UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E
MANUFATURA
Marcelo Melo Soriano
CARACTERÍSTICAS PARA O SISTEMA PRODUTIVO DE
FABRICAÇÃO DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO
HIDRO-AGRÍCOLAS
Passo Fundo
2010
1
UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E
MANUFATURA
Marcelo Melo Soriano
CARACTERÍSTICAS PARA O SISTEMA PRODUTIVO
DE FABRICAÇÃO DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO
HIDRO-AGRÍCOLAS
Passo Fundo
2010
Monografia apresentada à Faculdade
de Engenharia e Arquitetura da
Universidade de Passo Fundo, para
obtenção do titulo de Especialista em
Engenharia de Produção e Manufatura,
sob orientação do Prof. Msc. Juliana
Kurek
UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA
ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E MANUFATURA
A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova a monografia:
“Características para o Sistema Produtivo de Fabricação de
Sistemas de Bombeamento Hidro-Agrícolas”
Elaborada por:
Marcelo Melo Soriano
Como requisito parcial para a obtenção do título de Especialista em engenharia de
Produção e Manufatura
Aprovado em: 15/03/2010 Pela Comissão Examinadora
Msc. Juliana Kurek Presidente da Comissão Examinadora Orientador Msc. Juliana Kurek Coord. do curso de Especialização
Dr. Márcio Walber UPF – Faculdade de Engenharia e Arquitetura
Passo Fundo 2010
RESUMO
O presente trabalho apresenta uma abordagem preliminar sobre os desafios gerenciais que se
apresentam quando surge a necessidade de atendimento de um mercado regional, localizado a
uma distância de mais de 2.000 km da sede matriz atual. O estudo propõe a concepção de uma
empresa fictícia similar ao empreendimento real, que configurará a filial teórica, ou seja, um
modelo virtual que poderá auxiliar as tomadas de decisão, podendo servir como ferramenta
acessória das análises gerenciais. A matriz da empresa real, estabelecida a cerca de 20 anos no
centro geográfico do Rio Grande do Sul, é orientada ao projeto, fabricação e instalação de
componentes mecânicos de Sistemas de Bombeamento para irrigação do arroz. Para que o
universo de estudo fosse delimitado dentro de uma realidade com o mínimo de variáveis
indiretas, preestabeleceu-se um perfil de consumidor padrão conhecido, ou seja, uma
Cooperativa de Orizicultores estabelecidos na Bacia Hidrográfica do Rio Formoso do
Araguaia, Estado do Tocantins. A partir disso, foi elaborada a modelagem do workflow de
uma fábrica fictícia de pequeno porte, com recursos humanos e quantidade de máquinas
mínima para o processo de fabricação. A partir das predefinições do processo foram
confeccionadas planilhas-ferramentas que podem auxiliar as atividades preliminares do
processo de gestão de um novo empreendimento.
Palavras-chaves: Gerenciamento. Sistema de Fabricação. Sistemas Hidroagrícolas.
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..........................................................................................................................................12
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ...................................................................................................................12 1.2 JUSTIFICATIVAS ..................................................................................................................................12 1.3 OBJETIVOS .........................................................................................................................................13 1.3.1 OBJETIVO GERAL ...........................................................................................................................13 1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................................13
2 DESENVOLVIMENTO .............................................................................................................................14
2.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................................................14 2.2 METODOLOGIA UTILIZADA..................................................................................................................27 2.3 RESULTADOS E DISCUSSÕES ...............................................................................................................43
3 CONCLUSÕES ..........................................................................................................................................52
3.1 CONCLUSÕES DA PESQUISA.....................................................................................................................52
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..........................................................................................................54
1 INTRODUÇÃO
1.1 Considerações iniciais
A Engenharia de Produção e Manufatura tem se posicionado como a grande mola
propulsora de superações e transposições de barreiras de mercado, capaz de proporcionar
alternativas e soluções estratégicas viáveis a empreendimentos e negócios de diversos setores
e envergaduras.
No presente trabalho, a Engenharia de Produção e Manufatura, através de algumas de
suas áreas e subáreas, conforma o mote principal das análises preliminares que devem ser
levantadas e consideradas para que sejam formuladas e propostas características que venham
a auxiliar na configuração de um sistema de produção específico.
A linha mestra da pesquisa está pautada sobre um caso prático de uma pequena indústria
metal mecânica, com um histórico de 20 anos de mercado na área de projeto e fabricação de
componentes mecânicos para a utilização em sistemas de irrigação para a lavoura de arroz.
Estabelecida no Centro do Rio Grande do Sul, a referida empresa, num determinado
momento, se vê diante de um mercado potencial a ser atendido, localizado há cerca de 2.758
km de distância de sua sede atual. Algumas questões a serem respondidas e considerações a
serem ponderadas começam a surgir e requerem respostas e informações confiáveis e
organizadas para a tomada de decisões no âmbito do Planejamento Estratégico da empresa.
1.2 Justificativas
A proposta do trabalho é oferecer um roteiro de pontos a serem analisados, o qual,
preliminarmente, talvez possa auxiliar na orientação de profissionais designados a
desempenhar a função de analistas de contexto, quando o objetivo for planejar
estrategicamente os primeiros passos de uma empresa filial.
O mercado a ser atendido requer a projetação e a manufatura de um tipo específico de
equipamento agrícola de irrigação, caracterizado, exclusivamente, por trabalhar com sistema
13
produtivo sob encomenda, não sendo adaptável para produção em massa ou em lotes, pois,
além de ser fortemente sazonal, estabelece requisitos de projeto parametrizados por variáveis
agronômicas, hidráulicas e geométricas específicas para cada caso, as quais diferem, de
projeto para projeto, em valores significativos para cada tipo de terreno, dimensões do
perímetro irrigado e ponto de captação de água bruta, onde será utilizado.
A primeira questão a ser respondida seria: Atender o novo mercado a partir da sede
atual ou projetar e instalar uma nova fábrica localizada em um ponto mais próximo ao cliente?
Outras questões como novo leiaute do parque fabril, recursos humanos mínimos necessários e
estabelecimento de um modelo de processo de desenvolvimento do produto específico para o
novo empreendimento são alguns dos tópicos a serem abordados nesta pesquisa que a partir
deste ponto se passa a apresentar.
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo geral
Caracterizar um sistema de produção fictício para auxiliar as análises gerenciais
preliminares quando o desafio estratégico consiste no projeto de uma nova fábrica com
demanda de mercado regional distante significativamente da sede atual.
1.3.2 Objetivos específicos
Propor requisitos de projeto e especificar o perfil e as necessidades do cliente;
Apresentar definições e conceitos dos componentes utilizados em estações de
bombeamento hidroagrícolas;
Analisar a cultura do arroz por inundação na região de estudo;
Apresentar modelo preliminar de arranjo físico do parque fabril de uma fábrica
de pequeno porte, modelagem do workflow, com recursos humanos, máquinas,
insumos e matéria prima disponível em estoque para a fabricação única e
exclusiva dos produtos analisados;
Discutir os desafios gerenciais da instalação de uma nova filial distante 2.758
km da matriz;
Propor ferramentas acessórias de gerenciamento como planilhas e checklists
que podem auxiliar na organização e metodologia de reuniões de planejamento
estratégico, processo de desenvolvimento do produto e planejamento da
produção.
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 Revisão bibliográfica
A cultura do arroz por inundação (Oryza sativa L.)
Santos e Biava (2004) definem o arroz (Oryza sativa L.) como uma espécie hidrófila,
cujo processo evolutivo tem levado à sua adaptação às mais variadas condições ambientais. O
arroz é considerado o produto de maior importância econômica em muitos países em
desenvolvimento e o aumento crescente de seu consumo impõe aos setores produtivos a busca
de novas técnicas que possam aumentar a produção. Cultivado e consumido em todos os
continentes, o arroz se destaca pela produção e área de cultivo, desempenhando papel
estratégico tanto em nível econômico quanto social. É considerado o produto de maior
importância econômica em muitos países em desenvolvimento, constituindo-se alimento
básico para cerca de 2,4 bilhões de pessoas. O arroz é a fonte primária de energia e proteína
para os povos das nações mais populosas da Ásia, África e América Latina. Considerado um
dos alimentos com melhor balanceamento nutricional, fornecendo 20% da energia e 15% da
proteína per capita necessária ao homem, o arroz é uma cultura que apresenta ampla
adaptabilidade às diferentes condições de solo e clima, sendo a espécie com maior potencial
de aumento de produção e, possivelmente, de combate à fome no mundo. Aproximadamente
90% de todo o arroz do mundo é cultivado na Ásia por mais de 250 milhões de pequenas
propriedades, no sistema irrigado, onde a maioria da população se alimenta duas a três vezes
ao dia deste cereal.
O crescimento acelerado da população está aumentando a demanda do produto em
proporções não compatíveis com o crescimento da produção, ou seja, a produção mundial de
arroz não vem acompanhando o crescimento do consumo, observam Santos e Biava (2004)
em seu artigo técnico “O Cultivo do Arroz Irrigado no Estado do Tocantins”, publicado na
Revista Embrapa Arroz e Feijão (Nov 2004). Nos últimos seis anos, prosseguem Santos e
15
Biava, a produção mundial aumentou 1,09% ao ano, enquanto a população cresceu 1,32% e o
consumo 1,27%, havendo grande preocupação em relação à estabilização da produção
mundial. Para se atender a demanda, deverá ser adicionada ao mercado mundial de arroz
cerca de dez milhões de toneladas por ano. No entanto, a América Latina tem elevado sua
produção em 4,34% ao ano e a produtividade de grãos em 3,22%. Detendo 12% das terras
agrícolas e 13,2% dos recursos renováveis de água, a América Latina pode, futuramente, se
tornar o grande fornecedor desse cereal.
