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P ág in a1 PREVENÇÃO E CONTROLE DE RISCOS EM MAQUINAS E EQUIPAMENTOS E INSTALAÇÕES P ág in a2 FACUMINAS A história do Instituto Facuminas, inicia com a realização do sonho de um grupo de empresários, em atender à crescente demanda de alunos para cursos de Graduação e Pós-Graduação. Com isso foi criado a Facuminas, como entidade oferecendo serviços educacionais em nível superior. A Facuminas tem por objetivo formar diplomados nas diferentes áreas de conhecimento, aptos para a inserção em setores profissionais e para a participação no desenvolvimento da sociedade brasileira, e colaborar na sua formação contínua. Além de promover a divulgação de conhecimentos culturais, científicos e técnicos que constituem patrimônio da humanidade e comunicar o saber através do ensino, de publicação ou outras normas de comunicação. A nossa missão é oferecer qualidade em conhecimento e cultura de forma confiável e eficiente para que o aluno tenha oportunidade de construir uma base profissional e ética. Dessa forma, conquistando o espaço de uma das instituições modelo no país na oferta de cursos, primando sempre pela inovação tecnológica, excelência no atendimento e valor do serviço oferecido. P ág in a3 Sumário FACUMINAS ............................................................................................................... 2 INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 4 Evolução e histórico da manutenção ...................................................................... 5 A interação entre as fases ....................................................................................................... 7 Conceitos e tipos de manutenção ........................................................................... 8 Tipos de manutenção ........................................................................................................... 11 Manutenção corretiva .......................................................................................................... 12 Manutenção preventiva........................................................................................................ 15 Plano de manutenção preventiva ......................................................................................... 17 Manutenção preditiva .......................................................................................................... 17 Manutenção detectiva .......................................................................................................... 22 Engenharia de manutenção .................................................................................................. 24 Manutenção Produtiva Total – TPM ..................................................................................... 26 Fatores na elaboração do leiaute/arranjo físico ................................................... 29 MATERIAL .............................................................................................................................. 29 MÁQUINAS ............................................................................................................................ 30 MÃO DE OBRA ....................................................................................................................... 31 MOVIMENTAÇÃO .................................................................................................................. 31 ARMAZENAMENTO ............................................................................................................... 32 SERVIÇOS AUXILIARES ........................................................................................................... 32 MUDANÇAS ........................................................................................................................... 32 EDIFÍCIO ................................................................................................................................ 32 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 33 P ág in a4 INTRODUÇÃO Os acidentes de trabalho têm suas causas ligadas às condições inseguras de um ambiente de trabalho. Tanto o local de trabalho quanto o material a ser trabalhado e a máquina (o equipamento) a ser utilizados podem ser inseguros. A questão de base é como, efetivamente, ter e manter condições seguras nos locais de trabalho. Para se ter condições seguras, adequadas e apropriadas à realização das atividades de produção, o ponto fundamental é elaborar um projeto específico para este fim, com um profissional habilitado. Ou seja, o local de trabalho será tanto mais seguro e adequado às tarefas laborais quanto melhor for o seu projeto de instalação (ou de reforma), o qual deve ser elaborado especificamente para aquela atividade. Para se manter condições seguras, adequadas e apropriadas para a realização das atividades de produção, o ponto fundamental é elaborar um programa específico de manutenção, com um profissional habilitado. Ou seja, o local de trabalho se manterá mais seguro e adequado às tarefas laborais quanto melhor for o seu programa de manutenção, o qual deve conter o escopo das atividades específicas de controle e monitoramento dos desempenhos esperados em cada função (instalação, máquina ou equipamento). P ág in a5 Evolução e histórico da manutenção A atividade de manutenção tem passado por inúmeras mudanças nas últimas décadas. Essa “evolução” da atividade de manutenção se torna necessária para acompanhar o avanço nas técnicas e nas tecnologias de produção e estas alterações têm ocorrido por diversos fatores, principalmente: (i) projetos mais complexos, com o respectivo aumento do número e diversidade dos itens que têm de ser mantidos; e (ii) novas técnicas de manutenção, com novos enfoques sobre a organização da manutenção e suas responsabilidades. O profissional de manutenção tem de reagir rápido a essas mudanças! Essa nova postura inclui uma crescente conscientização de quanto uma falha de equipamento afeta a segurança e o meio ambiente, uma maior conscientização da relação entre manutenção e qualidade do produto, uma maior pressão para conseguir alta disponibilidade e confiabilidade da instalação, ao mesmo tempo em que se busca a redução de custos. Essas alterações estão exigindo novas atitudes, habilidades e competências dos profissionais da manutenção e têm atingindo todos os setores da empresa. Cronologicamente, a