Buscar

A indústria cerâmica

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 70 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 70 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 70 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

Tecnologia e 
Processos de 
Transformação
Indústria Cerâmica
Kegenaldo Alves
kegalves@uol.com.br
2/70
Cerâmica
 Do grego "kéramos” = "terra queimada"
ou “argila queimada”
 Definição: compreende todos os
materiais inorgânicos, não-metálicos,
obtidos geralmente após tratamento
térmico em temperaturas elevadas.
3/70
História e Evolução
 China e Egito: mais de 5.000 anos
◦ Exemplo: Guerreiros de Xian ( 240 a.C.)
4/70
História e Evolução
 Primeiro equipamento: roda de oleiro –
inventado no Mediterraneo por volta de 
2.000 a.C.
5/70
História e Evolução
 O equipamento determinante da escala
de produção é o forno de cozimento das
peças
 Podem chegar a 150m de comprimento
 Capacidade ampliada nos últimos anos de
80 mil m2/mês
para 500 mil
m2/mês.
6/70
Setores Cerâmicos
 Cerâmica Vermelha: materiais com
coloração avermelhada, empregados na
construção civil (tijolos, blocos, telhas,
elementos vazados, lajes, tubos
cerâmicos e argilas expandidas)
7/70
Setores Cerâmicos
 Cerâmica Branca: materiais constituídos
por um corpo branco e em geral
recobertos por uma camada vítrea
transparente e incolor (louça sanitária,
louça de mesa, isoladores elétricos)
8/70
Setores Cerâmicos
 Materiais Refratários: Este grupo tem
como finalidade suportar temperaturas
elevadas nas condições específicas de
processo e de operação dos
equipamentos industriais
9/70
Setores Cerâmicos
◦ Isolantes térmicos: refratários isolantes,
isolantes térmicos não refratários, fibras ou
lãs cerâmicas que podem chegar a
temperaturas de utilização de 2000oC
10/70
Setores Cerâmicos
 Fritas: é um vidro moído aplicado na
superfície do corpo cerâmico que adquire
aspecto vítreo.
11/70
Setores Cerâmicos
 Corantes: constituem-se de óxidos puros
ou pigmentos inorgânicos sintéticos
obtidos a partir da mistura de óxidos ou
de seus compostos. São adicionados aos
esmaltes para conferir-lhes colorações
das mais diversas tonalidades e efeitos
especiais.
12/70
Setores Cerâmicos
 Vidro, Cimento e Cal
 Revestimento Cerâmicos: são usados na
construção civil para revestimento de
paredes, pisos, bancadas
e piscinas (azulejos,
placas ou ladrilhos para
piso e pastilhas)
13/70
Setores Cerâmicos
 Cerâmica de Alta Tecnologia:
desenvolvidos a partir de matérias-primas
sintéticas de altíssima pureza e por meio de
processos rigorosamente controlados.
14/70
Economia
 A Cerâmica tem uma participação
estimada de 1% do PIB.
Segmento
Valor da Produção 
(milhões de US$/ano)
Cerâmica Vermelha 2.500
Revestimentos 1.700
Matérias-primas naturais 750
Refratários 380
Cerâmicas especiais 300
Sanitários 200
Louça de mesa 148
Fritas 140
Matérias-primas sintéticas 70
Cerâmica elétrica 60
equipamentos para cerâmica 25
Abrasivos 20
15/70
Economia
16/70
Matérias-primas
 Componentes Plásticos: Argilas, Caulim
◦ Dão moldabilidade à massa.
◦ Atuam como agentes de suspensão em meio
aquoso.
◦ Dão coesão e solidez à massa verde e crua.
◦ São responsáveis pela retração durante a
secagem.
◦ Atribuem coloração natural.
