benchmark ae manual proda metalomecanica

BenchMark A+E a

mbi

ente

ambiente

ambienteecincia diversicao

inovaoeco-ecincia

eco-ecincia

sustentabilidade

desenvolvimentosustentavel

responsabilidadesocial

energtica

energia

energia

energia

Manual de Produo + Limpa Indstria Metalomecnica

AEP - Associao Empresarial de PortugalAv. Dr. Antnio Macedo4450-617 Lea da PalmeiraT: +351 229 981 541F: +351 229 981 [email protected]

BenchMark A+E

am

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ambiente

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inovao

sustentabilidade

desenvolvimentosustentavel

responsabilidadesocial

energtica

energia

energia

energia

Manual de Produo + Limpa

Indstria Metalomecnica

FICHA TCNICA

Entidade PromotoraAEP- Associao Empresarial de Portugal

CoordenaoPaulo Nunes de Almeida

Gabinete de Projectos EspeciaisFlorinda AlvesCastilho Dias

EquipaConceio VieiraJoaquim AlvesAndr SilvaManuela Roque

TtuloManual de Produo + Limpa da Indstria Metalomecnica

ProjectoBenchMark A+E

Tiragens100 exemplares

ISBN978-972-8702-68-7

Depsito Legal338675/12

Dezembro 2011

BenchMark A+E

PREFCIO

A AEP Associao Empresarial de Portugal, como entidade representativa do tecido empresarial nacional e atenta ao imperativo da competitividade das empresas portuguesas, tem promovido vrias iniciativas nas reas da competitividade/produtividade, energia, ambiente e responsabilidade social.

Umas das mais recentes iniciativas foi o Projecto BenchMark A+E que teve como objectivo potenciar a competitividade das empresas, principalmente das PME, mediante um conjunto integrado de aces colectivas que pretenderam sensibilizar os empresrios para as vantagens que a adopo das melhores prticas de gesto ambiental e gesto energtica, identicadas por processos de Benchmarking Ambiental e Energtico, podem representar, promovendo o desenvolvimento sustentvel.

A AEP Associao Empresarial de Portugal pretende continuar a assumir um papel de agente de mudana, indutor, junto do Universo Empresarial, de novos modelos organizacionais comprometidos com a Gesto Responsvel e o Desenvolvimento Sustentvel.

Uma das actividades previstas no Projecto intitula-se Manual de Produo + Limpa da Indstria Metalomecnica.

Este documento, com especicidades e aplicaes nos distintos sectores da Indstria Metalomecnica, constitui uma preciosa fonte de informaes e orientaes para tcnicos, empresrios e todos os interessados na implementao de medidas ecologicamente correctas nas unidades fabris, usufruindo da consequente economia de matrias-primas, gua e energia.

A AEP- Associao Empresarial de Portugal espera que a elaborao deste manual de

Produo + Limpa produza uma viso crtica, de modo a identicar oportunidades de melhoria nos processos produtivos, bem como potencie um aumento do conhecimento tcnico, podendo assim, disseminar e promover o desenvolvimento de novas tecnologias com vista ao sucesso do desenvolvimento sustentvel.

Jos Antnio Ferreira de Barros

Presidente

BenchMark A+E

5

ndice 1.INTRODUO 9

2. CARACTERIZAO DO SECTOR DA INDSTRIA METALOMECNICA.. 10

3. DESCRIO DO PROCESSO PRODUTIVO 22

3.1. Introduo.. 22

3.2. Processos de fabrico. 22

3.3. Factores de influncia nos processos de transformao de metais 37

3.4. Fluidos de corte 40

3.4.1. Composio e classificao dos fluidos de corte 42 3.4.2. Aditivos dos fluidos de corte e suas funes. 44 3.4.3. Controlo de fluidos de corte. 45

4. ASPECTOS E IMPACTES AMBIENTAIS.. 48

4.1. Identificao, avaliao e classificao dos aspectos ambientais. 48

4.2. Aspectos ambientais associados indstria metalomecnica. 50

4.2.1. Etapas especficas do processo de fabrico. 51 4.2.2. Servios de apoio ou suporte ao processo de fabrico. 52 4.2.3. Aspectos ambientais do processo de maquinagem. 53

5. INDICADORES DE DESEMPENHO AMBIENTAL 59

6. PRODUO + LIMPA 62

6.1. Consumo de matrias primas e auxiliares 67

6.1.1. Modificao do produto.. 69 6.1.2. Substituio da matrias primas 70 6.1.3. Implementao de novas tecnologia.. 72 6.1.4. Implementao de boas prticas de gesto dos fluidos de corte novos e degradados 76 6.1.5. Controlo de qualidade na recepo de matrias-primas e auxiliares.. 81 6.1.6. Implementao de Boas Prticas de armazenagem e manuseamento de materiais. 83

6.2. Consumo de gua e emisso de guas residuais .. 84 6.2.1. Instalao do contadores/caudalmetros. 86 6.2.2. Identificao e preveno de fugas de gua.. 87 6.2.3. Reduo do consumo de gua nas operaes de refrigerao.. 88 6.2.4. Implementao de tecnologias de tratamento das guas residuais 89 6.2.5. Utilizao de guas pluviais 90

6.3. Resduos. 92 6.3.1. Elaborao de um estudo de minimizao de resduos 97 6.3.2. Implementao das melhores tcnicas disponveis (MTD) para a gesto e valorizao das

aparas 106

Manual de Produo + Limpa da Indstria Metalomecnica

6

6.3.3. Avaliao da possibilidade de criar subprodutos derivados de resduos gerados 107 6.3.4. Implementao de um sistema de gesto integrada dos resduos produzidos. 110

6.4. Emisses gasosas. 115

6.5. Energia. 117

6.5.1. Promoo de uma gesto eficaz da energia na empresa Implementao de um sistema de monitorizao de energia 119

6.5.2. Promoo de uma gesto eficaz da energia na empresa Implementao de um sistema de monitorizao de energia segundo a norma NP EN 16 001 121

6.5.3. Definio de ndices de eficincia energtica 123

6.5.4. Optimizao da contratao e facturao energticas. 124 6.5.5. Optimizao das condies de aquisio e de operao de motores elctricos 125

6.5.6. Seleco da utilizao dos combustveis.. 129 6.5.7. Promoo da economia de energia nas instalaes de ar comprimido. 130

6.5.8. Promoo da economia de energia nas instalaes de gerao de vapor 132

6.5.9. Racionalizao do consumo de energia nos sistemas de iluminao.. 135 6.5.10. Racionalizao do consumo de energia no processo produtivo.. 138

6.6. Rudo e vibraes. 139

7. MELHORES TCNICAS DISPONVEIS PARA A AVALIAO DAS APARAS.. 141

7.1. Introduo 141

7.2. Melhores tcnicas disponveis 142

7.3. Recomendaes para a correcta gesto das aparas 148

8. BIBLIOGRAFIA. 149

BenchMark A+E

7

ndice de figuras

Figura 1 Distribuio percentual do nmero de empresas pelos sectores da Indstria Metalomecnica, em 2009 14

Figura 2 Distribuio percentual das empresas da Indstria Metalomecnica por tipologia, em 2009. 15

Figura 3 Distribuio percentual das empresas da Indstria Metalomecnica por localizao geogrfica, em 2009.. 15

Figura 4 Evoluo histrica da Indstria Metalomecnica, quanto ao nmero de empresas, perodo 2007-2009. 17

Figura 5 Distribuio percentual do nmero de trabalhadores por sector da Indstria Metalomecnica, em 2009 18

Figura 6 Evoluo histrica da Indstria Metalomecnica, quanto ao nmero de trabalhadores, no perodo 2007-2009. 19

Figura 7 Distribuio percentual do volume de negcios pelos sectores da Indstria Metalomecnica, em 2009.. 20

Figura 8 Evoluo histrica da Indstria Metalomecnica, quanto ao volume de negcios, no perodo 2007-2009 (valores em milhes de euros). 21

Figura 9 Factores que condicionam a maquinagem. 37

Figura 10 Maquinabilidade relativa dos materiais mais comuns.. 38

Figura 11 Fluxo de entradas e sadas por actividade da organizao. 49

Figura 12 Indicadores de desempenho ambiental.. 59

Figura 13 Esquema da Produo + Limpa.. 62

Figura 14 Fluxo de inputs e outputs a ter em considerao na Produo + Limpa 63

Figura 15 Etapas para a implementao da Produo + Limpa.. 66

Figura 16 Instrues para sensibilizao na deteco de fugas. 87

Figura 17 Princpios da hierarquia de gesto dos Resduos.. 94

Figura 18 rvore de deciso para a distino entre resduos e subprodutos 108

Figura 19 Resumo dos critrios que permitem determinar em que momento que certos tipos de sucata metlica deixam de constituir resduo, publicados no Regulamento (UE) n. 333/2011 do Conselho, de 31 de Maro de 2011. 109

Figura 20 Esquematizao de um Parque de Resduos. 113

Figura 21 Esquematizao de um Parque exclusivamente para Resduos Perigosos.. 114

Figura 22 Ciclo PDCA. 121


8

ndice de quadros

Quadro 1 Composio da Indstria Metalomecnica nacional, segundo a CAE Rev.3. 11

Quadro 2 Nmeros da Indstria Metalomecnica, em 2009. 21

Quadro 3 Correlao entre as propriedades dos fluidos de corte e a aco desejada 41

Quadro 3 Caractersticas dos fluidos oleosos 42

Quadro 5 Caractersticas dos fluidos base de gua 43

Quadro 6 Aditivos dos fluidos de corte e suas funes. 44

Quadro 7 Principais parmetros de controlo analtico dos leos de corte.. 46

Quadro 8 Principais parmetros de controlo analtico dos fluidos de corte aquosos.. 47

Quadro 9 Contaminantes mais habituais dos fluidos de corte degradados. 54

Quadro 10 Aspectos significativos das principais problemticas associadas ao uso de fluidos de corte.. 56

Quadro 11 Exemplo de indicadores de desempenho ambiental 61

Quadro 12 Vantagens da implementao de tcnicas de Produo + Limpa 65

Quadro 13 Principais resduos produzidos na Indstria Metalomecnica.. 93

BenchMark A+E

9

1. INTRODUO A busca das empresas por assimetrias que lhes tragam vantagem competitiva, tem sido uma constante. Uma nova ordem mundial, nas ltimas dcadas, tem trazido as questes ambientais e suas consequncias, para um mundo que j no dispe de capacidade suficiente de absoro da carga poluidora existente. As empresas ficam ento perante uma situao de escolha.

A procura de resultados finais, ecologicamente correctos, torna-se, com isso, uma restrio ou uma oportunidade, cabendo s empresas decidir.

Com a Produo + Limpa (Produo mais Limpa / P+L) possvel um desenvolvimento industrial que congregue o necessrio ganho econmico com a imprescindvel adequao ambiental.

