ARTIGO ORIGINAL
TEIXEIRA, Wilson de Paula [1]
TEIXEIRA, Wilson de Paula. Desenvolvimento da concepção de uma máquina de revolver compostagem. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 04, Ed. 07, Vol. 14, pp. 141-148. Julho de 2019. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-de-producao/maquina-de-revolver-compostagem
RESUMO
Este artigo apresenta os resultados do desenvolvimento da concepção de uma máquina para revolver compostagem. Além da descrição das diversas etapas da fase de projeto conceitual, apresentam-se os resultados obtidos no processo de projeto bem como a descrição de equipamentos semelhantes que vem sendo utilizados. Empregando-se de uma metodologia de projeto de produto, o artigo apresenta os passos realizados a fim de obter o novo conceito, sendo este obtido a partir das necessidades analisadas desse processo.
Palavras-chave: Design, inovação, sustentabilidade.
1. INTRODUÇÃO
Nos últimos anos houve um aumento na produção industrial e no desenvolvimento econômico do país e de seus habitantes tornando mais acessível ao consumo de produtos (INSPER, 2014); este aumento provoca maior produção de resíduos sendo cada vez mais importante se pensar na destinação correta dos resíduos gerados pelas atividades humanas (SOARES et al).
[…] Segundo a caracterização nacional de resíduos publicada na versão preliminar do Plano Nacional de Resíduos Sólidos, os resíduos orgânicos correspondem a mais de 50% do total de resíduos sólidos urbanos gerados no Brasil. […] (MMA, 2017).
Atividades agrícolas, agropecuárias assim como industriais, urbanas e florestais geram grandes quantidades de resíduos, que segundo Oliveira, Sartori, Garcez (2008) podem ser aproveitadas através da compostagem.
A compostagem é um processo de decomposição da matéria orgânica, natural ou controlado, a partir de matérias-primas de origem vegetal ou animal, o produto resultante da compostagem é chamado de composto orgânico. O composto orgânico permite a transformação dos resíduos em produtos benéficos ao meio ambiente, sendo também um gerador de recursos financeiros, podendo ser comercializado como adubo orgânico e diminuir a dependência de insumos externos, como fertilizantes e inseticidas (COOPER, 2010).
Os modelos de compostagem podem ser desde o mais simples ate aos automatizados, dependendo da complexidade e amplitude. Ao mais modernos são geralmente utilizados para grandes produções, as pequenas produções podem implantar estruturas mais simples como a compostagem em leiras montadas manualmente (OLIVEIRA, 2004 apud CAVALETTI, 2014).
A compostagem é feita com o material montado em pilhas devendo ser periodicamente molhado (controle de umidade) e revolvido (para proporcionar aeração da massa, dissipar as altas temperaturas e aumentar a porosidade.) a cada 3 dias durante 30 dias primeiros dias e uma vez por até semana até o término da fase de degradação ativa, em média 60 dias (MPEP, 2012).
O processo de revolver compostagem em leiras é usualmente feito por pás e mão de obra braçal, com o propósito de oferecer uma solução alternativa desse processo, é desenvolvido o projeto de concepção de uma máquina que se chamará composteira, que poderá ser utilizada por produtores rurais e interessados do ramo.
O objetivo deste trabalho é apresentar a concepção e os passos utilizados no desenvolvimento do projeto conceitual, para tanto, o trabalho apresenta por primeiro considerações a respeito dos princípios da composteira e equipamentos existentes para esta função. Na sequência, além da metodologia utilizada no projeto, apresentam-se os resultados e, por último, a discussão desses resultados.
2. MÉTODOS E TÉCNICAS
De acordo com Collins (2006) a demanda de um novo produto, ou um produto revisado depende muito da percepção do consumidor e da aceitação do mercado, quanto da sua funcionalidade técnica.
Segundo Faria et al (2008) existem tem 3 principais pesquisas técnicas para o desenvolvimento de produtos, sendo que se dão através de práticas de: Exploração, seleção, especificação e desenvolvimento.
Exploração consiste na procura de ideias de produtos que estejam de acordo com os objetivos que se pretende desenvolver.
Seleção envolve uma análise para determinar quais ideias são pertinentes e merecem ser investidas.
Especificação compreende a expansão da ideia por meio de análise critica, em uma proposta concreta sobre as características do produto.
Desenvolvimento consiste em transformar uma ideia num produto tangível que pode ser produzido e demostrado.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Os dados que sustentam esta fase de projeto foram as especificações do novo produto, Máquina-composteira, resultantes de sua fase de projeto informacional não relatada neste artigo, sendo estas especificações, os objetivos derivados das necessidades e dos clientes do produto.
A função global, “compactar os resíduos em forma de tarugos”, foi definida como sendo o ponto de partida ao desenvolvimento da concepção da máquina em questão. Esta definição auxiliou no desenvolvimento da sinterização do que realmente se espera desta máquina, conforme mostra a figura 1.