evolução da manutenção pode ser dividida em três gerações distintas, segundo Kardec e Nascif (2001): (i) antes da Segunda Guerra Mundial, (ii) entre a Segunda Guerra Mundial e meados da década de 1960, e (iii) a partir da década de 1970. A primeira geração dos sistemas de manutenção abrange o período antes da Segunda Guerra Mundial, quando a indústria era pouco mecanizada, os equipamentos eram simples e, na sua grande maioria, superdimensionados. Devido à conjuntura econômica da época, a produtividade não era uma questão prioritária. Desta forma, não era necessária uma manutenção sistematizada; apenas serviços de limpeza e lubrificação e os reparos só eram realizados após a quebra, ou seja, a manutenção era fundamentalmente corretiva. P ág in a6 A segunda geração dos sistemas de manutenção começa com a Segunda Guerra Mundial e vai até meados dos anos 1960. A demanda por uma diversidade de produtos vai aumentando de maneira considerável, ao mesmo tempo em que o contingente de mão de obra industrial vai diminuindo sensivelmente. A “solução” encontrada foi o aumento da mecanização da produção, com um consequenteaumento da complexidade das instalações industriais. Fica cada vez mais evidente a necessidade de haver uma maior disponibilidade, bem como uma maior confiabilidade, para se atingir uma maior produtividade. O setor industrial passa a depender fortemente do bom funcionamento das suas máquinas e instalações, e se fortalece a ideia de que as falhas dos equipamentos poderiam e deveriam ser evitadas, gerando o conceito de manutenção preventiva. As práticas de manutenção preventiva no início da década de 1960 consistiam-se em intervenções específicas realizadas nos equipamentos a intervalo fixo. Os custos referentes às atividades de manutenção começaram a aumentar em relação aos outros custos operacionais, gerando a necessidade de se incrementar os sistemas de planejamento e controle de manutenção. Outro ponto fundamental que surgiu com o avanço tecnológico nos sistemas de produção: a quantidade de capital investido em máquinas, equipamentos e instalações, associado ao aumento do custo do capital, levou as empresas a buscarem meios para aumentar a sua vida útil. A terceira geração dos sistemas de manutenção começa a se delinear na década de 1970, acompanhando e acelerando o processo de mudança nas indústrias. O foco era evitar uma paralisação da produção, pois esta diminuía a capacidade de produção e aumentava os custos além de influenciar diretamente a qualidade dos produtos. Os efeitos dos períodos de paralisação da produção foram se agravando pela utilização de sistemas just in time, nos quais há estoques reduzidos para a produção, já que pequenas pausas na produção/entrega poderiam significar até a paralisação de uma fábrica. P ág in a7 O crescimento da automação e da mecanização nos sistemas de produção indicou que a confiabilidade e a disponibilidade tornaram-se postos-chave em setores tão distintos quanto saúde, processamento de dados, telecomunicações e gerenciamento de edificações. Em sistemas com maior índice de automação, falhas frequentes afetam a capacidade de manter padrões de qualidade estabelecidos, tanto na execução das tarefas quanto na qualidade dos produtos. As falhas no sistema de produção, geralmente, também provocam sérias consequências na segurança e no meio ambiente, e os padrões de exigências nessas áreas estão aumentando em todo o mundo. No limite, se um requisito de segurança ou de preservação ambiental não for atendido por uma empresa, esta pode ser impedida de funcionar pelos órgãos públicos competentes. A interação entre as fases A disponibilidade e a confiabilidade de um sistema de produção dependem diretamente da correta realização de cada uma das fases de implantação deste sistema de produção: projeto, fabricação, instalação, operação e manutenção. Na fase de projeto, o levantamento de dados deve incluir e envolver os usuários das fases posteriores (operação e manutenção), os quais devem esclarecer quais as necessidades reais para a realização de suas tarefas, com nível de detalhamento, pois as definições realizadas na fase de projeto irão impactar diretamente nas demais fases, com consequências no desempenho (confiabilidade, produtividade, qualidade do produto final, segurança e preservação ambiental) e na economia (nível de custo-eficiência obtido) (WOMACK, 1992). A escolha dos equipamentos deverá considerar a sua adequação ao projeto (correto dimensionamento), a capacidade inerente esperada (por meio de dados técnicos, TMEF – tempo médio entre falhas), a qualidade, a manutenibilidade, além do custo-eficiência. Deve ser considerada como uma necessidade estratégica na fase de projeto a padronização com outros equipamentos do mesmo projeto e com P ág in a8 equipamentos já existentes na instalação, de forma a se obter uma redução no estoque de sobressalentes e uma maior facilidade nas operações de operação e manutenção. A fase de fabricação deve ser devidamente acompanhada de forma a possibilitar a incorporação dos requisitos para o aumento de confiabilidade dos equipamentos, além das sugestões oriundas das práticas de manutenção. Essas informações, juntamente com o histórico de desempenho de equipamentos semelhantes, compõem o valor histórico do equipamento, elemento fundamental para a tomada de decisão em compras futuras e em políticas de peças de reposição. A fase de instalação deve prever cuidados com a qualidade da implantação do projeto e as técnicas utilizadas para essa finalidade. Quando a qualidade não é apurada, muitas vezes são inseridos pontos potenciais de falhas que se mantêm ocultos por vários períodos e se manifestam somente quando o sistema é fortemente solicitado, ou seja, quando o processo produtivo está operando a pleno vapor e, portanto, necessitando de maior confiabilidade. As fases de manutenção e de operação terão por objetivo garantir a função dos equipamentos, sistemas e instalações no decorrer de sua vida útil e a não degeneração do desempenho. Nesta fase da existência, normalmente são detectadas as deficiências geradas no projeto, na seleção de equipamentos e na instalação. Mesmo que se apliquem as mais modernas técnicas, a manutenção encontrará dificuldades de desempenho de suas atividades decorrentes de uma não interação entre as fases anteriores. A confiabilidade, portanto, tenderá a permanecer num patamar inferior ao inicialmente previsto. Conceitos e tipos de manutenção