Em linhas gerais, o conceito de Produo + Limpa pode ser resumido com uma srie de estratgias, prticas e condutas econmicas, ambientais e tcnicas, que evitam ou reduzem a emisso de poluentes no meio ambiente por meio de aces preventivas, ou seja, evitando a sua produo ou criando alternativas para que estes sejam reutilizados ou reciclados.

Na prtica, essas estratgias podem ser aplicadas a processos, produtos e at mesmo servios, e incluem alguns procedimentos fundamentais que inserem a Produo + Limpa nos processos de produo. Dentre eles, possvel citar a reduo ou eliminao do uso de matrias-primas txicas, aumento da eficincia no uso de matrias-primas, gua ou energia, reduo na produo de resduos e efluentes, e reutilizao, entre outros.

As vantagens so significativas para todos os envolvidos, do indivduo sociedade, do pas ao planeta. Mas a empresa que obtm os maiores benefcios para o seu prprio negcio. Para ela, a Produo + Limpa reverte em reduo de custos de produo; aumento de eficincia e competitividade; diminuio dos riscos de acidentes ambientais; melhoria das condies de sade e de segurana do trabalhador; melhoria da imagem da empresa junto a consumidores, fornecedores, poder pblico, mercado e comunidades; ampliao das suas perspectivas de actuao no mercado interno e externo; maior acesso a linhas de financiamento; melhoria do relacionamento com os rgos ambientais e a sociedade, entre outros.

importante ressaltar que a Produo + Limpa um processo de gesto que abrange diversos nveis da empresa, da gesto de topo aos diversos colaboradores. Trata-se no s de mudanas organizacionais, tcnicas e operacionais, mas tambm de uma mudana cultural que necessita de comunicao para ser disseminada e incorporada ao dia-a-dia de cada colaborador.

uma tarefa desafiante, e que, por isso mesmo, consiste numa excelente oportunidade. Com a Produo + Limpa, possvel construir uma viso de futuro para a empresa, aperfeioar as etapas de planeamento, expandir e ampliar o negcio, e o mais importante: obter simultaneamente benefcios ambientais e econmicos na gesto dos processos.

O Manual de Produo + Limpa do Sector da Metalomecnica foi estruturado em 8 captulos. Inicia-se com a descrio do sector na qual so apresentados alguns dados socioeconmicos. Em seguida, apresentam-se os processos produtivos, com as etapas genricas e as entradas de matrias primas e auxiliares e sadas de produtos, efluentes e resduos. No captulo seguinte faz-se uma abordagem aos aspectos ambientais das actividades do sector. Por ltimo so apresentadas vrias medidas de produo limpa e boas prticas ambientais.

A AEP Associao Empresarial de Portugal no pretende, de modo algum, que as ideias vertidas neste manual esgotem este assunto. Antes de serem um ponto final, pretende-se que sejam um ponto de partida para que cada empresa inicie ou continue a sua busca por um desempenho ambiental cada vez mais sustentvel.

A AEP Associao Empresarial de Portugal espera que este Manual se torne uma das bases para a construo de um projecto de sustentabilidade na gesto das empresas do Sector da Metalomecnica.


10

2. CARACTERIZAO DO SECTOR DA INDSTRIA METALOMECNICA

A Indstria Metalomecnica caracteriza-se pela sua heterogeneidade, uma vez que integra um conjunto deveras alargado de actividades industriais e uma enorme diversidade de produtos.

Acumula caractersticas muito particulares, uma vez que grande parte das actividades que o compem produzem bens de suporte produo dos demais sectores (bens intermdios) e/ou bens duradouros para consumo final.

Pela sua natureza, ocupa uma posio central no crescimento econmico das economias modernas, dado o seu papel no desenvolvimento e difuso de novas tecnologias.

O mercado mundial ligado s actividades nucleares da Indstria Metalomecnica colossal, sendo fortemente polarizado pela procura de bens duradouros (nomeadamente automveis) e de bens de capital. Trata-se de um sector claramente liderado pelo mundo desenvolvido, apesar de se verificar alguma deslocao do seu centro de gravidade para as economias emergentes da sia (nomeadamente China e ndia).

A inovao assume uma grande importncia na Indstria Metalomecnica e apresenta contornos muito particulares, dado o papel que as questes ligadas ao desenvolvimento de produtos complexos e monopolizao da oferta nele assumem. Dada a natureza dos seus produtos, o sector muito sensvel evoluo da economia mundial, exibindo comportamentos pr-cclicos muito exacerbados face evoluo da produo agregada dos pases.

A Indstria Metalomecnica caracteriza-se por uma forte intensidade exportadora e responsvel por uma fatia muito significativa do comrcio internacional, quer no que respeita ao comrcio norte-norte, quer no que respeita ao comrcio norte-sul.

A Indstria Metalomecnica posiciona-se actualmente numa situao positiva de crescimento ao beneficiar da crescente procura por parte de economias emergentes como o Brasil e a China, bem como da retoma de indstrias de que depende em grande medida como o sector automvel e o das energias renovveis.

Nenhum mercado to representativo da retoma da Indstria Metalomecnica como o da Alemanha que registou, no primeiro trimestre deste ano, um crescimento das encomendas de 130% em relao ao perodo homlogo de 2010. Este crescimento aliado a uma crescente procura interna da Alemanha beneficia os pases vizinhos como a Frana, Dinamarca e Hungria, impulsionando o crescimento dessa indstria nesses mercados - uma realidade que pode, da mesma forma, ser vista como uma oportunidade para outros pases da Zona Euro como Portugal. Atendendo a dados da Eurofer, a produo Europeia da Indstria Metalomecnica ir crescer 8,2% em 2011 depois de uma subida j registada de 9,7% em 2010.

A aposta na inovao e diferenciao, na competitividade, valor e na reorientao dos modelos de negcio apresenta-se como a resposta sustentada aos desafios da globalizao, atravs do desenvolvimento de solues inovadoras baseadas nos resultados da I&D e da integrao e convergncia de novas tecnologias (TIC, nano tecnologias, novos materiais, mecatrnica, electrnica, biotecnologia).

O surgimento de lgicas virtuosas de eficincia colectiva e de reforo da clusterizao e da concentrao empresarial num contexto de grande diversidade sectorial, caracterstico da Metalomecnica, ser fundamental para o sucesso do sector.

Em Portugal, segundo os dados mais recentes disponibilizados pelo INE Instituto Nacional de Estatstica, referentes ao ano de 2009, a Indstria Metalomecnica era composta por 16 107 empresas, que empregavam 148 997 trabalhadores e geravam um volume de negcios na ordem dos 12 876 milhes de euros. Analisando a sua preponderncia na Indstria Transformadora portuguesa, o tecido empresarial da Indstria

BenchMark A+E

11

Metalomecnica correspondia a 22% das empresas a operar na Indstria Transformadora, a 21% do pessoal ao servio e a 18% do volume de negcios.

A mancha geogrfica que define a Indstria Metalomecnica estende-se a litoral, entre o Minho e a Pennsula de Setbal, com maior relevncia para sete NUTS III fortemente industrializadas do nosso pas: Grande Porto, Baixo Vouga, Grande Lisboa, Entre Douro e Vouga, Pennsula de Setbal, Pinhal Litoral e Ave.

A distribuio territorial parece delimitar dois clusters de base regional: um em torno do Grande Porto/Baixo Vouga e outro em torno da Grande Lisboa/Pennsula de Setbal.

A caracterizao da Indstria Metalomecnica implica o reconhecimento da diversidade de actividades que a constituem e que so verdadeiramente transversais a toda a economia nacional.

A Indstria Metalomecnica portuguesa engloba um grande nmero de actividades, que se passam a enunciar, de acordo com a Classificao das Actividades Econmicas, CAE Rev.3, estipulada pelo Decreto-Lei n. 381/2007, de 14 de Novembro:

Quadro 1 Composio da Indstria Metalomecnica nacional, segundo a CAE Rev.3

CAE ACTIVIDADE

25 Fabricao de produtos metlicos, excepto mquinas e equipamentos

251 Fabricao de elementos de construo em metal

25110 Fabricao de estruturas de construes metlicas 25120 Fabricao de portas, janelas e elementos similares em metal

252 Fabricao de reservatrios, recipientes, caldeiras e radiadores metlicos para aquecimento central

25210 Fabricao de caldeiras e radiadores para aquecimento central 25290 Fabricao de outros reservatrios e recipientes metlicos

253 Fabricao de geradores de vapor (excepto caldeiras para aquecimento central)

25300 Fabricao de geradores de vapor (excepto caldeiras para aquecimento central)

254 Fabricao de armas e munies

25401 Fabricao de armas de caa, de desporto e defesa 25402 Fabricao de armamento

255 Fabricao de produtos forjados, estampados e laminados; metalurgia dos ps

25501 Fabricao de produtos forjados, estampados e laminados 25502 Fabricao de produtos por pulverometalurgia

256 Tratamento e revestimento de metais; actividades de mecnica geral

25610 Tratamento e revestimento de metais 25620 Actividades de mecnica geral

257 Fabricao de cutelaria, ferramentas e ferragens

25710 Fabricao de cutelaria 25720 Fabricao de fechaduras, dobradias e de outras ferragens 25731 Fabricao de ferramentas manuais 25732 Fabricao de ferramentas mecnicas 25733 Fabricao de peas sinterizadas 25734 Fabricao de moldes metlicos


12

CAE ACTIVIDADE

259 Fabricao de outros produtos metlicos

25910 Fabricao de embalagens metlicas pesadas 25920 Fabricao de embalagens metlicas ligeiras 25931 Fabricao de produtos de arame 25932 Fabricao de molas 25933 Fabricao de correntes metlicas 25940 Fabricao de rebites, parafusos e porcas 25991 Fabricao de loua metlica e artigos de uso domstico 25992 Fabricao de outros produtos metlicos diversos, n. e.

28 Fabricao de mquinas e de equipamentos, n. e.

281 Fabricao de mquinas e de equipamentos para uso geral

28110 Fabricao de motores e turbinas, excepto motores para aeronaves, automveis e motociclos 28120 Fabricao de equipamento hidrulico e pneumtico 28130 Fabricao de outras bombas e compressores 28140 Fabricao de outras torneiras e vlvulas 28150 Fabricao de rolamentos, de engrenagens e de outros rgos de transmisso

282 Fabricao de outras mquinas para uso geral

28210 Fabricao de fornos e queimadores 28221 Fabricao de ascensores e monta-cargas, escadas e passadeiras rolantes 28222 Fabricao de equipamentos de elevao e de movimentao, n.e. 28230 Fabricao de mquinas e equipamento de escritrio, excepto computadores e

equipamento perifrico 28240 Fabricao de mquinas-ferramentas portteis com motor 28850 Fabricao de equipamento no domstico para refrigerao e ventilao 28291 Fabricao de mquinas de acondicionamento e de embalagem 28292 Fabricao de balanas e de outro equipamento para pesagem 28293 Fabricao de outras mquinas diversas de uso geral, n.e.