A maior parcela da produção de arroz no Brasil é proveniente do ecossistema várzeas,
onde a orizicultura irrigada é responsável por 69% da produção nacional, sendo considerado
um estabilizador da safra nacional, uma vez que não é tão dependente das condições
climáticas como no caso dos cultivos de sequeiro. No Brasil, há 33 milhões de hectares de
várzeas, com topografia e disponibilidade de água, propícias à produção de alimentos,
entretanto, apenas 3,7% dessa área é utilizada para a orizicultura.
Na região tropical, a área cultivada com arroz irrigado é ao redor de 13% apenas,
proporcionando 11% da produção total brasileira neste ecossistema. As características dos
solos e condições de hidromorfismo tornam estas áreas aptas a orizicultura irrigada. Nas
Regiões Norte e Centro-Oeste, região dos Cerrados, há cerca de 12 milhões de hectares de
várzeas, sendo a maior parte ainda sob mata ou pastagem nativa.
A disponibilidade de água, as condições climáticas e a extensão territorial conferem ao
Estado do Tocantins grande potencial para produção agrícola, ressaltando-se as culturas de
grãos, dentre estas, o arroz irrigado por inundação. A área cultivada, atualmente, cerca de
apenas 55 mil hectares, evidencia o grande potencial para a expansão da cultura irrigada no
Estado.
Importância econômica
A planície sedimentar da Bacia do Araguaia, no Tocantins, apontam Santos e Biava
(2004), ocupa cerca de 1,2 milhões de hectares. O Vale do Araguaia constitui-se em uma das
regiões mais promissoras para a expansão da orizicultura brasileira, com condições para
atendimento do mercado das Regiões Norte, Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste.
No período de 1989 a 2002, a área média cultivada com arroz nas várzeas do Estado
do Tocantins foi de 49 mil hectares, com uma produção de 204 mil toneladas e produtividade
média de 4.175 kg ha-1
No Vale do Javaés, no Estado do Tocantins, tem-se uma imensa área de várzea, com
mais de 500 mil hectares, entre os rios Araguaia e seus afluentes, Urubu, Javaés e Formoso,
16
que é considerada a maior área contínua para irrigação por gravidade do mundo. Nesta área
estão instalados o Projeto Rio Formoso, no município de Formoso do Araguaia, e o Projeto
Javaés, na Lagoa da Confusão. Ambos os projetos ocupam apenas 45 mil ha com a cultura do
arroz, no período chuvoso. A altitude da área está em torno de 200 m e o relevo tem
inclinação menor que 0,05%, o que favorece as inundações periódicas, dando origem a solos
mal drenados.
Na safra 2003/04, a área total cultivada com arroz no Tocantins foi de 162.135 ha, dos
quais 54.680 ha no sistema irrigado, com produtividade média de 4.482 kg ha-1, e 107.455 ha
no sistema de terras altas, cuja produção total foi de 417.075 t, com produtividade média de
2.572 kg ha-1 (Figura 1). O cultivo de arroz de terras altas é distribuído em todo o Estado,
enquanto o irrigado está concentrado nas regiões Centro-Oeste e, principalmente, Sudeste,
abrangendo os municípios de Cristalândia, Dueré, Formoso do Araguaia, Lagoa da Confusão
e Pium, finaliza Santos e Biava (2004).
Fatores limitantes
O fator mais limitante da cultura é a incidência de doenças, especialmente a brusone,
que é a responsável por perdas consideráveis na produção e na qualidade dos grãos. A
ocorrência da doença é favorecida pelas condições climáticas predominantes na região e pelo
manejo deficiente da água de irrigação em diversas áreas de cultivo.
Para a região tropical, é necessário desenvolver sistemas de produção que possibilitem
minimizar os efeitos prejudiciais de determinados fatores bióticos e abióticos sobre a cultura e
fazer que a planta de arroz possa conviver de forma sustentada com esta situação, com danos
mínimos ao ecossistema várzeas. Como fatores bióticos, consideram-se as incidências
extremamente elevadas de doenças, como a brusone causada pelo fungo Pyricularia grisea, e
de pragas, como o percevejo-das-panículas, Oebalus spp. Como fatores abióticos, os estresses
térmicos podem estar afetando negativamente a produtividade do arroz, devido à elevação da
temperatura da água de irrigação que, em certas épocas, atinge valores extremamente altos.
Ademais, a menor produtividade em condições tropicais pode ser atribuída também à redução
do ciclo da cultura e à menor resposta aos fertilizantes, especialmente, ao nitrogênio.
17
Fonte: Adaptado de IBGE, 2010, < http://www.ibge.gov.br > Acessado em 10/03/2010.
Fig. 1: Mapa do Estado do Tocantins com indicação da área de produção Sudeste.
Bombas hidráulicas
Macintyre (1987) define as bombas como sendo máquinas geratrizes cuja finalidade é
realizar o deslocamento de um líquido por escoamento. Sendo uma máquina geratriz, a bomba
transforma o trabalho mecânico que recebe para o seu funcionamento em energia, que é
comunicada ao líquido sob as formas de energia de pressão e cinética. Alguns autores
chamam-nas de máquinas operatrizes hidráulicas, porque realizam um trabalho útil específico
ao deslocarem um líquido.
Jardim (1992) conceitua as bombas hidráulicas, também conhecidas como máquinas
hidráulicas geratrizes, como aquelas caracterizadas por receberem trabalho mecânico de uma
18
máquina motriz e transformá-lo em energia hidráulica, comunicando ao líquido um acréscimo
de energia na forma de energia cinética e de pressão (piezométrica); complementando, que as
bombas hidráulicas produzem o escoamento de líquidos por deslocamento.
Henn (2001) propõe o conceito de máquinas de fluxo (turbomachine), que pode ser
definida como um transformador de energia (sendo necessariamente o trabalho mecânico uma
das formas de energia) no qual o meio operante é um fluido que, em sua passagem pela
máquina, interage com um elemento rotativo, não se encontrando, em qualquer instante,
confinado. Henn (2001) propõe, ainda, uma classificação das máquinas de fluxo segundo a
direção da conversão de energia, que divide as máquinas de fluxo como motoras e geradoras.
Máquina de fluxo motora é a que transforma energia de fluido em trabalho mecânico,
enquanto máquina de fluxo geradora é a que recebe trabalho mecânico e o transforma em
energia de fluido. No primeiro tipo, a energia do fluido diminui na sua passagem pela
máquina, no segundo, a energia do fluido aumenta.
A maioria das bombas de utilização agrícola, como máquinas geratrizes, por si só são
incapazes de realizar trabalho sobre o líquido, necessitando da atuação energética de uma
máquina geradora de força motriz, que pode ser de acionamento elétrico ou combustão
interna; este conjugado de máquinas motriz x geratriz é citado como conjunto moto-bomba
em grande parte das publicações técnicas e científicas, como em Bier et al (2004), que diz que
a técnica de pressurização de líquidos, seja com o intuito de adubação ou de suprimento de
água, requer conjuntos formados por motores e bombas de irrigação, denominados conjuntos
moto-bombas.
Para Leopoldo (1987), as bombas mais freqüentemente usadas na agricultura são as
centrífugas, já, para Köpp (2002), basicamente, são três os tipos de bombas usuais em
sistemas de irrigação:
a) Centrífugas - indicadas para pequenas vazões e grandes alturas;
b) Fluxo - misto indicadas para vazões e alturas médias;
c) Axiais – indicadas para grandes vazões e pequenas alturas.
Para o caso de máquinas de fluido geradoras que trabalham com líquidos, denominadas
de bombas (figura 2), há o predomínio das máquinas de fluxo (bombas centrífugas, bombas
de fluxo misto e bombas axiais) para a região de médias e grandes vazões.
19
Fonte: Henn, 2001.
Figura 2 – Campo de aplicação de bombas.
Como existem áreas de superposição entre os campos de aplicação dos diferentes tipos
de bombas, outros critérios, como viscosidade do líquido bombeado, presença de sólidos em
suspensão, variação ou não da vazão em função da variação da resistência do sistema ao
escoamento, facilidade de manutenção, custos, entre outros, devem ser considerados para a
seleção da máquina mais adequada para um determinado tipo de aplicação.
Ao abordar as aplicações dos sistemas de bombeamento, Jardim (1992) coloca que a
irrigação das áreas de plantio pode ser feita por bombeamento da água de um manancial
existente nas proximidades do cultivo; especialmente nos tipos de cultura onde há exigência
de grandes volumes de água, como no caso da orizicultura.
Para a cultura do arroz irrigado por inundação, são necessários 10.153 m³ (dez mil,
cento e cinqüenta e três metros cúbicos) de água por hectare cultivado (Cauduro, 1996).
