Otimização do processo de distribuição de agregado e

XXIII Encontro Nac. de Eng. de Produção - Ouro Preto, MG, Brasil, 21 a 24 de out de 2003

Otimização do processo de distribuição de agregado e emulsão no revestimento asfáltico em tratamento superficial Renato Bergamin Lodi (UVV) [email protected] Tatiana Lemos Barcellos (UVV) [email protected] Marcelo Moraes Neves (UVV) [email protected] Gesiane Silveira Pereira (UVV) [email protected]

Resumo Este trabalho apresenta a análise do método habitual de execução de revestimento asfáltico em tratamento superficial simples, que utiliza dois caminhões para a distribuição dos agregados e espargimento do material asfáltico, compara com o método mais moderno, que utiliza apenas um caminhão e então propõe soluções que possam tornar os resultados mais satisfatórios em termos de melhor desempenho de produtividade, custos e prazo de entrega ao contratado do serviço. Palavras chave: Pavimentação, Tratamento Superficial, Caminhões. 1. Introdução Com os avanços tecnológicos, com a concorrência do grande número de empresas de pavimentação que se instalam no Espírito Santo, as empresas do ramo da pavimentação que utilizam o método convencional de revestimento asfáltico em tratamento superficial simples procuram se adaptar à necessidade de efetuar o serviço no menor tempo possível e com menor custo. Além disso, o serviço de revestimento asfáltico em pavimentação tem-se mostrado uma melhor alternativa em relação aos outros tipos de revestimento por ser um método mais rápido e mais barato, tem a preferência na execução do serviço a empresa que se destacar em menor prazo de entrega, maior produtividade, em melhor tecnologia e custos mais baixos. 2. Definição do problema No processo habitual de execução de revestimento asfáltico em tratamento superficial simples, duplo ou triplo, são utilizados dois caminhões; um para espargir a emulsão asfáltica, que é uma mistura de asfalto e água, mantida estável por um produto chamado emulsificante, e outro para a distribuição do agregado mineral. Este processo antigo acarreta em perdas de produtividade (medida em quilômetros revestidos por dia), aumentado o prazo de entrega da obra, e em custos elevados de execução para a empresa que está prestando o serviço. O problema a ser analisado é referente apenas ao tratamento superficial simples. 3. O tratamento superficial Nesta etapa, definir-se-á cada tipo de tratamento superficial, do que são constituídos, como são aplicados, os custos, os equipamentos necessários e a mão-de-obra utilizada. 3.1. O tratamento superficial simples É um revestimento constituído de material asfáltico, no caso a emulsão RR 2C, e agregado mineral, no qual o agregado é colocado uniformemente sobre o material asfáltico, aplicado em uma só camada e submetido à operação de compressão e acabamento. Os equipamentos necessários para execução da obra: vassoura metálica, carro distribuidor do material betuminoso provido de dispositivos de aquecimento e de rodas pneumáticas, disposto de tacômetro, calibradores e termômetros e disposto de um espargidor manual, para o ENEGEP 2003

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tratamento de pequenas superfícies e correções localizadas; espargidor – caminhão-tanque equipado com barra espargidora e caneta distribuidora, bomba reguladora de pressão, tacômetro, termômetro e conta-giros da bomba de ligante, devem possuir dispositivos que permitam uma distribuição homogênea da quantidade de agregados fixada no projeto; rolo liso metálico. A mão-de-obra utilizada é de 04 motoristas e 02 operadores. A execução dos serviços segue uma série de recomendações, de acordo com as Especificações do DNIT (Departamento Nacional de Infra-estrutura em Transportes): -

Não será permitida a execução dos serviços durante os dias de chuva. O material betuminoso não deverá ser aplicado em superfícies molhadas.

-

Nenhum material betuminoso será aplicado quando a temperatura ambiente for inferior a 10° C.

-

As temperaturas de aplicação devem ser as que permitam a execução dentro da seguinte faixa de viscosidade: 20 a 100 SSF (Segundos-Saybolt Furol).

