial? Ex pl or 9 UNIDADE Manutenção Industrial As principais vantagens da Manutenção Corretiva são: • Utiliza-se os componentes de um equipamento por mais tempo, ou seja, até o término de sua vida útil; • Pode ser aplicada em equipamentos não críticos para o processo produtivos, o que reduz os custos de planejamento ou monitoramento deste equipamento. As principais desvantagens da Manutenção Corretiva são: • Desperdícios de matéria prima devido a defeitos apresentados por um equipamento; • Desperdício de mão de obra devido a paradas não programadas da produção; • Impactos ambientais devido a vazamentos de produtos químicos a partir de equipamentos com defeito; • Alto custo com estoque de peças sobressalentes que precisam estar disponíveis para uma eventual quebra ou defeito do equipamento; • Possibilidade de não se conseguir peças para reposição imediatamente, pro- longando-se assim, o tempo de parada do equipamento. Apesar de todas essas desvantagens, a manutenção corretiva pode ser uma estratégia eficiente a ser adotada quando a instalação industrial apresentar equi- pamentos que não são críticos para o processo produtivo. Nesse caso poderia se adotar a manutenção corretiva para esses equipamentos e, implementar outros tipos de manutenção, como a preventiva e a preditiva somente para os equipamen- tos críticos para o processo produtivo. Outra situação onde a manutenção corretiva poderia ser aplicada é aquela onde o eventual custo de uma parada da linha de produção for menor do que o custo para planejamento e gestão de uma manutenção preventiva ou preditiva, por exemplo. Manutenção Preventiva A manutenção preventiva é o tipo de manutenção utilizado para evitar que ocorram falhas, defeitos ou paradas de máquinas e equipamentos de forma abrupta, ou seja, não programada. A manutenção preventiva deve ser aplicada, principalmente, quando a instalação industrial possui equipamentos considerados críticos para o processo produtivo, ou seja, quando a parada não programada desse equipamento pode causar graves con- sequências ao processo produtivo ou ao meio ambiente, ocasionado grandes custos.A manutenção preventiva consiste em adotar-se uma estratégia onde a empresa planeja o reparo de uma máquina ou equipamento antes do término da vida útil de seus equipamentos, evitando-se assim, que ocorra o aparecimento de alguma falha ou defeito de funcionamento. 10 11 Um exemplo que pode ser citado de manutenção preventiva é a realização da troca de óleo de lubrificação do motor de um veículo, como pode ser visualizado na figura 2. Normalmente, essas trocas de óleo são realizadas a intervalos regulares, de forma que o óleo seja trocado antes de atingir o término de sua vida útil, evitando- se assim danos ao motor. Figura 2 – Exemplo de Manutenção Preventiva – Troca de óleo lubrifi cante de um motor de automóvel Fonte: iStock/Getty Images Para se realizar a implementação da manutenção preventiva em uma instalação industrial, devem ser executadas as seguintes etapas: 1. Identifi cação dos equipamentos críticos: Elaborar lista de todos os equi- pamentos críticos da instalação industrial; 2. Levantamento de dados históricos: Levantamento de dados históri- cos (quando disponíveis) sobre esses equipamentos críticos, com relação a intervenções de manutenção realizadas nesses equipamentos, incluindo intervalos entre uma manutenção e outra e quais componentes foram re- gulados ou substituídos; 3. Elaboração de uma lista de componentes críticos: Elaboração de uma lista com os componentes críticos de cada um desses equipamentos, ou seja, com- ponentes que, caso apresentem defeito, causam a parada do equipamento; 4. Levantamento da vida útil dos componentes críticos: Estabelecer a vida útil estimada dos componentes crítcos através de dados históricos, ou ainda de manuais dos fabricantes desses equipamentos; 5. Elaboração de um cronograma de manutenção preventiva: Deve ser elaborado um cronograma que inclua todas as máquinas e equipamentos críticos. Esse cronograma deve conter as datas previstas para a realização da manutenção programada em cada um desses equipamentos, levando-se em 11 UNIDADE Manutenção Industrial consideração a vida útil dos componentes que serão ajustados ou substituí- dos e a disponibilidade da produção para parar a máquina ou equipamento que sofrerá a intervenção para manutenção; 6. Criação de um estoque de manutenção: Esse estoque de manutenção deve conter todos os componentes críticos dos equipamentos, na quantidade necessária para atender ao cronograma de manutenção preventiva; 7. Execução do Cronograma de Manutenção Preventiva: A execução do cronograma de manutenção preventiva deve ser acompanhada de forma minuciosa, de forma a se programar as equipes de manutenção para que estejam