283 Fabricao de mquinas e de tractores para a agricultura, pecuria e silvicultura

28300 Fabricao de mquinas e de tractores para a agricultura, pecuria e silvicultura

284 Fabricao de mquinas-ferramentas, excepto portteis

28410 Fabricao de mquinas-ferramentas para metais 28490 Fabricao de outras mquinas-ferramentas

289 Fabricao de outras mquinas e equipamento para uso especfico

28910 Fabricao de mquinas para a metalurgia 28920 Fabricao de mquinas para as indstrias extractivas e para a construo 28930 Fabricao de mquinas para as indstrias alimentares, das bebidas e do tabaco 28940 Fabricao de mquinas para as indstrias txtil, do vesturio e do couro 28950 Fabricao de mquinas para as indstrias do papel e do carto 28960 Fabricao de mquinas para as indstrias do plstico e da borracha 28991 Fabricao de mquinas para as indstrias de materiais de construo, cermica e vidro 28992 Fabricao de outras mquinas diversas para uso especfico, n. e.

29 Fabricao de veculos automveis, reboques, semi-reboques e componentes para veculos automveis

291 Fabricao de veculos automveis

29100 Fabricao de veculos automveis

BenchMark A+E

13

CAE ACTIVIDADE

292 Fabricao de carroarias, reboques e semi-reboques

29200 Fabricao de carroarias, reboques e semi-reboques

293 Fabricao de componentes e acessrios para veculos automveis

29310 Fabricao de equipamento elctrico e electrnico para veculos automveis 29320 Fabricao de outros componentes e acessrios para veculos automveis

30 Fabricao de outro equipamento de transporte

301 Construo naval

30110 Construo de embarcaes metlicas e estruturas flutuantes, excepto de recreio e desporto

30112 Construo de embarcaes no metlicas, excepto de recreio e desporto 30120 Construo de embarcaes de recreio e desporto

302 Fabricao de material circulante para caminhos-de-ferro

30200 Fabricao de material circulante para caminhos-de-ferro

303 Fabricao de aeronaves, de veculos espaciais e equipamento relacionado

30 300 Fabricao de aeronaves, de veculos espaciais e equipamento relacionado

304 Fabricao de veculos militares de combate

30400 Fabricao de veculos militares de combate

305 Fabricao de equipamento de transporte, n. e.

30910 Fabricao de motociclos 30920 Fabricao de bicicletas e veculos para invlidos 30990 Fabricao de outro equipamento de transporte, n. e.

Como se pode ver, a Indstria Metalomecnica portuguesa composta por quatro sectores base, que so os que correspondem a uma Classificao de Actividades Econmicas (CAE) de dois dgitos, a saber:

CAE 25 - Fabricao de produtos metlicos, excepto mquinas e equipamentos CAE 28 - Fabricao de mquinas e de equipamentos, n. e. CAE 29 - Fabricao de veculos automveis, reboques, semi-reboques e componentes

para veculos automveis CAE 30 - Fabricao de outro equipamento de transporte

No mbito destes quatro sectores encontram-se os vinte e um subsectores (cdigo CAE de trs dgitos) e as sessenta e duas actividades econmicas (cdigo CAE de cinco dgitos) que compem a Indstria Metalomecnica nacional.

De acordo com os dados estatsticos mais recentes, divulgados pelo INE Instituto Nacional de Estatstica, referentes ao ano de 2009, a Indstria Metalomecnica apresentava a seguinte estrutura, em termos do nmero de empresas, trabalhadores e volume de negcios:

Nmero de Empresas: 16 107

Pessoal ao Servio: 148 997

Volume de Negcios: 12 876 345 145


14

Analise-se agora a preponderncia dos sectores e das diferentes actividades econmicas no seio da Indstria Metalomecnica, recorrendo ao grfico apresentado na figura 1:

Figura 1 Distribuio percentual do nmero de empresas pelos sectores da Indstria Metalomecnica, em 2009

Fonte: Instituto Nacional de Estatstica

Como se v, cerca de 84% das empresas que constituem a Indstria Metalomecnica nacional operam na CAE 25 Fabricao de produtos metlicos, excepto mquinas e equipamentos.

Em valores absolutos, isto o mesmo que dizer que das 16 107 empresas que exercem a sua actividade na Indstria Metalomecnica, 13 589 pertencem CAE 25.

As actividades que mais contribuem para esta realidade so a Fabricao de portas, janelas e elementos similares em metal (CAE 25 120), em que operam 4 397 empresas, as Actividades de mecnica geral (CAE 25 620), em que operam 2 932 empresas e a Fabricao de outros produtos metlicos diversos, n.e. (CAE 25 992), em que operam 1 566 empresas.

A CAE 28 Fabricao de mquinas e de equipamentos, n.e., o segundo sector mais representativo quanto ao nmero de empresas (11% ou 1 740 empresas), seguindo-se a CAE 29 Fabricao de veculos automveis, reboques, semi-reboques e componentes para veculos automveis (3% ou 540 empresas) e, finalmente, a CAE 30 Fabricao de outro equipamento de transporte (2% ou 238 empresas).

Qualificando o tecido empresarial da Indstria Metalomecnica, utilizando a Recomendao da Comisso n. 2003/361/CE como referncia, conclui-se que se trata de um ramo da economia nacional fortemente dominado pelas micro empresas (empresas com menos de dez trabalhadores e cujo volume de negcios anual ou balano total anual no excede 2 milhes de euros), uma vez que estas correspondem a 84% (13 497 empresas) do total de empresas presentes na Indstria Metalomecnica. As pequenas empresas (empregam menos de 50 pessoas e cujo volume de negcios anual ou balano total anual no excede 10 milhes de euros) surgem no segundo lugar, uma vez que existem 2 141 empresas de metalomecnica pertencentes a esta tipologia em solo nacional, seguindo-se as empresas de mdia dimenso (com uma fora de trabalho entre as 50 e as 250 pessoas), estando contabilizadas 409 empresas e, por fim, as empresas de grande dimenso (com uma fora de trabalho superior a 250 pessoas), que so apenas 60.

A estrutura da Indstria Metalomecnica, em termos da dimenso das empresas, encontra-se representada na figura seguinte.

84%

11%3% 2%

CAE 25CAE 28CAE 29CAE 30

EMPRESAS

BenchMark A+E

15

Figura 2 Distribuio percentual das empresas da Indstria Metalomecnica por tipologia, em 2009


Prestando ateno agora distribuio geogrfica das empresas da Indstria Metalomecnica, utilizando como referncia a diviso territorial preconizada pela Nomenclatura Comum das Unidades Territoriais Estatsticas (NUTS), de acordo com o Regulamento (CE) n. 1059/2003 do Parlamento Europeu e do Conselho de 26 de Maio de 2003, conclui-se que esta uma actividade mais estabelecida nas regies norte e centro do pas, espao onde operam cerca de 70% das empresas da Indstria Metalomecnica.

De facto, estas duas regies concentram a grande maioria das empresas da Indstria Metalomecnica, mas a regio de Lisboa assume tambm particular relevncia em alguns dos seus sectores como o caso na Fabricao de mquinas e de equipamentos, n.e. (CAE 28), em que assume uma representatividade de 28% ou na Fabricao de outro equipamento de transporte (CAE 30), onde , inclusivamente, a rea com maior representatividade, uma vez que a operam 32% das empresas do sector, em grande medida devido preponderncia da construo naval naquela regio.

A regio de Lisboa tambm preponderante na fabricao de caldeiras, fabricao de armas e munies, fabricao de outras mquinas para uso geral ou na fabricao de veculos automveis. Adicionalmente, a regio do Alentejo assume alguma relevncia na fabricao de veculos automveis e na fabricao de aeronaves, de veculos especiais e equipamento relacionado.

Figura 3 Distribuio percentual das empresas da Indstria Metalomecnica por localizao geogrfica, em 2009


84%

13%3% 0%

Mico empresas (250)


16

As reas geogrficas de maior concentrao da Indstria Metalomecnica nacional so as regies do Grande Porto, Grande Lisboa e Baixo Vouga, assumindo tambm a Pennsula de Setbal relevncia em termos da CAE 30 - Fabricao de outro equipamento de transporte.

Analisando em termos histricos a evoluo da Indstria Metalomecnica e dos seus sectores, notria uma quebra acentuada no nmero de empresas de ano para ano: Se em 2009, o INE registava 16 107 empresas a operar na Indstria Metalomecnica, recuando at 2007 encontram-se 17 964 empresas, o que revela uma queda superior a 10% em apenas dois anos, correspondendo a um saldo negativo de mais de 1 857 empresas.

Esta queda no nmero de empresas da Indstria Metalomecnica reflectiu-se em todos os seus sectores, com quedas entre os 10% e os 12% para o perodo em anlise, com excepo da Fabricao de veculos automveis, reboques, semi-reboques e componentes para veculos automveis (CAE 29), que decresceu apenas 2%, em termos do nmero de empresas.

Das 62 actividades econmicas que compem a Indstria Metalomecnica nacional, apenas 13 escapam a esta tendncia, a saber:

CAE 25 733 - Fabricao de peas sinterizadas CAE 25 210 - Fabricao de caldeiras e radiadores para aquecimento central CAE 25 290 - Fabricao de outros reservatrios e recipientes metlicos CAE 25 300 - Fabricao de geradores de vapor (excepto caldeiras para aquecimento central) CAE 25 502 - Fabricao de produtos por pulverometalurgia CAE 25 910 - Fabricao de embalagens metlicas pesadas CAE 28 222 - Fabricao de equipamentos de elevao e de movimentao, n.e. CAE 28 490 - Fabricao de outras mquinas-ferramentas, n.e. CAE 28 960 - Fabricao de mquinas para as indstrias do plstico e da borracha CAE 29 100 - Fabricao de veculos automveis CAE 30 111 - Construo de embarcaes metlicas e estruturas flutuantes, excepto de recreio e

desporto CAE 30 300 - Fabricao de aeronaves, de veculos espaciais e equipamento relacionado CAE 30 990 - Fabricao de outro equipamento de transporte, n.e.

As actividades em que o nmero de empresas mais diminuiu no perodo em anlise foram a Fabricao de motores e turbinas, excepto motores para aeronaves, automveis e motociclos (CAE 28 110), Fabricao de mquinas e equipamento de escritrio, excepto computadores e equipamento perifrico (CAE 28 230), Fabricao de mquinas de acondicionamento e de embalagem (CAE 28 291) e a Construo de embarcaes de recreio e de desporto (CAE 30 120).