-

Antes de serem iniciadas as operações de execução do tratamento, proceder-se-á uma varredura da pista eliminando todas as partículas de pó.

-

Os materiais betuminosos são aplicados de uma só vez em toda a largura a ser tratada, ou, no máximo, em duas faixas. A aplicação será feita de modo a assegurar uma boa junção entre duas aplicações adjacentes. O distribuidor deve ser ajustado e operado de modo a distribuir o material uniformemente sobre a largura determinada. Depósitos excessivos de material betuminoso devem ser prontamente eliminados.

-

Imediatamente após a aplicação do material betuminoso, o agregado especificado deve ser uniformemente espalhado, na quantidade indicada no projeto. O espalhamento será realizado pelo equipamento especificado. Quando necessário, para garantir uma cobertura uniforme, a distribuição poderá ser complementada por processo manual adequado. Excesso de agregado deve ser removido antes da compressão.

-

A extensão do material betuminoso aplicado deve ficar condicionada à capacidade de cobertura imediata com agregado. No caso de paralisação súbita e imprevista do carrodistribuidor de agregados, o agregado será espalhado, manualmente, na superfície já coberta com o material asfáltico.

-

O agregado deve ser comprimido em sua largura total, o mais rápido possível, após a sua aplicação. A compressão deve ser interrompida antes do aparecimento de sinais de esmagamento de agregado.

3.2. O tratamento superficial duplo É um revestimento constituído de duas aplicações de material asfáltico, no caso, RR 2C cobertas, cada uma, por agregado mineral. A primeira aplicação de material asfáltico é feita diretamente sobre a base ou sobre o revestimento asfáltico e coberta imediatamente com agregado graúdo constituindo a primeira camada do tratamento. A segunda camada é semelhante à primeira, usando-se agregado miúdo. Os equipamentos necessários para execução da obra, a mão-de-obra necessária e as recomendações para execução do serviço são as mesmas para o tratamento superficial simples.

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3.3. O tratamento superficial triplo É um revestimento constituído de três aplicações de material asfáltico cobertas cada uma por agregado mineral. Os equipamentos necessários para execução, a mão-de-obra e as recomendações necessárias à execução do serviço são os mesmos para o tratamento superficial simples e duplo. 3.4. Definição de emulsão asfáltica RR 2C As emulsões asfálticas normalmente usadas em pavimentação são as catiônicas e prestam-se à execução de diversos tipos de serviços asfálticos de forma adequada, tanto técnica como economicamente. São dispersões de cimento asfáltico (material aglutinante de consistência variável, cor pardo-escura ou negra e no qual o constituinte predominante é o betume) em fase aquosa estabilizada com tensoativos, com ruptura variável, apresentando partículas carregadas positivamente. O tempo de ruptura depende, dentre outros fatores, da quantidade e tipo do agente emulsificante e a viscosidade depende principalmente da qualidade do ligante residual. A emulsão RR 2C apresenta alta viscosidade e teor de resíduo asfáltico de no mínimo 67%, tempo de ruptura rápida, viscosidade Saybolt Furol a 50° C entre 100 e 400 s. 4. Análise do problema O serviço executado está localizado em uma rua municipal de Vitória – ES, o material asfáltico utilizado, no caso a emulsão RR 2C, é proveniente da Fábrica de emulsões asfálticas de Betim – FASFBET, Minas Gerais, que é propriedade da Petrobrás Distribuidora S.A., o agregado mineral é proveniente de uma pedreira localizada também em uma cidade da Grande Vitória – ES e o serviço executado é realizado por uma empresa de pavimentação e terraplanagem de Vitória que é proprietária do caminhão espargidor de emulsão e distribuidor de agregado utilizados no serviço de revestimento asfáltico analisado. O problema será limitado à execução do tratamento superficial em si, ou seja, ao canteiro de obras, supondo uma pista de 1.000 m de comprimento por 7 m de largura com a base já concluída e a obra próxima à empresa prestadora do serviço. Os equipamentos utilizados são o Espargidor Standard EMR-400 com capacidade de 10.000 l de tanque e o caminhão com Distribuidor de Agregado EAR-800 com capacidade de 12,0 m3 de caçamba, ambos marca Romanelli, apresentados na figura 1. Foi excluído o uso de rolo pneumático liso nesta obra.