disponíveis no momento adequado; 8. Monitoramento: Indicadores de desempenho devem ser estabelecidos de forma a se verificar a eficácia do programa de manutenção preventiva implementado, de forma a se efetuar eventuais correções e melhorias, de forma contínua. As principais vantagens da Manutenção Preventiva são: • Aumento da vida útil das máquinas e equipamentos, que operam, na maior parte do tempo, em boas condições; • Menor custo de aquisição de componentes, que podem ser adquiridos com antecedência, pesquisando-se o melhor preço; • Redução dos custos com paradas não programadas da linha de produção; • Redução dos impactos ambientais causados por máquinas operando em condições inadequadas, que possam poluir o meio ambiente; As principais desvantagens da Manutenção Preventiva são: • Substituição de peças e componentes antes do término da sua vida útil; • Gastos com o planejamento e o acompanhamento do cronograma de manu- tenção preventiva. Manutenção Sistemática A Manutenção Sistemática consiste em se realizar manutenções em intervalos regulares em máquinas e equipamentos, mesmo que esses equipamentos não sejam críticos para o processo produtivo. Um exemplo de manutenção sistemática que pode ser citado é a troca de todas as lâmpadas de uma escola, realizada todos os anos, no período de férias escolares, conforme ilustrado na figura 3. 12 13 Figura 3 – Exemplo de Manutenção Sistemática – Troca de lâmpadas em uma escola realizada todos os anos, no período de férias escolares Fonte: iStock/Getty Images É possível observar que, o objetivo da manutenção sistemática, assim como a manutenção preventiva, também é o de evitar a parada não programada de um equipamento devido a apresentação de defeitos ou falhas. Porém, nesse caso, o intervalo entre as intervenções no equipamento para realização de manutenção, é definido muito mais de acordo com a disponibilidade do equipamento, do que devido a real vida útil do componente a ser ajustado ou substituído durante a realização da manutenção. As principais vantagens da Manutenção Sistemática são: • Menor custo de aquisição de componentes, que podem ser adquiridos com antecedência, pesquisando-se o melhor preço; • Evita-se a parada não programada de equipamentos, reduzindo-se assim os seus efeitos na linha de produção. As principais desvantagens da Manutenção Sistemática são: • Aumento do custo de manutenção devido à substituição de peças e componentes antes do término da sua vida útil; • Aumento do custo de manutenção devido à eventual substituição de peças e componentes sem necessidade. Manutenção Preditiva A Manutenção Preditiva consiste em se realizar o monitoramento de máquinas e equipamentos considerados críticos para o processo produtivo, de forma a se prever quando poderá ocorrer a falha desses equipamentos. 13 UNIDADE Manutenção Industrial Deve-se observar que, a manutenção preditiva não trata simplesmente de substi- tuição ou ajustes em componentes de máquinas e equipamentos críticos. Trata-se da utilização de técnicas de monitoramento desses equipamentos, de forma a se identifi- car mudanças no comportamento de parâmetros monitorados desses equipamentos, e, dessa forma, programar intervenções de manutenção desses equipamentos. O objetivo dessas intervenções da manutenção é identificar as causas da mudança nos valores dos parâmetros monitorados dos equipamentos, avaliando, por exemplo, desgastes de peças, de forma a somente realizar a substituição de componentes no momento certo, evitando-se assim a parada não programada do equipamento devido a defeitos e falhas. As principais vantagens da Manutenção Preditiva são: • Redução dos custos de trocas de peças e componentes, uma vez que os componentes somente são trocados quando estão prestes a paresentar defeito; • Evita-se a parada não programada de equipamentos, reduzindo-se assim os seus efeitos na linha de produção. As principais desvantagens da Manutenção Preditiva são: • Alto investimento inicial em tecnologia para monitoramento de máquinas e equipamentos; • Custo de gestão do monitoramento das máquinas e equipamentos críticos; • Investimento inicial em treinamento dos operadores responsáeis pelo monitoramento. Como realizar o monitoramento de máquinas e equipamentos de uma instalação industrial? Ex pl or Existem diversas formas de se monitorar um equipamento, de forma a se prever quando esse equipamento irá sofrer uma avaria ou irá falhar. As 4 formas mais comuns de monitoramento de equipamentos, para previsão de falhas são: • Monitoramento da vibração dos equipamentos; • Monitoramento do consumo de energia dos equipamentos; • Monitoramento dos equipamentos com aparelho de ultrassom; • Monitoramento da temperatura dos equipamentos; A seguir, essas formas de monitoramento serão melhor detalhadas. Monitoramento da vibração dos equipamentos A vibração de um corpo é definida como um movimento periódico e oscilatório desse corpo a partir de uma posição inicial de equilíbrio. 