BenchMark A+E

17

Figura 4 - Evoluo histrica da Indstria Metalomecnica, quanto ao nmero de empresas, perodo 2007-2009


Relativamente ao nmero de trabalhadores, a situao no apresenta grandes diferenas comparativamente distribuio sectorial que se registava em termos do nmero de empresas, continuando a CAE 25 Fabricao de produtos metlicos, excepto mquinas e equipamentos, a ser a mais representativa, empregando mais de 60% dos trabalhadores da Indstria Metalomecnica, em grande medida devida ao peso das actividades da Fabricao de estruturas de construes metlicas (CAE 25 110), Fabricao de portas, janelas e elementos similares em metal (CAE 25 120), Actividades de mecnica geral (CAE 25 620), Fabricao de moldes metlicos (CAE 25 734) e Fabricao de outros produtos metlicos diversos, n.e. (CAE 25 992), que empregam mais de 64 000 pessoas.

No entanto, o equilibro altera-se, comparativamente distribuio sectorial em termos do nmero de empresas, com a 29 - Fabricao de veculos automveis, reboques, semi-reboques e componentes para veculos automveis, que representa apenas 3% das empresas da Indstria Metalomecnica e que assume aqui um peso superior a 20%, em termos do nmero de trabalhadores ao servio, como se pode ver na figura seguinte.

Grande parte da fora de trabalho da CAE 29 est dedicada Fabricao de outros componentes e acessrios para veculos automveis (CAE 29 320), uma vez que a exercem funes mais de 18 000 pessoas.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

Metalomecnica CAE 25 CAE 28 CAE 29 CAE 30

17 964

15173

1972

556 263

17 306

14577

1912548 269

16 107

13589

1740540 238

2007

2008

2009

TRABALHADORES


18

Figura 5 Distribuio percentual do nmero de trabalhadores por sector da Indstria Metalomecnica, em 2009


Se as micro empresas so a tipologia com maior preponderncia na Indstria Metalomecnica, em termos de emprego a fora de trabalho distribui-se de um modo mais uniforme pelas diferentes tipologias. De facto, 22% dos trabalhadores exerciam actividade em micro empresas em 2009, enquanto 30% faziam-no em empresas de pequena dimenso, 25% em empresas de mdia dimenso e os restantes 23% em empresas de grande dimenso.

No entanto, analisando os sectores que compem a Indstria Metalomecnica, encontramo-nos perante realidades muito distintas, uma vez que a CAE 25 - Fabricao de produtos metlicos, excepto mquinas e equipamentos, impulsiona a preponderncia das micro empresas no conjunto da Indstria Metalomecnica, enquanto a CAE 29 - Fabricao de veculos automveis, reboques, semi-reboques e componentes para veculos automveis, faz o mesmo relativamente s grandes empresas.

Em termos da disperso geogrfica dos trabalhadores, 43% das pessoas ao servio na Indstria Metalomecnica em 2009, estavam fixadas na regio norte do pas e 32% na regio centro.

Analisando em termos histricos a evoluo da Indstria Metalomecnica e dos seus sectores, notria uma quebra acentuada no nmero de trabalhadores, tal como acontecera j relativamente ao nmero de empresas, de ano para ano: Se em 2009, o INE registava 148 997 trabalhadores a laborar na Indstria Metalomecnica, recuando at 2007, esse valor atingia os 162 416, o que revelador de uma descida de cerca de 8% no nmero de trabalhadores.

Esta queda no nmero de trabalhadores da Indstria Metalomecnica reflectiu-se em todos os seus sectores, sendo menos notria na CAE 25 - Fabricao de produtos metlicos, excepto mquinas e equipamentos, que prescindiu apenas de cerca de 3% da sua fora de trabalho entre 2007 e 2009. O sector da Fabricao de mquinas e de equipamentos, n.e. (CAE 28) perdeu 18% da fora de trabalho, a Fabricao de veculos automveis, reboques, semi-reboques e componentes para veculos automveis (CAE 29), perdeu 13% e a Fabricao de outro equipamento de transporte (CAE 30) perdeu 15%.

Esta queda reflectiu-se igualmente na esmagadora maioria das 62 actividades que compem a Indstria Metalomecnica, sendo que as excepes foram maioritariamente na CAE 25, com algumas actividades a aumentarem o seu efectivo, como foi o caso na Fabricao de estruturas de construes metlicas, na Fabricao de caldeiras e radiadores para aquecimento central, na Fabricao de outros reservatrios e recipientes metlicos, na Fabricao de armas de caa, de desporto e defesa, na Fabricao de produtos de arame, ou na Fabricao de material circulante para caminhos-de-ferro.

61%14%

21%

4%

CAE 25CAE 28CAE 29

CAE 30

BenchMark A+E

19

Em termos reais, esta descida levou ao desaparecimento efectivo de 13 419 postos de trabalho na Indstria Metalomecnica, entre 2007 e 2009, correspondendo extino de 3 108 postos de trabalho na CAE 25, 4 712 postos de trabalho na CAE 28, 4 519 postos de trabalho na CAE 29 e 1 080 postos de trabalho na CAE 30.

A figura seguinte ilustra a evoluo do emprego na Indstria Metalomecnica e seus sectores no perodo compreendido entre os anos de 2007 e 2009.

Como se pode ver, existe realmente um decrscimo entre 2007 e 2009, mas, no entanto, a Indstria Metalomecnica aumentou a sua fora de trabalho em 2008, face a 2007, particularmente no sector da Fabricao de produtos metlicos, excepto mquinas e equipamentos (CAE 25) e da Fabricao de veculos automveis, reboques, semi-reboques e componentes para veculos automveis (CAE 29).

Figura 6 Evoluo histrica da Indstria Metalomecnica, quanto ao nmero de trabalhadores, no perodo 2007-2009


Relativamente ao volume de negcios, mais uma vez a CAE 25 - Fabricao de produtos metlicos, excepto mquinas e equipamentos, assume a maior representatividade, contribuindo com 5 851 milhes de euros para um volume de negcios total de 12 876 milhes de euros, registado pela Indstria Metalomecnica, em 2009.

No entanto, e tal como havia j acontecido face ao nmero de trabalhadores, a CAE 29 - Fabricao de veculos automveis, reboques, semi-reboques e componentes para veculos automveis, apesar de representar apenas 3% das empresas da Indstria Metalomecnica, assume uma preponderncia de 37% no volume de negcios da Indstria Metalomecnica, contribuindo com 4 778 milhes de euros, em 2009.

As actividades da Indstria Metalomecnica a gerar maiores volumes de negcios foram a CAE 29 320 - Fabricao de outros componentes e acessrios para veculos automveis (2 389 milhes de euros), a CAE 29 100 - Fabricao de veculos automveis (1 714 milhes de euros), a CAE 25 110 - Fabricao de estruturas de construes metlicas (1 440 milhes de euros) e a CAE 25 120 - Fabricao de portas, janelas e elementos similares em metal (1 008 milhes de euros).

Em termos relativos, a CAE 25 representativa de 45% do volume de negcios registado pela Indstria Metalomecnica em 2009, a CAE 28 de 15%, a CAE 29 de cerca de 37% e a CAE 30 de 3%, como se pode comprovar pela anlise da figura seguinte.

020000400006000080000

100000120000140000160000180000


162 416

93085

2590535971

7455

162 800

93377

2558236598

7243

148 997

89977

2119331452

6375

2007

2008

2009

VOLUME DE NEGCIOS


20

Figura 7 Distribuio percentual do volume de negcios pelos sectores da Indstria Metalomecnica, em 2009


Quanto distribuio do volume de negcios pelas diferentes tipologias empresariais, as empresas de grande dimenso so as maiores geradoras de riqueza, sendo portanto, as que mais contribuem para o volume de negcios apresentado pela Indstria. De facto, em 2009, as empresas de grande dimenso, ou seja, com uma fora de trabalho superior a 250 trabalhadores, geraram mais de 4 700 milhes de euros, enquanto as empresas de mdia dimenso atingiram um volume de negcios de cerca de 3 600 milhes de euros, as empresas de pequena dimenso chegaram aos 2 900 milhes de euros e as micro empresas contabilizaram cerca de 1 500 milhes de euros. No total, as empresas de grande e mdia dimenso foram responsveis por 65% do volume de negcios gerado pela Indstria Metalomecnica. Em termos geogrficos, a regio norte do pas a que contribui com a maior parte do volume de negcios gerado, sendo responsvel por 4 771 265 054 dos 12 876 345 145 gerados em 2009, ou seja, 37% do volume de negcios da Indstria Metalomecnica no seu conjunto. As regies do centro e Lisboa assumem tambm grande relevncia, tendo gerado, em 2009, 3 916 milhes de euros e 3 689 milhes de euros, respectivamente. As regies do Alentejo, Algarve, Madeira e Aores contribuem com cerca de 4% do volume de negcios da Indstria Metalomecnica. Relativamente evoluo histrica do volume de negcios e acompanhando a tendncia registada em termos do nmero de empresas e do nmero de trabalhadores, entre 2007 e 2009, registam-se descidas no volume de negcios de todos os sectores que compem a Indstria Metalomecnica nacional. De facto, no perodo analisado, regista-se uma quebra de cerca de 19% no volume de negcios da Indstria Metalomecnica, o correspondente a mais de 3 017 milhes de euros. As maiores quedas registaram-se na CAE 28130 - Fabricao de outras bombas e compressores, que registou uma queda de cerca de 90% no volume de negcios em apenas dois anos, na CAE 28 230 - Fabricao de mquinas e equipamento de escritrio, excepto computadores e equipamento perifrico (perto de 70%), na CAE 28 222 - Fabricao de equipamentos de elevao e de movimentao, n.e., na CAE 28 910 - Fabricao de mquinas para a metalurgia e na CAE 28 240 - Fabricao de mquinas-ferramentas portteis com motor (cerca de 50%), na CAE 28 210 - Fabricao de fornos e queimadores, na CAE 28 920 - Fabricao de mquinas para as indstrias extractivas e para a construo e na CAE 29 310 - Fabricao de equipamento elctrico e electrnico para veculos automveis (mais de 40%). Os sectores da Fabricao de mquinas e de equipamentos, n.e. (CAE 28), Fabricao de veculos automveis, reboques, semi-reboques e componentes para veculos automveis (CAE 29) e Fabricao de outro equipamento de transporte (CAE 30), viram os seus volumes de negcios retrair 29%, 25% e 24%, respectivamente, enquanto a Fabricao de produtos metlicos, excepto mquinas e equipamentos (CAE 25) parece ter sentido menos a crise, tendo registado uma descida de 9% para o mesmo perodo.

45%

15%

37%

3%

CAE 25

CAE 28

CAE 29

CAE 30

BenchMark A+E

21

De salientar o crescimento nos volume de negcios da CAE 28 950 - Fabricao de mquinas para as indstrias do papel e do carto (1813%), CAE 25210 - Fabricao de caldeiras e radiadores para aquecimento central (73%) e da CAE 25 401 - Fabricao de armas de caa, de desporto e defesa (29%). A figura seguinte ilustra a evoluo do volume de negcios na Indstria Metalomecnica e seus sectores, no perodo 2007-2009.