Evidentemente, este é um valor médio, pois ele depende do solo em questão, do relevo do
terreno, do manejo da irrigação e da rede de canais de distribuição de água. Na visão de Köpp
(2002), é do interesse do produtor recalcar uma quantidade cada vez menor de água. Assim,
encontramos produtores que recalcam de 1,5 ℓ/s.ha a 2,1 ℓ/s.ha (10.800m³/ha a 15.120 m³/ha).
Soriano et al (2007) diz que o cultivo do arroz por inundação (Oryza sativa), sintetiza,
de certo modo, todas as outras utilizações deste tipo de máquina agrícola, seja pela sua
representatividade na produção de grãos nacional e, apesar disso, ser contextualizada como
uma cultura estigmatizada pela concorrência do pesado custo de produção versus políticas
ingratas de comercialização, seja pelo alto déficit hídrico imputado aos mananciais naturais.
Köpp (2002) mostra que o item irrigação participa no custo de produção do arroz
irrigado com 13,16%, sendo o que representa maior desembolso. Isso pode ser quantificado
20
no esboço do panorama econômico atual (ano agrícola 06/07) disposto por Soriano et al
(2007), o qual considera que o custo de produção supera de R$ 4,00 (quatro reais) a R$ 7,00
(sete reais) a cotação de preços máxima estabelecida pelas bolsas de cereais na Região Sul,
sendo o preço médio de custo R$ 29,00 (vinte e nove reais) por saco e o preço de venda
oscilando entre R$ 23,00 (vinte e três reais) e R$ 25,00 (vinte e cinco reais) por saco - preços
médios de comercialização por saco de 50 kg (cinqüenta quilogramas). A partir de Maio de
1997, conforme nota do IRGA - Instituto Rio-grandense do Arroz (2005) adotou-se a seguinte
metodologia: o preço médio é a média aritmética da cotação do longo fino Tipo 1 (um), 58%
(cinqüenta e oito por cento) e T2 (dois), 49 (quarenta e nove) a 51% (cinqüenta e um por
cento) inteiros.
O sistema técnico moto-bomba
Rodenacker (1970) estabeleceu a premissa de que toda a máquina ou sistema técnico
deve satisfazer certas funções, através da transformação de grandezas físicas do tipo energia,
material e sinal.
De acordo com Blanchard & Fabrycky (1990 apud Ogliari 2003), sistema é um conjunto
de componentes inter-relacionados trabalhando juntos em direção a algum objetivo comum.
Conforme Hubka & Eder (1988), o termo sistema técnico é utilizado para designar os
diferentes objetos técnicos que são produtos da tecnologia.
Para Pahl e Beitz (2005), artefato técnico, como é um sinônimo para sistemas técnicos,
incluem plantas, equipamentos, máquinas montagens e componentes.
Buscando-se o enquadramento da unidade de bombeamento de forma categorizada na
proposta apresentada por Ogliari (2003), tem-se:
Ramo da Economia Sistema Técnico
Equipamento para Máquina típica
Agricultura Irrigação Conjunto moto-bomba
Quadro 1 – Sistema técnico – categoria: unidade de bombeamento.
Ogliari (2003) propõe a categorização dos sistemas técnicos conforme tabela 1.
21
Tabela 1 – Sistemas técnicos – categorias (adaptado de Ogliari, 2003).
Pahl & Beitz (2005), cabe considerar, propõem a normalização da simbologia para
representação de subfunções em uma estrutura de funções, como no Quadro 2:
Quadro 2 – Símbolos para representação de subfunções em uma estrutura de funções.
A partir dos conceitos apresentados, podem-se analisar, em separado, os sistemas
técnicos motor e bomba, como na figura 3.
22
Figura 3 – Representação esquemática dos sistemas técnicos.
Portanto, analisando-se o conjunto moto-bomba como um sistema técnico global, pode-
se visualizá-lo conforme a Figura 4.
Figura 4 – O sistema técnico moto-bomba para irrigação.
23
Pahl & Beitz (2005) colocam, ainda, que em concordância com as considerações da
engenharia de sistemas, é vantajosa a proposta de Hubka (1992 apud Pahl 2005), de entender
objetos ou estruturas técnicas como sistemas que estão em contato com a circunvizinhança
por meio de variáveis de entrada (inputs) e variáveis de saída (outputs). Um sistema pode ser
desdobrado em subsistemas. O que faz parte de um sistema em consideração é definido pelos
limites do mesmo. As variáveis de entrada e saída cruzam a fronteira do sistema.
A Unidade de Bombeamento como Máquina Agrícola
A Unidade de Bombeamento pode ser considerada como uma máquina agrícola e, como
tal, este sistema técnico de alta importância para a eficiência do processo produtivo agrícola,
de grande peso em termos de custos e de forte influência nos aspectos ambientais das bacias
hidrográficas onde atua, é conceituado e normalizado pela ABNT - NB-66, que determina as
terminologias Operação Agrícola e Máquinas Agrícolas, da seguinte forma:
Operação Agrícola é Toda atividade direta e permanentemente relacionada com a
execução do trabalho de produção agropecuária.
Máquinas Agrícolas são aquelas projetadas especificamente para realizar
integralmente ou coadjuvar a execução da operação agrícola.
A NB-66 classifica, ainda, as bombas hidráulicas no Grupo 9 – Máquinas para a
conservação do solo, água e irrigação e drenagem, item i1. Irrigação: motobombas e
aspersores (ABNT – NB-66 apud Filho et al, 2001).
A estação de bombeamento para irrigação da lavoura de arroz
Köpp (2002) diz que uma estação de recalque de água para irrigação do arroz tem
como objetivo elevar um determinado volume de água por unidade de tempo (vazão Q) a uma
altura definida pelo desnível entre a fonte de água até o ponto mais alto da lavoura, donde a
água é então distribuída por gravidade.
Entre as principais aplicações dos sistemas de bombeamento, Jardim (1992) aponta os
sistemas de irrigação, dizendo que a irrigação das áreas de plantio pode ser feita por
bombeamento da água de um manancial existente nas proximidades do cultivo; especialmente
nos tipos de cultura onde há exigência de grandes volumes de água, como no caso da
orizicultura.
24
Fonte: adaptado de Jardim, 1992.
Figura 5 – Irrigação de lavouras por bombeamento.
Soriano & Guimarães (2007) conceitua a EB (Estação de Bombeamento) como o
sistema técnico composto por uma ou mais UB (Unidades de Bombeamento) que podem
atuar sobre o mesmo volume de controle considerado como fração e/ou parcela de um mesmo
recurso hídrico, em separado ou em conjunto e que, por sua vez, podem ser associadas em
série ou paralelo; entenda-se por UB (Unidade de Bombeamento) o subsistema constituído
por: a) Uma máquina de fluxo geradora, dimensionada para transformar energia mecânica em
energia de fluido (Figura 6.1), com a função de gerar vazão; b) Motor estacionário de
acionamento, que pode ser elétrico ou de combustão interna (Figura 6.2), que transforma,
respectivamente, energia elétrica ou térmica em energia mecânica transmitida ao rotor (parte
constituinte da bomba) por um eixo de transmissão; a atuação deste eixo do motor acoplado
ao eixo da bomba que se acopla, por sua vez, ao rotor da bomba, pode-se chamar conjunto
girante c) Tubulação de sucção e recalque (Figura 6.3), cuja função é coletar água a partir de
um determinado ponto de captação, submeter o fluido à bomba (máquina de fluxo geradora) e
conduzir o fluxo resultante até um ou mais pontos geográficos situados em cota(s) de altura
geométrica superior(es) ou inferior(es) ao ponto de captação; d) Em muitos casos, existe ainda
um sistema flutuante (Figura 6.4), casos em que o conjunto moto-bomba encontra-se instalado
sobre balsa, com a finalidade de minimizar o prejuízo hidráulico devido à amplitudes de
oscilação de altura de sucção muito altas e freqüentes, que podem causar elevadas perdas de
carga na sucção e risco eminente de cavitação, eliminando, assim considerável fator de perda
energética, bem como apresentar uma solução mais viável economicamente em relação à
construção de poços secos (obra civil de alto custo).
25
Figura 6 - Partes constituintes da Estação de Bombeamento: 1) Máquinas de fluxo geradoras; 2) Motor
de acionamento; 3) Tubulação; 4) Conjuntos moto-bomba sobre sistemas flutuantes.
A Estação Flutuante de Bombeamento Hidroagrícola
O Sistema Flutuante de Bombeamento Hidroagrícola é uma estação de recalque de água
bruta que atua de modo estruturado e sistemático sobre um elemento de flutuação primário, ou
balsa, ancorado à margem seca de um manancial hídrico, como rios, lagos, lagoas, barragens e
demais reservatórios naturais ou construídos pelo homem, estacionado sobre um ponto
definido de captação. Existe uma infinidade de formatos e desenhos possíveis para o design
das câmaras de flutuação que compõem as balsas.
Fonte: arquivo pessoal.
Figura 7 - Exemplos de Estações de Bombeamento flutuantes: balsa metálica tipo
catamarã à esquerda e balsa metálica tipo torum à direita.