17/70
Matérias-primas
 Componentes não-plásticos:
◦ Componente inerte
 Ex: Chamote, Sílica, Cinza natural, Cinza volante,
Escória de alto forno
 Tem a função de diminuir a plasticidade
 Diminui a retração de secagem e queima
 Constitui o esqueleto na massa da cerâmica
 Aumenta a porosidade aberta
18/70
Matérias-primas
 Componentes não-plásticos:
◦ Componente vitrificante
 É a substância responsável pela formação da fase
vítrea com a contribuição do componente fundente
 Ex: Sílica (areia quartzosa, quartzo, quatzito)
◦ Componente fundente
 Abaixa a temperatura da fase vítrea
 Ex: Carbonatos, Feldspatos e Silicatos de metais
alcalinos terrosos
19/70
Matérias-primas
 Componente Auxiliares
◦ Fluidificante (Água e Polímeros)
 Favorece o escorrimento e a dispersão das
partículas da massa
◦ Ligante (Água, caulinita, esmectita)
 Une as partículas da massa a cru, permitindo a
queima ou manuseio
20/70
Matérias-primas
 Componentes Auxiliares
◦ Defloculante
 Evita a decantação das partículas em uma
suspensão aquosa
 Ex: Carbonato e silicato de sódio, Fosfato e
polifosfato de metais alcalinos, Ácidos orgânicos,
Poliacrilatos, Celulose
◦ Plastificante /Lubrificante
 Aumenta a plasticidade da massa
 Ex: grafite, talco, glicol, ester
21/70
Meio Ambiente: impactos e 
solucões
 A indústria da construção civil é forte consumidora de matérias
primas e grande produtora de resíduos.
 Geralmente o aspecto ambiental associado a este setor refere-se
à fase construtiva, deixando de lado as fases de produção de
materiais, uso e descarte dos mesmos.
 O setor cerâmico é um dos grandes contribuintes da construção
civil, representado pelos tijolos, telhas e revestimentos.
 Neste sentido, um processo adequado de gestão ambiental deve
considerar, sempre que possível todo o ciclo de vida da edificação
(e evidentemente o ciclo dos seus constituintes).
22/70
Ciclo de vida dos produtos
cerâmicos
23/70
• O inventário constitui a etapa de levantamento de dados, promovendo 
um catálogo quantitativo das entradas (energia e matérias primas) e 
saídas (emissões no ambiente) para um específico produto, processo ou 
atividade.
Principais ítens de um inventário para empresas de produtos cerâmicos:
Inventário
1 - Consumo hídrico
2 – Energia
3 – Materiais constituintes dos produtos
4 – Emissões gasosas
5 – Refugos/Resíduos
6 – Efluentes líquidos
7 – Desperdício energético (perda de energia)
24/70
Impactos ambientais
positivos
• Aumento no número de
empregos, absorvendo expressivos contingentes
de mão-de-obra
• Aumento do
desenvolvimento e investimento econômico
• Fixação das comunidades locais
25/70
• A indústria de cerâmica é a principal consumidora 
de lenha
• Desmate de áreas de vegetação nativa.
• Fornecimento de lenha fica na dependência de 
desmatamentos em áreas específicas feitos
para outras finalidades
• Não há desmatamentos legalizados em quantidade 
suficiente
• Desertificação
Impactos ambientais negativos
26/70
• Emissões atmosféricas
• Emissão de poluentes atmosféricos,
tais como: material particulado, dióxido de carbono (CO2), 
dióxido de enxofre (SO2) e os óxidos de nitrogênio (Nox)
• Contribui para o efeito estufa
Impactos ambientais negativos
27/70
Extração de argila
• Erosão
• Escorregamento de talude
• Assoreamento dos rios
• Descaracterização da paisagem local
• Degradação, da flora e da fauna da 
área da jazida
Impactos ambientais negativos
28/70
Soluções
• Implantar reflorestamentos com fins energéticos visando ao auto-
suprimento de lenha;
• Realizar a recuperação das áreas degradadas durante a exploração das 
jazidas;
• Controlar a emissão de gases poluentes na atmosfera
• Instalação de equipamentos para depuração dos gases;
• A emissão de poeira na área do empreendimento pode ser reduzida 
mediante o umedecimento da área de circulação interna;
29/70
• Estímulos à pesquisa e ao desenvolvimento de novas técnicas de
produção
• Visar inovações tecnológicas dos produtos
• Desenvolvimento de uma cultura de exigências ambientais na
construção civil
• Aumentar a fiscalização de jazidas e indústrias do setor