14 15 As 3 principais grandezas físicas relacionadas a vibração, que podem ser medidas e utilizadas para monitorar o funcionamento de uma máquina ou equipamento são: • Período da vibração: Consiste no tempo de duração de cada movimento de vibração do equipamento monitorado. A sua unidade de medidano Sistema Internacional de unidades é o Segundo (s); • Frequência da vibração: Consiste na medição da quantidade de vezes a cada segundo que um equipamento realiza o movimento de vibração. A sua unidade de medida no Sistema Internacional de unidades é o Hertz (Hz); • Amplitude da vibração: Consiste na medição do deslocamento que um equipa- mento realiza em relação a sua posição inicial de equilíbrio, a cada movimento de vibração. A sua unidade de medida no Sistema Internacional de unidades é o metro (m), porém é comum também a utilização do milímetro (mm). O monitoramento da vibração de uma máquina ou equipamento consiste em uti- lizar-se de um dispositivo capaz de medir os períodos, as frequências e as amplitu- des da vibração do equipamento monitorado durante o seu funcionamento normal. Na figura 4 é possível visualizar um exemplo de um dispositivo utilizado para a medição de vibrações. Trata-se de um acelerômetro do tipo piezoelétrico, que pode ser colocado em contato com o local onde deseja se medir a vibração. Esse acelerô- metro possui um circuito eletrônico que pode ser acoplado a um computador para que ocorra a aquisição e o armazenamento dos dados verificados durante a medição. Figura 4 – Exemplo de um acelerômetro piezoelétrico que pode ser utilizado para medir a intensidade de vibração de um equipamento Fonte: Wikimedia Commons 15 UNIDADE Manutenção Industrial A maioria das falhas mecânicas em máquinas e equipamentos tem início com o desgaste de seus componentes móveis. Esse desgaste é causado devido ao atrito que ocorre entre esses componentes, devido ao movimento relativo entre eles. Uma vez que ocorre um desgaste inicial, começam a surgir folgas entre esses com- ponentes móveis. Essas folgas causam o aumento da intensidade da vibração desse equipamento, que pode ser visualizado através da alteração nos valores obtidos nas medições dos parâmetros normais de vibração do equipamento (período, am- plitude e frequência), o que tem como resultado, a potencialização dos efeitos do desgaste inicial. Como exemplo, pode-se citar a realização do monitoramento dos parâmetros de vibração do mancal (apoio) do eixo de uma máquina. Um rolamento de esferas, como o da figura 5, pode ser utilizado nesse mancal. Figura 5 – Exemplos de rolamentos de esferas que podem ser utilizados em eixos de máquinas Fonte: pixabay.com Na figura 6 é possível visualizar um eixo de uma máquina, onde o rolamento de esferas está servindo como mancal de apoio para o movimento do eixo da máquina. Figura 6 – Exemplo de um rolamento de esfera aplicado em um mancal (apoio) de um eixo de uma máquina Fonte: pixabay.com 16 17 Caso, durante a análise de vibração fosse observada uma alteração nos parâme- tros normais de vibração do equipamento pode significar um desgaste das esferas do rolamento desse mancal. Caso essa alteração seja verificada durante um monitoramento de rotina, o que deve ser feito é a programação de uma intervenção de manutenção desse equipamento, de forma avaliar qual o estado de desgaste desse rolamento. Caso o rolamento realmente apresentar um desgaste que comprometa a sua utilização, então o mesmo deve ser substituído. Essa intervenção e o estado do rolamento devem ser registrados em dados históricos do equipamento. Isso permite que, de uma próxima vez, já se possa prever com mais precisão quando ocorrerá novamente a falha desse rolamento. Monitoramento do consumo de energia dos equipamentos O monitoramento do consumo de energia de uma máquina ou equipamento também pode servir como parâmetro para se prever quando uma falha está prestes a ocorrer. Caso seja verificado, por exemplo, o aumento no consumo de combustível de um veículo, por exemplo, isso pode significar que está havendo um maior atrito entre as partes móveis do seu motor. Nesse caso, é importante também a realização de uma intervenção de manutenção programada, de forma a se avaliar o estado de degradação das peças e componentes móveis desse motor. O mesmo exemplo pode ser aplicado também no monitoramento do consumo de energia elétrica de um motor elétrico, que possui o eixo principal apoiado em 2 rolamentos, como o da figura 7. Figura 7 – Exemplo de um motor elétrico que possui o eixo apoiado em 2 rolamentos Fonte: Wikimedia Commons 17 UNIDADE