26
Dentre os componentes e acessórios acima descritos, podem-se enumerar aqueles que
não são manufaturados, isto é, aqueles que são adquiridos a partir de fornecedores externos
para adaptação funcional aos componentes e produtos de fabricação interna à empresa, dentre
os quais se citam:
Pneu – utilizado na montagem do componente Junta Flexível, tem a função de atribuir
flexibilidade à junção entre dois tubos metálicos, por um ângulo determinado;
Motor de acionamento – utilizado na composição do conjunto moto-bomba e tem a
função de transformar energia elétrica (ou térmica) em energia mecânica que é
transmitida ao eixo da máquina de fluxo geradora (bomba hidráulica);
Bomba hidráulica – utilizada na composição do conjunto moto-bomba e tem a
função de captar água bruta do manancial e gerar vazão em uma linha de recalque da
estação elevatória;
Correias de transmissão – utilizadas no sistema de transmissão por polia-correia, tem
como função principal transmitir potência mecânica e/ou torque gerados pelo eixo
motor ao eixo movido (eixo da bomba); além disso, as correias de transmissão
proporcionam uma redução no número de rotações do motor através do trabalho
conjugado com polias de acionamento, de modo que haja uma redução determinada no
número de rotações da bomba. Cada correia é responsável por uma quantidade de
transmissão de energia, em Horse Power (HP), entre o motor e a bomba, sendo que as
correias com seção trapezoidal 5 V transmitem em média 25 HP por unidade e as
correias com seção trapezoidal 8 V transmitem em média 40 HP por unidade. Assim
sendo, um sistema de transmissão com 10 correias 5 V é responsável pela transmissão
de uma potência equivalente a 250 HP e um sistema projetado com 6 correias 8V
transmite, por sua vez, 240 HP;
Polias em Ferro Fundido – fabricadas em ferro fundido cinzento nodular, são
fornecidas por empresas de fundição de aço e metais; são constituídas de uma massa
central interna que confere estrutura e resistência mecânica ao componente, aros
estruturais que ligam esta parte central (miolo) a uma massa externa conformada com
canaletas ou canais com seção geométrica específica de acordo com o perfil das
correias de transmissão dimensionadas e selecionadas em projeto, quais sejam, 8 V ou
5 V, mas a função fundamental das polias é acoplar-se aos eixos de transmissão do
motor e da bomba hidráulica, conferindo uma variação de rotação dos mesmos,
através da chamada relação de transmissão, isto é, ao usar-se polias com diferenciação
27
diametral, obtém-se uma variação controlada de rotações por minuto (RPM)
diminuindo-se, geralmente, o número de rotações do eixo movido, ou eixo da bomba,
e por conseqüência do rotor, pois o eixo motor fornece uma rotação constante por
especificação do fabricante orientada por normalização internacional.
2.2 Metodologia utilizada
O universo da pesquisa será delimitado a um sistema controlável e conhecido, de forma
que possa ser manipulado analiticamente no que se refere às combinações das variáveis
estudadas, não sendo necessário, desse modo, lançar mão de software específico de
processamento de dados ou aprofundamentos em modelagens matemáticas mais complexas,
por não ser, este, um objetivo específico deste trabalho. Por isso foi estabelecido um cenário
de condições recorrentes de campo estabelecidas para um cliente qualquer, com necessidades
claras e bem definidas. Da mesma forma, também foram estabelecidos os requisitos de projeto
para o desenvolvimento do produto em estudo. A montagem do leiaute de uma fábrica
genérica, análoga àquela já estabelecida e conhecida como sede da empresa, que atende o
setor metal-mecânico, utilizou equipamentos e mão de obra mínimos para a produção e
manufatura exclusiva das novas demandas de mercado no Estado do Tocantins. Foi
estabelecido um roteiro que talvez sirva de guia para as análises gerencias e estratégicas do
novo panorama que se apresenta, conforme Figura 7. A partir deste roteiro, tópicos
fundamentais do contexto informacional do mercado começaram a ser explorados, de modo a
se organizar uma sequência de análises importantes aos processos decisórios dos gerentes e
profissionais envolvidos no processo de análise, planejamento estratégico e implantação da
nova fábrica. Após o estabelecimento de tópicos a serem analisados e informações
devidamente coletadas e formalizadas, partiu-se para a proposta de planilhas e checklists de
auxílio à reuniões de equipes de gerenciamento e planejamento estratégico, os quais podem
ser insertados ou incorporados às rotinas de desenvolvimento, seja com o foco no produto, na
produção, seja nos delineamentos dos processos do negócio como cenário a ser desenhado.
28
Figura 7 – Roteiro de análises gerenciais estratégicas.
Definição do cliente e suas necessidades
A maioria dos sistemas hidroagrícolas flutuantes são utilizados para a irrigação ou
drenagem de perímetros cultiváveis, sendo empregados amplamente na cultura do arroz por
29
inundação de grandes áreas contínuas divididas em parcelas ou quadros controlados
interligados por meio de comportas e/ou canais de distribuição.
A função do sistema hidroagrícola é fornecer vazão, elevando massas controladas de
água bruta, desde um ponto de captação, de cota inferior, em um manancial (rio, açude,
barragem, reservatório, lagoa...) até um ponto de descarga, de cota superior, em um canal de
distribuição ou diretamente na lavoura. É com esta função de fornecer água em volumes e
tempos controlados durante a época de irrigação, que o produto analisado neste estudo é
empregado.
Cada cliente ou cada situação de aplicação tem suas variantes ou variáveis peculiares,
modificando-se de modo drástico nas diferentes regiões do Brasil, devido a fatores climáticos,
topográficos e tipos de solo, citando-se também, a medida da área de dotação ou perímetro a
ser irrigado. Assim sendo, elegeu-se como região de aplicação do produto a Região Norte do
Brasil, mais especificamente o Projeto Rio Formoso no Estado do Tocantins, iniciado no ano
de 1979. Considerada a maior área contínua para irrigação por gravidade do mundo, a planície
sedimentar da Bacia do Araguaia, no Tocantins, ocupa cerca de 1,2 milhões de hectares. A
altitude da área está em torno de 200 m e o relevo tem inclinação menor que 0,05%, o que
favorece as inundações periódicas, dando origem a solos mal drenados. O Vale do Araguaia
constitui-se em uma das regiões mais promissoras para a expansão da orizicultura brasileira,
com condições para atendimento do mercado das Regiões Norte, Nordeste, Centro-Oeste e
Sudeste.
Geralmente, uma grande parte dos produtores orizícolas que cultivam na área escolhida
como foco deste estudo, reúnem-se em associações ou cooperativas com o intuito principal de
dividir investimentos em máquinas agrícolas de grande porte, insumos e armazenagem de
grãos. Com maior poder de barganha junto aos fornecedores da iniciativa privada e
representatividade junto aos gestores públicos do projeto, os grupos de produtores investem
de modo constante e periódico em aquisição e renovação de maquinário agrícola. Apesar da
cotização e do rateio de despesas, o sistema cooperativo tem acumulado dívidas e prejuízos
devido a problemas como a principal doença que ataca o arroz de forma epidêmica, a bruzone,
em função da abertura comercial do cereal vindo de outros países e dívidas contraídas a partir
de financiamentos e empreendimentos mal sucedidos das cooperativas, por conta de
expectativas otimistas de produção. Daí a obrigatoriedade de apresentações de propostas
comerciais com preços justos e competitivos, sendo, a maioria das tomadas de preço e
definição de fornecedores, feitas através de processos licitatórios públicos, geridos pela
SRHTO - Secretaria de Recursos Hídricos do Estado do Tocantins. Para descaracterizar
30
qualquer semelhança e/ou identificação com cooperativas reais atuantes no Projeto Formoso,
adotar-se-á o nome de uma cooperativa fictícia, sem correspondência ou semelhança real. O
nome fantasia da cooperativa fictícia será Cooperarroz Ltda. Na Tabela 2, estão planilhadas as
principais características do público alvo, assim como algumas das necessidades mais
representativas que podem auxiliar no traçado do perfil do cliente.
Tabela 2 – Planilha do perfil e das necessidades do cliente.
Item Definição
Cliente Cooperarroz Ltda.
Localização Projeto Rio Formoso, Município de Formoso do Araguaia -
Estado do Tocantins – Brasil.
Cultura Oriza sativa L. (Arroz)
Área a irrigar (A) 400 quadras quadradas (qq) ou 697 hectares (ha)
Dotação de água (DA) 2,3 l/s.qq ou 1,3 l/s.ha
Altura geométrica 3 metros (m)
Distância entre o ponto de captação e
descarga
32 metros (m), sendo 24 metros (m) sobre o leito do Rio
Formoso e 8 metros entre o ponto de margem seco e a
descarga no canal de distribuição.
Oscilação máxima do nível do rio 4 metros (m)
Período de irrigação 80 dias
Tempo de irrigação diária 21 h
Fornecimento de energia elétrica Não Sim (CELTINS)
Temperatura ambiente média 29 ºC
Consumo energético (R$ 222,81) 21 h x 80 x 250 CV x 745,7/1000 = 313,19 MWh = R$
69.781,86
Definição dos requisitos de projeto
Os requisitos de projeto têm o objetivo de determinar valores e levantar dados
indispensáveis para a seleção e dimensionamento dos equipamentos a serem utilizados na
configuração do Sistema de Bombeamento ideal para o tipo de aplicação. A Tabela 3 propõe
um rol de informações relevantes ao Projeto do Produto Sistema de Bombeamento Hidro-
Agrícola.
31
Tabela 3 - Requisitos de projeto.
