CENTRO UNIVERSITÁRIO FEI
BRENO TRIGO STECCHI
CAIO DAUD
FRANCISCO AZEVEDO
GUSTAVO CELERI
JOÃO NOGUEIRA
PEDRO HENRIQUE
RÉGIS GUIMARÃES
STEPHANIE BURATO
VITOR GIMENES
VITOR REIS
TRITURADOR VEICULAR
São Bernardo do Campo
2016
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Reciclagem de Veículos: Processo, Importância e Benefícios Ambientais, Manuais, Projetos, Pesquisas de Mecânica
Este documento discute o processo de reciclagem de veículos abandonados, sua importância econômica e ambiental, e as desafios para implementar essa prática no brasil. O texto também apresenta a história da invenção do motor a pistão e a máquina a vapor, além de dados sobre o número de veículos produzidos e em uso mundialmente.
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
2020
1 / 100
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BRENO TRIGO STECCHI
CAIO DAUD
FRANCISCO AZEVEDO
GUSTAVO CELERI
JOÃO NOGUEIRA
PEDRO HENRIQUE
RÉGIS GUIMARÃES
STEPHANIE BURATO
VITOR GIMENES
VITOR REIS
TRITURADOR VEICULAR
São Bernardo do Campo 2016
BRENO TRIGO STECCHI
CAIO DAUD
FRANCISCO AZEVEDO
GUSTAVO CELERI
JOÃO NOGUEIRA
PEDRO HENRIQUE
RÉGIS GUIMARÃES
STEPHANIE BURATO
VITOR GIMENES
VITOR REIS
TRITURADOR VEICULAR
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Centro Universitário FEI, como parte dos requisitos necessários para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Mecânica. Orientado pelo Prof. Alberto Vieira Jr. São Bernardo do Campo 2016
Aos nossos pais, mestres e doutores.
AGRADECIMENTOS
Gostaríamos de agradecer a todos que, de alguma forma, nos ajudaram ao longo do curso, principalmente aos nossos pais pelo apoio incondicional. Seremos eternamente gratos aos nossos mestres e doutores, que sempre estavam prontos a sanar qualquer tipo de dúvida e exercer suas respectivas funções de forma esplêndida. Agradecemos de forma incondicional ao Centro Universitário da FEI pela disponibilização de todos os recursos disponíveis para contribuir com a formação de cada engenheiro (a) aqui presente. Agradecemos também a cada funcionário da FEI, que nos ajudaram de forma direta ou indireta, como as bibliotecárias, técnicos da mecânica, marceneiros, pessoal da limpeza, etc.
RESUMO
Um carro é um conjunto de produtos, intermediários e finais, montado a partir de dezenas de milhares de peças compostas dos mais diversos materiais, Chanaron e Lung (1995) falam em 20 a 25 mil peças em médio num modelo sedan padrão. Tecnicamente todos os materiais que entram na composição dos automóveis são recicláveis, mas os metálicos, que ainda representam em média 65% do peso do carro, permanecem sendo os mais intensamente reciclados de todo o mundo. Tendo em vista tal processo, que é economicamente viável, o governo do estado de São Paulo possui um projeto em andamento que visa esvaziar os pátios do Detran através das reciclagens dos veículos abandonados. Dessa forma surge uma necessidade iminente de triturar um veículo em pequenas partes para futuras reciclagens, e com o desenvolvimento do equipamento será possível facilitar esse processo, além de contribuir de forma importante para o consumo de bens duráveis e com o meio ambiente. Palavras-chave: Triturador veicular. Reciclagem do aço. Fragmentadora.
ABSTRACT
A car is a set of products, intermediate and final, assembled from tens of thousands of pieces composed of different materials; Chanaron and Lung (1995) speak of 20 to 25 thousand pieces in average in a standard sedan model. Technically all materials in the composition of the motor can be recycled, but the metal, which also represent an average 65 % weight of the car, remain the most intensely recycled from around the world. The state government of Sao Paulo has an ongoing project aimed at emptying the courtyards of the Detran through the recycling of abandoned vehicles. Thus, there arises an imminent need to shred a vehicle for future recycling and the development of equipment will be possible to facilitate this process and contribute significantly to the consumption of durable goods and the environment. Keywords: Car schredder. Steel Reciclying. Shredder.
