Metal se tornou uma solução inovadora na fabricação de máscaras face shields, agregando eficiência, segurança e durabilidade aos equipamentos de proteção
A versatilidade do aço inox foi fundamental para o sucesso de um projeto de confecção e doação de máscaras face shields a profissionais que atuam na linha de frente de combate ao novo coronavírus em Minas Gerais. Por meio da parceria entre a Aperam South America, líder na produção de aços planos inoxidáveis, elétricos e de carbono no Brasil, e a Aethra, empresa especializada em componentes automotivos, estão sendo produzidas 120 mil unidades de máscaras face shields tendo o aço inox como elemento fundamental na estruturação do equipamento.
O projeto, que foi idealizado pelo médico mineiro Leandro Duarte utilizando a produção de peças de plástico em impressora 3D, ganhou novos contornos com a aplicação inédita do aço inox. O metal trouxe não só ganho em produtividade, possibilitando a produção de até 1.200 unidades por dia, como também outros benefícios que ajudam a ampliar a eficácia de prevenção à pandemia. De fácil higienização e também maior durabilidade, os novos modelos de face shields garantem melhor ergonomia no uso e foram aprovados por profissionais de saúde de Belo Horizonte na fase de testes. Agora, serão produzidos em larga escala e doados à instituições como a Polícia Militar do estado de Minas Gerais, Bombeiros, Samu e profissionais que atuam na linha de frente de hospitais que recebem pacientes de Covid-19 na capital do estado, com apoio da Aperam.
A “descoberta” saiu das mãos do engenheiro de desenvolvimento Felipe Martins, da Aethra. “O aço inox é uma matéria-prima que conhecemos bem e utilizamos amplamente no nosso dia a dia na empresa. Quando percebemos que a fabricação de peças em 3D não seria escalável, uma vez que as impressoras tem capacidade de confecção de uma peça a cada 2h, voltei os olhos para os materiais com os quais já temos expertise e o principal deles é o aço inox. Incrivelmente ninguém no mundo teve essa ideia antes, o que torna esse projeto muito especial”, ressalta Felipe.
O engenheiro de aplicações da Aperam, João Paulo Porto foi um dos consultores envolvidos no projeto. “Agregamos o nosso know-how sugerindo o melhor tipo de aço inox para uma aplicação como essa, garantindo que chegássemos à um resultado confortável, seguro e durável para os profissionais. E a escolha foi o aço inox 430, que possui um bom custo benefício e um nível de resistência e corrosão adequados para esta aplicação, tendo como base outras aplicações deste tipo de material, como garfos e colheres, que são expostos a contato com a pele humana e não apresentam desgaste”, explica Porto.
Para viabilizar a produção das 120 mil máscaras a Aperam doou 7 toneladas de chapas do seu aço inoxidável“verde”. “Participar ativamente desse projeto é uma satisfação dupla, tanto por contribuir com algo que é extremamente relevante nesse atual cenário enfrentado pelos profissionais de saúde e segurança, como também por comprovar a capacidade de versatilidade e inovação que o aço inox possui”, ressalta Frederico Ayres Lima, presidente da Aperam.
A produção das face shields acontecerá nas próximas semanas e em seguida serão encaminhadas a mais de 100 mil profissionais em Minas Gerais, entre médicos, enfermeiros técnicos, bombeiros e policiais, principalmente. Parte do montante total, cerca de 12 mil máscaras, também será destinado a profissionais de saúde que atuam em unidades de saúde nas áreas onde a Aperam atua – Vale do Aço e Vale do Jequitinhonha.
Estamos vivendo um novo mundo. Com mudanças significativas no nosso modo de trabalho. O home office é o destaque do momento. Com o isolamento social as ferramentas de comunicação virtual passaram a ser utilizadas como nunca antes. Todos tivemos que nos adaptar.
Mas será que trabalhar em casa aumenta ou diminui nossa produtividade? Se por um lado não perdemos tempo com deslocamento. Por outro lado, temos distrações do ambiente como cônjuge, animais, crianças, e o próprio ambiente em si. Não temos chefe nem colegas e isso pode nos levar a procrastinação. Em outras situações podemos ser levados a trabalhar muito além do horário.
O fato é que o modelo de trabalho mudou e temos que nos adaptar a essa mudança. Hoje as ferramentas de trabalho colaborativo e para reuniões virtuais passaram a ser utilizadas para tudo, como por exemplo escolas, trabalho, palestras, cursos, lives e tantas outras aplicações.
Dentro deste novo cenário, quero lhes apresentar uma ferramenta útil tanto para planejar tarefas como para avaliar a relevância delas.
Toda tarefa a ser executada damos uma nota de importância, o quanto esta tarefa impacta no trabalho, e uma nota de urgência, o quanto rápido dever ser feita. Definido a urgência e importância podemos alocar esta tarefa na matriz.
Tabela 01: Matriz de Gestão de Tarefas
Legenda:
Zona de Stresse – faça imediatamente Zona de Alerta – anote para fazer Zona Baixa – sem engajamento Zona de Delegação – precisa ser feito
Como avaliar as tarefas:
Se temos muitas tarefas entrando no campo vermelho, onde algo tem que ser feito de imediato em detrimento das demais tarefas, porem se tivermos muitas tarefas neste campo devemos parar, analisar as causas e tomar uma ação corretiva.
Tarefas nos campos amarelo e azul, são tarefas que estão em flow, ou seja, em harmonia.
As tarefas no campo verde provavelmente nunca serão feitas, mas podem ser delegadas.
Manter o equilíbrio e ter disposição para engajamento e mudanças são itens chaves para esse novo cenário.
Existem várias alternativas quando procuramos evitar danos por corrosão sofridos pelo aço no setor da construção. Duas alternativas muito populares são os aços patináveis, também conhecidos como aços Cor-ten, que podem ser colocados em serviço sem aplicação de tintas e, por outro lado, temos os aços galvanizados por imersão a quente, revestidos com uma camada de zinco que protege o aço e prolonga a vida útil do ativo.