Item Especificação
Vazão de projeto 1600 l/s ou 5.760 m³/h
Marca / Modelo Bomba hidráulica Bomba Centrífuga Radial de Fluxo Misto 750
Massa da bomba 5.000 kg
Posição do eixo da bomba Vertical (+y)
Tipo de transmissão Polia x Correia
Diâmetro da polia motora 280 mm
Material da Pm Ferro fundido cinzento
Massa da Pm 50 kg
Diâmetro da Pb 1290 mm
Material da polia da Pb Ferro fundido cinzento
Massa da polia da Pb 250 kg
Distância entre centros motor-bomba 1100 mm
Nº de canais das polias 7
Nº de Correias de transmissão 7
Perfil da correia Trapezoidal – 8 V
Modelo comercial da correia 110 - 8 V
Potência por correia 40 cv
Motorização Diesel Elétrica
Potência nominal do motor 240 cv
Nº de pólos do motor IV Pólos
Frequência do motor 60 Hz
Marca/Modelo Motor comercial WEG 355 IV Pólos 220/380 250 cv
Massa do motor 1.500 kg
Posição do eixo do motor Vertical (–y)
Nº de Rotações do eixo da bomba 400 RPM
Nº de Rotações do eixo motor 1780 RPM
Relação de transmissão 0,22
Diâmetro do eixo da bomba 115 mm
Diâmetro do eixo do motor 120 mm
Modelo do anel de fixação e ajuste da Pm 120 x 80 x 280 mm
Modelo do anel de fixação e ajuste da Pb 115 x 165 x 33 mm
32
Leiaute de um sistema genérico de fabricação
A fábrica que irá produzir o lote sob encomenda será, a partir de agora, desenhada e
definida, sob medida, para a demanda específica. Para tanto, é preciso determinar um
organograma básico que representará de modo esquemático a hierarquia e o status da
corporação. O organograma está dividido em duas partes características. A primeira parte
demonstra o mapa hierárquico-organizacional da esfera executiva da fábrica, já, a segunda
parte expressa o mapeamento da esfera produtiva, ambas as partes focadas na disposição dos
Recursos Humanos lotados em nichos departamentais da empresa modelada, conforme
mostram as Figuras 8 e 9.
Figura 8 - Organograma da esfera executiva da empresa modelo.
Figura 9 - Organograma da esfera produtiva da empresa modelo.
Definido organograma da nova empresa, parte-se para o estudo da disposição em áreas
do ambiente produtivo, com base no novo armazém ou pavilhão industrial, o qual já deve
33
estar previamente selcionado. A proposta para iniciar as análises de distribuição de
equipamentos e arranjo físico é de se replicar o leiaute da matriz, projetando-o de maneira
proporcional e quantitativa ao novo espaço físico disponível em áreas de controle, como
ilustra a Figura 10.
Figura 10 - Divisão do espaço físico da fábrica genérica por áreas de controle.
Configurada a divisão do espaço físico em áreas de controle, é importante identificar
todos os tipos de máquinas e equipamentos a serem alocados e posicionados no ambiente
interno da fábrica, como mostra a Figura 11. Como sugestão de design padrão para ilustração
de máquinas e equipamentos, utilizou-se as formas de estilo oferecidas pelo software
Microsoft Visio, que, para fins de análises e estudos gerenciais, disponibiliza recursos visuais
de grande utilidade, clareza de significados e fácil edição e manipulação de disposições
futuras de arranjos físicos virtuais possíveis.
34
Figura 11 - Legenda de máquinas e equipamentos utilizados na fábrica genérica.
Muito importante é elaborar uma tabela informacional com área de controle, descrição
dos equipamentos e/ou setores internos, dimensões, quantidades e recursos humanos
necessários para o processo de produção, coforme a Tabela 4. Esta tabela pode ser útil para
determinação de áreas necessárias à instalação e uso de equipamentos, informação
fundamental para as análises e estudos de arranjo físico, assim como para a elaboração de
uma lista de equipamentos e máquinas (novos ou usados) que deverão ser relacionados para
aquisição e instalação na nova planta do sistema fabril.
Após a definição das quantidades, dimensões e recursos mínimos necessários para o
desempenho satisfatório do processo produtivo, é indicado formalizar no modo visual como
ilustra a Figura 12, todos os elementos, homens e máquinas distribuídos nas áreas de controle
do novo parque fabril. Para fins de contexto análogo ao modo real conhecido (fábrica matriz),
é interessante transportar de uma forma semelhante e proporcional o leiaute da fábrica
conhecida e de onde será transferido todo o know-how do novo sistema, para a planta do novo
espaço físico a ser arranjado, podendo-se, assim, começar a visualizar o novo contexto de
processo e iniciar as análises gerenciais de produção e projeto de engenharia orientados à
nova planta fabril.
35
Tabela 4 – Planilha informacional de áreas e quantidades de recursos mínimos necessários.
Área de controle Equipamento/setor
administrativo Quant.
Dimensões
(cm)
RH /
máquina
Pré-montage e montagem Solda MIG 3 80x50x120 1
Pré-montagem Solda elétrica 1 80x50x120 1
Preparação e fabricação
Cortadora plasma 1 400x300x180 1
Serra fita horizontal 1 200x60x100 1
Torno CNC 1 400x250x170 1
Calandra de chapas 1 300x80x100 1
Calandra de barras 1 160x70x150 1
Furadeira de bancada 1 200x180x250 1
Área de circulação / logística interna Guindaste oficina 1 400x400x600 1
Cargas e distribuição Guindaste de lança 1 300x100x600 1
Montagem e pintura / recebimento
de Matéria Prima Ponte rolante 2
400x400x600
/
600x400x600
2
Depósito, circulação e cargas Empilhadeira 1 450x200x250 1
Pintura Sistema de Pintura 1 900x700x600 3
Administrativa Mobiliário 7 200x100x120 7
Estoque Bancada 1 400x100x80 1
Total de equipamentos 16 Total de RH 23
Figura 12 - Leiaute detalhado da fábrica genérica.
36
Workflow ou Fluxo de Negócios
Segundo a WFMC (Workflow Management Coalition), Workflow ou Fluxo de
Trabalho é a automação do processo de negócio, na sua totalidade ou em partes, onde
documentos, informações ou tarefas são passadas de um participante para o outro para
execução de uma ação, de acordo com um conjunto de regras de procedimentos.
A automação do processo de negócio identifica as várias atividades do processo, regras de
procedimento e controle de dados associados para gerenciar o workflow durante a ativação do
processo.
Numa visão genérica e abrangente, tomando-se como referência o produto foco deste
estudo, isto é, o Sistema Flutuante de Bombeamento Hidroagrícola, pode-se indexar o
workflow de modo a sintetizar a visualização das instâncias principais, como ilustrado na
Figura 13.
Fluxo externo unidirecional
Fluxo externo bidirecional
Fluxo interno unidirecional
Fluxo interno bidirecional
Figura 13 - Workflow com as instâncias principais do negócio envolvendo Sistemas Hidroagrícolas.
37
A matéria prima é recebida e armazenada em local predeterminado, em espaço próprio
para o acondicionamento de chapas, barras e perfis metálicos, segundo um cronograma de
produção e consumo controlado.
O material é transformado seguindo um sistema de planejamento e controle de
produção, que segue diretrizes baseadas no binômio tarefa-tempo, quando, na etapa inicial de
fabricação, consideram-se os processos de corte, desempeno, furação, calandragem e ponteio
de solda, sob o parâmetro hora-máquina, e, numa etapa subsequente, quando são considerados
os processos de montagem industrial, soldagem efetiva, inspeções finais, pintura e
acabamento, embalagem, sob o parâmetro hora-homem, quando o produto acabado toma sua
forma definitiva e é remetido ao cliente final, onde é instalado (montagem de campo), posto
em funcionamento e é realizada a entrega técnica.
Formalização do workflow centrado na Engenharia de Produção
É muito importante, além de caracterizar o novo sistema produtivo de modo análogo
ao processo conhecido da fábrica matriz, formalizar o workflow da fábrica fictícia, para que
se tenha a visão dos fluxos e processos que demandarão reflexão e especificação
organizacional e metodológica dentro das áreas ou setores principais do empreendimento,
como, por exemplo, é apresentado na Figura 14, onde se dividiu a empresa fictícia em quatro
setores técnicos: Cliente, CPD (Centro de Processamento de Dados), Engenharia, Produção e
Manufatura.
Figura 14 - Workflow do processo centrado na Engenharia de Produção e Manufatura.
38
Projeto do produto Estação hidroagrícola flutuante
Em se tratando do projeto de um produto industrial, a padronização dos documentos
gerados ao longo do seu desenvolvimento é de suma importância, pois evita que erros,
inconsistências, esquecimentos e outras falhas ocorram sem controle. A natureza incerta e
abstrata de projetos de desenvolvimentos de produtos exige que
recursos/mecanismos/ferramentas sejam criados de modo a minimizar os riscos inerentes
desta atividade. Neste sentido, o SDP vem contribuir para que o processo de projeto de
máquinas agrícolas seja realizado de modo sistemático, possibilitando condições de
organização e controle dos projetos, assim como de registro histórico dos projetos
desenvolvidos.
