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RELATÓRIO RESUMIDO DA MELHORIA REALIZADA NA ROTO I DURANTE AS MANUTENÇÕES DE
FIM DO ANO DE 2008.
1 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................................................................3 2. OBJETIVO ...........................................................................................................................................................4 3. ESTRUTURA ORGANIZACIONAL ..............................................................................................................................4 3.1. FORMAÇÃO DA EQUIPE .....................................................................................................................................4 3.2. METODOLOGIA DE TRABALHO ...........................................................................................................................5 4. MELHORIA DO ISOLAMENTO TÉRMICO ....................................................................................................................8 4.1.1. CONJUNTO DE VÁLVULAS ..............................................................................................................................8 4.1.2. MELHORIA DA QUEIMA DO GÁS....................................................................................................................10 4.2. REFORMA DAS DUAS PORTAS ..........................................................................................................................13 4.3. VEDAÇÃO DE TODOS OS PONTOS COM FLUXO DE MASSA. .....................................................................................16 4.4. REFORMA DA CÂMARA DE COMBUSTÃO.............................................................................................................25 4.5. REVESTIMENTO METÁLICO DE PROTEÇÃO ÀS POLIAS DE BORRACHA.....................................................................27 4.5.1. MELHORIA DO AUMENTO DO VOLUME DO FORNO...........................................................................................31 5. CALCULO DO RETORNO SOBRE INVESTIMENTO (ROI).............................................................................................32 5.1. QUANTIFICAÇÃO DA PERDA DE CALOR. .............................................................................................................32 5.2. CALCULO DO GANHO REAL PROVINDO DA DIMINUIÇÃO DE TEMPO DE AQUECIMENTO .............................................35 5.3. GANHO DE DISPONIBILIDADE E OEE. ...............................................................................................................38 6. REFERÊNCIAS....................................................................................................................................................41
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1. INTRODUÇÃO
O desgaste natural dos equipamentos presente nas maquinas de Rotomoldagem, podem ser caracterizado de acordo com o mecanismo de ação de desgaste, basicamente por a influencia da alta temperatura, danificando a estrutura, isolamento e forno, desgaste prematuros de mancais, rolamentos e correias, e trincas e oxidação dos braços; influencia do mal balanceamento, ocasionando desgaste prematuros em correntes e engrenagens, eixos e chavetas de redutores e influencia dos componentes eletrônicos, estes de difícil diagnóstico previsível, ocasionando parada súbitas e conseqüentemente maior influencia nos custos de qualidade. Hoje a Unidade de Manufatura de Rotomoldagem consta com um sistema de Manutenção Preventiva(YM01) controle via SAP®, com o Centro de Trabalho Responsável MMQ03 4100. Além deste sistema temos implantado o Sistema de Manutenção Produtiva, o PUMP, cujo o mesmo foi implementado sendo piloto dentro da UNIPAC com a filosofia de trabalho “Da minha Maquina Cuido Eu!”, trazendo ao operador uma sensação de propriedade sobre a maquina o tornando responsável por ela, na limpeza, organização e a observação da maquina através dos 5 sentidos sobre qualquer anormalidade. Entretanto todo este sistema não consegue abranger toda a gama de componentes danificados devido muitas vezes as sua complexidade de (des)montagem, ou devido a terceirização dos serviços por falta de recursos(humanos e equipamentos) ou por não atender prazos de conserto que impactam diretamente o atendimento ao Cliente. Como exemplo pode-se observar a reforma completa das portas, cujo não se há recursos disponíveis dentro da empresa, a terceirização não consegue atender um prazo mínimo de 10 dias e sua confecção é muito dispendiosa.
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2. OBJETIVO
O objetivo deste trabalho foi focar na identificação possíveis falhas através de diagnósticos de manutenção preventiva, reformar o forno e isolamento térmico da roto I afim de promover maior rendimento térmico e conseqüentemente menor consumos de gás; limpar, lixar, pintar e proteger todo o interior(forno) e exterior das maquinas, afim de promover a conservação da estrutura metálica com uma proteção anti-corrosiva, melhor visualização da maquina(ambiente mais limpo) e da estética. Detectou-se evidencia de itens que ocasionavam condições inseguras cujo as mesmas deverão ser sanadas ou minimizadas.
3. ESTRUTURA ORGANIZACIONAL 3.1. FORMAÇÃO DA EQUIPE
A formação da equipe baseou-se na disponibilidade dos Operadores de Produção, considerando dois fatores essenciais, habilidades em serviços manuais, buscando aqueles que evidenciaram maior zelo pela qualidade e o saldo de férias disponível. Veja na Figura 01 o organograma da equipe e suas atividades básicas.