No presente trabalho são discutidas as principais características destes dois sistemas de proteção, os principais mecanismos presentes para combater a corrosão e o comportamento em diferentes ambientes de corrosividade.
Aço Patinável: Recursos e mecanismo de proteção
Os aços patináveis, conhecidos como aços Cor-Ten, surgiram nos anos 30 nos Estados Unidos e correspondem a uma antiga patente da United States Steel Corporation. Inicialmente, este aço foi aplicado na fabricação de vagões, devido à sua boa resistência à corrosão e abrasão.
Estes tipos de aços são de alta resistência e de baixa liga que, em condições atmosféricas normais, têm um comportamento anticorrosivo aprimorado em comparação com um aço carbono-manganês comum. A diferença metalúrgica entre um aço patinável e um aço comum está na adição de elementos de liga, como cromo, cobre e níquel, que proporcionam esse melhor comportamento de corrosão.
Figura 1. Comparação esquemática da perda de corrosão entre um aço comum e um aço patinável.
Na presença de umidade e ar, todos os aços se oxidam, mas a velocidade com que isso ocorre depende do acesso ao oxigênio, umidade e poluentes atmosféricos na superfície do metal. Na medida que esse processo progride, forma-se uma camada de óxido que age como uma barreira que impede a entrada de oxigênio, umidade e contaminantes, e a taxa de oxidação diminui.
Mas existem algumas diferenças entre um aço comum e um aço patinável. Em um aço comum, essa camada de óxido é porosa e se separará da superfície do aço após algum tempo e, assim, o ciclo de corrosão começará novamente a formar uma nova camada de óxido. Com um aço patinável, o processo de oxidação começa da mesma maneira, mas os elementos de liga presentes produzirão uma camada de óxido mais estável, menos porosa e mais aderente à superfície, conhecida como pátina. É necessário considerar que, para formar essa pátina de ferrugem, é necessário que o aço seja exposto a ciclos alternados de umidade e secagem, que formarão uma barreira protetora que reduzirá a taxa de corrosão.
Aço galvanizado: características e mecanismo de proteção
Héctor Muñoz – Nexa Resources (Associada do ICZ Instituto Metais Não Ferrosos) Product Development & Technical Assistance – hector.munoz@nexaresources.com
Os aços galvanizados por imersão a quente são aqueles produzidos através de um processo em que uma peça de aço é imersa em um banho de zinco fundido a uma temperatura de aproximadamente 450 °C. As origens desse processo remontam a mais de 250 anos, mas atualmente as novas tecnologias estão contribuindo para a evolução contínua desse processo.
Durante a imersão das peças, ocorre uma reação metalúrgica entre o ferro do aço e o zinco líquido, formando um revestimento de liga fortemente aderido ao aço; isso dará à estrutura características de proteção superiores contra a corrosão.
O revestimento no aço é formado por uma série de camadas intermetálicas, sendo a camada externa e visível de zinco puro, como mostra o esquema da figura 3. Esse tipo de revestimento não apenas cria uma barreira protetora que isola o aço do meio ambiente, mas também oferece proteção catódica. A proteção catódica oferecida pelo zinco significa que o revestimento também é sacrificado para proteger o aço da corrosão; mesmo se o revestimento estiver danificado, a ação do zinco protegerá o aço exposto a até ¼ de polegada de distância.
Além da proteção de barreira e proteção catódica oferecida pela galvanização por imersão, há outras características que proporcionam longevidade às estruturas. Primeiro, a reação no banho de galvanização é um processo de difusão, o que significa que o revestimento cresce perpendicular à superfície, garantindo que todos os cantos e bordas tenham pelo menos a mesma espessura de revestimento que as superfícies planas. Além disso, submergir a peça na cuba dá um revestimento total da peça, incluindo as superfícies internas. Finalmente, o revestimento de zinco exposto a ciclos úmidos e secos no ambiente também desenvolverá naturalmente uma pátina, neste caso, conhecida como pátina de zinco, formada por carbonatos de zinco e que normalmente leva entre 6 e 12 meses em se-desenvolver. Esta pátina é fina, estável e aderente ao revestimento e corrói muito lento, o que contribuirá para a longa vida útil das estruturas de aço galvanizado.
Figura 3. Esquema de un recubrimiento típico del galvanizado por inmersión en caliente.
Resistência à corrosão de aços patináveis e aços galvanizados
Em relação aos aços patináveis, eles são resistentes à corrosão, portanto, eles têm um grande número de aplicações, no entanto, existem algumas limitações no uso que podem causar problemas de durabilidade. Em geral, o desempenho dos aços patináveis em condições ambientais exigentes não será satisfatório; portanto, seu uso deve ser evitado em casos como:
Ambientes marinhos, caracterizados pela alta concentração de cloretos ou névoa salina.
Condições de umidade constante ou permanente, como estruturas submersas em água, enterradas ou cobertas por vegetação, onde essa pátina protetora não será formada, causando corrosão acelerada.
Condições de poluição atmosférica, onde existem altas concentrações de produtos químicos corrosivos ou fumos industriais (SO2).
Por outro lado, existem algumas considerações de desenho que também devem ser levadas em consideração no momento de usar um aço patinável, embora a taxa de corrosão seja muito menor que a de um aço estrutural comum, não podemos ignorar a perda da espessura corroída para formar a pátina. Para compensar essa perda de massa, geralmente é fornecida uma espessura adicional em cada superfície exposta (espessuras mais espessas), acima do especificado, para atender aos requisitos de projeto estrutural e não comprometer a resistência.
Figura 4. Ponte construída em aço galvanizado
No caso dos aços galvanizados, a resistência à corrosão de uma estrutura é proporcional à espessura do revestimento, mas varia com a severidade das condições ambientais. Em um processo de galvanização por imersão a quente, as espessuras típicas do revestimento de zinco variam de 55 mícrons (2,2 mils) a 100 mícrons (3,9 mils). Vários estudos demonstraram o bom desempenho deste sistema de proteção sob várias condições ambientais.