Figura 1 – Caminhões espargidor de emulsão EMR – 400 e distribuidor de agregado EAR - 800

O processo para execução deste serviço começa no transporte da emulsão RR 2C de Betim (FASFBET) até o tanque de armazenagem da obra, passando pelo transporte da emulsão pelo caminhão espargidor até o local de aplicação e pelo transporte de agregado da pedreira até o local do serviço, além da mobilização dos equipamentos necessários, tais como vassoura mecânica e rolo pneumático. ENEGEP 2003

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O serviço é executado de acordo com as normas do DNIT, especificadas no item 4. Não é de interesse deste trabalho a inclusão no problema a ser analisado do processo de fabricação do material asfáltico RR 2C e do agregado mineral ou o custo dessas operações, os quais serão apenas citados para nível de entendimento. O processo descrito acima é apresentado no fluxograma de processos da Figura 2, com os tempos médios adquiridos pela empresa contratada.

Figura 2 - Fluxograma de Processos

Conforme recomenda Barnes (2001), o processo será analisado através das ferramentas Diagrama de Causa e Efeito apresentado na Figura 3.

Mão-de-obra: Motoristas e operários despreparados para uso de máquina

Máquina: Excesso ou insuficiência de espargimento ou espalhamento de material; falha na varredura devido ao equipamento não ter dispositivo para controle

Método: Alta velocidade dos motoristas

Problema: Baixa Produtividade

Matéria-prima: Qualidade insuficiente de materiais utilizados

Meio ambiente: Chuvas, temperaturas baixas, umidade do ar alta

Medida: Motoristas não questionam se operários estão regulando abertura de válvula para descarregar material

Figura 3 – Diagrama de Causa e Efeito

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Analisando o diagrama de causa e efeito, observa-se a necessidade de se ter maior controle com a velocidade e com a máquina para serem obtidos melhores resultados no serviço. Notase também a importância de o equipamento ser provido de controlador de vazão e de velocidade para melhor controle da distribuição dos materiais. 5. Propostas de possíveis soluções Observando o desempenho do método habitual, com dois caminhões, são apresentadas as seguintes propostas de melhoria: -

Substituição no método habitual dos dois caminhões (Espargidor e Distribuidor) pelo uso de um caminhão Multidistribuidor apresentado na Figura 4;

-

Usar um caminhão com vassouras mecânicas na dianteira.

Como o objetivo deste trabalho é melhorar o desempenho da produtividade do método habitual de revestimento asfáltico em tratamento superficial simples, deve-se considerar a alternativa de se usar o caminhão Multidistribuidor de Agregado (MDR – 12) da empresa Romanelli com capacidade de 5.000 l de tanque térmico e 12,0 m3 de caçamba.

Figura 4 - Caminhão Multidistribuidor MDR-12

O fluxo de processo da alternativa proposta é apresentado na Figura 5, com os tempos médios cedidos pela empresa Romanelli.

Figura 5 - Fluxo de Processo do método que utiliza o caminhão Multidistribuidor

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6. Avaliação das alternativas De acordo com Barnes (2001), podem-se selecionar três soluções: 1. A solução ideal; 2. A preferida para uso imediato; 3. A que poderá ser utilizada no futuro sob um cenário diferente. 6.1. Avaliação econômica A tabela abaixo considera 01(um) mês de 21 dias úteis, 01(um) dia de trabalho de 8 horas com pausa de 1 h e empregados da empresa executora do serviço de pavimentação. Método

Número de equipamentos

Custo

Número de Operários

Convencional – 2 caminhões (EMR – 400 e EAR – 800)