Os danos nas máquinas e nos equipamentos podem ser causados por inúmeros fatores, tais como: Erros de especificação ou de projeto – a máquina ou alguns de seus componentes não correspondem às necessidades de serviços. Os problemas P ág in a9 podem estar em diversos fatores: dimensões, rotações, marchas, materiais, tratamento térmico, ajustes, acabamentos superficiais ou, ainda, em desenhos errados. Falhas de fabricação – a máquina, com componentes falhos, não foi montada corretamente, com potencial aparecimento de trincas, inclusões, concentração de tensões, contatos imperfeitos, folgas exageradas ou insuficientes, empeno ou exposição de peças a tensões não previstas no projeto. Instalação imprópria – causando o desalinhamento dos eixos entre o motor e a máquina acionada. Os desalinhamentos surgem devido aos seguintes fatores: fundação (local de assentamento da máquina) sujeita a vibrações; sobrecargas; trincas; corrosão. Manutenção imprópria – com a respectiva perda de ajustes e da eficiência da máquina em razão dos seguintes fatores: sujeira; falta momentânea ou constante de lubrificação; lubrificação imprópria que resulta em ruptura do filme ou em sua decomposição; superaquecimento por causa do excesso ou insuficiência da viscosidade do lubrificante; falta de reaperto; falhas de controle de vibrações. Operação imprópria – gerando sobrecarga, choques e vibrações que acabam rompendo o componente mais fraco da máquina, o qual, geralmente, provoca danos em outros componentes ou peças da máquina. A análise de danos e defeitos de peças de uma máquina/equipamento é realizada com dois objetivos: (i) apurar a razão da falha, para que sejam tomadas medidas objetivando a eliminação de sua repetição; (ii) alertar o usuário a respeito do que poderá ocorrer se a máquina for usada ou conservada inadequadamente. Para que essa análise possa ser benfeita, não basta apenas examinar a peça que gerou a falha. É necessário efetuar um levantamento de todo o histórico da operação e manutenção da máquina: como a falha ocorreu, quais os sintomas, se a falha já aconteceu em outra ocasião, quanto tempo a máquina trabalhou desde a P ág in a1 0 sua aquisição, quando foi realizada a última reforma, quais os reparos já feitos na máquina, em quais condições de serviço ocorreu a falha, quais foram os serviços executados anteriormente, quem era o operador da máquina e por quanto tempo elea operou. Ou seja, o levantamento deverá ser o mais minucioso possível para que a causa da ocorrência fique perfeitamente determinada. Portanto, as duas medidas principais dessa análise são: (i) uma observação pessoal das condições gerais da máquina, e (ii) um exame do seu dossiê (arquivo ou pasta). O passo seguinte é diagnosticar o defeito e determinar sua localização, bem como decidir sobre a necessidade de desmontagem da máquina. A desmontagem completa deve ser evitada, pois: (i) os custos associados podem ser elevados, (ii) o tempo de desmontagem, conserto e montagem pode ser expressivo, e (iii) pode comprometer a produção. Após a localização do defeito e a determinação da desmontagem, o responsável pela manutenção deverá colocar na bancada as peças interligadas, na posição de funcionamento. A ocorrência de falhas é inevitável quando aparecem por causa do trabalho executado pela máquina. Nesse aspecto, a manutenção restringe-se à observação do progresso do dano para que se possa substituir a peça no momento mais adequado. Este é o procedimento efetuado, por exemplo, com os dentes de uma escavadeira que vão se desgastando com o tempo de uso. A manutenção nada mais é do que um conjunto de técnicas destinadas a manter as máquinas, os equipamentos, as instalações e as edificações, com: Maior tempo de utilização; Maior rendimento; Menores custos; Condições de trabalho mais seguras. P ág in a1 1 Tipos de manutenção A maneira pela qual é feita a intervenção em equipamentos, sistemas ou instalações caracteriza os vários tipos de manutenção existentes. Há uma grande diversidade de denominações para qualificar a atuação da manutenção, o que pode até provocar certa confusão na caracterização dos tipos de manutenção. Segundo Tavares (1997), algumas práticas básicas definem os tipos principais de manutenção. Manutenção corretiva não planejada; Manutenção corretiva planejada; Manutenção preventiva; Manutenção preditiva; Manutenção detectiva; Engenharia de manutenção. Os diversos tipos de manutenção podem ser considerados, também, como políticas de manutenção, desde que a sua aplicação seja o resultado de uma definição gerencial ou política global da instalação, baseada em dados técnico- econômicos. Várias ferramentas disponíveis e adotadas hoje em dia têm em sua denominação a palavra Manutenção. É importante observar que elas não são novos tipos de manutenção, mas apenas ferramentas que permitem a aplicação dos seis tipos principais de manutenção. Entre elas, destacam-se: Manutenção Produtiva Total (TPM) ou Total Productive Maintenance; Manutenção Centrada na Confiabilidade (RCM) ou Reability Centered Maintenance; Manutenção Baseada na Confiabilidade (RBM) ou Reability Based P ág in a1 2 Maintenance. Manutenção corretiva Manutenção corretiva é a atuação para a correção de uma falha ou de um desempenho menor que o esperado. Ao atuar em um equipamento que já apresenta um defeito ou um desempenho diferente do esperado, estamos fazendo manutenção corretiva. Portanto, a manutenção corretiva não é, necessariamente, uma manutenção de emergência. Existem duas condições especificas que levam à manutenção corretiva. Desempenho deficiente apontado pelo acompanhamento das variáveis operacionais. Ocorrência da falha. A ação principal na manutenção corretiva é corrigir ou restaurar as condições de funcionamento do equipamento ou sistema. A manutenção corretiva pode ser dividida em duas classes. Manutenção corretiva não planejada. Manutenção corretiva planejada. Manutenção corretiva não planejada é a correção da falha de maneira aleatória, sem nenhum tipo de planejamento ou estratégia preliminar. Caracteriza-se pela atuação da manutenção em fato já ocorrido, seja este uma falha ou um desempenho menor que o esperado. Na maioria das vezes, não há nem procedimentos estabelecidos para realizar a ação de manutenção, muito menos peças sobressalentes para uma operação mais rápida. Em alguns casos, somente após a constatação fortuita da ocorrência da falha é que serão definidas: (i) a compra do material necessário