A Figura 5 mostra os tempos de serviço estimados de um aço galvanizado até a primeira manutenção. Pode-se observar que é possível obter tempos estimados superiores a 70 anos em vários tipos de ambientes corrosivos. A vida útil indicada no gráfico corresponde ao tempo para a primeira manutenção, onde se considera que 5% de oxidação da superfície do aço foi atingida; Até o momento, ainda há revestimento de zinco suficiente na maior parte da superfície, mas será necessário fazer um reparo. Devido a essa característica e à proteção duradoura oferecida pelo revestimento de zinco, os custos de manutenção de um ativo são praticamente zero ou muito baixos.
Figura 5. Relação da vida útil do aço galvanizado e espessura do revestimento.
Comparação entre aços galvanizados e patináveis
Abaixo está um gráfico comparativo do desempenho de ambas alternativas quando expostas a diferentes condições ambientais.
Condições Galvanizado por imersão a quente Aço Patinável
Costa – Boa proteção contra corrosão em ambiente salino. Baixa proteção, os cloretos causam corrosão por pites e a corrosão acelerada pode comprometer a integridade do aço.
Agentes Químicos (aerotransportados) Boa proteção contra corrosão. Os produtos químicos são agressivos para a galvanização, mas somente após vários anos o revestimento de zinco será completamente consumido. Baixa proteção, há um consumo acelerado da pátina formada e o aço corrói semelhante a um aço comum sem proteção.
Vegetação – Excelente proteção contra corrosão. A umidade pode acelerar a corrosão, especialmente em juntas de solda.
Setor elétrico – Amplamente utilizado, não há risco de arcos elétricos. Produtos de corrosão causam arco elétrico.
Alta umidade – Excelente proteção contra corrosão. A pátina de zinco estável não é afetada por essas condições. Baixa proteção contra corrosão. Há corrosão acelerada sob essas condições.
Fonte: American Galvanizers Association
Conclusões
Em várias condições ambientais, o aço galvanizado a quente prova ser um método de proteção eficaz, durável e sem manutenção. Os aços para patinação, por outro lado, têm uma melhor resistência à corrosão em comparação com o aço comum, no entanto, existem condições exigentes em que seu uso não é recomendado.
Referências
Corrosion Protection. American Galvanizers Association. Recuperado de: https://galvanizeit.org/hot-dip-galvanizing/why-specify-galvanizing/corrosion-protection
Weathering Steel. Steel Construction. Recuperado de: https://www.steelconstruction.info/Weathering_steel
Aceros patinables resistentes a la corrosión. Arquitectura en Acero. Recuperado de: http://www.arquitecturaenacero.org/uso-y-aplicaciones-del-acero/materiales/aceros-patinables-resistentes-la-corrosion
Até o fim de 2020, startup Rafa Resolve pretende coletar até 30 toneladas por mês de latas de aço no Estado de São Paulo
A startup Rafa Resolve, que atua no mercado de resíduos da construção civil, é o mais novo entreposto da Prolata, associação sem fins lucrativos criada em 2012 pela cadeia de valor dos fabricantes de latas de aço no Brasil para reciclagem de latas de aço pós-consumo. Até setembro, cinco unidades da Rafa Resolve se tornam entrepostos: duas em São Paulo, nos bairros do Limão e Itaquera; duas em Santo André, nos bairros Campestre e Jardim Ana Maria; e uma em Suzano, no bairro Casa Branca.
Com a parceria, a Rafa Resolve passa a segregar, receber e coletar latas de aço pós consumo das revendas de materiais de construção, de construtoras e também de consumidores. Todas as latas de aço são enviadas para a siderúrgica Gerdau, que revaloriza as latas pós consumo na produção de novo aço. Hoje, os pátios da Rafa Resolve têm entre 3 mil m² e 20 mil m², permitindo o recebimento de grandes volumes de obras. Além disso, em cada um desses pátios a startup criou uma estrutura para acolher o pequeno consumidor que queira descartar até uma única lata.
“Após um ano de fundação, buscamos parceiros para expandir nossa atuação em logística reserva. Ser um entreposto da Prolata nos permite aumentar consideravelmente as toneladas de aço coletado. Até o fim de julho planejamos segregar cerca de 16 toneladas de embalagens de aço. Nossa expectativa é finalizar 2020 com cerca de 30 toneladas de lata de aço por mês, o que representa um aumento de 5% em embalagens de aço captadas pela Prolata no Estado de São Paulo”, comenta Rafael Teixeira, diretor da Rafa Resolve.
Thais Fagury, presidente da Associação Brasileira de Embalagem de Aço (Abeaço) e diretora executiva da Prolata, destaca que hoje o país recicla 47% do aço consumido. A meta da Prolata é chegar a 60% em 15 anos. “Nosso objetivo é criar condições para que a cadeia de reciclagem da lata de aço se complete, envolvendo os fabricantes de latas, fabricantes de produtos, cooperativas, consumidor final e indústria siderúrgica. Contar com a Rafa Resolve como nosso entreposto amplia o acesso ao descarte adequado de latas de aço aos consumidores, revendas de materiais de construção e construtoras, além de garantir a destinação ambientalmente adequada do material e rastreabilidade”, explica Thais.
Revendas de materiais de construção e construtoras
As unidades da Rafa Resolve recebem e coletam latas de tintas, de vernizes e de outros itens das revendas de materiais de construção e de construtoras. A lei 12.305/2010 estabeleceu que as latas de tintas imobiliárias usadas na construção civil e em reformas devem ser submetidas ao sistema de logística reversa comum. Isso significa que fabricantes de tintas, revendas de materiais de construção, pintores profissionais e consumidores têm a obrigação de dar uma destinação ambientalmente adequada às latas vazias após a utilização. As revendedoras de materiais de construção e as construtoras podem levar as embalagens de aço vazias até uma das cinco unidades da Rafa Resolve ou ainda agendar a retirada em seu endereço, viabilizada pela alta capilaridade logística da Rafa Resolve.
