1
Amilton Sinatora
Departamento De Engenharia Mecânica
Escola Politécnica – Universidade de São Paulo
Tribologia, conhecimento a serviço da competitividade e da
redução de custos
Simecs – UCS – Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies (INES)
2
ObjetivosBreve apresentação da tribologia (atrito, desgaste e
lubrificação). Os caminhos para o fim de vida de um produto, equipamento ou
componente. Custos, impacto social e ambiental do desgaste e do atrito. A
experiência européia e norte-americana. Exemplos práticos de como o desgaste pode ser um fator de
aumento de custo ou fator de aumento da competitividade.Formas de apoio governamental e cooperação empresa-
universidade. Exemplos de investimentos e retornos.
Tribologia, conhecimento a serviço da competitividade e da redução de custos
3
Breve apresentação da tribologia 1/2
9 de maio de 1966 “...The science and technology of
interacting surfaces in relative motion and the practices related thereto”
“tribos” roçar/esfregar + “logos”,
estudo.
[DOWSON, 1979Trib. Int, 38 (2005),449
Dr. H. Peter JOST
AtritoAtrito
DesgasteDesgaste
Atrito
Desgaste
1/2
Tribologia
Lubrificação
4
CAMPOSmecânicafísicaquímica materiais
predizer comportamento
de sistemas físicos
CONHECIMENTOSlubrificaçãoatrito desgaste
[WINER, 1990]
unificador da aplicação dos
conhecimentos básicos
Tribologia!
1966
2/2Breve apresentação da tribologia 2/2
5
Custos e impactos 1/5
Economias devidas a aplicação da tribologia Reino Unido 1966.[DOWSON, 1979]. Adaptado.
3036
Valores de 1966
Valores de 2002
Milhões de Libras1518
1320
106
1313
290
6
1% do PNB = 17.000.000.000 R$
6% do PNB = 104. 000.000.000 R$
Brasil/Estimativa 2004
(PNB) 1.700 bi R$
Conhecimento existente:
20% redução
3.400.000.000 R$
20.800.000.000 R$
Perdas econômicas.
Relatório Jost e estudos posteriores
1 a 10% do PIB/PNB
Sinatora 2005
Custos e impactos 2/5
7
Exemplo: frota veicular paulistana
1 275 000 m2 / 82 875 000 R$Aço inox
41 555 000 m2 / 15 582 000 R$Pinheiros
187.500 toneladasCO2 devido a atrito (15%)
250g/l / (1.250.000 t/ano)CO2 / CO2 total da frota 5 109X (250)g/l
1,5 109reais/anoValor perdido por ano por atrito em veículos na cidade de São Paulo (R$/ano) (2,0R$/l)
750 000 000 lVolume de combustível devido a perda por atrito
5 000 000 000 l/anoConsumo veicular anual médio (10 000km/ano x 5 000 000 veículos /10km/l
15%Perdas mecânicas por veículo
ValorFator
20% = - 37.500 t/ CO2 ano
Custos e impactos 3/5
8
Custos e impactos 4/5
9
Custos e impactos 5/5
10
1966: 1) Ensino Graduação/ Pós Graduação em Tribologia
(UK) 2) Livro sobre tribologia
3) Programa governamental de pesquisa
Atualização e comentários
Japão [SAKURAI, 1984] – [SASADA, 1984]
Alemanha [CZICHOS, 1984]
URSS [AVDUEVSKY & BRONOVETS,1984]
Mundo [JOST, 1990]
Alemanha/ Mundo [CZICHOS, 1995]
Mundo [LUDEMA, 2000]
4) Estudo Prospectivo de MATERIAIS AVANÇADOS - Relatório de
Perspectivas – Fase I Dezembro 2007. Fase II Junho 2008. Brasilia – CGEE –
Tribologia. Pg 107 – 118. José Daniel Biasoli de Mello.
A experiência européia e americana 1/2
11
Impactos sociais e ambientais e tendências
O presidente Obama, agora que tomou controle da GM, necessita converter as fábricas aos novos e necessários usos imediatamente.