Manutenção Industrial Como o monitoramento do consumo de energia de um motor elétrico pode ajudar a prever uma falha?Ex pl or Nesse caso, o monitoramento do consumo de energia elétrica poderá ser reali- zado, por exemplo, com a utilização de um multímetro como o da figura 8. Nesse caso se utilizaria a escala de medição de corrente elétrica, de forma a se obter o valor da corrente elétrica real de acionamento do motor. Figura 8 – Exemplo de um multímetro, que pode ser utilizado para a medição de corrente elétrica de acionamento de um equipamento Fonte: pixabay.com Também nesse caso, o aumento de consumo de energia elétrica pode indicar um aumento no atrito entre as partes móveis do motor, o que pode representar a necessidade de uma intervenção de manutenção, para se averiguar o estado de degradação dos seus componentes. Monitoramento dos equipamentos com aparelho de ultrassom O aparelho de ultrassom é um equipamento que utiliza ondas sonoras para formar uma imagem do interior de equipamentos. Com o monitoramento por ultrassom, é possível identificar, por exemplo, trincas ou fissuras no interior de um equipamento, que podem vir a se tornar uma falhar do equipamento posteriormente. Na figura 9 é possível visualizar um exemplo de um equipamento de ultrassom utilizado para monitoramento de máquinas e equipamentos. 18 19 Figura 9 – Exemplo de um multímetro, que pode ser utilizado para a medição de corrente elétrica de acionamento de um equipamento Fonte: iStock/Getty Images Monitoramento da temperatura dos equipamentos O monitoramento da temperatura de máquinas e equipamentos também é uma técnica bastante utilizada para se prever falhas em equipamentos. Um aumento da temperatura normal de operação de um equipamento pode indicar que há desgaste em seus componentes e um aumento do atrito entre as partes móveis dos componentes dessa máquina ou equipamento monitorado. Manutenção Combinada A Manutenção Combinada consiste em se aplicar, de forma combinada, dois ou mais tipos de manutenção apresentados anteriormente (corretiva, preventiva, sistemática e preditiva) em um mesmo equipamento. Como exemplo, é possível citar um equipamento que recebe, por exemplo, durante um certo período, as seguintes intervenções de manutenção: • Uma manutenção preventiva, para se trocar componentes antes do término da sua vida útil; • Uma pintura todos os anos, durante as férias coletivas, ou seja uma manuten- ção sistemática; • O monitoramento de suas condições de funcionamento (vibração, consumos, etc), ou seja uma manutenção preditiva; • Apesar de todos os esforços, acaba ocorrendo a falha do equipamento e é necessária uma manutenção corretiva. Ou seja, as vantagens e desvantagens em cada tipo de manutenção podem ser combinadas de forma se otimizar a gestão da instalação industrial. 19 UNIDADE Manutenção Industrial Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Livros Manutenção Industrial – Mantendo a Fábrica em Funcionamento Leia o capítulo 3 (p. 55-92) da obra de Robson Seleme, disponível na “Biblioteca Virtual Universitária”. Nesse texto, são apresentadas técnicas para a melhoria da ma- nutenção. Para acessar essa obra, percorra o seguinte caminho: Após entrar em sua “área do aluno”, no menu à esquerda da tela, clique em “Serviços”, depois em “Bi- blioteca” e, no centro da tela, clique em “Bib. Virtual Universitária”. No topo da tela que abrirá, haverá um campo de busca para autor, título, assunto etc. Nesse espaço, digite “manutenção” e clique na capa do livro, que aparecerá como resultado. Note a seta ao lado direito da tela para avançar página a página, assimcomo perceba que os ícones no rodapé da tela correspondem a determinadas funções, entre as quais ampliar a visualização – zoom –, marcar a obra como favorita, imprimir trechos que escolher e pular para um número específico de página. Vídeos Futura Profissão | Tecnólogo em Manutenção Industrial Nesse endereço eletrônico está disponível um vídeo bem interessante que trata da profissão de tecnólogo em Manutenção Industrial. https://youtu.be/gAEcbpwv1gc Gestão Eficaz - Gestão da Manutenção Nesse endereço eletrônico também está disponível um vídeo bem interessante que que trata de uma entrevista sobre gestão eficaz da manutenção. https://youtu.be/67Gw8Ju9Ddc Leitura Indicadores de Desempenho e Sistema ABC Uma outra sugestão de leitura é a tese de doutorado do autor Eurycibiades Barra Rosa. Essa tese trata de indicadores de desempenho e sistema ABC aplicados a gestão eficaz e de custos da manutenção. https://goo.gl/6av6ct 20 21 Referências BULGACOV, S. Manual de Gestão Empresarial. São Paulo, SP, 2ª Edição, Editora Atlas S.A., 2006. SELEME, R. Manutenção Industrial – Mantendo a Fábrica em Funcionamento. Curitiba, PR, Ed. Intersaberes, 2015. 21