Após a entrega das latas, a Prolata e a Rafa Resolve emitem um certificado de destinação ambientalmente adequada, garantindo a rastreabilidade do material e a revalorização pela indústria siderúrgica.
Reciclagem de latas de alimento pós-consumo
As unidades da Rafa Resolve também contarão com PEVs da Rafa Resolve – Prolata para consumidores finais. Neles, os consumidores poderão levar suas latas de aço pós consumo, como as de alimentos, de higiene, de tintas, de vernizes e demais itens, que são classificadas, separadas e posteriormente enviadas para a siderúrgica parceira, que as reutilizará como matéria-prima em seu processo de produção de novas chapas de aço. Os consumidores poderão também solicitar a retirada das latas em seu endereço.
Entrepostos Prolata – Rafa Resolve
Unidade Industrial Rua Joaquim Lopes da Silva, s/n, Campestre, Santo André (SP)
Unidade Oratório Rua Oratório, 5.311, Jardim Ana Maria, Santo André (SP)
Unidade Suzano Estrada dos Fernandes, 1.700, Casa Branca, Suzano (SP)
Unidade Itaquera Entrada 1 – Rua Pedro de Labatut, 29, Itaquera, São Paulo (SP)
Entrada 2 – Rua Ezio Maranezi, 1320 (esquina avenida Líder), São Paulo (SP)
Unidade Limão
Rua Nelson Francisco, 67, Limão, São Paulo (SP)
Interessados em participar da Prolata podem ligar no (11) 3807-8868 ou enviar um email para prolata@prolata.com.br.
Na indústria automobilística, existe forte demanda por redução de peso dos veículos, aumento da segurança dos passageiros, diminuição da emissão de CO2 e economia de combustível.
Com a crescente preocupação sobre o efeito estufa gerado pelo homem, as legislações internacionais estão se tornando mais rigorosas com relação aos níveis de emissão de poluentes por veículos automotores e com metas desafiadoras até 2020 (KEELER; KIMCHI, 2014). As montadoras estão à procura de projeto de engenharia e novos materiais capaz de atender às demandas que muitas vezes são antagônicas. Como por exemplo, aplicações estruturais exigem materiais caracterizados por alta resistência e tenacidade, muitas vezes conseguidos com aumento de espessura e peso, porém a economia de combustível e emissões de gases são melhorados quando a espessura e o peso do componente são reduzidos.
Além dos novos padrões globais para emissões e economia de combustível, os consumidores estão exigindo carros mais seguros, e os governos estão respondendo com novos testes e normas. Apesar da falta de uma regulamentação mais rigorosa no Brasil, hoje existe mídia especializada e o próprio consumidor acompanha os resultados dos testes de colisão (crash-test). Mesmo assim, verificamos lançamentos de carros no mercado brasileiro, cuja pontuação ficou sem nenhuma estrela no teste de colisão.
O teste de colisão consiste no impacto de veículos contra barreiras indeformáveis ou deformáveis. Na América Latina o teste realizado pelo Latin NCAP iniciou as avaliações em 2010. A avaliação é classificada em estrelas, sendo no máximo cinco. Quanto maior, mais seguro o veículo analisado é, oferecendo mais proteção aos ocupantes em caso de colisão (ALVES, 2016). A avaliação de crashworthness é a capacidade de uma estrutura de um veículo em deformar-se plasticamente e ainda manter uma proteção adequada para os ocupantes em eventos de impacto envolvendo elevada desaceleração.
Os resultados dos testes de colisão dos veículos afetam a decisão de compra dos consumidores e consequentemente, impactam na estrutura, design e nos materiais empregados nos automóveis (KEELER; KIMCHI, 2014). Assim, novamente, a demanda é conflitante, as montadoras e autopeças buscam materiais de maior resistência, mas no caso de uma colisão de automóvel, por exemplo, precisam ter uma boa deformação.
Para a concretização desses objetivos, fez-se necessário migrar dos aços tradicionalmente empregados. Os aços avançados de alta resistência (AHSS- Advanced High Strength Steels) estão sendo utilizados há alguns anos desde o início de seu desenvolvimento em meados da década de 1990, no entanto, com pesquisas adicionais e novas tecnologias, as montadoras estão empregando esses aços em mais aplicações. Os aços AHSS possuem combinações únicas de propriedades mecânicas e dos materiais. A melhoria no processo de fabricação pelas siderúrgicas, em muitos casos, foram os principais contribuintes para o desenvolvimento e implementação desses novos aços. Vários mecanismos são empregados para atingir uma gama de resistência, dutilidade, dureza e propriedades de fadiga (TAMARELLI, 2011).
Figura 1: Evolução histórica dos aços para o setor automotivo. Fonte: Marra (2008)
A família AHSS inclui Dual Phase ou aços bifásicos (DP), Complex-Phase ou de fases complexas (CP), Ferrítico-Bainítico (FB), Martensítico (MART), Transformation Induced Plasticity ou plasticidade induzida por transformação (TRIP), entre outros. A principal diferença entre os aços convencionais de alta resistência e os aços avançados de alta resistência encontram-se em suas microestruturas.
A evolução dos aços foi possível devido melhores laminadores e maiores controles de processo. Anteriormente, os grandes desafios eram em produzir aços com maiores limpidez e/ou microligados, portanto os desafios eram na obtenção da placa, no processo de refino e lingotamento. Atualmente, muitos são os desafios na etapa de laminação, com controles nos parâmetros de processo, tais como, temperaturas de laminação, taxas de deformação e resfriamento.
Os aços complex phase possuem uma boa combinação de alta resistência e ductilidade. Sua microestrutura é constituída por um agregado de várias fases, sendo a matriz composta de ferrita e bainita, de granulação muito fina, e em quantidades residuais, a presença de martensita, constituinte MA (martensita – austenita), perlita e austenita retida. Por ser microligado, normalmente, ao titânio, nióbio, vanádio, molibdênio, boro e/ou cromo, apresentando carbonetos finos e “estáveis” na sua matriz.