2. Não enfie outros US$ 30 bilhões nos cofres da GM para fabricar carros. Ao invés disso, use o dinheiro para manter a atual força de trabalho – e a maioria daqueles que foram demitidos – empregados de forma que possam construir os novos modos de transporte do século XXI. Permita que eles comecem o trabalho da conversão agora.......7. Transforme algumas das fábricas vazias da GM em instalações que produzam moinhos eólicos, painéis solares e outros meios de formas alternativas de energia. Necessitamos de dezenas de milhões de painéis solares já. E há uma força de trabalho zelosa e habilitada que pode fabricá-los.
-Adeus, GM MICHAEL MOORE*-
A experiência européia e americana 2/2
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O fim de vida de componentes e equipamentos se deve á corrosão, fadiga, fluência, sobrecarga, desgaste ou á obsolescência.
Os caminhos para o fim de vida de um produto, equipamento ou componente
Holmberg 2001
13
Quais a s perdas econômicas e sociais?Notar a expressão “severe wear”
Exemplo 2: Falha de pás de turbina a vapor
Azevedo 2009
O fim de vida de um produto
14
O fim de vida de um produto
Desafios técnicos para a previsão de vida de componentes e equipamentos.
O desgaste acumulado (perda de massa ou de volume) atinge níveis que colocam em risco o componente, o equipamento,....
Holmberg 2001
15
Exemplo 1:
Competitividade
1/3
Castro 2007
16
Exemplo: Modelo para previsão de desgaste de cilindros na laminação
Modelos permitem além da previsão de vida, o controle do processo de fabricação
17Heuberger, M.P. et all. Protein-mediated boundary lubrication in arthroplasty. Biomaterials 26(2005) 1165-1173
Competitividade
3/3
18
População
Força detrabalho
Inst. E. Ciência
Villares
5
Educação
Ciência
Capital
Ag. Fomento BNDES
Ed. p. Ciência Org. P & D
Ass. Patronais
Empr. têm P & D & IInst. C. Capital
13,33
XX,Y
23,9
4
Formas de apoio governamentais 1/4
19
Formas de apoio governamentais 2/4
CGEE
20
CGEEFormas de apoio governamentais 3/4
21
Formas de apoio governamentais 4/4
COMO ALAVANCAR PROJETOS DE PESQUISA CIENTÍFICA E INOVAÇÃO EM EMPRESAS
PRIVADAS, APOIADOS PELAS LEIS 10.973, 11.196 E 11.487 (Lei do Bem)
Artigo 17 - § 1º:Artigo 17 - § 1º:
Considera-se inovação tecnológica a concepção de novo Considera-se inovação tecnológica a concepção de novo produto ou processo de fabricação, bem como a agregação de produto ou processo de fabricação, bem como a agregação de novas funcionalidades ou características ao produto ou novas funcionalidades ou características ao produto ou processo que implique melhorias incrementais e efetivo ganho processo que implique melhorias incrementais e efetivo ganho de qualidade ou produtividade, resultando maior de qualidade ou produtividade, resultando maior competitividade no mercado.competitividade no mercado.
Lei do Bem
22
Exemplos de investimentos e retornos 1/7
23
• Ser a maior empresa
mundial de cilindros de
laminação oferecendo
as melhores soluções
aos clientes e
fornecendo mais de 100
mil toneladas por ano.
• A Poli 2015
referência
nacional e
internacional em
ens ino, pesquisa e
extensão
univers itária.
• Liderar
nacionalmente o
provimento de
soluções
tecnológ icas em
áreas
selecionadas.