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EQUIPE DE MANUTENÇÃO DE FIM DO ANO 2008 DIEGO RESPONSABILIDADES: Motivação da Equipe Cumprimento do Cronograma
GILBERTO
Fornecimento de materiais
RESPONSABILIDADES:
Garantir a qualidade
Garantia técnica
Negociação com Terceiros EVANDRO
Qualidade de Execução dos serviços
RESPONSABILIDADES:
Ferramentas
Resolução dos Problemas Interpessoais Monitoramento Acompanhamento Motivação de Equipe
RODRIGO
MARCELO
LUCAS
DECINO
ANALI
ALEX
MARCIO
TIAGO
FIGURA 01 – Equipe de Manutenção
3.2. METODOLOGIA DE TRABALHO
Para a escolha das tarefas executadas houve um consenso entre a área Produtiva e a área de Manutenção, com o objetivo em comum de:
1. Executar melhorias e manutenções que não podem ser realizadas no dia-dia; 2. Executar melhorias que garantam o menor valor de CNQ; 3. Executar manutenção de forma garantir um bom OEE; 4. Executar manutenções que os operadores saibam e possam executar, garantindo sua segurança e a qualidade necessária para o bom funcionamento do equipamento.
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Todo o trabalho foi planejado e organizado com antecedência, havendo um esforço enorme do Suprimentos para que todos materiais e componentes pudessem chegar a tempo dentro do cronograma.O Cronograma de Execução de tarefas foi atualizado e revisado todos os dias às 17:00 hs com a colaboração de toda equipe para que pudéssemos entender as dificuldades e elaborarmos planos de Ações diários para eventuais problemas. Segue o modelo do cronograma na sua 06ª revisão na figura 02.
FIGURA 02 – Cronograma das tarefas de Manutenção de Fim de Ano. 6 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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Após a atualização do novo cronograma os fatos mais importantes do dia eram registrados em relatório de diário de bordo, como mostrado na figura 03.
FIGURA 03 – Relatório Diário do Cronograma das tarefas de Manutenção.
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4. MELHORIA DO ISOLAMENTO TÉRMICO O isolamento térmico de uma maquina de Rotomoldagem consiste em uma estrutura metálica de chapas de aço com 3 mm de espessura dobradas e perfeitamente encaixadas formando uma folha metálica. Interpolando uma folha metálica com lã de rocha (superior a lã de vidro) e depois uma outra folha metálica espelhada da primeira. O desgaste natural combinado com umidade e alta temperatura promove deterioração de lã de rocha fazendo com que a estrutura da maquina perca o efeito refratário. Desta maneira aumenta-se o consumo de gás, alem de encadear um processo exponencial de deterioração da maquina. O aumento da ineficiência da maquina promove mais percas de calor, para mantermos a mesma taxa de calor(temperatura) dentro da câmara de moldagem será necessário aumentar a taxa de calor no interior da câmara de combustão, sendo este processo retro-alimentando, a degradação promove o aumento de temperatura e o aumento de temperatura promove mais degradação., ou seja degradação promove mais degradação. Para sanar este problema foram necessárias algumas ações:
1. SUBSTITUIÇÃO DO CONJUNTO DE VALVULAS; 2. MELHORIA DA QUEIMA DO GÁS; 3. REFORMA DAS DUAS PORTAS; 4. VEDAÇÃO DE TODOS OS PONTOS COM FLUXO DE MASSA; 5. REVESTIMENTO METÁLICO DE PROTEÇÃO DE POLIAS; 6. REFORMA DA CÂMARA DE COMBUSTÃO.
4.1.1. CONJUNTO DE VÁLVULAS
O sistema de conjunto de válvulas foi de extrema importância sua substituição, primeiramente por ser um sistema obsoleto cuja manutenção somente é
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possível através da substituição as válvulas existentes por novas, segundo por ser um item critico e sujeito a falhas conforme já evidenciamos no passado. Vide a Foto 01 e 02.
FOTO 01 – Conjunto de Válvula
FOTO 02 – Conjunto de Válvula
Antigo
Antigo
FOTO 03 – Confecção do Conjunto de
FOTO 04 – Disposição do Layout do
Válvulas. Analisando pré-disposição.