• Utilização de novas fontes de energia nas indústrias cerâmicas
(como o gás natural)
Soluções
30/70
Soluções
31/70
Pesquisas
• A atividade industrial de cerâmica, hoje fortemente
globalizada
• Apresenta acirrada competitividade
• Desenvolvimento de sofisticadas instalaçõese laboratórios
Exemplos de pesquisas na indústria cerâmica:
• CMDMC/ LIEC - Centro Multidisciplinar para o
Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos / Laboratório
Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica – UFSCar
• ITEP – Instituto Tecnológico de Pernambuco
Localização da pesquisa: Cabo de Santo Agostinho - PE
32/70
Pesquisas
CMDMC/ LIEC
• Pesquisa desenvolvida em laboratorios e na Cerâmica Gerbi, em
Mogi Guaçu - SP
• Não aumenta custos de produção
• Não eleva a concentração do gás em todo o forno
• Aumento da qualidade da queima da matéria orgânica permitiu
ganho de produtividade
• Diminuição no tempo necessário ao ciclo total da queima
• Aumento de 30% na produção nominal do forno industrial
• Baixo investimento inicial
33/70
Pesquisas
• Técnica provê atmosfera mais rica em oxigênio apenas na área 
do forno em que ocorre a queima de matéria orgânica
34/70
Pesquisas
ITEP - Cabo de Santo Agostinho – PE
• Utilização de refugo cerâmico industrial como
insumo para a produção artesanal
• A técnica reduziu em 50% a extração da matéria-
prima in natura da jazida de SUAPE
35/70
Pesquisas
36/70
Processo de fabricação
 Produção de pisos cerâmicos
 2 fabricas visitadas
 Processo via úmida
37/70
Diagrama de Blocos
Moagem Peneiramento
Posto de 
serviço Atomizador
PrensagemRetifica Secagem
Banho de água
Aplicação 
do esmalte
Aplicação 
do engobe
Decoração
Aplicação de 
engobe (II)
Queima Resfriament
o direto
Resfriament
o indireto
Controle de 
defeitos
Embalagem
Matéria-Prima
38/70
1. Matéria Prima
 Origem
◦ Itapeva
◦ Itararé
◦ Porto Ferreira
 Classificação e controle de conformidade
39/70
1. Matéria Prima
Pátio de Armazenagem
40/70
1. Matéria Prima
Boxes de Armazenagem
41/70
1. Matéria Prima
Balança
42/70
2. Moagem
 Moinho de Bolas
 Input
◦ 20 ton. de MP
◦ 7000 L de água
◦ 140 L de silicato
 Output
◦ Barbotina
43/70
2. Moagem
Desintegrador e esteira
44/70
2. Moagem
Bolas de auto-alumina
45/70
3. Peneiramento e posto de serviço
 A barbotina passa por uma série de
peneiras com malha decrescente e é
armazenada em um poço subterrâneo
antes de ser enviada ao atomizador
46/70
4. Atomizador
 Processo de spray dryer
 Pulverização da barbotina em um ambiente
com temperatura de 600°C
 Formas geometricamente perfeitas com
granulometria e umidade controladas
 Umidade entre 6,2 % e 7 %
47/70
4. Atomizador
Atomizador Spray Dryer
48/70
5. Prensagem
 Conformação do pó em formatos pré
definidos pelas cavidades da matriz da
prensa
 Sistema automático de alimentação e
descarga das prensas
 3 etapas: 1 tira o ar do pó e as duas
seguintes compactam o pó
49/70
6. Secagem
 Reduz a umidade das peças para menos de 1%
 Da maior resistência mecânica às peças
 Funciona por circulação de ar, fazendo com que a
umidade saia por cima do equipamento
 Eleva a temperatura da placa: condição essencial
para o processo de esmaltação
50/70
7. Esmaltação
 Aplicação de água
 Aplicação do engobe
 Aplicação do esmalte
 Decoração por Silk Screen
51/70
7. Esmaltação
Esteiras
52/70
8. Queima
 Forno continuo
 Perfil de temperatura que da ao produto 
alta resistência mecânica, resistência à 
abrasão e alta absorção
 Temperatura máxima de 1200 °C
53/70
8. Queima
Forno
54/70
8. Polimento e retífica
 Feito em apenas parte dos produtos
 Maior qualidade e precisão nas dimensões
 Linha de produtos mais caros
55/70
9. Classificação e embalagem
 Os produtos são classificados em A, B e C 
de acordo com a sua qualidade
 Produtos de mesma classe são embalados 
juntos e tem faixa de preço de acordo 
com a classificação
56/70
Papel do Engenheiro de Produção
Áreas onde o engenheiro de produção 
pode trabalhar:
 Projeto de fábrica;
 Projeto de postos de trabalho;
 Planejamento e controle da produção;
 Qualidade.