A primeira macrofase corresponde à fase de “planejamento do projeto”. Envolve a
elaboração do plano do projeto da máquina agrícola, principal resultado a ser obtido nesta
fase. A segunda macrofase, denominada de projetação, envolve a elaboração do projeto do
produto e do plano de manufatura. Decompõe-se em quatro fases denominadas “projeto
informacional”, “projeto conceitual”, “projeto preliminar” e “projeto detalhado”. Os
resultados principais de cada fase são, respectivamente, as especificações de projeto, a
concepção da máquina, a viabilidade econômica e a solicitação de investimento. A última
macrofase, implementação, envolve a implementação do plano de manufatura na produção da
empresa e o encerramento do projeto. Esta macrofase decompõe-se em três fases
denominadas “preparação da produção”, “lançamento” e “validação”. Os resultados principais
destas fases incluem, respectivamente, a liberação do produto, a liberação do lote inicial e a
validação do projeto.
IMPLEMENTAÇÃOPROJETAÇÃO
PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS
PLANEJAMENTO
Validação
Validação do Projeto
Lançamento
Lote Inicial
Preparaçãoda Produção
Liberação do Produto
ProjetoDetalhado
Solicitação de Investimento
ProjetoPreliminar
Viabilidade Econômica
Projeto Conceitual
Concepção
Projeto Informacional
Especificaçõesde Projeto
Planejamentodo Projeto
Plano doProjeto
Fonte: Romano, 2003.
Figura 15 – Processo, macrofases, fases e saídas do modelo de referência para o PDMA.
39
Análise da localização e arranjo físico da nova organização
Conforme Ritzman & Krajewski (2004), o estudo da localização e arranjo físico são
importantes para as questões contábeis, no que diz respeito às estimativas de custos e
operações em novos locais, para problemas de distribuição, como manuseio de materiais e
diminuição dos tempos de resposta dos clientes, para a engenharia, pois são importantes as
considerações do impacto das escolhas do projeto do produto no arranjo físico, para as
finanças, que apontam soluções e levantam problemas para o investimento em novos locais e
arranjos físicos, para os recursos humanos, pois há necessidades cruciais de diferenças
culturais, treinamento de empregados e apoio a novas operações novas ou relocalizadas, para
os sistemas de informações gerenciais, que trabalham com sistemas de informações que unem
as operações em diversos locais, para o marketing e suas preocupações em satisfazer o cliente
a partir de novos locais e arranjos físicos e, enfim, para as operações, que procuram identificar
locais e arranjos físicos e seus reflexos nos critérios de desempenho.
Localização
Localização das instalações, segundo Ritzman & Krajewski (2004), é o processo de
determinar o local geográfico para as operações de uma empresa. Há muitos pontos a serem
considerados pelos gerentes no momento de determinar ou analisar uma determinada
localização, tais como: custos, qualidade, tempo e flexibilidade.
Em grande parte dos casos, é preciso registrar, não basta definir o local ótimo a ser
determinado e, simplesmente, direcionar todas as análises para aquele ponto no mapa
regional, por exemplo. Inúmeros fatores preponderantes e fora do contexto habitual da
realidade dos gerentes podem estar envolvidos numa determinação de localização, isto é, há
grandezas externas que podem influir de modo crucial sobre a decisão sobre uma localização
de instalações, entre as quais se podem citar: influências sociais e econômicas da comunidade
local, vantagens ou incentivos fiscais do município ou do estado, perspectivas de negócios
futuros e o fator distribuição que deve ser analisado sobre estas possibilidades futuras, entre
outras tantas considerações. Neste caso específico da pesquisa, por exemplo, o Estado do
Tocantins foi pré-determinado, assim como a cidade de Palmas, devido à disponibilidade e
proximidade de fornecedores, acesso aéreo e terrestre desenvolvidos, redes de abastecimento
de energia elétrica, água, telefone e Internet que garante uma infra-estrutura ideal,
proximidade às Secretarias de Obras e Recursos Hídricos, prolatores das principais propostas
de negócios a serem disputados pela empresa através de processos licitatórios e concorrências
públicas estaduais e federais. Além disso, há o incentivo fiscal local se a empresa gerar
40
impostos e postos de trabalho. Outro fator importante é a localização no centro do estado,
pois, inicialmente a empresa atenderá o Projeto do Rio Formoso, porém, como é de domínio
público, o Estado do Tocantins tem projetos de irrigação e expansão de perímetros irrigados
em todo o seu território.
A partir destas premissas, foi fundamental um levantamento de dados locais para que
fossem conhecidas as fortalezas e fraquezas do ponto de localização, onde o empreendimento
irá se instalar. Foi elaborado um checklist de requisitos informacionais que podem auxiliar no
conhecimento das facilidades e dificuldades que a corporação enfrentará em seu novo
panorama de mercado. Na seção Resultados deste trabalho, ilustra-se a Tabela 10 - Checklist
de Facilidades e Dificuldades de Localização. É importante salientar que a metodologia de
estabelecimento dos itens a serem levantados deve ser desenvolvida de modo específico para
cada empresa e sua realidade particular. Antes, porém, da confecção da Tabela 10, é indicado
levantamento da melhor rota, distâncias percorridas, pedágios e estradas posicionadas entre a
sede atual da empresa e a nova fábrica. Na Figura 16, um exemplo de rota ou itinerário entre a
matriz e a filial pode ser observado. O mapa traça de modo ilustrativo o itinerário mais curto,
pelas rotas com melhores estradas do trajeto.
Figura 16 – Rota entre a empresa matriz e a empresa filial.
O detalhamento das informações referentes à rota traçada na Figura 16 é útil para a
elaboração de um plano de deslocamento terrestre de recursos, podendo servir como
41
parâmetros de levantamento de tempo necessário para trânsito, locais e tempos de paradas,
assim como, por exemplo, no caso de deslocamento de recursos humanos entre uma sede e
outra, estimar a quantidade de horas extras e despesas necessárias para o transporte de
trabalhadores.
Arranjo Físico
Partindo-se da fábrica fictícia desenhada com referência na fábrica original constituída
pela sede-matriz da empresa, pode-se então principiar as análises importantes para
determinação do arranjo físico ótimo para a nova fábrica. Segundo Ritzman & Krajewski
(2004), o arranjo físico pode ser escolhido sob uma abordagem de processo ou de produto.
Em seu livro Administração da Produção e Operações, Ritzman & Krajewski propõe uma
sequência de três etapas básicas para análise do novo arranjo físico, quais sejam: (1) Colher
informações; (2) Desenvolver um plano geral e (3) projetar um arranjo físico detalhado. Este
trabalho, como apresenta uma proposta preliminar para suprir as necessidades dos gestores de
iniciar e/ou antecipar as análises sobre a nova fábrica, deter-se-á à etapa número (1).
Três tipos de informações são necessárias para o início de um projeto de arranjo físico:
necessidades de espaço por centro, espaço disponível e fatores de proximidade.
A Tabela 5 ilustra as necessidades de espaço que, no caso específico deste trabalho,
define valores arbitrários para cada centro (entenda-se por “centro” as áreas de controle
especificadas na Tabela 5 ). Tabela 5 – Necessidades de espaço por centro.
Área de controle ou centro Área (m²)
Pré-montagem 100
Montagem 400
Preparação e fabricação 1000
Área de circulação 500
Logística interna 400
Cargas e distribuição 300
Pintura 50
Recebimento de Matéria Prima 100
Depósito 300
Administrativa 200
Estoque 500
Total 3.850
42
O analista deverá vincular as necessidades de espaço aos planos de capacidade. Calcular
as necessidades específicas de cada equipamento e o espaço correspondente para cada área de
controle, além de incluir espaços de circulação como corredores.
Para o levantamento do espaço disponível, o analista deve ter em mãos as informações
de área e dimensões a partir de um croqui do armazém ou galpão. Num caso prático de
detalhamento do arranjo físico, o projetista começa pela divisão do espaço em 11 partes iguais
pois estas 11 partes se referem às áreas de controle especificadas no presente trabalho. Logo
após, cada área específica deve ser analisada isoladamente, calculando-se a sobra ou falta de
espaço que se evidenciará a partir da análise dos espaços necessários a cada equipamento
somado a sua área de circulação. Feito isto, demarcar-se-á as áreas ocupadas e as áreas sem
ocupação de cada área inicial, procedendo-se ajustes subsequentes até a distribuição ótima de
espaço físico.
Por fim, os Fatores de Proximidade devem ser considerados para a localização de cada
centro ou área de controle específico, definindo-se quais centros devem se avizinhar e quais
não necessariamente precisam estar próximos. Isto pode ser feito levantando-se o número de
movimentações entre centros. A Tabela 6 é intitulada “Matriz de Movimentações” e foi
proposta por Ritzman & Krajewski (2004) e adaptada ao presente trabalho.
Tabela 6 – Matriz de Movimentações
Centro ou Área de Controle Movimentações entre centros
1 2 3 4 5 1. Pré-montagem - 30 55 0 30 2. Montagem - 29 0 20 3. Preparação e fabricação - 0 15 4. Cargas e distribuição - 50 5. Pintura -
43
2.3 Resultados e Discussões
Durante a pesquisa, foram revistos definições e conceitos dos componentes utilizados
em estações de bombeamento hidroagrícolas, o que, teoricamente, deve estruturar a base
necessária para a formação da massa crítica que fundamentará todo universo prático do
contexto analisado neste trabalho. Foram elaboradas de maneira propositiva duas planilhas
para o levantamento preliminar dos requisitos de projeto e especificação do perfil e as
necessidades do cliente, as quais podem ser observadas nas Tabelas 7 e 8.