Atualmente, as bobinas de aços complex phase laminadas a quente empregadas no país são importadas, visto que, atualmente, nenhuma siderúrgica no Brasil tem esse material desenvolvido. As principais montadoras têm interesse em obter esse material nacional visando redução de custos e lead time.
Existe no mercado o complex phase na versão como laminado a quente e laminado a frio. Esses aços são aplicados na indústria automobilística, em para-choques, barra de segurança de portas, coluna B, partes de suspensão automotiva, entre outros. São peças fundamentais para garantir a segurança dos passageiros no caso de colisão e, em alguns casos, não recuperáveis, como por exemplo, no caso da coluna B.
Figura 2: Programas de desenvolvimento de veículos. Fonte: adaptado do Keeler; Kimchi (2014).
Para a realização desse trabalho foi utilizado o aço complex phase da classe 800MPa como laminado a quente. Atualmente, no processo de soldagem dos aços complex phase são utilizados consumíveis da classe ER70S-6, cuja resistência à tração é superior a 480 MPa (AWS A5.18/A5.18M, 2001). No entanto, os aços complex phase apresentam resistência à tração acima de 780 MPa. Portanto, a resistência à tração do metal base, no caso o complex phase, é de, aproximadamente, 60% acima da resistência do consumível da solda empregada.
Como as indústrias automobilísticas estudadas empregam o consumível da classe ER70S-6, nesse estudo, foi utilizado além desse consumível, o arame ER110S-G. Esse último apresenta resistência à tração acima de 760 MPa. Portanto, a resistência do consumível ER110S-G é similar ao do metal base. Foram utilizados dois diferentes tipos de consumíveis a fim de indicar as melhores práticas de soldagem para este material.
A indústria automobilística geralmente emprega soldagem robótica GMAW para confeccionar as peças. Assim, neste trabalho, as amostras foram soldadas através do processo GMAW robótica pulsada.
O complex phase tem grande potencial de utilização na indústria automobilística ainda não totalmente explorado.
2 DEFINIÇÃO DE AÇOS AVANÇADOS DE ALTA RESISTÊNCIA – AHSS (ADVANCED HIGH STRENGTH STEELS)
Os aços automotivos podem ser classificados de maneiras diferentes. As designações comuns são: 1) por denominação metalúrgica; 2) pela resistência mecânica do aço e 3) por outras propriedades mecânicas (KEELER, 2014).
A denominação metalúrgica fornece alguma informação de processo, que incluem: a) aços de baixa resistência: aços com interstícios livres e os aços-carbono; b) aços convencionais de alta-resistência (High Strength Steel – HSS): aços carbono-manganês; aços endurecíveis; aços com interstícios livres de alta resistência; aços de alta resistência; aços de baixa liga; c) aços avançados de alta resistência (Advanced High Strength Steel – AHSS): aços dual phase (bifásicos); aços de plasticidade induzida por transformação (TRIP); ferrítico-bainítico; aços complex phase (fases complexas) e aços martensíticos (KEELER, 2014).
Um segundo método de classificação importante é pela resistência mecânica do aço. Por isso, muitos autores usam os termos HSS e AHSS para denominar todos os aços de alta resistência. Porém, outros usam limites definidos para classificar diferentes níveis de resistência. Um sistema define os aços convencionais de alta resistência (HSS) como os que possuem limite de escoamento entre 210 e 550 MPa e limite de resistência entre 270 e 700 MPa, enquanto os aços avançados de alta resistência (AHSS) possuem limite de escoamento maior que 550 MPa e limite de resistência maior que 700 MPa (SILVA, 2012).
A terceira classificação é feita por outras propriedades mecânicas, como alongamento total, expoente de encruamento (n) e outros (KEELER, 2014).
2 AÇOS AVANÇADOS DE ALTA RESISTÊNCIA PARA INDÚSTRIA AUTOMOBILÍSTICA
Nos seus primeiros anos, a carroceria e plataforma do automóvel eram de madeira. No início dos anos de 1900, o aço passou a ser utilizado nas carrocerias, no entanto, o chassi continuava sendo em madeira. A partir de 1910, com o aumento da potência dos motores e melhoria da tecnologia, começou a empregar aço no chassi e na maior parte da carroceria. Registra-se a produção do primeiro carro todo em aço em 1915, fabricado pelo inglês Edward Budd (MARRA, 2008; RIBEIRO, 2011).
Os aços laminados a quente foram intensivamente aplicados nos carros, na década de 1920. Isto ocorreu em razão do aprimoramento dos laminadores e do surgimento do material bobinado (MARRA, 2008; RIBEIRO, 2011).
Na década de 1930 surge o processo de recozimento em caixa e assim, aços mais finos são aplicados nas carrocerias, tornando os desenhos mais “curvados” (MARRA, 2008).
Após a Segunda Guerra, com a recuperação econômica das nações mais desenvolvidas, os automóveis passaram a ser produzidos em grande escala. Na década de 1960, a demanda por carros cresceu drasticamente, assim o número de modelos de automóveis aumentou e as mudanças do modelo tornaram-se mais frequentes. A cobrança por automóveis com melhores designers e menores custos obrigou as siderúrgicas a desenvolverem aços de melhor qualidade e maior estampabilidade. E isso foi possível com melhorias no refino, como a desgaseificação a vácuo, e novas tecnologias, como o recozimento continuo.
Nos anos 1960, tinham-se os automóveis com projeto do tipo body-on-frame, ou chassi e carroceria separados, com uma utilização maciça de aços carbono comuns (aços doce e aços C-Mn) (MARRA, 2008).
Apesar da estrutura monobloco, tipo de carroçaria integral que apresenta elevada rigidez estrutural e que desempenha igualmente o papel de chassis, ter sido introduzida pela fábrica italiana Lancia em 1922, somente na década de 1960 o monobloco ganhou espaço em grande escala nos carros.
Após a crise do petróleo nos anos 1970, a indústria automobilística direcionou seus esforços para aumentar.