10.5 FACA/INSERTO..................................................................................................... 98
10.6 COLISÃO.............................................................................................................. 101
11 SELEÇÃO DE MOTOR E REDUTOR............................................................... 104
12 DESCARTE............................................................................................................ 107
APÊNDICE A – Desenhos técnicos da máquina....................................................... 110 Em 1876, após uma série de testes e evoluções, Nicolaus August Otto, com ajuda financeira e técnica de dois colegas, teve sucesso na criação de um motor de combustão interna de quatro tempos. Esta invenção foi fundamental na concepção de um veículo autônomo, no final do século XIX, que tivesse a capacidade de movimentação própria sem a necessidade de esforço humano ou animal. Com a posterior evolução técnica feita pelos mais de 75 diferentes fabricantes de veículos no final do mesmo século, iniciou-se na Europa a Revolução Industrial, que proporcionou um crescimento exponencial da economia movido, principalmente, pela indústria automobilística com a geração de renda, emprego e investimentos neste setor. Com isso, nos Estados Unidos, um fabricante chamado Henri Ford, em 1913, introduziu o modelo de produção em massa com esteiras em movimento em suas instalações, mais conhecida como linha de montagem, o que tornou o produto, que pode ser visto na figura 1 a seguir, mais competitivo, visto que aumentava a produtividade com a diminuição de esforço manual. Este sistema de produção, hoje, é conhecido como Fordismo.
Figura 1 - Modelo do carro desenvolvido por Ford Fonte: Castro, 2012. Estas técnicas, durante a segunda guerra mundial, foram aprimoradas em outros sistemas de produção conhecidos como Toyotismo e Taylorismo, que também empregaram estratégias para a rentabilização de suas operações fabris até os dias atuais. Hoje, podemos afirmar que a criação do veículo influenciou e impulsionou diversos setores da economia e, principalmente, o planejamento urbano das cidades. Assim como toda grande evolução, o crescimento acelerado da indústria automobilística trouxe profundas consequências para a sociedade a curto e longo prazo, como a possibilidade de realização de trajetos em um menor período de tempo com maior conforto e menor desgaste, implantação de rodovias e estradas, pavimentação das ruas, entre muitas outras. Por outro lado, fala-se sempre a respeito da emissão de gases nocivos, a diminuição do espaço urbano com a grande quantidade de veículos e o acúmulo de lixo, mas desconsidera-se que o produto tem um ciclo de vida e que normalmente é descartado em pátios, o que desencadeia uma série de consequências, como o derramamento de óleo no solo, a degradação do material metálico por oxidação em virtude de intempéries e a proliferação de mosquitos que causam doenças infecciosas como dengue, zika vírus e chikungunya.
2 O PRIMEIRO VEÍCULO
O automóvel, como é conhecido hoje, sofreu uma série de evoluções ao longo do tempo desde a sua criação. Para sua atual concepção, de alto padrão e tecnologia, diversos experimentos e inovações foram desenvolvidos. Um dos primeiros experimentos significativos ocorreu em 1600, com a construção de um veículo marítimo movimentado por uma vela, ou seja, uma espécie de automóvel eólico com capacidade para 30 pessoas que superava a velocidade de um cavalo, o que foi um grande feito para a época. Alguns anos depois, Christiaan Huygens construiu um motor a pistão acionado por pólvora, com base no princípio de combustão interna e seu assistente, em 1690, desenvolveu uma máquina a vapor formada por um cilindro com um pistão interno para movimentação, que foi, anos mais tarde, utilizado para a idealização de uma máquina a vapor. Em 1801, foi construído um veículo a vapor que atingia a velocidade de 8km/h e que permitia transportar passageiros, mesmo em pequenas elevações de terreno, o que representou um grande avanço, pois quase 30 anos depois já se tornou possível um serviço de transporte entre cidades próximas por meio de um ônibus a vapor. Em um pequeno intervalo de tempo, nascia o motor elétrico que possibilitou, anos depois, a construção de um veículo elétrico movido por baterias não recarregáveis de curta duração e, portanto, alcance limitado. Já em 1860, um veículo de motor a gás já podia ser visto nas ruas, como mostra a figura 3 a seguir. Seu motor era silencioso e continha um ciclo de compressão de dois tempos que acionava diretamente um virabrequim para a transmissão de movimento à roda.