Tabela 7 – Planilha informacional das necessidades do cliente “Produtor Arrozeiro”.
Item Definição
Cliente
Localização
Cultura
Área a irrigar (A)
Dotação de água (DA)
Altura geométrica
Distância entre o ponto de captação e
descarga
Oscilação máxima do nível do rio
Período de irrigação
Tempo de irrigação diária
Fornecimento de energia elétrica Não Sim
Temperatura ambiente média
Consumo energético
A partir da estrutura fabril pré-projetada, também foi abordada a necessidade interna da
empresa, especialmente no Setor de Engenharia, determinando-se, de modo oportuno, a
prerrogativa de que as atividades deste setor sejam balizadas por uma Metodologia de Projeto
do Produto viável, qualificada e definida de modo formal, para isso, apresentou-se uma
sequência de Quadros para o desenvolvimento das atividades de projeto, os quais servirão de
referência para os gestores do novo empreendimento.
Conhecidos o perfil do cliente, os requisitos de projeto, a cultura atendida e a região de
aplicação do produto final, passou-se a apresentar um modelo fictício preliminar de arranjo
físico do parque fabril de uma fábrica de pequeno porte, sendo que, o referido modelo, teria a
função de simular ou projetar a empresa matriz conhecida proporcionalmente à nova empresa
denominada Filial. Além disso, foi executada a pré-moldagem de um workflow, com recursos
44
humanos, máquinas e áreas de controle para a análise inicial do cenário do processo
produtivo. Uma planilha-tabela informacional dos recursos mínimos necessários foi
apresentada para delinear o primeiro modelo de arranjo físico do processo produtivo,
conforme Tabela 9.
Tabela 8 - Planilha informacional dos requisitos de projeto “Bombeamento Arrozeiro”.
Item Especificação
Vazão de projeto
Marca / Modelo Bomba hidráulica
Massa da bomba
Posição do eixo da bomba
Tipo de transmissão
Diâmetro da polia motora
Material da Pm
Massa da Pm
Diâmetro da Pb
Material da polia da Pb
Massa da polia da Pb
Distância entre centros motor-bomba
Nº de canais das polias
Nº de Correias de transmissão
Perfil da correia
Modelo comercial da correia
Potência por correia
Motorização Diesel Elétrica
Potência nominal do motor
Nº de pólos do motor
Frequência do motor
Marca/Modelo Motor comercial
Massa do motor
Posição do eixo do motor
Nº de Rotações do eixo da bomba
Nº de Rotações do eixo motor
Relação de transmissão
Diâmetro do eixo da bomba
Diâmetro do eixo do motor
Modelo do anel de fixação e ajuste da Pm
Modelo do anel de fixação e ajuste da Pb
45
Tabela 9 – Planilha informacional dos recursos mínimos necessários por área de controle.
Nome da área de controle Equipamento/setor
administrativo Quant.
Dimensões
(cm)
Nº RH por
máquina
Total de equipamentos Total de RH
Quadros para o desenvolvimento das atividades de projeto
Romano (2003) propõe um modelo de referência para o Processo de Desenvolvimento
de Máquinas agrícolas aplicável ao caso aqui estudado. Em sua série de quadros que servem
de orientação para as análises iniciais do processo, macrofases, fases e saídas do modelo de
referência para o PDMA, Romano orienta os gestores dos processos de engenharia no sentido
de organizar metodológica e formalmente suas atividades.
O sistema de documentação do projeto a ser proposto envolve a elaboração dos
documentos relativos à macrofase de projetação, e dão suporte ao desenvolvimento de projeto
de máquinas agrícolas. Este tipo de análise é vital para o estabelecimento das rotinas de
engenharia, organização e métodos dos trabalhos a serem planejados para a nova fábrica em
desenvolvimento. Basicamente o SDP (Sistema de Documentação do Projeto) é decomposto
de duas partes, uma que contém os documentos do projeto de natureza gerencial e, a outra,
técnica, ambas incluídas no escopo desse projeto. Os Quadro 3, 4, 5 e 6, enumeram os
documentos técnicos e gerenciais padrão a serem previstos para implantação do PDMA.
46
Fase Documentos Técnicos Documentos Gerenciais
Projeto
Informacional
Fatores de influência no projeto da máquina
Planejamento de marketing - I
Necessidades dos clientes/usuários
Requisitos dos clientes/usuários
Requisitos de projeto
Avaliação das máquinas disponíveis no mercado
Especificações de projeto
Fatores de influência no plano de manufatura - I
Estratégia para o envolvimento de fornecedores
Informações sobre segurança da máquina - I
Metas de dependabilidade
Custo meta da máquina
Lições aprendidas – I
Código do projeto
Análise de fluxo de caixa do projeto - I
Avaliação das especificações de projeto
Aprovação das especificações de projeto
Relatório de progresso do projeto - I
Plano do projeto - I
Ficha de aprovação de passagem de fase – I
Fonte: Romano, 2003.
Quadro 3 – Documentos técnicos e gerenciais do sistema de documentação do projeto informacional.
Fase Documentos Técnicos Documentos Gerenciais
Projeto Conceitual Planejamento de marketing – II
Estrutura funcional
Fornecedores envolvidos
Princípios de solução
Concepções alternativas
Modelos das concepções alternativas
Estimativa de custo das concepções alternativas
Relatório de avaliação das concepções alternativas
Concepção da máquina agrícola
Conceito da máquina agrícola
Fatores de influência no plano de manufatura - II
Informações sobre segurança da máquina - II
Lições aprendidas – II
Contrato de desenvolvimento com fornecedor
Análise de fluxo de caixa do projeto - II
Avaliação da concepção da máquina agrícola
Aprovação da concepção da máquina
Relatório de progresso do projeto - II
Plano do projeto - II
Ficha de aprovação de passagem de fase - II
Fonte: Romano, 2003.
Quadro 4 - Documentos técnicos e gerenciais do sistema de documentação do projeto conceitual.
47
Fase Documentos Técnicos Documentos Gerenciais
Projeto Preliminar Planejamento de marketing - III
Leiaute inicial
Leiautes preliminares
Leiaute dimensional
Lista de componentes preliminar
Responsáveis pelo detalhamento dos componentes
Desenhos dos componentes
Lista de componentes comprados
Leiaute final
Desenhos do leiaute final
Lista de componentes
Custo preliminar dos componentes / unidades de
grupo
Especificações técnicas
Relatório de pedido de patente
Plano de fabricação e de teste do protótipo
Requisição de protótipo
Estrutura preliminar do protótipo
Custo preliminar do protótipo
Requisitos preliminares de manufatura
Custo preliminar de manufatura do protótipo
Solicitação de investimento para construção do
protótipo
Capabilidade de manufatura interna
Capabilidade de manufatura externa
Informações sobre segurança da máquina - III
Lições aprendidas - III
Análise de fluxo de caixa do projeto - III
Viabilidade econômica
Avaliação da viabilidade econômica
Aprovação da viabilidade econômica
Relatório de progresso do projeto - III
Plano do projeto - III
Ficha de aprovação de passagem de fase - III
Fonte: Romano, 2003.
Quadro 5 – Documentos técnicos e gerenciais do sistema de documentação do projeto preliminar.
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Fase Documentos Técnicos Documentos Gerenciais
Projeto Detalhado Planejamento de marketing - IV
Divergências de montagem do protótipo
Relatório de montagem do protótipo
Relatório de protótipo montado
Relatório de teste de campo
Plano de clínica
Relatório de clínica
Relatório de segurança do protótipo
Relatório de dependabilidade do protótipo
Plano de ação corretiva do protótipo
Relatório de implementação das ações corretivas
Aprovação do protótipo
Cronograma de liberação da documentação
Obsolescência dos componentes
Componentes otimizados
Status do atendimento às normas para homologação
Desenhos dos componentes
Desenhos de montagem
Estimativa de custo detalhado dos componentes
Solicitação de amostras dos componentes
Estrutura do produto
Especificações técnicas
Plano de manufatura
Certificados de aprovação de amostras
Procedimentos de segurança
Procedimentos de assistência técnica
Esquema das publicações de assistência técnica
Manual de instruções
Manual de assistência técnica
Catálogo de peças
Documentação da máquina agrícola
Relatório de custo da máquina agrícola
Relatório de custo de ferramental
Relatório de custo de lançamento e propaganda
Preço de venda detalhado
Lições aprendidas – IV
Relatório de custo de desenvolvimento
Análise de fluxo de caixa do projeto - IV
Solicitação de investimento
Avaliação da solicitação de investimento
Aprovação da solicitação de investimento
Relatório de progresso do projeto - IV
Plano do projeto - IV
Ficha de aprovação de passagem de fase - IV
Fonte: Romano, 2003.
Quadro 6 – Documentos técnicos e gerenciais do sistema de documentação do projeto detalhado.
Tendo sido definidas as informações preliminares fundamentais às análises de
gerenciamento e planejamento estratégico do novo empreendimento (Filial), passou-se a
analisar e propor um checklist de levantamento das fraquezas e fortalezas da nova empresa em
sua localização de instalações, conforme planilha especificada na Tabela 10.