(valores em milhes de euros)

Figura 8 Evoluo histrica da Indstria Metalomecnica, quanto ao volume de negcios, no perodo 2007-2009 Fonte: Instituto Nacional de Estatstica

O quadro seguinte apresenta um resumo da informao apresentada anteriormente relativa s empresas, trabalhadores e volumes de negcios da Indstria Metalomecnica nacional, adicionando os resultados encontrados para o Valor Acrescentado Bruto (VAB) e para a Produo, no ano de 2009. Como se pode ver, a CAE 25 - Fabricao de produtos metlicos, excepto mquinas e equipamentos, aquela onde mais empresas operam, onde mais trabalhadores cumprem funes e a que apresenta maiores volumes de negcios, valor acrescentado e produo. De salientar, no entanto, a dimenso proporcional da CAE 29 - Fabricao de veculos automveis, reboques, semi-reboques e componentes para veculos automveis, que representa apenas 3,3% das empresas da Indstria Metalomecnica mas emprega 21,1% dos trabalhadores e gera um volume de negcios correspondente a 37,1% do volume de negcios da Indstria Metalomecnica no seu conjunto. Em 2009, havia 16 107 empresas a operar na Indstria Metalomecnica, empregando 148 997 pessoas, enquanto o volume de negcios atingiu os 12 876 milhes de euros, o VAB os 2 007 milhes de euros e a produo os 12 389 milhes de euros.

Quadro 2 Nmeros da Indstria Metalomecnica, em 2009

CAE Empresas Pessoal Servio Volume Negcios VAB Produo

N. % N. % % % %

25 13 589 84,4 89 977 60,4 5 850 612 229 45,4 2 006 886 909 55,0 5 563 356 903 44,9

28 1 740 10,8 21 193 14,2 1 870 587 942 14,5 561 836 305 15,4 1 737 227 467 14,0

29 540 3,3 31 452 21,1 4 777 688 486 37,1 931 069 492 25,5 4 707 317 895 38,0

30 238 1,5 6 375 4,3 377 456 488 3,0 149 509 434 4,1 380 820 241 3,1

TOTAL 16 107 100 148 997 100 12 876 345 145 100 3 649 302 140 100 12 388 722 506 100


0

5000

10000

15000

20000


15 893

6425

2640

6333

496

16 058

6812

2765

5936

545

12 876

5851

1871

4778

377

2007

2008

2009

NMEROS DO SECTOR


22

3. DESCRIO DO PROCESSO PRODUTIVO

3.1. Introduo O sector do metal compreende um conjunto de actividades que, de uma maneira geral, podem ser agrupadas em quatro categorias, em funo da fase do processo metalrgico em que se produzem, a saber:

Indstria bsica metalrgica Esta categoria compreende as actividades de siderurgia e aciaria, que consistem basicamente na extraco de materiais e numa primeira transformao em forma de metal puro ou liga que se utiliza como matria prima em fases posteriores.

Primeira transformao metalrgica Este grupo inclui, principalmente, os processos de fundio e forja, dos quais se obtm peas metlicas com uma determinada geometria e composio, atravs do uso de moldes adequados.

Fabricao de produtos intermdios As duas principais tcnicas usadas nesta fase so a conformao e a maquinagem.

So aplicadas maior parte dos produtos obtidos na primeira transformao metalrgica, obtendo-se as peas finais.

Acabamento de peas Esta categoria engloba os tratamentos trmicos (tmpera, recozimento, etc.) e os tratamentos superficiais (desengorduramento, decapagem, galvanizao, etc.), a que so submetidas as peas j transformadas para lhes proporcionar caractersticas de resistncia, dureza e aspectos especficos.

A preparao e tratamento de superfcies objecto de uma abordagem noutro manual, intitulado Manual de Produo + Limpa no Sector do Tratamento de Superfcies.

3.2. Processos de fabrico Os processos utilizados no fabrico de produtos intermdios, conforme descrito no 3.1., podem apresentar diferenas significativas, em funo do tipo de produtos fabricados. No entanto, podemos dividir as operaes de fabrico deste sector, em:

CORTE MAQUINAGEM CONFORMAO SOLDADURA

Os processos descritos no presente manual so os que se desenvolvem na fase de fabricao de produtos intermdios.

BenchMark A+E

23

De seguida, apresenta-se uma descrio mais detalhada dessas operaes de fabrico, com base na informao recolhida do Guia Tcnico Sector da Metalurgia e Metalomecnica, publicado pelo INETI em Novembro de 2000 e no site https://sites.google.com/a/catim.pt/metalopedia.

Existem dois grandes grupos de tipos de corte:

CORTE

Pode ser executado para acerto de comprimentos com:

Disco de serra Guilhotina

, no necessitando, neste ltimo caso, de fluido de corte.

CORTE DE PERFIS

CORTE DE CHAPA

CORTE

CORTE DE PERFIS

COM GUILHOTINA

OXICORTE

POR PLASMA

COM JACTO DE GUA COM ABRASIVO

POR LASER

COM DISCO DE SERRA

COM GUILHOTINA

Corte de perfis Corte de chapa


24

Quando o contorno recto e a forma convexa, o corte de chapa pode

tambm ser feito com guilhotina. Com contornos mais complicados, requer-

se outro tipo de tecnologias como o oxicorte, corte por plasma, por laser e

por jacto de gua com abrasivo. Todas estas tecnologias podem envolver

a utilizao de comando numrico, o que permite optimizar a utilizao da

chapa e eliminar os erros de traagem.

CORTE DE CHAPA

Este o melhor processo de corte trmico para

chapas de ao ligado e de no ligado na gama de

espessuras de 3 a 30 mm. O consumo de energia

pequeno. A maior parte do calor produzido por

meio da reaco exotrmica do oxignio com o ao

a cortar. O equipamento de fcil instalao.

OXICORTE

As guilhotinas so mquinas ferramentas para corte

de chapas ou lminas de metal. O seu modo de

funcionamento muito simples: uma lmina desce de

encontro a outra lmina (a contra lmina) e por

cisalhamento, a chapa metlica cortada.

Esta mquina utilizada principalmente para acertar o comprimento ou

largura de uma pea.

COM GUILHOTINA

BenchMark A+E

25

O corte por plasma um processo de fuso, no qual

o material metlico fundido pelo jacto de plasma,

sendo a junta de corte removida por jacto de ar.

Tambm so utilizados gases de corte de efeito

oxidante e gases com injeco suplementar de

gua.

O consumo de energia relativamente elevado, porque o material tem de

ser fundido numa junta larga. Os gases utilizados nas aplicaes de corte

por plasma so o argon, o hidrognio e o azoto

O corte por plasma com injeco de gua indicado para o corte de

aos de construo e de CrNi. O bom arrefecimento e a elevada

velocidade de corte reduzem o empeno por aco do calor desenvolvido.

Assim, as superfcies do corte so de aspecto metlico, mostram boa

qualidade e regularidade. O uso de gua reduz o impacto ambiental,

cheiros, poeiras, rudo, sendo a emisso de radiaes UV absorvida.

Todos os materiais condutores podem ser cortados por plasma. A qualidade

do corte depende do tipo de material e do sistema de corte por plasma

utilizado.

POR PLASMA

Existe uma grande variedade de materiais onde os

processos de corte trmico no so aplicveis por

razes de ordem tcnica e/ou econmica.

Tipicamente, o corte por jacto de gua permite

cortar uma grande variedade de metais e suas ligas

como bronze, cobre, alumnio, ao macio e ao

inoxidvel.

O material cortado pela aco de um jacto de gua de alta presso,

podendo tambm conter um abrasivo para facilitar a operao. Esta

tecnologia permite uma grande exactido de corte e uma boa qualidade

superficial Outras caractersticas vantajosas resultantes da sua aplicao so

o material no ser afectado pelo calor e no serem necessrias operaes

de acabamento, sendo mantida a integridade estrutural do material.

POR JACTO DE GUA


26

As operaes de maquinagem podem ser identificadas como se indica de seguida:

O laser uma fonte de radiao visvel que

emite luz coerente monocromtica. Para o

corte de materiais preferido o laser de CO2.

A radiao laser obtida por intermdio de

uma mistura de dixido de carbono, azoto e

hlio que excitada electricamente, sendo o

gs de corte o oxignio.

Com uma lente na cabea de corte, o feixe focado sobre a superfcie

do material a cortar.

O raio laser ideal para cortar materiais metlicos e no metlicos de

pequena espessura. o processo de corte trmico com maior qualidade

e preciso. Apenas com mquinas que operam com controlo numrico

possvel alcanar uma elevada velocidade e preciso de corte, sem

defeitos e com pouca rugosidade. Com esta tecnologia igualmente

possvel cortar chapas de grandes dimenses, de formas complexas e

constitudas por materiais de alta resistncia, dificilmente estampveis.

CORTE POR LASER

MAQUINAGEM

MAQUINAGEM

MAQUINAGEM CONVENCIONAL

MAQUINAGEM NO CONVENCIONAL

POR FEIXE DE ELECTROEROSO

POR LASER

POR ULTRA-SONS

ELECTROQUMICA

POR FEIXE DE ELECTRES

ELECTROEROSO

TORNEAMENTO

FURAO

FRESAGEM

BROCHAGEM

APLAINAMENTO

BenchMark A+E

27

Processo de maquinagem em que se remove material,

neste caso metal, da superfcie de uma pea, com

vista dar pea uma forma e acabamento

especficos.

FRESAGEM

Processo de maquinagem em que se pretende abrir,

alargar ou acabar furos em peas.

FURAO

Processo de maquinagem em que se utiliza um

equipamento denominado plaina, cuja funo

cortar material utilizando uma ferramenta de corte,

para remover as irregularidades duma superfcie,

tornando-a assim plana.

APLAINAMENTO

Processo de maquinagem em que o corte feito por

uma ferramenta chamada buril, cuja funo entalhar

ou cortar o metal a ser maquinado.

BROCHAGEM

Processo mecnico pelo qual a pea resultante produto de um processo

de remoo de material.

MAQUINAGEM CONVENCIONAL


28

Processo de maquinagem pelo qual, utilizando

ferramentas de um s gume, se podem criar formas de

revoluo interiores ou exteriores. A pea a ser torneada

roda e a ferramenta de corte move-se transversalmente

ao longo de dois eixos de movimento, de modo a

produzir dimetros e profundidades precisas.

TORNEAMENTO

Processo de maquinagem no tradicional em que

uma descarga elctrica utilizada, de modo a

provocar o arranque de material nas peas entre as

quais se faz essa mesma descarga. A corrente utilizada

tem elevada frequncia e situa-se aproximadamente

entre 100Hz e 500kHz.