Novo Conjunto de Válvulas
FOTO 05 – Ligação do Novo Conjunto de Válvulas
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O critério de escolha das válvulas foi adotado levando em consideração o fator preço; disponibilidade, atendimento e suporte do fornecedor; idade da maquina(20 anos), e a probabilidade de sucateamento da mesma(muito baixo). Foram escolhidas válvulas SOLENOIDE 5/2VIAS1/4 WERK SCHOTT-COMPLETA, desta maneira temos uma válvula com qualidade inferior comparadas com a marca FESTO, todavia gerando uma economia de R$ 1122,00 ou 39,5% da primeira cotação, conforme demonstrativo abaixo
FIGURA 04 – Orçamento de Válvulas WerkSchott®
FIGURA 5 – Orçamento de Válvulas FESTO™.
4.1.2. MELHORIA DA QUEIMA DO GÁS
Na Roto I observou-se diversos pontos de perca de calor, queima prejudicial, e excesso de queima do gás, consumindo uma maior taxa de GLP/ kg Processado e degradação das paredes no forno Primário. Há o fenômeno em questão, a roto I trabalha com dois fornos, o primeiro para a queima do GLP(câmara de combustão) e o segundo forno para aquecimento do molde. 10 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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A transferência de calor neste caso trata-se de um fenômeno chamado Convecção Forçada, devido a turbo-maquina que encontra-se em seu interior acelerando o fluxo de massa. Vide Figura 06.
Q
6
5
3
4
Molde 1 2
FIGURA 06 – Esquema Simplificado da visualização de transferência de calor dentro do Forno da Roto I, em vista lateral. LEGENDA: 1-TURBO-MAQUINA; 2 –AR-QUENTE; 3- AR FRIO; 4- CHAMA DO QUEIMADOR; 5- REFLUXO DE CALOR E PERDA PARA O AMBIENTE; 6- CHAMINÉ
O sistema se torna mais eficiente quando todo calor gerado dentro da Câmara de Combustão é transferido ao molde através do fenômeno demonstrado chamado convecção forçada. O que torna ineficiente este processo são as perdas que calor para ambiente, ou seja, não será transferido ao molde, conseqüentemente para compensarmos esta perda deve-se aumentar a geração de calor dentro da câmara de combustão e com isso temos dois problemas graves, o primeiro é a queima excessiva de gás, maior consumo de gás, e a segunda é com aumento da temperatura interna dentro da câmara de combustão ocasionando a degradação prematura do isolamento. Para que este problema seja sanado o que deve-se ser feito é melhorar a transmissão de calor, ou seja, aumentar a eficiência da convecção forçada, direcionando 11 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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melhor a altura da chama evitando as perdas térmicas para o “teto” da maquina. Melhorar isolamentos e eliminar aberturar em potencial. Analisando no esquema simplificado com um pequeno investimento, adicionando um tubo de aço revestido com bordas de aço inox, melhoramos significativamente o mecanismo de transferência de calor conforme observado na figura 07.
q 6
5
3
4
Molde 1 2
FIGURA 07 – Esquema Simplificado da visualização de transferência de calor dentro do Forno da Roto I, em vista lateral, com a melhoria de direcionamento de chama.
FOTO 06 – Evidencia da queima do
FOTO 07– Abertura frontal nas
gás próxima ao teto.
região das polias 12
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4.2.
REFORMA DAS DUAS PORTAS
A reforma das duas portas da maquina, consistiu na substituição de toda lã de rocha e toda chaparia interna, sendo as mesmas revestidas de tinta anti-ferrugem, Zarcão, nas duas faces de todas folhas metálicas, desempenamento de alinhamento de montagem das portas .
FOTO 8 – Evidencia de abertura
FOTO 9 – Evidencia de abertura
lateral entre a porta e a maquina.
lateral entre a porta e a maquina
FOTO 10 – Chapas metálicas
FOTO 11– Evidencia de abertura
danificadas.
lateral entre a porta e a maquina
13 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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FOTO 12 – Chapas metálicas
FOTO 13 – Processo de desmontagem
danificadas.
da porta.Desmontagem das correntes.
FOTO 14 – Retirada da porta.
FOTO 15 – Porta desmontada.
FOTO 16– Decisão do processo de embarque da porta.
FOTO 17 – Processo de substituição e confecção das novas chapas metálicas na Indústria Kera.
14 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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FOTO 18 – Processo de solda das placas.
FOTO 20– Folhas de Aço da Porta já pintadas.
FOTO 22– Folhas de Aço da Porta já pintadas.
FOTO 19 – Lã de Rocha deteriorada.
FOTO 21 – Lã de Rocha deteriorada.
FOTO 23– Folhas de Aço da Porta já pintadas., evidenciando pintura nas duas faces.
15 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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FOTO 24– Equipe da Industria Kera na colocação das portas.
FOTO 26 – interior da porta colocada.
4.3.
FOTO 25 – Alinhamento do esquadro da porta e estudo do aumento do forno.