57/70
Projeto de Fábrica
 Objetivo:
Fazer um layout funcional, enxuto e seguro para 
que a fábrica atinja um nível ótimo de produção.
 Dados de entrada:
1. Fluxo de materiais, 
2. Espaço disponível, 
3. Quantidade de máquinas,
4. Trabalhadores necessários, 
5. Produtividade esperada e 
6. Possibilidade de expansão.
58/70
Projeto de Fábrica
 Exemplo de considerações:
- Espaço para Matéria-Prima
- Tempo de Buffer
59/70
Projeto de Fábrica
 Ferramentas:
- Ferramentas CAD
- Ferramentas de Representação de Fluxo
- Ferramentas de Simulação Dinâmica 
(ARENA)
60/70
Projeto de Postos de Trabalho
 Objetivo:
- Otimizar esse trabalho, fazendo-o mais 
produtivo e menos desagradável ao 
trabalhador.
 Dados de Entrada:
1.Equipamentos Necessários
2.Espaços de trabalho,
3.Análise da Tarefa,
4.Análise da Atividade
61/70
Projeto de Postos de Trabalho
 Ergonomia:
“Estudo sistemático das pessoas em seu 
ambiente de trabalho, com a finalidade de 
melhorar sua situação laboral, suas 
condições de trabalho e as tarefas que 
realizam.”
62/70
Projeto de Postos de Trabalho
 Exemplos de Intervenções:
- Inspeção
- Captação de Matéria-Prima
63/70
Projeto de Postos de Trabalho
 Ferramentas:
- Ferramentas de Análise
- Simulação Humana
64/70
Planejamento e Controle da 
Produção
 Define o quanto, quando, como irá se 
produzir.
 Para isso é preciso classificar a 
manufatura.
65/70
Planejamento e Controle da 
Produção
 Classificação da fábrica de revestimentos 
cerâmicos:
- Sistema Repetitivo,
- Fabricação em lotes, produtos 
semelhantes, tempos uniformes.
- Make to Stock
66/70
Planejamento e Controle da 
Produção
 Escolha dos sistemas de planejamento e 
controle da produção:
- Ferramenta: Quadro de Escolhas
67/70
Planejamento e Controle da 
Produção
Nível de repetitividade dos sistemas de produção
Variáveis Contínuo Puro Semi Contínuo
Produção em 
Massa
Repetitivo Semi Repetitivo Não Repetitivo Projetos Grandes
Tamanho da empresa Para todos os níveis de repetitividade, quanto maior a empresa maior a complexidade do planejamento e controle da produção.
Tempo de resposta DL(a-P%) DL(a-P%) DL(a-P%) DL(a-P%) PL+DL
PL+DL ou 
SL+PL+DL
SL+PL+DL
Nível de automação Rígido Rígido Rígido
Normal ou 
flexível
Normal ou flexível
Normal ou 
flexível
Normal
Estrutura do produto A estrutura do produto é multi-level.
Nível de customização Produtos Padrão
Padrão ou 
Mushroom
Padrão ou 
Mushroom
Padrão ou 
Mushroom
Mushroom ou 
semi customizado
Semi customizado 
ou customizado
Customizado
Número de produtos
Para todos os níveis de repetitividade, as atividades do planejamento e controle da produção para os múltiplos produtos são mais
complexos do que para o produto único.