para a correção; (ii) o serviço a ser realizado, e (iii) a P ág in a1 3 definição do profissional para realizar este serviço. É um tipo de manutenção que deveria ser abolido das práticas das empresas, pois demonstra o desconhecimento e o “descontrole” do seu sistema de produção. Normalmente, a manutenção corretiva não planejada implica custos mais elevados, pois a quebra inesperada pode acarretar perdas de produção, perda da qualidade do produto e maiores custos indiretos de manutenção. Além disso, quebras aleatórias podem ter consequências bastante graves para um equipamento, ou seja, a extensão dos danos pode ser maior. Em plantas industriais de processo contínuo (petróleo, petroquímico, cimento etc.), interromper processamentos críticos (com pressões, temperaturas, ou vazões elevadas) de forma abrupta para reparar um determinado equipamento pode comprometer a qualidade de outros equipamentos que vinham operando adequadamente, levando- os a colapsos após a partida ou a uma redução da campanha da planta. Exemplo típico é o surgimento de vibração em grandes máquinas que apresentavam funcionamento suave antes da ocorrência de um procedimento de manutenção (KARDEC e NASCIF, 2001). Manutenção corretiva planejada é a correção do desempenho menor que o esperado ou da falha, por decisão gerencial, isto é, pela atuação em função de acompanhamento preditivo ou pela decisão de operar até a quebra. Um trabalho planejado sempre terá melhor qualidade e será mais barato, mais rápido e mais seguro do que um trabalho não planejado. A característica principal da manutenção corretiva planejada é função da qualidade da informação fornecida pelo acompanhamento do equipamento. Mesmo que a decisão gerencial seja de deixar o equipamento funcionar até a quebra, essa é uma função conhecida e algum planejamento pode ser feito quando a falha ocorrer, como, por exemplo: (i) substituir o equipamento por outro idêntico; (ii) ter um “kit” para reparo rápido; (iii) preparar o posto de trabalho com dispositivos de alerta etc. A decisão de se adotar uma política de manutenção corretiva planejada pode advir de vários fatores: P ág in a1 4 A falha não provoca nenhuma situação de risco para o pessoal ou para a instalação; Possibilidade de compatibilizar a necessidade da intervenção com os interesses da produção, a partir de um melhor planejamento de serviços; Garantia da existência de sobressalentes, equipamentos e ferramental para realizar a ação de reparo de forma eficiente e efetiva Recursos humanos com a tecnologia necessária para a execução dos serviços e em qualidade suficiente, que podem, inclusive, ser buscados externamente à organização. A troca de lâmpadas de iluminação de áreas comuns de uma edificação é um bom exemplo de ação baseada na manutenção corretiva. No “modelo” de manutenção corretiva não planejada, a lâmpada só será trocada após estar queimada, ou seja, em modo de falha, na seguinte (des)ordem: (i) algum usuário da edificação percebe a lâmpada queimada, mas não sabe a quem informar; (ii) quando o responsável pela edificação é informado, lembra que não tem lâmpadas sobressalentes em estoque, não tem um fornecedor cadastrado e não tem um funcionário destacado para este serviço; (iii) o funcionário que realizará o serviço não tem um procedimento específico para a tarefa (nem treinamento...), nem ferramentas específicas para realizar o serviço (escada etc.); (iv) a lâmpada queimada é jogada em uma lixeira comum da edificação. No “modelo” de manutenção corretiva planejada, a sequência seria: (i) em uma vistoria de rotina, alguém da equipe de manutençãoverifica a ocorrência de uma lâmpada queimada; (ii) o responsável pela edificação é informado, requisita uma lâmpada sobressalente do almoxarifado e destaca um funcionário para realizar o serviço; (iii) o funcionário destacado, pega a lâmpada sobressalente e as ferramentas necessárias para o serviço, definidas no procedimento escrito (manual) para o qual foi treinado e realiza o serviço; (iv) a lâmpada queimada é colocada no local correto para a sua disposição final. P ág in a1 5 Manutenção preventiva Manutenção Preventiva é a atuação realizada de forma a reduzir ou evitar a falha ou queda no desempenho, obedecendo a um plano previamente elaborado, baseado em intervalos definidos de tempo. Inversamente à política de Manutenção Corretiva, a Manutenção Preventiva procura evitar a ocorrência de falhas. A adoção de manutenção preventiva é obrigatória em determinados setores, como na aviação, pois o fator segurança se sobrepõe aos demais. Como nem sempre os fabricantes fornecem dados precisos para serem adotados nos planos de manutenção preventiva, a definição de periodicidade e substituição deve ser estipulada para cada instalação ou no máximo plantas similares operando em condições também similares. Deve-se lembrar de que as condições operacionais e ambientais também influem de modo significativo na expectativa de gradação dos equipamentos. Há duas situações distintas na fase inicial de operação. Ocorrência de falhas antes de completar o período estimado, pelo mantenedor, para a intervenção. Abertura do equipamento/reposição de componentes prematuramente. Ao longo da vida útil de um equipamento, a falha entre duas intervenções preventivas não pode ser descartada, fato este que implicará uma ação corretiva. Os seguintes fatores devem ser levados em consideração para a adoção de uma política de manutenção preventiva. Quando não é possível a manutenção preditiva. Aspectos relacionados com a segurança pessoal ou da instalação que tornam mandatária a intervenção, normalmente para a substituição de componentes. Por oportunidade em equipamentos críticos de difícil liberação operacional. Riscos de agressão ao meio ambiente. P ág in a1 6 Em sistemas complexos e/ou de operação contínua, como, por exemplo: petroquímicas, siderúrgicas, indústria automobilística etc. Ou seja, a manutenção preventiva será mais interessante para a empresa: (i) quanto maior for a simplicidade na reposição; (ii) quanto mais altos forem os custos de falhas; (iii) quanto mais prejudicarem a produção, e (iv) quanto maiores forem as implicações das falhas na segurança pessoal e operacional. A manutenção preventiva proporciona um conhecimento prévio das ações, permitindo uma boa condição de gerenciamento das atividades e nivelamento de recursos, além de previsibilidade de consumo de materiais e sobressalentes. Entretanto, sob o enfoque da