CD C bus ca o a linham ento es tra tég ico dos parceiros
Aços Villares Visão 2015
PoliVisão 2015
IPTVisão 2015
A linham ento da V is ão
Exemplos de investimentos e retornos 2/7
24
Estrutura funcional do projeto CDC
Aços VillaresAços Villares IPTIPTDiretor
Gerência Inovação
Supervisão Técnica
Gerentes de Projetos
Reitor da Universidade de São
Paulo
Diretor da Escola Politécnica da
USP
Chefe do Depto. De Eng. Mecânica
Docentes
USP / LFSUSP / LFSPresidente
Diretor de Operações e Negócios
Diretor do Centro de Tecnologia de Processos e
Produtos - CTPP
Chefe Laboratório de Metalurgia e Materiais Cerâmicos - LMMC
Pesquisadores e TécnicosAlunos de Pós-Graduação
Alunos de Graduação
Funcionários Pós-doutorandos
Equipe de Coordenação
Exemplos de investimentos e retornos 3/7
25
Evolução da distribuição dos projetos
22%
35%
43%
22%
35%
43%
24%
38%
38%
24%
38%
38%
Inventos33%
Renovação de Produtos
45%
Impacto na ProdutividadeMelhorias Continuadas
22%
Inventos33%
Renovação de Produtos
45%
Impacto na ProdutividadeMelhorias Continuadas
22%
2006:21 projetos
2007: 18 projetos
2005:23 projetos
Distribuição dos projetos
Inventos
Renovação de Produtos
Impacto na ProdutividadeMelhorias Continuadas
Longo Prazo:vantagem
tecnológica competitiva
Médio Prazo:renovação de
produtos e processos em 2/5
anos
Curto Prazo:melhorias
incrementais de produtos e processos
Resultados esperados Demanda /Oferta
Novos produtos/processos inovadores. Antecipar tendências tecnológicas de
concorrentes e clientesCriar barreiras tecnológicas
Produtos/ Processos compatíveis com o que existe no mercado
(benchmark).Acompanhar tendências
tecnológicas.
Otimização de processos /produtos,
redução de custos, ganhos incrementais de
qualidade e desempenho
Exemplos de investimentos e retornos 4/7
26
Tabela 2 – Recursos de órgãos de fomento (milhões de reais)
93,42.186,8540,8
557,8642,793,4445,5TOTAL
278,734,8243,8PROCADCAPES
105,139,452,613,1RHAECNPQ
275,8103,4137,934,5Materiais Avançados IICNPQ
30,012,515,02,5PROSULCNPQ
19,619,6Materiais Avançados ICNPQ
540,8540,8CILALDEFINEP
651,4325,7325,7HIPERROLLFINEP
46,80,0046,8RECOPEFINEP
804,8402,4402,4Ação TransversalFINEP
43,819,643,819,6AUX. PESQUISAFAPESP
71,771,7INFRAESTRUTURAFAPESP
2,940,72,940,7PITEFAPESP
Total(U$)
Total(R$)
2007(R$)
2006 (R$)2005 (R$)2000-2004
(U$)2000-2004
(R$)PROJETOAGÊNCIA
Exemplos de investimentos e retornos 5/7
27
Impacto dos projetos CDC na Receita líquida de Cilindros
[xR$1.000]
0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
300.000
350.000
Linha 100948 132234 202939 221246 188496 218902CDC 1438 2279 2743 18258 108108 123873Gastos CDC 1597 1903 2119 1893 2410 2350
2001 2002 2003 2004 2005 2006
Exemplos de investimentos e retornos 6/7
28
Tabela 1 – Impostos e remuneração do trabalho (milhões de reais)
Ano 2.000 2.001 2.002 2.003 2.004 2.005 Impostos Federais Diretos 2,90 3,10 4,20 29,60 83,20 93,10
Indiretos 31,00 31,00 36,70 42,50 53,90 87,70 Estaduais e Municipais 21,20 27,30 42,90 88,90 158,20 158,60 Contrib. Seguridade Social 13,20 15,90 19,00 23,70 29,40 28,00 TOTAL IMPOSTOS 68,30 77,30 102,80 184,70 324,70 367,40
Remuneração do Trabalho 71,30 87,40 105,10 133,50 156,20 173,30
Exemplos de investimentos e retornos 7/7
29
Agenda
“Não dá tempo”Mudanças mais e mais rápidas
X
Fundamentos, repertório, múltiplas aplicações
Remadores de raia Remadores de “X” games
Inovação (em tribologia) Século XXI
Esta palestra foi uma iniciativa dos parceiros:• Simecs• UCS• Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies
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Obrigado! [email protected]