Tipos de Layout Produto Produto Produto Grupo Grupo Funcional Posição fixa
Tipos de estoque (i) e (iii) (i), (ii) e (iii) (i), (ii) e (iii) (i), (ii) e (iii) (i), (ii) ou (i) (i), (ii) ou (i) Sem estoque
Tipos de fluxo O tipo de fluxo é F9
Tipos de montagem (A1) ou desmontagem
(A1) ou 
desmontagem
(A5) ou (A6) ou (A7) 
ou sem 
desmontagem
(A5) ou (A6) ou (A7) 
ou sem 
desmontagem
(A7) ou (A8) ou (A9) 
ou sem 
desmontagem
(A3) ou (A4) ou sem 
desmontagem
(A2)
Tipos de Organização do 
trabalho
Se existe montagem, o tipo de organização do trabalho tem um impacto direto no modo de balancear o trabalho na montagem.
Sistema de controle de 
produção possível
Um sistema para 
controlar a taxa de 
fluxoUma planilha para 
programar o 
trabalho
Kanban Kanban ou PBC PBC ou OPT MRP PERT/COM
68/70
Planejamento e Controle da 
Produção
Nível de repetitividade dos sistemas de produção
Variáveis Contínuo Puro Semi Contínuo
Produção em 
Massa
Repetitivo Semi Repetitivo Não Repetitivo Projetos Grandes
Tamanho da empresa Para todos os níveis de repetitividade, quanto maior a empresa maior a complexidade do planejamento e controle da produção.
Tempo de resposta DL(a-P%) DL(a-P%) DL(a-P%) DL(a-P%) PL+DL
PL+DL ou 
SL+PL+DL
SL+PL+DL
Nível de automação Rígido Rígido Rígido
Normal ou 
flexível
Normal ou 
flexível
Normal ou 
flexível
Normal
Estrutura do produto A estrutura do produto é multi-level.
Nível de customização Produtos Padrão
Padrão ou 
Mushroom
Padrão ou 
Mushroom
Padrão ou 
Mushroom
Mushroom ou 
semi 
customizado
Semi customizado 
ou customizado
Customizado
Número de produtos
Para todos os níveis de repetitividade, as atividades do planejamento e controle da produção para os múltiplos produtos são mais
complexos do que para o produto único.
Tipos de Layout Produto Produto Produto Grupo Grupo Funcional Posição fixa
Tipos de estoque (i) e (iii) (i), (ii) e (iii) (i), (ii) e (iii) (i), (ii) e (iii) (i), (ii) ou (i) (i), (ii) ou (i) Sem estoque
Tipos de fluxo O tipo de fluxo é F9
Tipos de montagem
(A1) ou 
desmontagem
(A1) ou 
desmontagem
(A5) ou (A6) ou 
(A7) ou sem 
desmontagem
(A5) ou (A6) ou 
(A7) ou sem 
desmontagem
(A7) ou (A8) ou (A9) 
ou sem 
desmontagem
(A3) ou (A4) ou 
sem desmontagem
(A2)
Tipos de Organização do 
trabalho
Se existe montagem, o tipo de organização do trabalho tem um impacto direto no modo de balancear o trabalho na montagem.
Sistema de controle de 
produção possível
Um sistema para 
controlar a taxa de 
fluxo
Uma planilha para 
programar o 
trabalho
Kanban Kanban ou PBC PBC ou OPT MRP PERT/COM
69/70
Qualidade
 Controle dos Processos Críticos
 Inspeção 100%
 Controle Estatístico
70/70
Qualidade
 Classificação dos Produtos por Qualidade:
- Linha A: são os melhores produtos, isentos de defeitos. 
Passam pelo controle da qualidade sem serem 
marcados.
- Linha B: são produtos aproveitáveis, com qualidade 
inferior à A e recebem, no controle da qualidade, pelo 
inspetor, uma marca horizontal de cor laranja pra serem 
reconhecidos e embalados diferentemente.
- Linha C: são produtos também aproveitáveis, com 
qualidade inferior à B e recebem uma marca vertical 
também de cor laranja.

Outros materiais