produção promove, geralmente, a retirada de equipamento ou sistema de operação para a execução dos serviços programados. Desta forma, é comum a ocorrência de questionamentos à adoção de uma manutenção preventiva em equipamentos, sistemas ou plantas nos quais a manutenção corretiva pode ser aplicada. Costuma-se atribuir à manutenção preventiva a introdução de defeitos não existentes no equipamento, mas estes podem ser introduzidos em qualquer ação de manutenção, não só na preventiva, principalmente devido a: Falhas dos procedimentos de Manutenção; Falha da peça sobressalente; Contaminações introduzidas no sistema de óleo; Danos durante partidas e paradas. A troca de óleo dos motores dos veículos é um exemplo de ação baseada na manutenção preventiva. A troca do óleo deve ser realizada em intervalos estabelecidos de quilometragem do veículo, independentemente do desempenho do motor. Atualmente, todos os veículos trazem em seus manuais a recomendação de um plano de manutenção preventiva, com um conjunto de ações que devem ser realizadas ao se atingir quilometragens estabelecidas ou intervalos de tempo. P ág in a1 7 Plano de manutenção preventiva Plano de manutenção preventiva é o conjunto de medidas e cuidados que devem ser tomados para evitar: (i) desgastes e quebra de equipamentos e componentes da instalação; (ii) aumento do consumo de energia elétrica; (iii) perda de capacidade de produção; (iv) paradas bruscas da instalação devido às falhas, e (v) prejuízo financeiros. Toda e qualquer instalação industrial pode possuir um plano de manutenção preventiva, mas cada instalação exige seu próprio plano de manutenção, pois cada plano é feito com base em equipamentos e componentes da instalação, principalmente com base nos manuais dos fabricantes dos equipamentos. Portanto, não deve ser aproveitado o plano de manutenção de uma instalação em outra! No limite, podemos utilizar o plano de uma instalação como base para iniciar o trabalho e, a partir dele, criar um plano adequado para a nova instalação em questão. Todo plano de manutenção preventiva deve ser de fácil entendimento e sempre deve existir uma cópia nas salas de máquinas, em local acessível. O profissional responsável pela operação da instalação deve ter o plano de manutenção sempre em mão, devendo seguir rigorosamente todos os procedimentos e respeitar corretamente todos os intervalos de tempo mencionados, para garantir que a instalação tenha uma vida útil maior sem necessidade de paradas. Manutenção preditiva Segundo Mirshawaka (1991), a Manutenção Preditiva – também conhecida como Manutenção Sob Condição ou Manutenção com Base no Estado do Equipamento – pode ser definida da seguinte forma: “é a atuação realizada com base em modificação de parâmetro de condição ou desempenho, cujo P ág in a1 8 acompanhamento obedece a uma sistemática”. A manutenção preditiva é a primeira grande quebra de paradigma nas práticas de manutenção e tem se consolidado cada vez mais com o avanço tecnológico que disponibiliza equipamentos que permitem uma avaliação confiável de instalações e sistemas operacionais em funcionamento. O objetivo de um sistema de manutenção preditiva é prevenir as falhas nos equipamentos ou sistemas por meio de acompanhamento de parâmetros diversos, permitindo a operação contínua do equipamento pelo maior tempo possível. A manutenção preditiva baseia-se em predizer as condições dos equipamentos, privilegiando a disponibilidade à medida que não promove a intervenção nos equipamentos ou sistemas, pois as medições e as verificações são efetuadas com o equipamento produzindo. Quando o grau de degradação se aproxima ou atinge o limite previamente estabelecido, é tomada a decisão de intervenção. Esse tipo de acompanhamento permite a preparação prévia do serviço, além de outras decisões e alternativas relacionadas com a produção. Ou seja, a manutenção preditiva prediz as condições dos equipamentos, e quando a intervenção é decidida, o que se faz, na realidade, é uma manutenção corretiva planejada. As condições básicas para adotar-se um sistema de manutenção preditiva são as seguintes. As falhas devem ser oriundas de causas que possam ser monitoradas e ter sua progressão acompanhada (intensidade de corrente, vibração etc.). Os equipamentos, os sistemas ou as instalações devem permitir algum tipo de monitoramento/medição dessas causas. O funcionamento do equipamento, do sistema ou da instalação deve ser essencial para o sistema de produção para merecer esse tipo de ação, pois os custos envolvidos são elevados. Deve ser estabelecido um programa de monitoramento e controle bem sistematizado. P ág in a1 9 Os fatores indicados para a adoção da política de manutenção preditiva são estes. Manter os equipamentos operando, de modo seguro, por mais tempo. Possuir aspectos relacionados com a segurançapessoal e operacional. Reduzir custos pelo acompanhamento constantes das condições dos equipamentos, evitando intervenções desnecessárias. Com a adoção de práticas de manutenção preditiva, a redução dos acidentes por falhas “catastróficas” em equipamento tem sido significativa. A ocorrência de falhas não esperadas também é reduzida, proporcionando, além do aumento de segurança pessoal e da instalação, uma redução de paradas inesperadas da produção, as quais podem implicar grandes prejuízos, dependendo do tipo de planta. Em relação à produção propriamente dita, a manutenção preditiva é a que oferece melhores resultados, pois intervém o mínimo possível na planta. Os custos envolvidos na Manutenção Preditiva devem ser analisados por dois enfoques. O acompanhamento periódico por meio de instrumentos/aparelhos de medição e análise não é muito elevado e quanto maior o progresso na área de microeletrônica, maior a redução dos preços. A mão de obra envolvida não apresenta custo significativo, com a possibilidade de acompanhamento remoto e, também, pelos próprios operadores. A instalação de sistemas de monitoramento contínuo on-line apresenta um custo inicial relativamente elevado. Estima-se que o nível inicial de investimento é de 1% do capital total do equipamento a ser monitorado e que um programa de acompanhamento de equipamento bem gerenciado apresenta uma relação custo- beneficio de 1/5. P ág in a2 0 É fundamental que a mão de obra da manutenção responsável pela análise e diagnóstico seja capacitada. Não basta medir; é preciso analisar os resultados e formular diagnósticos. Embora isso possa parecer óbvio, é