FOTO 27 – Processo de pintura da superfície externa da porta.
VEDAÇÃO DE TODOS OS PONTOS COM FLUXO DE MASSA.
A implementação do processo do isolamento térmico consiste não só na melhora da estrutura refratária, mas também em um estudo de perda de calor devido o fluxo de massa existentes nos chamados “pontos de fuga” localizados na interface entre as partes móveis e fixas. Observe o esquema na figura 08 observa-se a vista lateral da porta em detalhe com a parte superior da estrutura da maquina no qual será representado a fuga de calor através do Efeito Grashoff, com a convecção natural. Na foto 28 a região em destaque.
16 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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Forno A
FOTO 28 – Porta SEM bloqueio de fluxo de calor
FIGURA 8 – Porta COM bloqueio de fluxo
e massa.
de calor e massa.
Na figura 05 observa-se o esquema de transferência de calor sem o sistema de vedação. Para que posso entender melhor o fenômeno transferência de calor entre os vãos das partes envolvidas analisar o Apêndice A. O fenômeno de transferência de calor por convecção Natural faz com que o ar na parte interior ascenda subitamente perdendo caloria para o ambiente. Q Temperatura Ambiente (~30°C)
2 – Teto do Forno em corte.
Temperatura do Forno(~3oo°C)
FIGURA 9 – Esquema simplificado de transferência de calor para o ambiente na interface da parte superior da porta e a estrutura da maquina. 17 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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O sistema de bloqueio é constituído por uma membrana de lã de rocha de aproximadamente 400 mm de largura com 6 mm de espessura e comprimento igual a porta. Como nas Fotos 29 e 30.
FOTO 29 – Porta SEM bloqueio de fluxo de calor
FOTO 30 – Porta COM bloqueio de fluxo de calor
e massa.
e massa.
Analisando o sistema de retenção de calor, com o bloqueio do fluxo de massa, teremos um sistema de funcionamento semelhante com uma válvula, ou seja, o sistema de bloqueio é auto-alimentado e diretamente proporcional a tentativa do mesmo escapar. Veja no esquema simplificado na Figura 08.
18 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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2 – Teto do Forno em corte.
Temperatura Ambiente (~30°C)
Q
Temperatura Ambiente (~30°C)
1 - Porta em perfil
3 – Membrana de Lã de Amianto.
FIGURA 08– Esquema simplificado da proteção em estado não atuante. Quando o sistema esta atuante o mesmo funciona como uma válvula, desta maneira a sua eficiência aumenta quanto maior for a tentativa do fluxo de ar quente escapar. Observe no na Figura 07 a representação gráfica do fenômeno.
19 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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Temperatura Ambiente (~30°C)
3 – Membrana de Lã de 2 – Teto do Forno em corte. Amianto.
Temperatura do Forno (~300°C)
1 - Porta em perfil
FIGURA 09– Esquema simplificado da transferência de calor e massa sendo bloqueada pela Lã de Amianto.
O vão entre as partes acompanham todo o perímetro da porta, não só parte superior como mencionado anteriormente. O vãos laterais são oriundos de diversos fatores dentre os quais destacam-se o impacto proveniente dos moldes contra as portas, e o desenquadramento da maquina. Vide o grande vão formado nas laterais das portas.
20 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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FOTO 31 – Evidencia de abertura
FOTO 32 – Evidencia de abertura
lateral entre a porta e a maquina.
lateral entre a porta e a maquina
FOTO 33– Chapas metálicas
FOTO 34 – Evidencia de abertura
danificadas.
lateral entre a porta e a maquina
FOTO 35 – Evidencia de abertura
FOTO 36– Processo de desmontagem
lateral entre a porta e a maquina.
da porta.Desmontagem das correntes.
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FOTO 37– fechamento com Lã de
FOTO 38 – fechamento com Lã de
amianto.
amianto.
FOTO 39 – fechamento com Lã de
FOTO 40 – Deslocamento da distancia
amianto
do suporte.
FOTO 41– teste da passagem do
FOTO 42– teste da passagem do
braço pela Lã de amianto.
braço pela Lã de amianto
22 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
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FOTO 43 – fechamento com Lã de
FOTO 44– fechamento com Lã de
amianto.
amianto.
FOTO 45– fechamento com Lã de
FOTO 46 – fechamento com Lã de
amianto.
amianto.
FOTO 47– Lã de amianto no superior
FOTO 48 - fechamento com Lã de
da porta
amianto.
23 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
FOTO 49 – fechamento com Lã de
FOTO 50 – fechamento com Lã de
amianto.
amianto.