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Tabela 10 - Checklist de Facilidades e Dificuldades de Localização
Item de localização Checklist
Acesso por via aérea. Sim Não
Acesso por via rodoviária. Sim Não
Acesso por via ferroviária. Sim Não
Acesso por via hidroviária. Sim Não
Rede elétrica trifásica. Sim Não
Rede de água. Sim Não
Rede de esgoto. Sim Não
Rede de telefonia. Sim Não
Posto de gasolina a menos de 1 km. Sim Não
Hospital de Pronto Atendimento na cidade. Sim Não
Plantão de polícia. Sim Não
Patrulhamento ostensivo de Policia Militar . Sim Não
Localizado em Distrito Industrial. Sim Não
Fornecedor de O2 e gás mistura na região. Sim Não
Supermercado a menos de 1 km. Sim Não
Fornecedor de chapas de aço e perfis metálicos na região. Sim Não
Fornecedor de EPI e uniformes na região. Sim Não
Rede hoteleira (mínimo 3 estrelas). Sim Não
Farmácia a menos de 1 km. Sim Não
Serviços de informática e fornecimento de hardware e software na região. Sim Não
Acesso à Internet banda larga. Sim Não
Oficina mecânica Diesel a menos de 1 km. Sim Não
Fornecedor de insumos (rolos MIG, eletrodo, discos de corte e desbaste, parafusos,
porcas e arruelas) na região.
Sim Não
Tabelionato – Cartório no Município. Sim Não
Faculdade de Engenharia na Região. Sim Não
Curso de Nível Técnico Industrial na Região Sim Não
Transporte urbano que atenda ao local de instalação. Sim Não
Serviço de frete rodoviário, ferroviário ou hidroviário na região. Sim Não
Serviço de coleta de lixo e resíduos industriais na região. Sim Não
Veículo de comunicação regional - rádio Sim Não
Veículo de comunicação regional - TV Sim Não
Veículo de comunicação regional - jornal Sim Não
Escritório de consultoria jurídica no Município Sim Não
Serviços de manutenção industrial na região Sim Não
Agências bancárias na região (Citar: ............................................
.......................................................................................................
Sim Não
A pesquisa de Características para Processo Produtivo de Fabricação de Sistemas de
Bombeamento Hidro-Agrícola foi proposta uma análise geral e considerações sobre os
principais tipos de arranjos físicos e os pontos a serem analisados num estudo inicial a partir
50
do leiaute fictício da fábrica modelada anteriormente. A partir de uma Matriz de
Movimentações básica entre Áreas de Controle, é possível iniciar as análises preliminares
para o projeto do Arranjo Físico ótimo, levando-se em conta posteriormente circulação de
operadores, movimentação de materiais e/ou fluxos do processo produtivo. Na Tabela 11
configura-se a “Matriz de Movimentações” básica para aplicação em casos genéricos. Note-se
que o número de colunas de movimentações entre centros deve coincidir com o número de
linhas de Centro ou Área de Controle.
Tabela 11 - Planilha informacional Matriz de movimentações.
Centro ou Área de Controle Movimentações entre centros
1 2 3 4 5 1. Centro 1 - 2. Centro 2 - 3. Centro 3 - 4. Centro 4 - 5. Centro 5 -
Finalizando, é crucial enumerar em forma de síntese uma proposta sequencial de
características para o processo de fabricação de sistemas de bombeamento hidroagrícolas,
tema deste trabalho de investigação.
A Tabela 12 enumera os 15 principais itens propostos e identificados como
características fundamentais de um processo de fabricação a serem analisadas e consideradas
num processo de gestão de uma nova fábrica.
Com a intenção de facilitar ou abreviar os primeiros passos de instalação de uma nova
empresa, filial ou empresa similar, é que este trabalho buscou mapear algumas necessidades
informacionais para que sirvam de ponto de partida do processo de gestão. Com estes
resultados, os gerentes e colaboradores técnicos do processo de implantação do novo
empreendimento poderão iniciar suas atividades de Planejamento Estratégico, Gestão de
Processos e Estudos de Viabilidade Econômica e Análises de Custos, poderão antever
problemas técnicos, minimizar os conflitos e fatores de limitação estratégicos, assim como
organizar-se de modo mais eficiente para as reuniões e atividades de formação e distribuição
de tarefas de equipes.
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Tabela 12 – Roteiro de Características para a análise preliminar do processo de gestão.
1. Elaborar um estudo das definições, conceitos e desenhos dos componentes utilizados em estações de
bombeamento hidroagrícolas que serão desenvolvidos na nova fábrica.
2. Definir formalmente o perfil e as necessidades do cliente.
3. Definir formalmente os requisitos de projeto para o produto sob encomenda a ser desenvolvido.
4. Determinar o mapa de áreas de controle ou centros a serem analisados na nova fábrica.
5. Determinar o tipo de máquinas que serão utilizadas, dimensões e recursos humanos necessários.
6. Desenhar uma fábrica fictícia genérica que seja proporcionalmente similar a uma fábrica (matriz) com
base nas informações anteriores.
7. Preparar um dossiê sobre os aspectos sócio-econômicos, geográficos e de localização, econômicos e
políticos do local de implantação do novo empreendimento.
8. Formular um checklist das fraquezas e fortalezas do local de instalação.
9. Elaborar um quadro de recursos necessários (homens e máquinas).
10. Leiautar o organograma da empresa.
11. Projetar um workflow inicial.
12. Estabelecer um modelo de Processo de Desenvolvimento de Produto.
13. Gerar uma tabela de Movimentações do fluxo de produção.
14. Estabelecer as necessidades de espaço por centro, espaço disponível e estabelecer fatores de
proximidade a partir da Matriz de movimentações, para analisar preliminarmente o arranjo físico de
processo.
15. Reunir todas as informações e planilhas anteriores em um documento com versões impressas e
eletrônicas e compartilhar com toda a equipe de gestão para nivelamento de conhecimento.
3 CONCLUSÕES
3.1 Conclusões da pesquisa
A partir dos levantamentos propostos no presente trabalho, presume-se que haja maior
interação e afirmação entre as práticas gerenciais empregadas pelos analistas de gestão
incumbidos de projetar e garantir resultados positivos de um novo empreendimento e os
investidores deste novo contexto processual. Um levantamento informacional preliminar
certeiro favorece a visão holística sobre a nova situação, garantindo assim uma minimização
de erros e falhas durante o processo de gestão do novo negócio a ser gerido.
Com o embasamento teórico sobre o produto manufaturado, entende-se que é possível
tomar consciência dos vários aspectos que envolvem o projeto, a fabricação e a utilização
deste determinado produto, fazendo com que todos os indivíduos envolvidos na cadeia
produtiva compreendam os porquês e a importância de seu trabalho corporativo e
colaborativo em função do todo (todo este que pode ser entendido como o conjunto de três
subconjuntos interdependentes: o processo de produção, a qualidade em todos os seus nuances
e o contexto mercadológico).
A concepção de documentos auxiliares para facilitar e abreviar problemas e questões
inerentes ao planejamento estratégico de uma nova empresa e/ou de um novo processo de
fabricação, talvez contribua para a minimização de erros e estabelecimento de critérios
certeiros de projetação e implantação de um empreendimento.
Nem sempre a realidade do dia a dia vivido pelos gerentes, analistas e projetistas de
sistemas de produção é confirmada e se adéqua às proposições e soluções teóricas, por isso é
importante e vital se munir de dados que evidenciem informações significativas, as quais, por
consequência, possam conduzir os gestores de um novo empreendimento ao conhecimento de
fato. Daí a importância de um roteiro preliminar de gestão documentado que oriente os
primeiros passos a serem dados por todos aqueles envolvidos nos processos gerenciais
decisórios, de modo colaborativo e nivelado em termos de conhecimento.
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Parece evidente a necessidade informacional sob uma ótica organizacional e sistêmica
em relação às micro e pequenas empresas do ramo metal-mecânico. Em grande parte, elas são
empresas de ordem e administração familiar e com alto grau de informalidade, seja no que diz
respeito à documentação de processos, seja no que tange aos fluxos e armazenamento de
informações com o objetivo específico de alimentarem o banco de conhecimento da empresa.
No que se tem vivenciado em aspectos práticos do dia a dia e peculiares de chão de
fábrica, as micro e pequenas empresas possuem um know-how altamente valioso, porém
armazenado de modo subjetivo e intuitivo na mente dos seus Recursos Humanos, o que torna
a base de conhecimento da empresa frágil e volátil, com alto risco de degradação no tempo.
Deste modo, os processos organizacionais que demandam decisões estratégicas e
planejamento minucioso de ações sobre demandas inusitadas e/ou ainda desconhecidas de um
novo mercado que requeira posturas proativas, criativas e preservacionistas no que se refere
ao statu quo da empresa, devem se antecipar a possíveis e prováveis erros estratégicos e
dúvidas inerentes ao processo decisório que deverá confluir na implantação de uma novo
realidade. A oportunidade de formalizar processos, implantar metodologias e minimizar
ruídos de comunicação gerencial se faz presente no momento em que os profissionais desta
pequena ou micro empresa se veem diante de um novo e desafiador empreendimento. É com
esta filosofia e propósito que o presente trabalho foi desenvolvido.
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