Este processo tem interesse quando nos deparamos com aplicaes que

utilizam materiais difceis de maquinar, ou seja que tm elevada dureza, ou

quando se pretende obter elevado pormenor, tornando inexequvel o

corte por arranque de apara, seja por fresagem, torneamento ou outro.

ELECTROEROSO

Maquinagem em que se utiliza uma fonte de energia no tradicional, mais

especificamente qumica, elctrica ou trmica, ao invs da energia

mecnica usada tradicionalmente. Aplica-se quando os metais a serem

trabalhados so de maquinabilidade dificultada, como o caso dos aos

temperados, carbonetos sinterizados, ferros fundidos brancos e cermicos.

MAQUINAGEM NO CONVENCIONAL

BenchMark A+E

29

Processo de maquinagem em que a remoo de

material se efectua atravs de um processo

electroqumico. Neste processo utilizado um electrlito

e tambm uma corrente elctrica, de modo a

provocar a ionizao e remoo do metal da superfcie

da pea a ser maquinada.

Tem como base a dissoluo andica numa clula electroltica, em que a

pea funciona como o nodo e a ferramenta funciona como o ctodo.

ELECTROQUMICA

Processo de maquinagem em que o corte feito

pela utilizao de um feixe de electres focalizado, a

elevada velocidade e em condies de vcuo. Os

electres so descarregados na pea e a energia

cintica resultante transformada em calor,

provocando ento a vaporizao da zona de

material na qual foram descarregados os electres.

O feixe de electres emitido pela extremidade de um filamento

extremamente fino, feito de Tungstnio e aquecido a uma temperatura

aproximada de 2500C, em condies de vcuo. O vcuo garante uma

melhor focalizao do feixe de electres. Este processo aplica-se quando

se pretende maquinar orifcios ou ranhuras, que compreendem alguns

dcimos de milmetro, em materiais como aos macios, temperados,,

inoxidveis, alumina, ligas refractrias e cristais de quartzo.

POR FEIXE DE ELECTRES


30

Processo de maquinagem em que um lquido, com

partculas abrasivas misturadas, flui entre uma pea e

uma ferramenta em vibrao. utilizado

essencialmente para executar furos e baseia-se no

princpio da vibrao longitudinal de uma

ferramenta, de forma anloga do furo a executar.

Por aplicao de presso da ferramenta contra a pea, o contacto entre

ambas assegurado pelo lquido contendo partculas de material abrasivo

em suspenso.

POR ULTRA-SONS

Processo de maquinagem em que se utiliza um dispositivo, o laser,

que emite uma radiao luminosa, por intermdio do

bombeamento feito por uma fonte de energia adequada ao meio

activo usado. O meio, escolhido de modo a haver uma emisso

estimulada de fotes, pode ser slido, lquido ou gasoso, e as

partculas estimuladas podem ser tomos, ies ou molculas.

ainda necessrio ao meio activo acrescentar um sistema ptico adequado, a

cavidade ressonante, constituda por dois espelhos, posicionados nas extremidades do

meio activo e coaxial com ele, perpendicularmente direco em que o feixe

emitido (Davim, 1995). O feixe mais utilizado no corte o de dixido de Carbono, CO2,

devido potncia associada. Neste mtodo, o material fundido e vaporizado atravs

do feixe Laser e a ferramenta de corte propriamente dita a camada em fuso a

elevada temperatura, j que a mesma provoca a fuso do material slido e o expulsa.

(Davim, 1995).

POR LASER

BenchMark A+E

31

A conformao um processo mecnico onde se obtm peas atravs da compresso de metais slidos em moldes, utilizando a deformao plstica de matria prima para o preenchimento das cavidades dos moldes.

O processo pode ou no ser executado com o aquecimento da matria prima, para facilitar o processo ou para modificar as caractersticas da pea final.

A conformao inclui vrios processos, conforme indicado de seguida.

Processo de conformao pelo qual se d forma a chapas e/ou laminados

de metal, pela passagem entre rolos, conferindo-lhes assim curvatura,

espessura constante e um acabamento de qualidade.

CALANDRAGEM

CONFORMAO

CONFORMAO FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA OU ESTAMPAGEM

DOBRAGEM / QUINAGEM

ESTIRAGEM E TREFILAGEM

FORJAMENTO LIVRE OU EM MATRIZ ABERTA

EMBUTIDURA

CALANDRAGEM

EXTRUSO

LAMINAGEM

REPUXAGEM


32

Processo de conformao pelo qual, com auxlio de um

puno ou estampo, se empurra uma chapa plana, de

modo a que esta entre na cavidade da matriz, obtendo

assim peas em forma de recipiente.

EMBUTIDURA

Processo de conformao pelo qual, por traco,

se reduz a seco transversal de uma barra, fio ou

tubo, puxando-se a pea atravs de uma

ferramenta prpria denominada fieira, calibrada

e com forma de canal convergente.

ESTIRAGEM E TREFILAGEM

Processo de conformao em que, atravs de

ferramentas adequadas prensa, se submete o material

ao processo de moldagem de formas, fazendo com que

o mesmo assuma o contorno ou perfil da ferramenta de

trabalho. Posteriormente remove-se a rebarba resultante

do processo.

FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA OU ESTAMPAGEM

Processo de conformao em se provoca a

flexo da pea, fazendo com que esta dobre

em torno de uma ferramenta adequada.

DOBRAGEM / QUINAGEM

BenchMark A+E

33

Processo de conformao pelo qual um disco em

chapa apertado pelo centro, entre um mandril

solidrio com a rvore do torno e um encostador

ligado ao contraponto, fazendo com que o

conjunto gire.

Simultaneamente, com uma ferramenta adequada, a chapa deformada

contra o mandril. O equipamento utilizado neste processo chama-se torno de

repuxar.

REPUXAGEM

Processo de conformao, a frio ou a quente,

em que a pea forada atravs da matriz

conformadora, gerando uma reduo da

seco transversal da pea. A seco

transversal da pea extrudida ser constante,

visto que a geometria da matriz se mantm

constante durante o processo.

EXTRUSO

Processo de conformao em que se faz com

que o material a ser laminado passe atravs do

espaamento entre dois cilindros em rotao,

provocando alterao (normalmente reduo)

da seco transversal do material. Tambm

designado como laminao.

LAMINAGEM

Processo de conformao, em geral a quente,

em que por compresso se obriga a matria

prima a assumir a forma, contorno ou perfil da

ferramenta conformadora, chamada matriz ou

estampo. Por forjamento a frio produzem-se

parafusos, porcas e engrenagens, entre outros.

FORJAMENTO LIVRE OU EM MATRIZ ABERTA


34

A soldadura destina-se a unir peas, de um modo permanente, atravs da fuso na zona de contacto do metal das peas ou de um material adicionado (solda). Os diferentes processos de soldadura manual podem distinguir-se de uma maneira muito geral, quer pela fonte de energia utilizada para fundir o metal a soldar e o metal de adio, quer pela tcnica como o metal em fuso protegido da oxidao por aco do ar ambiente.

No entanto, pode afirmar-se que todos os processos de soldadura se completam entre si, incluindo os processos de soldadura automtica.

Apresentam-se de seguida os diferentes processos de soldadura.

Processo de soldadura em que o arco elctrico que

se estabelece entre um elctrodo e uma pea se

encontra submerso sob uma camada de fluxo

granular e fusvel, cuja funo proteger a operao

da contaminao atmosfrica.

um processo automtico, de elevada produtividade, sendo comummente

usado na indstria, tanto em corrente contnua como alternada.

POR ARCO SUBMERSO

SOLDADURA

TUNGSTEN INERT GAS (TIG)

POR RESISTNCIA

OXICORTE

BRASAGEM E SOLDAGEM

METAL INERT GAS (MIG) E METAL ACTIVE GAS (MAG)

POR ARCO SUBMERSO

POR ARCO ELCTRICO

SOLDADURA

Processo de soldadura por fuso, em que um arco

elctrico estabelecido entre o elctrodo e a pea

provoca a fuso dos metais, resultando na

deposio do metal proveniente dessa mesma

fuso.

Pode utilizar-se corrente contnua ou corrente alternada, e elctrodos

consumveis ou no consumveis. O arco elctrico uma corrente elctrica

no ar ou noutro gs que tem uma funo protectora.

POR ARCO ELCTRICO

BenchMark A+E

35

Processo em que as superfcies a unir so aquecidas

pela utilizao da resistncia elctrica do material

que as constitui. Essa gerao de calor provoca o

contacto entre as superfcies das duas peas ou,

consoante o caso, entre mais do que duas

superfcies metlicas.

um processo de elevada eficincia mas de aplicao relativamente

limitada. Na indstria utilizam-se trs variantes deste processo: soldadura por

pontos, soldadura por roletes e soldadura topo a topo.

POR RESISTNCIA

Processo de soldadura em que se utiliza um

elctrodo no consumvel de Tungstnio, e em que

um arco elctrico se forma entre o elctrodo e as

peas a unir. A soldadura, mais especificamente o

arco elctrico e a zona de fuso, protegida por um

gs inerte, como o rgon, dos riscos de

contaminao atmosfrica.

Visto o elctrodo ser no consumvel, ainda necessrio adicionar ao

processo um metal de adio.

TUNGSTEN INERT GAS (TIG)

Processo de soldadura por arco elctrico entre uma

pea e um elctrodo, em que se utiliza um gs, ou

mistura de gases, inerte ou activo, para proteco

da zona de soldadura.

No processo MIG utiliza-se um gs inerte como o

rgon ou Hlio.

No processo MAG utiliza-se um gs activo, usualmente CO2. um processo

aplicvel maioria dos metais usados, como os aos, o alumnio, cobre,

entre outros. Utiliza-se corrente contnua, sendo a pea o plo negativo e

o elctrodo o plo positivo.

METAL INERT GAS (MIG) E METAL ACTIVE GAS (MAG)


36

Na Brasagem, a ligao estabelecida entre dois

elementos metlicos efectuada por meio de

um metal de adio, que se encontra no estado

lquido e cuja temperatura de fuso superior a

450C e inferior temperatura de fuso dos

materiais base, sendo que os metais base no

comparticipam na constituio da junta.

Por sua vez, a Soldagem uma Brasagem fraca, em que a temperatura

de fuso do metal de adio inferior a 450C. Normalmente, o metal de

adio penetra por capilaridade entre as superfcies das peas a unir: o

aquecimento uniforme das superfcies deve ser promovido, j que o

mesmo provoca a dilatao das capilaridades existentes nas superfcies a

unir, resultando numa melhor incluso do metal.

BRASAGEM E SOLDAGEM

Tcnica auxiliar Soldadura na qual se procede ao

corte de metais, com vista a preparar as bordas

das partes a soldar no caso da espessura das

mesmas assim o justificar.