FOTO 51– Lã de amianto no superior
FOTO 52 – Lã de amianto no superior
da porta.
da porta.
FOTO 53– Lã de amianto no parte
FOTO 54– Lã de amianto no parte
central da maquina
central da maquina
24 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
FOTO 55– Lã de amianto no parte
FOTO 56 – Lã de amianto no parte
central da maquina.
central da maquina.
4.4.
REFORMA DA CÂMARA DE COMBUSTÃO.
A transferência de calor é diretamente proporcional com os gradientes de temperatura que se formam., ou seja, quanto maior for as diferenças de temperatura entre o meio interno e externo, maior, mais intensa e mais rápida será esta transferência de troca de calor. O intuito inicial era que se reformasse o teto da Câmara de Combustão, mas logo notou-se que a parede posterior da Câmara havia perdido grande parte de sua capacidade isolante. Medindo-se a temperatura, com infra-vermelho, a parede posterior em diversos pontos, observamos grandes gradientes de temperatura dentro da área. Tomando-se o cuidado de não salientar pontos que realmente recebem mais calor e obtermos uma medida errônea chega-se a conclusão de que a parede posterior estava absurdamente deteriorada em seu interior e necessitava de uma intervenção. Na simulação na figura 08 podemos visualizar a maior temperatura medida 128,3ºC e a menor 62,8ºC. A simulação é apenas uma imagem hipotética da real condição de trabalho sendo confiável somente para a visualização dos gradientes de temperatura evidenciados no centro e com grande diferença de temperatura(65,5ºC) entre a maior e a menor temperatura encontrada.
25 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
+ 128,3ºC
+ 62,8ºC
FIGURA 09 – Esquema
Dentro do que foi analisado e hipotetizado só havia uma maneira, com os recursos disponíveis, de visualizar esta ineficiência do isolamento, ou seja, desmontando. Desta maneira evidenciou a hipótese confirmando a necessidade de substituição. Vide nas fotos 57 à 60 todo o processo de recuperação da parede da Câmara de Combustão.
FOTO 57– Retirada da chaparia traseira e toda Lã de Rocha.
FOTO 58– Alinhamento de toda estrutura fora de esquadro e saliências.
26 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
FOTO 59 – Substituição de toda Lã de
FOTO 60– Chapas e vigas novas,
Rocha
dentro do esquadro e alinhadas.
4.5.
REVESTIMENTO METÁLICO DE PROTEÇÃO ÀS POLIAS DE
BORRACHA.
A implementação do processo constituiu-se também o isolamento térmico do vão na parte frontal da maquina no qual faz parte do mecanismo natural da maquina.
FOTO 61 – evidencia de braço e bicos
FOTO 62 – evidencia de braço e bicos
sem acabamento
sem acabamento
27 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
FOTO 63– braço desmontado e
FOTO 64– braço desmontado e
pintado
pintado
FOTO 65 – Evidencia da abertura que
FOTO 66– colocação das proteções
ocorre a perca de calor
metálicas.
FOTO 67 – regulagem da chaparia
FOTO 68– regulagem da chaparia
28 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
FOTO 69– regulagem da chaparia
FOTO 70 – regulagem da chaparia.
FOTO 71 – regulagem da chaparia.
FOTO 72 – Pintura da Chaparia.
FOTO 73 – Pintura da Chaparia.
FOTO 74– Pintura da Chaparia.
FOTO 75– Pintura da Chaparia.
FOTO 76 – Pintura da Chaparia
FOTO 77 – Pintura da Chaparia
FOTO 78 – Pintura da Chaparia 29
Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
FOTO 79– Pintura da Chaparia.
FOTO 81 – Pintura da Chaparia
FOTO 80 – Pintura da Chaparia
FOTO 82 – evidencia da Lã de amianto colocada.
FOTO 83 – evidencia das 3 chaparias
FOTO 84 – evidencia das 3 chaparias
colocadas
colocadas
30 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
4.5.1.
MELHORIA DO AUMENTO DO VOLUME DO FORNO.
Com a reforma das portas a sua preservação esta garantida desde que não haja nenhum tipo de colisão entre o molde e a porta. Há histórico da colisão de alguns moldes em determinadas situações e não previsíveis em que o molde colide com as portas. Desta maneira afim de evitar novas colisões, degradação precoce e desperdícios foi aumentado o volume da porta 0,7 m3 , para atingir este aumento foram necessário deslocar os guias da porta superior e inferior, deslocamento dos guias de corrente e deslocamento dos guias de fim de curso. Foram deslocados 70 mm de cada porta, um total de 140 mm. Com isto temos um aumento no volume de 0,7 m3 , o que representa um aumento de 5,5 % do volume original. O volume original é de Vt = 12,7 m3 , logo o novo volume é de Vn= 13,4 m3.