comum encontrar-se, em algumas empresas, sistema de coleta e registro de informações de acompanhamento de Manutenção Preditiva que não produzem ação de intervenção com qualidade equivalente aos dados registrados (MIRSHAWAKA, 1991). Os objetivos da manutenção preditiva são os seguintes. Aumentar o tempo de disponibilidade dos equipamentos. Aumentar a vida útil total dos componentes e de um equipamento. Reduzir os custos de manutenção. Aumentar o grau de confiança no desempenho de um equipamento ou linha de produção. Aumentar a produtividade. Determinar, antecipadamente, a necessidade de serviços de manutenção numa peça específica de um equipamento Determinar, previamente, as interrupções de fabricação para cuidar dos equipamentos que precisam de manutenção. Eliminar desmontagens desnecessárias para inspeção. Reduzir o trabalho de emergência não planejado. A manutenção preditiva tem como base o conhecimento e análise dos fenômenos, o que torna possível indicar, com antecedência, eventuais defeitos ou falhas em máquinas e equipamentos. Após a análise do fenômeno, devem-se adotar dois procedimentos para atacar os problemas detectados: estabelecer um diagnóstico e efetuar uma análise de tendências. Portanto, a implantação de um sistema baseado em manutenção preditiva exige a utilização de aparelhos P ág in a2 1 adequados, capazes de registrar vários fenômenos, como: Vibrações das máquinas; Pressão; Temperatura; Desempenho; Aceleração. As principais vantagens da manutenção preditiva são: Aumento da vida útil do equipamento; Controle dos materiais (peças, componentes, partes etc.) e melhor gerenciamento; Diminuição dos custos nos reparos; Melhoria da produtividade da empresa Diminuição dos estoques de produção; Limitação da quantidade de peças de reposição; Melhoria da segurança; Credibilidade do serviço oferecido; Motivação do pessoal de manutenção; Boa imagem do serviço após a venda, assegurando o renome do fornecedor. P ág in a2 2 Manutenção detectiva A menção à Manutenção Detectiva começou a ocorrer a partir da década de 1990. A denominação “detectiva” está ligada a palavra detectar (em inglês detective maintenance). Uma boa definição é: Manutenção Detectiva é a atuação efetuada em sistemas de proteção buscando detectar falhas ocultas ou não perceptíveis ao pessoal de operação e manutenção. Ou seja, as tarefas executadas para verificar se um sistema de proteção ainda está funcionando representam a manutenção detectiva. Um exemplo simples e objetivo é o botão de teste de lâmpada de sinalização e alarme em painéis. A identificação de falhas ocultas é primordial para garantir a confiabilidade. Em sistemas complexos essas ações só devem ser levadas a efeitos por pessoal específico da área de manutenção, com treinamento e habilitação para tal, assessorado pelo pessoal da operação. A utilização de computadores digitais em instrumentação e controle de processo está cada vez mais difundida nos mais diversos tipos de plantas industriais, principalmente devido ao avanço tecnológico e à redução nos custos de aquisição. São sistemas de aquisição de dados, Controladores Lógicos Programáveis – CLP, Sistemas Digitais de Controle Distribuído – SDCD, multi-loops com computador supervisório e outra infinidade de arquiteturas de controle somente possíveis com o advento do monitoramento do processo por computadores. Sistema de shut-down ou sistemas de trip garantem a segurança de um processo quando este sai da sua faixa de operação segura. Esses sistemas de segurança são independentes dos sistemas de controle utilizados para otimização da produção. Enquanto a escolha deste ou daquele sistema ou de determinados tipos de componentes é discutida pelos especialistas com um enfoque centrado basicamente na confiabilidade, é importante que estejam bastante claras as seguintes particularidades destes sistemas. Os sistemas de trip ou shut-down podem ser a última barreira entre a P ág in a2 3 integridade e a falha. Algumas máquinas, equipamentos, instalações e até mesmas plantas inteiras estão protegidos contra falhas e suas consequências menores, maiores ou catastróficas por estes sistemas. Eles são projetados para atuar automaticamente na iminência de desvios que possam comprometer as máquinas, a produção, a segurança no seu aspecto global ou o meio ambiente. Os componentes do sistema de trip ou shut-down, como qualquer componente, também apresentam falhas. As falhas desses componentes e, em última análise, do sistema de proteção, podem acarretar dois problemas: (i) não atuação ou (ii) atuação indevida. A não atuação de um sistema de trip ou shut-down jamais passa despercebida. É evidente que existem situações em que é possível contornar ou fazer um acompanhamento, mas em outras, isso é impossível. O trip por alta vibração em máquinas rotativas pode deixar de atuar, desde que haja um acompanhamento paralelo e contínuo do equipamento pela equipe de manutenção. Na maior parte, ocorre uma progressão no nível de vibração que permite um acompanhamento. Entretanto, o aumento da temperatura de mancal pode ser muito rápido, ou seja, se o sistema não atuar comandando a parada da máquina, as consequências podem ser desastrosas. A atuação indevida de um sistema trip ocasiona a parada do equipamento e, geralmente, a paralisação da produção. O que se segue, imediatamente à ocorrência (indevida) do trip é um estado de ansiedade generalizada para entender a ocorrência. O ideal é não colocar uma máquina, um sistema ou uma unidade para operar sem que as razões que levaram à ocorrência do trip sejam descobertas e/ou confirmadas. Se a confiabilidade do sistema não é alta, teremos um problema de disponibilidade a ele associado, traduzido por excessivo número de paradas, não cumprimento da campanha programada e outros. No caso de plantas de processo contínuo, como indústrias químicas, petroquímicas, fábricas de cimento e outras, a intervenção na planta ou unidade especifica é feita em períodos previamente programados, que são as Paradas de Manutenção.A grande parte dos elementos que compõe uma malha de P ág in a2 4 intertravamento tem alto índice de confiabilidade, mas essa característica sofre distorção com o tempo, devido ao desgaste natural, vibração etc., provocando um aumento de probabilidade de falha ao longo do tempo. Como a verificação do funcionamento é realizada somente na Parada de Manutenção, podese garantir que a probabilidade de falha é alta no final da campanha e