Figura 1: Diagrama representativo da função global para concepção da maquina de revolver compostagem.
De acordo com a brevia, foi realizado o desdobramento da função global (Figura 2). Neste diagrama, foram adicionadas as estruturas funcionais alternativas de posicionar a máquina nas leiras de compostagem, movimentar a máquina, rotacionar o eixo principal, retirar a máquina, sendo estas funções como prioritárias ao atendimento global da máquina.
Figura 2: Diagrama representativo da função global para concepção da máquina de revolver compostagem – funções prioritárias.
Após o desdobramento da função global, foram adicionadas ainda as funções auxiliares de acionar mecanismos e sincronizar movimentos. Assim, foi desenvolvida a estrutura funcional em primeiro nível, conforme figura 3.
Figura 3: Estrutura Funcional – Primeiro nível de desdobramento.
Em seguida, foi realizado um novo desdobramento, obtendo-se assim, um segundo nível de complexidade para a estrutura funcional (Figura 4).
Figura 4: Estrutura Funcional – Segundo nível de desdobramento.
Os desdobramentos expostos acima, permitiram a subdivisão da função global, e com isso, possibilitou a busca pelos princípios de solução.
A concepção da máquina de revolver compostagem alcançada neste trabalho (Figura 5), tem como resultado uma estrutura funcional de forma bem simplificada, que atende a função global.
Figura 5: Esboço do projeto máquina-composteira.
4. CONCLUSÃO
Deve-se destacar o despertar à necessidade de melhorar a utilização de recursos naturais como fontes de energia, pois a necessidade do país pelo desenvolvimento de projetos inovadores é a razão apregoada por cientistas, pesquisadores e dirigentes de políticas governamentais, este artigo é o resultado de um trabalho de pesquisa e desenvolvimento voltado nesse interesse.
Na etapa de desenvolvimento da estrutura funcional, buscou-se uma subdivisão simplificada, objetivando não se a ter em pequenos detalhes. Ainda assim, possibilitou vários princípios de solução, que permitiram pelo menos cinco combinações diferentes neste artigo e, gera a percepção de muitas outras possíveis variáveis de combinações.
No que se refere a concepção mais adequada, definida por uma matriz de avaliação, esta se apresenta de forma vantajosa para o projeto da máquina, pois seus componentes não são muito complexos, facilitando a escolha de seus fornecedores e a manutenção do produto final.
Embora escolhida a melhor combinação para a definição da concepção, ressalta-se que as demais alternativas de soluções, merecem ser pesquisados em outros trabalhos científicos para melhor explorar estas possíveis configurações em outras aplicações, que venham atender uma demanda diferenciada desta selecionada.
Finalizando, espera-se que o presente artigo venha se constituir numa interessante contribuição para as soluções de engenharia criadas em benefício ao meio ambiente. Fazendo este, servir de referência para a elaboração de conceito de outros produtos e, ao mesmo tempo, sirva como elemento motivador com respeito a disseminação do uso de metodologias projetuais no desenvolvimento de produtos.
5. REFERÊNCIAS
CAVALETTI, L. Avaliação do sistema de compostagem mecanizada para dejetos suínos. Monografia apresentada ao Centro Universitário UNIVATES, Lajeado, 2014.
COLLINS, J. A.; Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas, LTC, 1ª edição, 2006, p. 389.
Compostagem e reaproveitamento de resíduos orgânicos agroindustriais: teórico e prático/ Miguel Cooper … [et al.]. — Piracicaba: ESALQ – Divisão de Biblioteca. 2010. 35 p: il. (Séne Produtor Rural. Edição Especial)
FARIA et al. Processo de desenvolvimento de novos produtos: Uma experiência didática. XXVIII Encontro nacional de engenharia de produção. Rio de Janeiro, 2008.
FORZAN, Flávio et al. Desenvolvimento da concepção de uma máquina compactadora de resíduos vegetais para produção de briquetes. 2011.
INSPER, Centro de Políticas Públicas. A Evolução da Produtividade no Brasil. Nº 12, Agosto, 2014.
MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE: Gestão de Resíduos orgânicos. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/cidades-sustentaveis/residuos-solidos/item/10615> acesso em 08 nov. 2017.
MINISTÉRIO PÚBLICO DO ESTADO DO PARANÁ: Apostila para gestão de municipal de resíduos sólidos urbanos. Curitiba, out. 2012.
OLIVEIRA, E.; SARTORI, R.; GARCEZ, T. Compostagem. Trabalho de Pós-Graduação em solos e nutrição de plantas – Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2008.
SOARES et al. Educação ambiental aplicada aos resíduos sólidos na cidade de Olinda, Pernambuco – um estudo de caso. Revista Ciências & Tecnologia, 2007.
[1] Mestrando em Engenharia de Produção, Especialização em Gestão de Projetos, Graduação em Engenharia Mecânica.
Enviado: Agosto, 2019.
Aprovado: Agosto, 2019.