FOTO 85 – Soldagem dos batentes
FOTO 86 – Alongamento da chaparia
vedadores.
do esticador de corrente.
70 mm
70 mm
FOTO 87– Evidencia do
FOTO 88– Evidencia do
deslocamento de 70 mm da porta.
deslocamento de 70 mm da porta. 31
Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
5. CALCULO DO RETORNO SOBRE INVESTIMENTO (ROI).
O calculo de Retorno Sobre Investimento, ROI, será calculada por duas maneiras distintas para estudar a viabilidade da melhoria. 1-)Quantificação da perda de calor; 2-)Calculo do Ganho Real Provindo da Diminuição de Tempo de Aquecimento; 3-)Ganho de Disponibilidade e OEE.
5.1.
QUANTIFICAÇÃO DA PERDA DE CALOR.
Para que a maquina possa atender os parâmetros do processo, é necessário que a maquina mantenha sua temperatura. Devido as fugas de fluxo de maquina que tínhamos na maquina, e conseqüentemente fuga de calor, para manter a temperatura interna a maquina queimava uma sobretaxa de gás para compensar esta perda. Para o calculo sobre investimento, o critério utilizado foi assumir que as áreas em que havíamos fluxo de massa e conseqüentemente perda de calor deixem de existir através das melhorias. O que nos deixa muito próximo da situação real. Basicamente o retorno sobre o investimento, considerando que não haja mais fluxo de massa, é assumir que não haverá mais queima de gás em excesso para manter a temperatura no interior do forno como especificado e conseqüentemente a economia gerada pela a não queima do GLP será o nosso Retorno sobre o Investimento. Para a base de cálculos foram utilizados teorias consistentes em Convecção Natural e Transferência de Calor e Massa. Foi adotado o Critério de Ventilação Natural para que a base de cálculos fosse simplificada, o que não interfere em nossas hipóteses , pois a ventilação forçada aumentam as trocas de calor e conseqüentemente as perdas, desta maneira, segundo
MESQUITA[1] podemos considerar nossos cálculos sub-
estimados. Sejam as variáveis de nosso problema: 32 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
Variáveis do Fluido - AR: Calor especifico mássico
Cp
1,065
[kJ/kg K]
Constante Universal do Gases
R
8,31
[J/mol K]
Variáveis do Fluido – GLP Poder Calorífico Superior
Pcs
48185 [kJ/ kg]
Preço de GLP*
Pglp
2,11
[R$]
Variáveis do Ambiente Temperatura Externar
Te
30
[ºC]
Temperatura Interna
Ti
300
[ºC]
Pressão Interna ~ Externa
P
10135 [kPa] *Preço em dez/08. R$1,79/kg +18,0 % de ICMS.
Sabemos que para determinar o valor do custo do consumo de gás perdido, temos que mensurar qual a massa de gás gasta para aquecer o ar perdido, ou seja determinar a quantidade de calor que o gás liberará após a queima do GLP para o ar. Veja a equação 01, Q& = m& ⋅ c p ⋅ ∆T
(01)
Sabendo a quantidade de calor perdida do ar, através de m, a massa de ar de que se perde para o ambiente, encontra-se a quantidade de massa de gás que será gasta neste desperdício e conseqüentemente o custo, através do Poder Calorífico Superior do GLP, Pcs = 11500,0 kJ kg . Entretanto para determinação do fluxo de massa de ar, utilizaremos a premissa de que temos um fenômeno de Convecção Natural. O sistema na realidade é um sistema de Convecção Forçada, devido o ventilador de Recirculação. O que nos leva a discussão é se o modelo escolhido atende a realidade. A observação que nos traz a resposta é que o sentido de recirculação dentro do forno é ascendente favorecendo a Convecção Natural, desta maneira concluímos que a quantidade de massa perdida poderá ser maior do que aqui calculada, evidenciando ganhos de investimentos ainda maiores como veremos a seguir. 33 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
TOLEDO[3] mostra-nos uma maneira de se calcular a perda de calor para ambientes
através de janelas, orifícios e canais de ventilação. Conhecendo-se as
Temperatura externas e internas, observemos a equação 2;
m& = 576 ⋅ A ⋅ H ⋅ ∆T
[m / h] 3
(02)
Temos 3 aberturas claras evidenciadas e consertadas já descritas, as aberturas laterais na parte superior da porta, que chamaremos de AS = 0,098m 2 ; e a abertura frontal da maquina na união com a polia, que chamaremos de AF = 0,27 m 2 . O H, descrito refere-se a altura entre a abertura e a zona neutra, TOLEDO[3]. Considerou-se H S = 1225mm , para abertura superior e H F = 612,5mm . Chegamos ao resultado de
m& = 3989,7 m 3 / h ou m& = 1,1 m 3 / s . Para calcularmos o calor é necessário que tenhamos o fluxo mássico e não o volumétrico como encontrado, já que para VAN WYLEN[4] o ar ,uma mistura, se comporta como Gás Perfeito à 300ºC, desta maneira utilizando a equação 03, obtemos volume especifico e conseqüentemente o fluxo mássico.