Programa de Qualificação e o Selo de Excelência são as novas iniciativas destinadas à melhoria do produto e ao desenvolvimento do mercado.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e a Associação Brasileira da Construção Metálica (ABCEM) estão juntas em duas iniciativas destinadas a promover a qualidade das telhas de aço e, em consequência, desenvolver o mercado. Paralelamente ao Programa de Qualificação de Telhas de Aço, focado no produto, a indústria tem sido estimulada a buscar o Selo de Excelência ABCEM, cujo escopo geral é voltado para a área de gestão empresarial e seus requisitos específicos.
O Programa de Qualificação de Telhas, o primeiro a obter acreditação do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), avalia as telhas de aço de seção ondulada e trapezoidal em conformidade com as normas ABNT NBR 14513 e ABNT NBR 14514, respectivamente. Ambas estão sendo submetidas à revisão. Os fabricantes também podem optar pela avaliação das características termoacústicas, conforme a norma ABNT NBR 16373:2015.
A ABNT atua desde 2003 na certificação de telhas de aço, garantindo a conformidade e atendimento aos mais rigorosos critérios de qualidade. A acreditação pela Coordenação Geral de Acreditação do Inmetro (Cgcre) atesta que a ABNT é um órgão competente para a condução do processo de certificação, que se dá por meio da verificação dos requisitos específicos mediante auditorias no processo produtivo, avaliação do Sistema de Gestão e avaliação do desempenho do produto por meio de ensaios. Após a conclusão do processo inicial, o produto poderá receber a Marca de Conformidade ABNT, que garante atendimento aos requisitos estabelecidos nas normas de referência.
O fabricante que optar pela certificação terá um diferencial em relação aos seus concorrentes, visto que ela assegura, além da qualidade do produto adquirido, a melhoria do processo produtivo e aumento da produtividade, itens que são verificados e controlados mediante avaliações periódicas.
O presidente da ABNT, Mario William Esper, considera a certificação da cadeia produtiva da construção civil muito importante, principalmente porque ela é muito longa e composta de elos heterogêneos. “Então temos desde a mineração até a comercialização do imóvel, temos setores fortes como aço e cimento e outros que não são tão fortes, por isso é essencial que haja, primeiro, a norma técnica, e nesse aspecto o setor é bem regulado”, ele justifica. Por essa característica da cadeia da construção civil, Esper considera relevante a avaliação da conformidade. Ele conclui: “Esse programa da ABNT com a ABCEM é muito bem-vindo, porque a certificação dá uma garantia da qualidade do produto e, portanto, vai ajudar na melhoria da competitividade”.
Consultora da ABCEM, a engenheira Catia Mac Cord também defende que a certificação conduz à busca contínua da melhoria da qualidade. “Empresas que se engajam buscam assegurar a qualidade de seus produtos, processos ou serviços, beneficiando-se com a melhoria da produtividade e o aumento da competitividade, tornando a concorrência justa, na medida em que comprova o atendimento aos requisitos especificados”, declara.
Para a engenheira, são inegáveis os benefícios da avaliação da conformidade em termos de proteção dos consumidores e da concorrência mas, para alcançá-los, é preciso investir. Para o sucesso da certificação, é necessário definir procedimentos que levem ao melhor equilíbrio entre custo e benefícios para as empresas e não criem obstáculos desnecessários para a sociedade.
“É preciso sensibilizar os fabricantes de que a avaliação da conformidade diferencia seus produtos em relação à qualidade e à proteção dos consumidores. Significa, também, ter e transmitir credibilidade aos colaboradores, aos fornecedores e ao mercado”, ressalta Catia Mac Cord.
Dois Programas
A ABCEM, entre seus objetivos, está decidida a incentivar a elaboração de normas técnicas e promover o desenvolvimento da qualidade de produtos e insumos do setor. Dessa forma está conduzindo dois programas diferentes. Um deles é o que visa à Qualificação de Telhas
“No início de 2019, em ensaios de telhas de aço compradas no mercado interno, foram constatados resultados muito aquém dos requisitos especificados nas normas técnicas ABNT NBR 14513 (telhas onduladas) e NBR 14514 (telhas trapezoidais)”, lembra Catia Mac Cord, destacando que estes resultados preocupantes prejudicam a imagem do produto de aço e traz consequências.
Então a ABCEM promoveu reuniões conjuntas de produtores de telhas e de aço objetivando dar novo impulso ao programa ABNT de certificação voluntária, utilizando organismo e laboratórios acreditados. Em 2009 o programa foi incrementado para inclusão de telhas como material para construção no catálogo de produtos financiado pelo Cartão BNDES.
A ABNT recebeu contribuições para revisão do Procedimento Específico (PE) 077 e avaliou a simplificação do texto, mantendo requisitos mínimos que garantam o produto conforme. Destacam-se as seguintes alterações:
Todas as espessuras nominais de telhas previstas nas normas ABNT NBR 14513 (telhas onduladas) e NBR 14514 (telhas trapezoidais) foram mantidas no PE 077, exceto a de 0,32 mm, que ameaça a qualidade e a imagem do produto. A redução da tolerância de espessuras e o aumento de espessura da chapa deverão ser avaliados na Comissão de Estudos que está discutindo a revisão das normas técnicas.
Foi incluída a certificação de telhas termoisolantes, mantendo-se a denominação prevista na ABNT NBR 16373:2015, que estabelece requisitos de desempenho para telhas e painéis termoacústicos.
Sobre o outro programa, o Selo de Excelência ABCEM, é concedido após avaliação da gestão de execução de estruturas metálicas, que envolve projeto, fabricação e montagem. O escopo geral é voltado para a área de gestão empresarial e em seus requisitos específicos. A norma utilizada como base é a ABNT NBR-16775:2020 – Estruturas de aço, estruturas mistas de aço e concreto, coberturas e fechamentos de aço — Gestão dos processos de projeto, fabricação e montagem — Requisitos, publicada em março.