O processo de corte utiliza uma reaco qumica, em que o metal

previamente aquecido (atravs de uma chama oxiacetilnica) cortado

por oxidao rpida numa corrente de Oxignio puro.

Se os metais a serem cortados forem resistentes oxidao, ento h

que adicionar ps de Ferro corrente de Oxignio, para facilitar o

processo. utilizado principalmente no corte de aos ao Carbono e de

aos de baixa liga, com adio de ps de Ferro no caso dos aos

inoxidveis e dos ferros fundidos, pelo motivo anteriormente referido.

OXICORTE

BenchMark A+E

37

3.3. Factores de influncia nos processos de transformao de metais

Poucas actividades industriais apresentam um leque de possibilidades tcnicas e operacionais to amplo como o processo de transformao de metais. Cada processo opera em condies especficas definidas por mltiplos factores de ndole produtiva e tecnolgica.

A implementao de quaisquer medidas de melhoria dever ter em conta a natureza da operao no seu sentido mais profundo, valorizando todos os factores que definem o processo.

O impacte ambiental do processo no uma excepo e qualquer medida de reduo ou preveno do mesmo dever basear-se numa anlise prvia das condicionantes do sistema produtivo considerado.

De seguida, apresentam-se de forma esquemtica, as variveis que influem de forma mais significativa na melhoria ambiental de um sistema de maquinagem:

Figura 9 Factores que condicionam a maquinagem

Fonte: Libro Blanco para la minimizacin de residuos y emissiones. Mecanizado del Metal, IHOBE, S.A.

PEA

Geometria da pea

As operaes de transformao necessrias e as mquinas em que estas devem ser executadas so condicionadas pela geometria da pea. Em alguns casos, ser necessria a execuo de operaes de desbaste. Noutras situaes sero necessrias operaes de acabamento para assegurar determinado grau de preciso.

MQUINA

FERRAMENTA

CONDIES DE MAQUINAGEM: Velocidade Avano Profundidade

OPERAES MAQUINAGEM:

Fresagem Rectificao Torneamento

PEA Geometria Tolerncias

MATERIAL E MAQUINABILIDADE

FERRAMENTA E REVESTIMENTO

PROCESSO MAQUINAGEM


38

Tolerncia da pea

Quando necessria uma elevada preciso dimensional ou de forma, as deformaes trmicas devidas energia calorfica libertada na operao de corte, podem introduzir tolerncias na pea. Nessas situaes, o uso de fluido de corte ser inevitvel para evitar estas deformaes.

MATERIAL E MAQUINABILIDADE

As propriedades metalotcnicas (dureza, estrutura, presso especfica de corte, etc.) condicionam a maquinabilidade do material, influenciam o equilbrio energtico da operao e, em consequncia, estabelecem diferentes condies de trabalho. Existe um parmetro denominado ndice de Maquinabilidade que quantifica esta propriedade.

Alguns materiais como o ferro fundido cinzento, so transformados a seco, embora outros, como o ao, ligas de alumnio, cobre, magnsio ou titnio, normalmente necessitam do uso de fluidos lubrificantes. No obstante, o desenvolvimento tecnolgico dos processos, sobretudo em termos de ferramentas, est a possibilitar reduzir ou eliminar o uso de fluidos de corte durante a maquinagem de alguns materiais que a priori necessitem da sua presena.

Em geral, pode dizer-se que medida que as condies de maquinagem se tornam mais extremas, torna-se cada vez mais necessrio o uso de fluidos de corte.

MATERIAL LIGAS DE AO REFRACTRIO LIGAS DE NQUEL AO INOXIDVEL AO DURO AO FORJADO FERRO FUNDIDO DE LIGA LEVE FERRO FUNDIDO CINZENTO FERRO FUNDIDO MALEVEL AO A CARBONO ALUMNIO E LIGAS BRONZE E LATO ZINCO E LIGAS MAGNSIO E LIGAS COBRE

Figura 10 Maquinabilidade relativa dos materiais mais comuns


MQUINA-FERRAMENTA

A mquina-ferramenta um elemento que condiciona profundamente o processo de maquinagem. Na mquina, o fluido de corte, para alm de refrigerar e lubrificar a zona de transformao, refrigera diversos componentes que proporcionam a necessria estabilidade trmica. A reduo ou eliminao do fluido de corte, bem como o uso de fluidos menos poluentes, exige adaptaes na mquina-ferramenta para evitar os efeitos prejudiciais derivados de possveis deformaes trmicas e ataques na pintura, sistema de juntas, etc. Em mquinas novas esta deformao pode ser evitada, tendo-as em conta na fase de concepo ou compensando-as atravs de algoritmos apropriados implementados no CNC da mquina-ferramenta. Outros aspectos como a eliminao de aparas da zona de corte, ou a colocao de barreiras anti-respingas, esto condicionados pela mquina utilizada e devero adaptar-se s modificaes realizadas no processo.

M

aqui

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lidad

e

BenchMark A+E

39

FERRAMENTA DE CORTE E SEUS REVESTIMENTOS

A reduo ou eliminao do uso de fluido de corte exige que se repensem as funes da ferramenta. Para garantir o rendimento da mesma devem optimizar-se a adaptao geomtrica pea e a capacidade para superar o stress trmico, seleccionando em primeira instncia o material que fabricado (ao rpido, metal duro, cermet, cermica, entre outros) e posteriormente, aspectos como o revestimento.

Embora o desenvolvimento de revestimentos duros anti-desgaste seja anterior tomada de conscincia sobre a produo limpa nos processos de maquinagem, assumem um papel activo no momento de implementao dos processos de maquinagem a seco.

Assim, vm sendo desenvolvidos novos revestimentos, com a funo adicional de reduzir a frico entra aparas e ferramenta, atravs de uma camada lubrificante combinada com a camada dura necessria, reduzindo assim o calor gerado e salvaguardando a vida til da ferramenta.

Actualmente, a utilizao deste tipo de revestimentos est a implantar-se cada vez mais. Acertar na combinao adequada do tipo de revestimento para determinado processo ou material, ser fundamental para garantir uma produo econmica e de qualidade.

TIPO DE OPERAO

O tipo de operao executada um dos factores que define com maior relevncia as condies de maquinagem. As operaes de desbaste, requerem normalmente o uso de fluidos de corte aquosos, uma vez que estes actuam prioritariamente nas funes de refrigerao e de retirada das aparas produzidas (fresagem, torneagem). Nas operaes de acabamento, usam-se preferencialmente leos de corte (aparafusamento, brochado, triturao), que oferecem melhorias no processo de lubrificao e, portanto, do acabamento superficial obtido.

CONDIES DAS OPERAES DE MAQUINAGEM

Os processos so concebidos com o objectivo prioritrio de maximizar a produo. Este objectivo passa por utilizar a maior velocidade de avano e profundidade de corte possveis, sempre em compatibilizao com o adequado rendimento da ferramenta. A reduo do uso de fluido de corte ou a sua eliminao total pe como desafio determinar que condies do processo podem ser readaptadas para que se mantenham os rcios produtivos desejados.


40

3.4. Fluidos de corte Durante o processo de corte de metais, o efeito produzido pelas ferramentas de corte e a resistncia do metal a ser cortado, geram uma grande quantidade de calor, em funo da intensidade da frico entre a ferramenta e a pea a maquinar.

Este calor deve ser controlado de forma eficaz a fim de evitar o reaquecimento da ferramenta, pois de outra forma conduziria sua rpida deteriorao, assim como a um acabamento superficial defeituoso da pea trabalhada. Os fluidos de corte evitam esse problema devido sua funo refrigerante e lubrificante.

Os mesmos circulam nas mquinas-ferramenta desde os seus depsitos at ao ponto de contacto entre a pea e a ferramenta, sendo depois recirculados ao circuito.

Na bibliografia, esses produtos recebem o nome genrico de leos de corte (cutting oils). No entanto, alguns destes produtos no contm leo mineral na sua composio. Assim, as designaes de fluidos de corte (cutting fluids) ou fluidos de maquinagem (metalworking fluids) so as mais adequadas.

A natureza da operao especfica estabelece o perfil de necessidades do processo de transformao, recolhendo em maior ou menor medida requerimentos dos trs mbitos referidos.

Os fluidos de corte tm evoludo ao longo do tempo em paralelo aos processos de transformao. Inicialmente, correspondiam a uma forma simples de gua misturada com uma quantidade varivel de antioxidante. Utilizavam-se de forma habitual nas operaes de perfurao, tendo passado a chamar-se vulgarmente leos perfurantes, estendendo-se esta acepo at aos dias de hoje, apesar da composio dos actuais fluidos de corte pouco ter a ver com aquela simples receita inicial.

A evoluo dos fluidos de corte baseou-se maioritariamente na potenciao das suas propriedades de melhoria atravs da adio de diversos compostos qumicos. Estes aditivos garantem ptimas condies de transformao em processos cada vez mais extremos e com requerimentos superiores.

No quadro seguinte, apresenta-se a correlao entre as propriedades dos fluidos de corte e a aco desejada.

PRINCIPAIS FUNES DOS FLUIDOS DE CORTE

Lubrificao: Reduz a energia necessria para vencer as foras do atrito e melhora o acabamento superficial ao facilitar o deslize entre a borda da ferramenta e a superfcie da pea. A lubrificao um requerimento prioritrio nas operaes de acabamento em que no se alcanam nveis trmicos importantes ou no se retira grande quantidade de material excedente.

Refrigerao: Mitiga o desequilbrio trmico do sistema gerado durante o processo pela frico entre a pea e a ferramenta, evitando a deteriorao prematura da ltima.

Remoo de material excedente: O material excedente (aparas) tende a acumular-se nas imediaes da rea de corte, dificultando a correcta transformao da pea e a dissipao natural do calor.

Melhorar o acabamento da pea.

Reduzir o desgaste das ferramentas.

Proteger contra a corroso: Proteger a mquina, a ferramenta, a pea e as aparas.

BenchMark A+E

41

Quadro 3 Correlao entre as propriedades dos fluidos de corte e a aco desejada

Propriedades dos fluidos de corte Aco esperada

Anticorrosivas Proteger a pea, a ferramenta e os componentes da mquina contra a corroso. Antioxidantes Evitar a oxidao prematura do fluido devido aco das elevadas temperaturas

e do forte arejamento s quais submetido. Antidesgastante Reforar as propriedades lubrificantes do leo mineral. Antiespumantes Evitar a formao de espuma que possa impedir a viso da operao ou influir

negativamente sobre o efeito de refrigerao mediante bolhas de ar na rea de corte ou fraca transferncia de calor durante a operao de maquinagem.

Anti-solda ou EP (Extrema Presso) Resistir s elevadas presses de corte quando o poder lubrificante e os aditivos antidesgaste no so suficientes.