[
v = R ⋅ T / p ⋅ MM m 3 / kg
]
(03)
Com isto chegamos a conclusão que o ar a 300ªC, 1 atm e MM = 29g/ mol que o
[
]
volume especifico v = 1,6 m 3 / kg , ou seja o fluxo mássico m& = 2500 kg / h . Para o calculo
do calor utilizando a Equação 01 e c p = 1,065 kJ/kg K chegamos a conclusão que o calor perdido em fluxo de massa é de Q& = 718875kj / h . Com o calor encontrado basta agora encontrar com o Poder Calorífico do GLP, qual a quantidade de massa de GLP e desta maneira chegarmos a conclusão de que temos um consumo de GLP a mais de M GLP = 14kg / h , chegando ao Preço do Desperdício de
R$29,54/hora. Consideremos que a maquina Roto I, trabalhe 8 horas/ dia. Teremos uma economia de: R$ 236,32/ dia R$ 7089,60/ mês 34 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
R$ 85.075,20/ ano
Analisando de outra maneira o custo do investimento para o trabalho de melhoria, foi de R$ 4.500,00. Desta maneira pagamos nosso investimento em:
19 dias A analise de durabilidade confiável e garantida pelo fornecedor, Industria Kera foi de 03(três) meses, desta maneira podemos calcular o retorno sobre investimento é de:
373,6 % 5.2.
CALCULO DO GANHO REAL PROVINDO DA DIMINUIÇÃO DE
TEMPO DE AQUECIMENTO
Após o calculo estimado do retorno sobre o investimento da melhoria executada, temos o calculo do ganho real. A evidencia esta baseada no tempo de aquecimento do forno da Roto I. Antes da melhoria tínhamos uma média de tempo de aquecimento médio de 38,8 minutos. Conforme no Gráfico 01 apresentado.
35 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
Tempo de Aquecimento do Forno da Roto I – Durante as o dia(24hs).
Gráfico 01 – Tempo de Aquecimento do Forno da Roto I – Durante as o dia(24hs). FONTE: PCP MASTER(EGA).- junho/2008.
Após as melhorias executadas temos média 12 min. Para o aquecimento da roto I, conforme Gráfico 02
Tempo de Aquecimento do Forno da Roto I – Durante o dia 23/01/09.
GRAFICO 02 - Tempo de Aquecimento do Forno da Roto I – Durante as o dia(24hs). FONTE: PCP MASTER(EGA).- 23/01/2009 36 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
Tempo de Aquecimento da Roto I
tempo(min.)
20 15 tempo(min.)
10 5 0 16/1/2009 17/1/2009 18/1/2009 19/1/2009 20/1/2009 21/1/2009
Tempo de Aquecimento do Forno da Roto I – Dividido por Horasdatas do dia(24hs). GRAFICO 03– Tempo de Aquecimento do Forno da Roto I – Durante as o dia(24hs).
O consumo médio do aquecimento de 87 kg/h de GLP, conforme no gráfico 04 para que a temperatura interna atinja os 300ºC. Desta maneira o tempo de aquecimento antes das melhorias é de:
R$ 118,70 /aquecimento Vazão no Aquecimento da Maquina
vazão(kg/h)
95 90 85
vazão
80 75 70 1
5
9
13
17
21
25
29
tempo(min)
GRAFICO 04 – Vazão de GLP em kg/h no dia 19/01/2009 às 05:00hs..
Considerando o calculo depois de executadas as melhorias, ou seja com o tempo de aquecimento médio de 12 min., temos um gasto total de: 37 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
R$ 36,70/aquecimento O que gera uma economia diária:
R$ 82,00/ dia R$ 2049,65/ mês
R$ 24.595,81/ ano Analogamente ao calculo de ganho através do calor perdido segue o Retorno sobre Investimento, ROI. O custo do investimento para o trabalho de melhoria, foi de R$ 4.500,00. Desta maneira pagamos nosso investimento em:
55 dias A analise de durabilidade confiável e garantida pelo fornecedor, Industria Kera foi de 03(três) meses, desta maneira podemos calcular o retorno sobre investimento é de:
63,7 %
5.3.