“Os processos são voluntários e a marca ABCEM poderá ser fortalecida em todo o mercado da construção”, observa a consultora, que participou da elaboração das duas iniciativas, em apoio ao diretor-executivo Ulysses Nunes, a partir de sua experiência na gestão de Programas Setoriais da Qualidade.
A engenheira lembra que em 2014, o Centro de Tecnologia de Edificações (CTE) apoiou a ABCEM no desenvolvimento do selo de excelência para as empresas associadas, à semelhança do American Institute of Steel Construction (AISC), objetivando com essa chancela identificar e reconhecer as empresas do setor da construção metálica que praticam e obedecem rigorosamente os padrões de qualidade e as normas vigentes.
E há mais uma vantagem. “A ABNT, como Organismo Acreditado de Certificação, está oferecendo ao associado ABCEM que apresentar a sua adesão ao Programa Selo de Excelência a oportunidade de, uma vez atendidos os requisitos normativos, obter de forma integrada e sem custo adicional a certificação em conformidade com a Norma ABNT NBR ISO 9001”, conclui Catia Mac Cord.
A ABNT é o único Foro Nacional de Normalização, por reconhecimento da sociedade brasileira desde a sua fundação, em 28 de setembro de 1940, e confirmado pelo Governo Federal por meio de diversos instrumentos legais. É responsável pela elaboração das Normas Brasileiras (NBR), destinadas aos mais diversos setores. A ABNT participa da normalização regional na Associação Mercosul de Normalização (AMN) e na Comissão Pan-Americana de Normas Técnicas (Copant) e da normalização internacional na International Organization for Standardization (ISO) e na International Electrotechnical Commission (IEC).
Desde 1950, a ABNT atua também na área de certificação, atendendo grandes e pequenas empresas, nacionais e estrangeiras. A ABNT possui atualmente mais de 400 programas de certificação, destinados a produtos, sistemas e verificação de gases de efeito estufa, entre outros. A sociedade identifica na Marca de Conformidade ABNT a garantia de que está adquirindo produtos e serviços em conformidade, atendendo aos mais rigorosos critérios de qualidade. A ABNT Certificadora tem atuação marcante nas Américas, Europa e Ásia, realizando auditorias em mais de 30 países.
Com longo histórico de pesquisa e desenvolvimento voltadas à siderurgia, a Usiminas registrou três novas patentes junto ao Instituto Nacional de Propriedade Intelectual (INPI), autarquia responsável pelo tema no Brasil. Os projetos e dispositivos patenteados foram desenvolvidos por grupos de colaboradores da Usina de Ipatinga e, cada inventor têm direito aos benefícios da inovação em conjunto com a empresa.
A primeira patente é relativa a processo e equipamento para reparação de juntas e trincas em materiais cerâmicos refratários. A invenção aplica-se aos fornos de coqueria, que, frequentemente necessitam de reparo por solda cerâmica nas paredes laterais e apresentam limitações dimensionais e estruturais para utilização de equipamentos convencionais de desbaste.
O método e dispositivo propostos representam ganhos na produtividade dos fornos, por possibilitar obter uma melhor qualidade da solda cerâmica e menor perda na temperatura do forno. Proporciona também um ganho com a redução do volume de material projetado na execução da solda cerâmica, além de permitir uma limpeza eficiente no equipamento e apresentar um baixo risco na operação.
A segunda patente concedida pelo INPI é para um dispositivo de selagem do canal da panela de aço e para uso da solução. A invenção criada por três colaboradores da companhia impede a obstrução do canal de abertura da válvula da panela durante a etapa de aquecimento de preparação. Desse modo, o tempo de exposição do operador ao calor é reduzido, assim como o próprio tempo de preparação, que cai de 40 para 10 minutos. O dispositivo também elimina a necessidade de uso de areia de cromita nas panelas de ação durante o processo de aquecimento, reduzindo o custo do processo.
Já a última patente registrada trata de um método e de um dispositivo para aferição de célula de carga utilizada na calibração de balanças industriais de grande porte. O dispositivo e o método desenvolvidos na Usiminas são capazes de aferir a balança através de célula de carga, identificando se sua calibração está de acordo com os padrões.
“Para a Usiminas, a concessão dessas novas patentes é um diferencial importante para a competitividade e mostra para o mercado o empenho da empresa em avançar continuamente no desenvolvimento tecnológico e na melhoria de seus processos”, explica Murilo Iglesias de Almeida, da Diretoria Corporativa de Pesquisa, Propriedade Intelectual e Padronização Tecnológica. A companhia mantém o maior Centro de Pesquisas dedicado ao setor siderúrgico na América Latina e já tem cerca de 516 patentes concedidas no Brasil e no exterior.
A edição 2020 do maior programa aceleração de startups para indústria do Brasil contará com 50 dessas empresas.
Depois dos bons resultados alcançados em iniciativas internas de parceria com startups, a Usiminas irá integrar o grupo de seis indústrias madrinhas da edição 2020 do Fiemg Lab 4.0.
Criado em 2016, o programa é voltado à aceleração de startups com soluções industriais (indtechs) com o objetivo de promover o desenvolvimento e a aplicação de novas tecnologias a partir de negócios inovadores. Ao mesmo tempo, a iniciativa realiza programas de inovação aberta e conecta essas jovens empresas de base tecnológica com o mercado, funcionando como um verdadeiro hub de inovação aplicada para a indústria.
Como indústria madrinha, a Usiminas irá conectar-se diretamente com as 50 startups selecionadas, discutindo possíveis soluções para os desafios internos. A proposta é que, com uma visão externa e bastante focada em novas tecnologias, essas empresas possam contribuir para o desenvolvimento de soluções customizadas para o negócio da Usiminas, além da proposição de melhorias diversas nos processos.
O ciclo atual, apoiado pela Usiminas, irá contar com a participação de startups, selecionadas em conjunto pela Fiemg e as demais indústrias madrinhas. O programa será dividido em três fases, com duração total de 12 meses. Cada fase é estruturada dentro de uma lógica evolutiva com oferta de aportes financeiros, de metodologia específica, de mentorias com especialistas do setor e de acesso à rede com mais de 15 mil indústrias.