Alta capacidade de humidificao Fazer com que a superfcie da pea, a ferramenta e as aparas sejam rapidamente molhadas pelo fluido, influindo directamente sobre a capacidade de refrigerao.

Ausncia de odores Assegurar que o meio ambiente onde a operao executada esteja livre de odores fortes e/ou desagradveis.

Ausncia de precipitados slidos ou de qualquer outra natureza

Garantir a livre circulao do fluido pelo sistema e assegurar o livre e preciso movimento dos elementos da mquina.

Alta capacidade de absoro de calor a refrigerao influenciada pela (o):

Viscosidade Calor especfico Condutibilidade trmica Vapor latente de vaporizao

(fluidos aquosos)

Remover o calor gerado durante a operao de corte, para prolongar a vida til das ferramentas e garantir a preciso dimensional das peas por meio da reduo de distores trmicas.

Lavabilidade propriedade influenciada pela: Viscosidade Tenso superficial Facilidade de decantao das aparas

Remover aparas e poeira produzidas durante o corte para evitar quebra da ferramenta e danos da pea.

Viscosidade adequada Ser suficientemente baixa para assegurar fcil circulao pela mquina, manter um jacto de fluxo contnuo na rea de corte e permitir rpida decantao das aparas e outros resduos.

Ser suficientemente elevada em alguns casos em que se deseja maior grau de lubrificao.

Estabilidade Assegurar que o produto seja homogneo ao chegar rea de trabalho. Transparncia Permitir a observao da rea de corte. Compatibilidade como meio ambiente Compatibilidade com a sade humana

Compatibilidade com os componentes da pea Compatibilidade com o metal que est a ser maquinado Ser de fcil eliminao e gesto, evitando danos ao meio ambiente

Fonte: Adaptado de Runge e Duarte, 1990.


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3.4.1. Composio e classificao dos fluidos de corte Os fluidos de corte so formulados com uma base de leo mineral, vegetal ou sinttico. So de alta qualidade e estabilidade, de diversas viscosidades e agregam aditivos para garantir as propriedades referidas no ponto anterior.

A composio exacta dos fluidos e seus aditivos nem sempre detalhada com clareza nas fichas de dados de segurana do produto e varia em funo da finalidade da aplicao e do material a ser trabalhado.

Os fluidos de corte dividem-se quimicamente em dois grandes grupos:

Quadro 4 - Caractersticas dos fluidos oleosos

TIPO CARACTERSTICAS

Base mineral So leos derivados do petrleo de base parafnica e com baixo nvel de carbonos aromticos, para no causar danos sade do operrio.

Base sinttica

(steres)

So obtidos por sntese qumica a partir de molculas provenientes do petrleo; apresentam maior durabilidade, sendo provenientes de uma pelcula lubrificante muito mais resistente, suportam temperaturas superiores, reduzem a frico; no entanto, necessitam de aditivos adequados relativamente aos de base mineral.

Base vegetal

(steres gordurosos saturados e no saturados)

So leos mais ecolgicos, tendo a desvantagem de oxidarem rapidamente; possuem uma significativa mistura de componentes que podem apresentar, com o uso contnuo, mau odor ou crescimento biolgico.

Mistura Mistura de leos sintticos e minerais para dar maior compatibilidade e eficcia aos aditivos.

Fonte: Gobierno de Santa F, Centro de Actividade Regional para a Produo Limpa (CAR/PL)

Os refrigerantes no solveis em gua no so adequados para a maquinagem de alta velocidade devido a problemas ambientais tais como fumo e a sua regulao. Assim, estes refrigerantes so utilizados para fresagem e desbaste, onde as velocidades de corte so relativamente baixas. So tambm utilizados para a perfurao de buracos profundos com brocas canho, as quais requerem uma viscosidade moderada para obter uma boa lubrificao e evacuao de aparas.

leos de corte ou fluidos oleosos So leos integrais isentos de gua. No so corrosivos e mantm-se limpos, podendo ser utilizados por largo perodo de tempo.

Emulses / Fluidos de corte base de gua Os fluidos de corte aquosos so concentrados que so posteriormente diludos com gua, no momento da sua utilizao, nas propores indicadas pelo fabricante.

BenchMark A+E

43

Quadro 5 - Caractersticas dos fluidos base de gua

TIPO CARACTERSTICAS

Emulses

(compostos misturados com gua em diversas

concentraes, de aspecto leitoso)

So uma mistura de leos, minerais ou vegetais, de alta qualidade, com viscosidades diversas que formam emulses leitosas de bom poder lubrificante, mas muito susceptveis a deteriorao biolgica.

Utilizam-se na proteco de superfcies metlicas, gerando a nvel superficial uma camada protectora anticorrosiva; e em operaes de alta velocidade, devido grande capacidade de refrigerao que possuem.

Fluidos sintticos verdadeiros

(base polmero)

Estes fluidos no formam emulses mas sim solues qumicas verdadeiras, sendo assim denominados de sintticos verdadeiros.

Contm leos minerais sintticos, aditivos e entre 50% a 75% de gua.

A sua principal vantagem a capacidade de no absorverem os leos contaminantes das mquinas e possurem excepcional resistncia biolgica.

A principal desvantagem destas solues o facto de precipitarem resduos cristalinos de sais gerados pela evaporao da gua nas condutas por onde circulam.

So preferencialmente utilizados em tarefas em que a funo refrigerante e a proteco antioxidante so prioritrias, tais como na rectificao.

Fluidos semi-sintticos

Possuem uma maior percentagem de leo mineral que lhes permite maior capacidade lubrificante e, consequentemente, perdem a capacidade de repelir outros leos.

Apresentam o aspecto de uma emulso leitosa ou transparente, de acordo com a taxa de leo mineral/emulsionante adoptada.

O seu uso estende-se a operaes em que tanto a lubrificao como a refrigerao so importantes (perfurao, fresagem, etc.).

Fluidos sintticos de base vegetal ou de base ster

So fluidos em que a base mineral foi totalmente substituda por uma base vegetal ou ster (sinttica) e formam emulses semelhantes aos fluidos semi-sintticos.

Susceptveis a contaminao por outros leos de base mineral.

Apresentam excelentes propriedades lubrificantes, sendo adequados para a maioria das operaes de corte, garantindo alta performance e elevada qualidade de acabamento superficial mas apresentam maior tendncia para a gerao de espuma que os fluidos semi-sintticos ou sintticos verdadeiros.



44

3.4.2. Aditivos dos fluidos de corte e suas funes Os aditivos melhoram as propriedades dos fluidos ou atribuem-lhes novas caractersticas como por exemplo:

A modificao de uma propriedade fsica (presso de trabalho do fluido, viscosidade);

Aquisio de um efeito qumico benfico (anticorrosivos, antioxidantes).

Em detalhe, os aditivos e as suas funes so apresentados no quadro seguinte:

Quadro 6 - Aditivos dos fluidos de corte e suas funes

ADITIVOS COMPOSTOS QUMICOS FUNO

Antioxidantes Nitrito de sdio, alcanolaminas. Proteger os fluidos de corte contra a aco agressiva da atmosfera.

Emulsionantes

Catinicos, aninicos (sulfatos, oleados, resinados), no inicos (dietanolamina, trietanolamina, poliglicolter, alilfenol, alquilglicones).

Estabilizar a emulso.

Inibidores de corroso

Aminas, boratos, nitratos e mercaplobenzotiazol.

Proteger a pea e a ferramenta.

Biocidas Formaldedo, fenis, triazinas, isotiazolinas, cresoles, boratos.

Impedir o desenvolvimento de microrganismos no fluido.

Aditivos de extrema presso

Parafinas cloradas, compostos clorados, sulfurados e fosfatados, leos e gorduras minerais, lcool.

Formar uma camada intermdia entre duas superfcies metlicas, melhorando a lubrificao e evitando o desgaste.

Hidratantes ou estabilizantes

lcool, fosfatos, poliglicoles. Estabilizar o concentrado.

Antiespumantes Silicone, steres gordos, hidrocarbonetos de alto peso molecular.

Evitar a formao de espuma.

Complexantes Compostos orgnicos diversos (EDTA).

Eliminar e prevenir a formao de incrustaes.


BenchMark A+E

45

3.4.3. Controlo de fluidos de corte O controlo analtico dos parmetros que governam o processo de degradao e contaminao dos fluidos de corte aquosos, o mecanismo mais eficaz para prolongar a vida til do fluido em uso.

fundamental a elaborao e implementao de um plano de controlo, ferramenta destinada a planear e dimensionar idealmente um plano de manuteno dirigido a manter o fluido de corte em condies ideais de uso.

Como foi referido anteriormente, os fluidos de corte dividem-se em:

leos de corte

Fluidos de Corte

Fluidos de corte aquosos / emulses base de gua

leos de Corte

Os leos de corte no sofrem processos graves de degradao tal como acontece com os fluidos de corte aquosos, embora as suas propriedades se modifiquem medida que se prolonga o seu uso. As causas directas deste fenmeno so:

Fadiga trmica: Os hidrocarbonetos e outros elementos adicionais degradam-se por efeito das altas temperaturas alcanadas durante a maquinagem.

Reaces qumicas: A presena de elementos externos ao fluido de corte como aparas metlicas, leos hidrulicos, etc., supe uma via de entrada de elementos com os quais o leo reage quimicamente modificando a sua composio e estrutura.

No quadro seguinte constam os parmetros de maior relevncia no controlo de um leo de corte.

PERODO DE VIDA TIL DOS LEOS DE CORTE

Os leos de corte podem alcanar perodos de utilizao superiores a 8 anos com uma correcta aplicao de um plano de controlo e manuteno.


46

Quadro 7 - Principais parmetros de controlo analtico dos leos de corte

Parmetro Tempo estimado por

medio Valor limite recomendado Mtodo de medio Medidas correctivas

Viscosidade 10-30 min Variao 15% sobre valor inicial

Viscosmetro Adequar condies de fornecimento ou substituir o fluido

ndice de acidez 20-30 min Incremento 1-1,5 mg KOH/g Avaliao Adicionar neutralizadores

Corroso do cobre Varivel Incremento 1 unidade Teste especfico Analisar a natureza dos produtos corrosivos e actuar em conformidade

gua 5-10 min 0,1 % em peso Avaliao Karl-Fisher Filtros de desumidificao 30-60 min Destilao

Espectro infravermelho

30 min Grandes variaes sobre espectro inicial

Espectrofotmetro IV Variveis segundo a natureza das modificaes do espectro

Insolveis Varivel 1 % Gravimetria Filtrado

Anlise de aditivos Varivel < 50% do valor inicial Varivel em funo da natureza do aditivo

Varivel em funo da natureza do aditivo


A periodicidade com que se deve realizar este controlo analtico depender da taxa de renovao do leo de corte na instalao. Esta por sua vez depende da maior ou menor quantidade de perdas que

benchmark ae manual proda metalomecanica

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