GANHO DE DISPONIBILIDADE E OEE.
Com
o
tempo
de
aquecimento
reduzido,
conseqüentemente
a
indisponibilidade diminui; a Disponibilidade e o OEE aumentam. Com a redução ganhamos em média 36,6 minutos por dia, considerando-se a hipótese de somente um aquecimento por dia. Considera-se que a Roto I funcione 25 dias por mês. Isto nos leva a uma a ujm ganho de Disponibilidade de: 38 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
15,25 horas/ mês Analisando as horas improdutivas, fica claro a evidencia de melhora do OEE. Considere um turno de funcionamento somente, ou seja 8 horas ou 480 minutos, ou seja esta é a disponibilidade total diária. Desta maneira perdendo-se em média 51,6 minutos de aquecimento por dia, a Indisponibilidade e a Disponibilidade Máxima de:
Indisponibilidade = 10,75 % Disponibilidade Máxima= 89,25 % Com o ganho de 36,6 minutos diários, isto nos leva a uma diminuição de Indisponibilidade e aumento da Disponibilidade Máxima. Desta maneira após as melhorias realizadas temos a nova Indisponibilidade e a Disponibilidade Máxima de:
Indisponibilidade = 3,12 % Disponibilidade Máxima= 96,87 % Com base nestas informações o ganho para a melhora do OEE, de 89,25 % para 96,87% de:
Aumento de OEE* = 7,62% *Considerando que a Produtividade e a Qualidade sejam 100%.
39 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
5.4.
EVIDENCIA REAL DOS CONSUMOS. "ENGENHARIA DE PROCESSOS" Consumo de GLP / Kg Processado - Mensal - 2008 Kg Processado
100.000 0,628
0,700
MENSAL
0,611
0,603
META
0,559 0,567
80.000
Massa Processada
0,372
70.000
0,503
0,457
0,480
0,474 0,464
0,439
60.000
0,600
0,542 0,490,500 0,486
0,489
0,428
0,417
0,400 0,375
50.000
0,300
40.000 30.000
0,200
20.000
Kgde GLPpor Kgprocessado
90.000
0,100 10.000 0,000
0
0,000
D 20 08
N
O
S
A
J
J
M
A
M
F
J
20 03 20 04 20 05 20 06 20 07
0,00
GRAFICO 05 – Consume de GLP mensal no ano de 2008..
"ENGENHARIA DE PROCESSOS" Consumo de GLP / Kg Processado - Mensal - 2009 Kg Processado 0,800
100.000 0,753
MENSAL
90.000
0,700
80.000
Kg de GLP por Kg processado
META
0,628
Massa Processada
0,600 70.000
0,559 0,567
0,372
0,542 0,517
60.000
0,457
0,500
0,481
50.000
0,400
0,374 0,374
40.000
0,330
0,311
0,299
0,285
0,248
30.000
0,300 0,267
0,200 20.000
0,100
10.000 0,000
0
0,000
D 20 09
N
O
S
A
J
J
M
A
M
F
J
0,00 0,00 0,0000,000
20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08
Emitido: 06/10/09
Próxima Atualização: 02/11209 Responsável: Diego Silvério
GRAFICO 06 – Consume de GLP mensal no ano de 2009..
40 Fábrica: Rua Dr. Luiz Miranda, 1700 – Pirajá – 17580-000 – Pompéia – SP – Tel.: +55 14 3405 2100 – Fax: +55 14 3452 1950 Vendas: Av. Piracema, 1338 – Tamboré – 06460-030 - Barueri – SP – Tel.: +55 11 4166 4260 – Fax: +55 11 4193 2326 www.unipac.com.br
1.1.1
6. REFERÊNCIAS
[1]MESQUITA, A. L. S. e GUIMARÃES, F. A. - Engenharia de Ventilação Industrial – São Paulo, Edgar Blucher, CESTEB, 1977. [2]OWER, E. – The measurement of air flow- London, Chapman $Hallo Ltd.; 1933. [3]TOLEDO, E. – Ventilação Natural de Habitações – Maceió: EdUFAL, 1999. [4]GORDON J;VAN WYLEN R.; SONNTAG, Fundamentos da Termodinâmica Clássica.
Obrigado e dedico estudo ao Sr. Francisco Batet, que foi o inspirador de todas as analises.
Engº Diego Silvério dos Santos Pompéia, 15 de fevereiro de 2009.
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