4

R$ 750.000,00*

6

Multidistribuidor – 1 caminhão (MDR – 12)

3

R$ 850.000,00*

4

Custo R$ 95,23** R$ 66,67**

Fonte: (empresa Romanelli e empreiteira de Vitória - ES) * Valores estimados para aquisição dos caminhões EMR – 400 e EAR – 800 ou caminhão MDR - 12 ** Valores estimados com base no salário mínimo de outubro de 2002 de R$200,00 em Vitória - ES Quadro 1 - Comparativo de custo

6.2. Avaliação da produtividade A tabela abaixo considera um dia de 8h de trabalho e um canteiro de obras de 1 km de pista por 7 m de largura. Produtividade

Método

(distância/tempo)

2 caminhões (EMR – 400 e EAR – 800)

0,7 km / dia = 100 m/h

1 caminhão (MDR – 12)

1 km/dia = 142,86 m/h

1 caminhão com vassouras mecânicas na dianteira

A definir

Fonte: (Petrobras Distribuidora S.A.) Quadro 2 - Comparativo

De acordo com o quadro 1, a solução ideal para a empresa contratada seria a que utiliza o caminhão MDR-12, pois o investimento inicial com os equipamentos é compensado pelo custo com mão-de-obra. De acordo com o quadro 2, a solução ideal é a que utiliza também o caminhão MDR-12, pois a produtividade é 42,86 % maior que a da alternativa 1 que utiliza o método convencional. Apesar de a solução ideal ser a que utiliza o caminhão MDR – 12 tanto em custos como em produtividade, a solução preferida para uso imediato é a alternativa que utiliza o método convencional, pois há resistência por parte das empreiteiras em comprar o caminhão MDR-12 e substituir o método tradicional de tratamento superficial que é mais conhecido pelos órgãos contratantes. ENEGEP 2003

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A solução que poderá ser utilizada no futuro com um cenário diferente é a que utiliza um caminhão MDR-12 com vassouras mecânicas na dianteira, o que reduziria o tempo ocioso de espera pela limpeza da pista pelo caminhão vassoura. Porém, este caminhão ainda não saiu do projeto da empresa Romanelli. 7. Conclusões Como o caminhão MDR – 12 com vassouras mecânicas na dianteira ainda não existe, porém, há uma estimativa dos seus resultados, conclui-se que seria um bom investimento. No caso do caminhão Multidistribuidor MDR – 12, observa-se um aumento de produtividade de aproximadamente 43% em relação ao método que utiliza os caminhões EMR – 400 e EAR – 800 e o custo com mão-de-obra é menor, compensando o investimento em equipamentos e sendo uma ótima solução para uma empresa qualificada no mercado e que procure uma reengenharia de domínio no mercado de pavimentação. Todavia, o método convencional de revestimento asfáltico em pavimentação com o uso de um caminhão espargidor e um espalhador ainda continua sendo o método preferido pelo fato de o setor de pavimentação do estado do ES não receber grandes investimentos e das empresas deste setor no estado não terem maiores condições de investir em equipamentos de alto custo inicial e retorno de médio a longo prazo. 8. Referências BARNES, R.M. (2001). Estudo de Movimentos e Tempos – Projeto e Medida do Trabalho, Ed. Edgard Blucher, 7ª Edição. BATISTA, Cyro N. (1976). Pavimentação, Ed. Globo, 2ª Edição. AG. (1974). Construção de estradas e pavimentação, Gertum Carneiro Editora. DNIT –M.T (1997). Pavimentação – Tratamento Superficial, Norma Rodoviária. DNIT –M.T (1980) Curso intensivo de pavimentação rodoviária. BALBO, J.T. (1997) – Pavimentos Asfálticos / Patologias e Manutenção. Plêiade. São Paulo. IBP/ COMISSÃO DE ASFALTO (1999) – Informações básicas sobre materiais asfálticos. 6a. Edição revisada. Rio de Janeiro.

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