baixa no início da campanha. O segredo é ter o domínio desta situação. Esse domínio pode ser obtido com a Manutenção Detectiva. Na Manutenção Detectiva, especialistas fazem verificações no sistema, sem tirá-lo de operação, são capazes de detectar falhas ocultas, e, preferencialmente, podem corrigir a situação, mantendo o sistema operando. Engenharia de manutenção A Engenharia de Manutenção significa uma mudança cultural e pode ser considerada a segunda grande quebra de paradigma nas práticas de manutenção. A ideia é deixar de ficar realizando reparos continuadamente, para procurar as causas básicas, modificar situações permanentes de mau desempenho, deixar de conviver com problemas crônicos, melhorar padrões e sistemáticas, desenvolver a manutenibilidade, dar feedback ao projeto, interferir tecnicamente nas compras. Engenharia de Manutenção significa perseguir benchmarks, aplicar técnicas modernas, estar nivelado com a manutenção das principais empresas no mundo (MIRSHAWAKA, 1993). Analisam-se todas as informações geradas pela execução das atividades da empresa em conjunto com os dados produzidos pelos sistemas de manutenção preditiva, e verifica-se qual o melhor procedimento para evitar as falhas em cada etapa. Uma empresa que ainda esteja adotando práticas de manutenção corretiva não planejada terá um longo caminho a percorrer para praticar Engenharia de Manutenção. O maior obstáculo a ser vencido estará na “cultura” que está sedimentada nos funcionários da própria empresa. Quando ocorre uma mudança na empresa, saindo da manutenção preventiva P ág in a2 5 para a preditiva, ocorre um salto positivo nos resultados, em função da primeira quebra de paradigma. Entretanto, um salto muito mais significativo ocorre quando se adota a Engenharia de Manutenção. Suponha que uma determinada planta adota um sistema baseado em manutenção preventiva para um conjunto de redutores de uma torre de refrigeração. A estimativa do tempo para as intervenções é extremamente difícil, porque nesse tipo de equipamento a vida dos diversos componentes é diferente, apesar do pequeno número de componentes. Os rolamentos têm uma vida diferente dos retentores que, por sua vez, têm vida diferente das engrenagens. A experiência indica que serão feitas mais intervenções que o necessário e/ou um número elevado de troca de peças com “meia vida”, ainda em bom estado, será processado. Devem-se comparar as vantagens e as desvantagens entre o custo desnecessário de utilização de alguns sobressalentes contra sucessivas intervenções nos equipamentos. Quando a equipe de manutenção dessa planta passa a adotar a manutenção preditiva para o acompanhamento do conjunto de redutores, estará auferindo ganhos sensíveis, com melhores resultados globais. O número de intervenções cairá drasticamente, o consumo de sobressalentes também e o número de homens-hora alocados a esses equipamentos, consequentemente, também será reduzido. A manutenção preditiva permitirá alcançar a máxima disponibilidade para a qual os equipamentos foram projetados, proporcionando aumento de produção e de faturamento. Outro aspecto interessante e inovador é que o sistema de acompanhamento preditivo fornecerá todos os dados pertinentes ao acompanhamento, incluindo dados instantâneos, curvas de tendência, e tanto outros dados quantos sejam de interesse dos profissionais que formam a equipe de manutenção dessa planta. Esse sistema fornecerá, também, valores de alarmes que guiarão as recomendações para intervenção em qualquer dos redutores, num tempo anterior à ocorrência da falha. Quando a equipe de manutenção dessa planta estiver utilizando todos os dados que o sistema de manutenção preditiva colhe e armazena para análises, estudos e proposição de melhorias, ela estará praticando Engenharia de P ág in a2 6 Manutenção, focada na sua melhoria contínua. Se a equipe de manutenção ainda estiver intervindo corretivamente nas plantas, ou seja, comandada pela quebra aleatória dos equipamentos, com certeza ainda não estará adotando práticas de manutenção preditiva e, portanto, não terá ninguém para pensar em Engenharia de Manutenção. Conforme exposto no início desta unidade, os diversos tipos de manutenção podem ser considerados, também, como políticas de manutenção, desde que a sua aplicação seja o resultado de uma definição gerencial ou política global da instalação, baseada em dados técnico-econômicos. Várias ferramentas disponíveis e adotadas hoje em dia têm em sua denominação a palavra Manutenção. É importante observar que elas não são novos tipos de manutenção, mas apenas ferramentas que permitem a aplicação dos seis tipos principais de manutenção. Entre elas, destacam-se: Manutenção Produtiva Total (TPM) ou Total Productive Maintenance. Manutenção Centrada na Confiabilidade (RCM) ou Reability Centered Maintenance. Manutenção Baseada na Confiabilidade (RBM) ou Reability Based Maintenance. De forma a subsidiar o entendimento destas abordagens, iremos descrever sucintamente as questões referentes ao TPM. Manutenção Produtiva Total – TPM O TPM teve início no Japão, por meio da empresa Nippon Denso KK, integrante do grupo Toyota, que recebeu, em 1971, o Prêmio PM, concedido a empresas que se destacaram na condução desse programa. No Brasil, o conceito de TPM foi apresentado pela primeira vez em 1986. P ág in a2 7 Segundo Mirshawaka (1993), considera-se que o TPM deriva da manutenção preventiva. Inicialmente (1950), a manutenção preventiva era adotada no conceito de que intervenções adequadas evitariam falhas e apresentariam melhor desempenho e maior vida útil nas máquinas e nos equipamentos. Como uma evolução da manutenção preventiva (1957), iniciou-se a manutenção com introdução de melhorias, a qual criava facilidades em máquinas e equipamentos, objetivando facilitar as intervenções da manutenção preventiva e aumentar a confiabilidade. Em 1960, surgiu a ideia de prevenção de manutenção, que significa incorporar ao projeto das máquinas a não necessidade da manutenção. Esta foi a quebra de paradigma; a premissa básica para os projetistas é totalmente diferente. Um exemplo extremamente simples, e mundialmente conhecido, foi a adoção de articulações com lubrificação permanente na indústria automobilística. Até 1970, carros e caminhões tinham vários pinos de lubrificação nos quais devia ser injetado lubrificante a intervalos regulares. A mudança não foi para facilitar a colocação do pino ou melhorar a sistemática de lubrificação, e