Figura 3 - Materiais que compõe um veículo comum Fonte: Ecckermann, 2001. Com base neste motor, em 1862, o alemão Nicolaus August Otto iniciou a construção de motores a gás de quatro tempos. Dois anos depois, ele fundou a primeira fábrica de motores do mundo. Já em 1876, com ajuda técnica de Wilhelm Maybach e apoio financeiro de Eugen Langen, Otto obteve sucesso na produção de motores de quatro tempos que serviram de base para a construção dos motores automobilísticos atuais. Em 1884, Otto descobriu a ignição por centelha em motores, o que possibilitou a utilização de combustíveis líquidos como alternativa ao gás. Os motores Otto representam até hoje o princípio de funcionamento de motores de combustão interna com ignição elétrica e foi a partir dessa inovação que o automóvel se tornou um meio de transporte autônomo, livre de tração animal ou esforço manual humano.
Figura 4 - Número de veículos de passageiros em uso REGIÃO/PAÍS 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 EUROPA 276.639 282.935 286.164 294.745 298.496 303.770 309.997 315.348 321.754 328. AMÉRICA 201.944 208.854 213.166 219.102 219.605 220.610 224.352 222.410 226.516 231. ÁSIA/OUTROS 157.377 167.225 178.416 191.100 206.687 227.331 248.929 270.522 293.167 318. ÁFRICA 17.690 19.637 20.738 21.815 22.967 24.429 25.420 26.679 27.851 29. TOTAL 653.650 678.652 698.485 726.761 747.755 776.140 808.698 834.958 869.288 907. TAXA DE CRESCIMENTO 4% 3% 4% 3% 4% 4% 3% 4% 4% VEÍCULOS DE PASSAGEIROS EM USO (x1000) Fonte: Adaptado de OICA, 2014. A partir do quadro, é possível verificar o crescimento anual médio de 4% do número de veículos em uso para todo o mundo. A maior taxa de crescimento foi na China, estimulado pela densidade demográfica e aquecimento da economia. Especificamente no Brasil, a taxa anual é de 7%, apesar da desaceleração da economia desde 2013, de acordo com a figura 4, a seguir: Figura 5 - Veículos em uso REGIÃO/PAÍS 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 BRAZIL 18.370 19.446 20.430 21.884 23.612 25.541 27.491 29.566 31.339 32. TAXA DE CRESCIMENTO - 6% 5% 7% 8% 8% 8% 8% 6% 4% VEÍCULOS DE PASSAGEIROS EM USO (x1000) Fonte: Adaptado de OICA, 2014. Outro fator que influencia a realidade mundial é o ciclo de vida dos veículos. Desconsiderando a questão estética impulsionada pela mídia, que faz com que um veículo novo tenha seu ciclo encerrado em aproximadamente seis anos, a própria engenharia e resistência dos materiais também participa na deterioração dos veículos ao longo dos anos. De acordo com a Diretiva 2000/53/EC do parlamento europeu de setembro de 2000, a cada ano são geradas entre oito e nove milhões de toneladas de lixo oriundas da degradação de veículos. A diretiva foi criada para dar fim a esses veículos, que eram armazenadas em pátios sem o devido tratamento. Na Europa, portanto, foram implementadas estratégias de reciclagem de veículos, atingindo a marca de 95% de
todos os veículos em fim de vida. Além disso, é possível considerar que o processo gerou empregos e lucro em uma atividade desvalorizada e subestimada. No Brasil, no entanto, esse número não passa de 1,5%. Os veículos em fim de vida se tornaram um problema para a sociedade, contribuindo para a degradação do solo, com infiltração de óleo veicular, e põem em risco a saúde pública, devido ao acúmulo de água nas ferragens servindo de foco para os mosquitos transmissores de dengue, chikungunya e zica. Os veículos que são considerados como sucata são armazenados em pátios que apresentam estrutura geralmente precária e estão quase sempre superlotados, como mostra a figura 9 a seguir. Figura 6 - Foto dos carros abandonados Fonte: Macário, 2016. Segundo dados extraídos de um levantamento feito pela Organização Mundial da Saúde, em 2014, há no Brasil aproximadamente 80 milhões de veículos registrados. Ao comparar este número ao de veículos em uso, apontado na figura X acima, pode-se concluir que há 48 milhões de veículos parados, somente no Brasil. Considerando um processo de venda de sucata empregado em setores do meio comum, no qual o preço médio do quilo de sucata é de 14 centavos, a carroceria de um veículo médio tem aproximadamente 450 kg e a estimativa de veículos parados apontada, o valor monetário que poderia ser movimentado por meio da reciclagem dos materiais metálicos é maior que 3 bilhões de reais (R$ 3.024.000.000,00).