“Na Usiminas acreditamos que a perenidade de uma empresa passa necessariamente pela inovação. Participar do programa de aceleração de startups do FIEMG LAB está dentro das ações que fazem parte do InovaAÍ, nosso framework de Inovação, que irá nos conectar com ecossistemas de startups brasileiros, soluções tecnológicas, de produtividade e novos modelos de negócio”, comenta Ericka Menegaz, gerente corporativa de Inovação da Usiminas.
A gerente lembra que, antes de se tornar uma das empresas madrinhas da ação, a Usiminas já tinha se conectado com uma das startups do Fiemg Lab. “Em 2019, uma das startups participantes realizou um trabalho em conjunto com o setor de Suprimentos da companhia. Agora, teremos contato com um maior número de empresas e, principalmente, de possibilidades de parceria”, conta.
Inovação
Desde o lançamento da plataforma InovaAí, em fevereiro de 2019, a Usiminas tem estreitado seu relacionamento com empresas de base tecnológica. O esforço rendeu à companhia a listagem entre 50 companhias brasileiras que mais interagem com startups, impulsionando a inovação aberta no país, e entre as 100 mais inovadoras no uso de TI.
A proposta da companhia, já tradicionalmente conhecida pela inovação em produto, é levar, paralelamente, a cultura da inovação para outros setores e aplicar novas ideias e soluções em diversos processos. A Usiminas mantém em Ipatinga o maior centro de pesquisas e desenvolvimento da América Latina, voltado ao setor siderúrgico, sendo detentora de um grande número de patentes da área.
Recentemente, a empresa realizou, em parceria com a Fundação São Francisco Xavier – seu braço social em saúde e educação -, o Desafio de Inovação Covid-19, focado nos gargalos enfrentados em hospitais. Após um processo de seleção envolvendo 201 startups de diversos estados, seis dessas empresas foram escolhidas para colocar em prática as soluções propostas nos quatro hospitais geridos pela Fundação em Minas Gerais e São Paulo.
ERRATA: segue logomarca correta em correção da edição 35
Na Niehoff, expositora da wire South America, o movimento de visitantes agradou. Para Renate Heying, da diretoria da empresa, as expectativas foram superadas: “Considerando o mercado atual, tínhamos projeções tímidas para a feira, mas tivemos o estande o tempo todo com pessoas interessadas em nossos produtos”.
A Companhia Brasileira de Alumínio (CBA) inicia hoje a integração da operação da Arconic Inc., localizada em Itapissuma, Pernambuco – Brasil, após a conclusão da compra e transferência do controle, efetivados neste sábado (01/02/2020), no valor de US$ 50 milhões. O acordo entre as empresas foi aprovado, sem restrições, pelo Conselho Administrativo de Defesa Econômica (CADE) em dezembro de 2019.
“Esta aquisição é estratégica para nós e nos remete a uma posição mais competitiva no mercado do alumínio, especialmente nas Américas, agregando mais valor e oportunidades aos nossos clientes “, afirma Ricardo Carvalho, CEO da CBA.
Com uma capacidade produtiva de 50 mil toneladas/ano entre folhas e chapas de alumínio, a Fábrica localizada no nordeste brasileiro irá complementar a linha de produtos laminados da CBA, contribuindo para melhorar a competitividade da indústria nacional frente aos produtos importados.
Nos próximos 100 dias, a CBA promoverá a integração dos negócios. Nesta fase, a Companhia irá desenvolver as potencialidades das sinergias logísticas, industriais e operacionais entre a Fábrica de Itapissuma e a de Alumínio (SP), avaliando em profundidade as oportunidades de eficiência em geral.
“A integração ocorrerá gradativamente, envolvendo empregados, fornecedores e clientes, valorizando e respeitando as pessoas, a diversidade de culturas e ideias, construindo uma base sólida para crescimentos futuros”, explica Carvalho.
Com a aquisição da Fábrica de Itapissuma, a capacidade total da CBA para a produção de folhas, chapas e extrudados passa a ser de 220 mil toneladas/ano; além disso a Empresa passa a ter em seu portfólio 12 operações no Brasil, incluindo seu escritório administrativo, minerações, fábricas de produção de alumínio primário e produtos transformados, fábrica de reciclagem (Metalex) e centro de distribuição; além das operações do Negócio Níquel.
Multinacional alemã, presente no Brasil desde 1981, oferece válvulas de alta confiabilidade e consultoria personalizada para inúmeras áreas industriais. É capaz de atender a demanda crescente de setores brasileiros como mineração e siderurgia, e ainda exigências regulatórias contra contaminação para a produção de fármacos, alimentos e soluções da biotecnologia
Há quase 40 anos no Brasil, a GEMÜ é líder mundial na fabricação de válvulas, sistemas de medição e controle que oferecem cuidado e precisão a diversos setores da indústria, como siderurgia, fertilizantes, setor automobilístico, petróleo & gás, farmacêutico, alimentos, cosméticos, biotecnologia, entre outros.
A partir de sua unidade brasileira, instalada em São José dos Pinhais (Região metropolitana de Curitiba, no Paraná), a GEMÜ oferece aos clientes da América Latina inúmeras versões de produtos e possibilidades de customização.
Suas válvulas são reconhecidas pela precisão e qualidade alemãs. A companhia acabou de receber, em janeiro, o prêmio internacional Wirtschafts Woche Global Market Leader. Esta é a quarta vez consecutiva que a Gemü é vencedora da categoria “válvulas e processos”.
Neste ano, traz ainda como novidade ao Brasil o sistema CONEXO, desenvolvido na Alemanha para oferecer rastreabilidade de válvulas e seus componentes na manutenção e monitoramento de plantas, tecnologia baseado em RFID (radiofrequência). Equipamentos de fornecedores terceiros também poderão ser integrados correspondentemente. Essa é uma das soluções lançadas pela startup
Inevvo Solutions, criada pela GEMÜ em 2018 para desenvolver soluções para a Indústria 4.0.
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