sim para eliminar a necessidade de intervenção. A partir da década de 1970, vários fatores econômico-sociais imprimiram ao mercado exigências cada vez mais rigorosas, obrigando as empresas a serem mais competitivas para sobreviver. Com isso, as empresas foram obrigadas a: eliminar desperdícios; obter o melhor desempenho dos equipamentos; reduzir interrupções/paradas de produção por quebras ou intervenções; redefinir o perfil de conhecimento e habilidades dos empregados da produção e da manutenção; modificar a sistemática de trabalho. P ág in a2 8 Utilizando a sistemática de grupos de trabalhos conhecidos como CCQ – Círculos de Controle de Qualidade, ou ZD – Defeito Zero (Zero Deffects), foram disseminados os seguintes conceitos, que se constituíram na base do TPM. Cadaum deve exercer o autocontrole. A minha máquina deve ser protegida por mim. Homem, máquina e empresa devem estar integrados. A manutenção dos meios de produção deve ser preocupação de todos. O TPM objetiva a eficácia da empresa por meio de maior qualificação das pessoas e melhoramentos introduzidos nos equipamentos. Também prepara e desenvolve pessoas e organizações aptas para conduzir as fábricas do futuro, dotadas de automação (TAKAHASHI, 2000). Segundo os conceitos de TPM, se as pessoas forem desenvolvidas e capacitadas, é possível promover as modificações nas máquinas e nos equipamentos. Desse modo, o perfil dos empregados deve ser adequado por meio de treinamento/capacitação de: operadores para a execução de atividades de manutenção de forma espontânea (lubrificação, regulagens...); pessoal da manutenção para a execução de tarefas na área da mecatrônica; engenheiros para o planejamento, projeto e desenvolvimento de equipamentos que “não exijam manutenção”. P ág in a2 9 Fatores na elaboração do leiaute/arranjo físico Ao se elaborar um projeto de leiaute/arranjo físico, os principais fatores a serem estudados são (MUTHER, 1955) os seguintes. Material – O projeto, as variedades, as quantidades, as operações necessárias. Maquinaria – O equipamento produtivo e as ferramentas de trabalho Mão de obra – A supervisão, o apoio e o trabalho direto. Movimento – O transporte entre os vários departamentos, as operações de armazenagens e inspeções. Armazenamento/Espera – Os stocks temporários e permanentes, bem como os atrasos. Edifícios/Construção – As características externas e internas do edifício e a distribuição do equipamento. Mudança – A versatilidade, flexibilidade e expansibilidade. Serviço Auxiliares – A manutenção, a inspeção, a programação e expedição. MATERIAL Devem ser considerados todos os materiais que são processados e manipulados no setor: matéria-prima, material em processo, produto final, embalagem etc. Devem ser estudados: dimensões, pesos, quantidade, características físicas, químicas etc. O processo de produção deve ser detalhado: tipos, sequência e tempos padrões das operações. Deve-se procurar: P ág in a3 0 1. que o fluxo do material seja de acordo com o processo; 2. diminuir o manuseio dos produtos (menos riscos de acidentes); 3. diminuir o percurso dos produtos e a mão de obra. MÁQUINAS Devem ser considerados todos os equipamentos utilizados na produção, na manutenção, em medidas de controle e no transporte. Devem ser levantadas as informações sobre: 1. identificação do equipamento (nome, tipo, acessórios); 2. dimensões e peso; 3. áreas necessárias para operação e manutenção; 4. operadores necessários; 5. suprimento de energia elétrica, gás, água, ar comprimido, vapor etc.; 6. insalubridade e periculosidade; 7. possibilidade de desmontagem das máquinas; 8. ocupação prevista para a máquina; 9. características operacionais, como tipos de operação e velocidade. Em relação às máquinas, o projeto de leiaute deverá analisar: o dimensionamento da área necessária (visando a diminuir acidentes, facilitar operação no posto de trabalho e movimentação do operador, segurança do operador); o posicionamento do equipamento em função do processo, tipo de equipamento (insalubridade e periculosidade). P ág in a3 1 MÃO DE OBRA Deve ser incluído todo o pessoal direto e indireto da fábrica, observando-se as áreas necessárias para o desenvolvimento do trabalho de cada elemento. Deve- se: 1. obter todas as informações sobre as condições de trabalho (iluminação, ruído, vibração, limpeza, segurança, ventilação) e do pessoal necessário (qualificação, quantidade e sexo); 2. dimensionar os banheiros, vestiários, serviços auxiliares (restaurantes e/ou refeitório), bebedouros em função do número de pessoas; 3. posicionar o banheiro, vestuário etc. em função do fluxo das pessoas. MOVIMENTAÇÃO Este é um dos principais fatores na elaboração do arranjo físico. Deverão ser analisados: 1. percurso seguido pelo material, máquinas e pessoal com as especificações das distâncias; 2. tipos de transportes usados; 3. manuseio (frequência, razão, esforço físico necessário, tempo utilizado); 4. espaço existente para a movimentação; 5. dimensionamento da largura do corredor em função dos equipamentos, meio de transporte etc. 6. segurança dos funcionários e visitantes; 7. acesso aos meios de combate de incêndio, meios auxiliares etc. P ág in a3 2 ARMAZENAMENTO Deve-se considerar o armazenamento de todos os materiais, inclusive aqueles em processo (esperas intermediárias existentes antes de uma dada operação), nos seguintes aspectos: localização, dimensões, métodos de armazenagem, tempo de espera, cuidados especiais. Deverão ser estudados: 1. dimensionamento em função do material (em processo e final); 2. dimensionamento dos corredores do depósito; 3. diminuição da estocagem em processo; 4. dimensionamento dos corredores do depósito; 5. distância das prateleiras com paredes etc. SERVIÇOS AUXILIARES Deve-se incluir os espaços destinados à manutenção, aos controles e à inspeção, escritório (sala de espera, treinamento, conferências), laboratórios, equipamentos e linhas auxiliares (ar, vapor, gás etc.), facilidades (restaurantes, vestiários, lavatórios, relógio ponto, estacionamento etc.). MUDANÇAS Deve-se incluir todas as modificações que afetam as condições existentes (material, máquinas, homens, manuseio, estoques, serviços e edifícios). EDIFÍCIO Deve-se estudar: área, compartimentos, estruturas, tetos, acessos, rampas, escadas, elevadores e outras características do edifício. P ág in a3 3 REFERÊNCIAS ASELSKIS, E.; ANDERSON, S.; RUSSEL, J. 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