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Título
Proposta de um modelo conceitual para avaliação da ecoeficiência em processos de aspersão térmica.
Orientador
Milton Vieira Junior
Autor
Maria Julia Xavier Belem
Palavra chave
Sustentabilidade. Ecoeficiência. Aspersão térmica. Revestimentos. AHP. DEA.
Grupo CNPQ
Programa
DR - ENGENHARIA DE PRODUÇÃO (PPGEP)
Área
ENGENHARIAS
Data da defesa
08/02/2023
Nº Downloads
73
Resumo
A aspersão térmica (AT) é um dos principais processos para a obtenção de revestimentos protetores. Porém, esse processo apresenta consumo de energia e geração de resíduos que devem ser avaliados a fim de se desenvolver estratégias sustentáveis de operações. Nesse contexto, pode-se aplicar a avaliação da ecoeficiência (EE) como uma estratégia ligada à sustentabilidade que relaciona a produção, expressa por valores econômicos, e o impacto ambiental ocasionado pelo consumo de materiais e pela geração de resíduos. A EE, uma vez integrada ao processo de AT, passa a ser uma forma de avaliar o processo em estudo, tanto em relação a sua condição ambiental como a econômica. Diante do exposto, identificouse a lacuna deste estudo, a falta de um modelo de EE para avaliar os processos de AT no que tange aspectos relacionados com a sustentabilidade. Assim, o objetivo geral deste trabalho foi desenvolver um modelo conceitual de avaliação de EE dos processos de aspersão térmica, que tenha como parâmetros indicadores ambientais e econômicos resultantes do processo. Para atingir o objetivo, a metodologia desta pesquisa foi dividida em três fases: i. Identificação dos Modelos de EE - por meio da Revisão Sistemática da Literatura, visando a identificação dos indicadores de ecoeficiência; fase ii. Desenvolvimento do modelo de EE - iniciando com aplicação do método Analytic Hierarchy Process (AHP), para selecionar os indicadores mais alinhados com o processo de AT, finalizando essa fase com a construção do modelo de avaliação da EE e definição do limite do sistema; e, por fim, a fase iii, Aplicação do modelo de EE para AT, realizando a coleta de dados para os inputs e outputs envolvidos nos processos de AT de uma empresa que se utiliza desse processo. Para tanto, foi realizada a aplicação do modelo, de modo não paramétrico, a análise envoltória de dados (DEA), e a análise da EE para os processos de aspersão. Foram coletados os dados dos indicadores de EE para 33 combinações de processos de aspersão (aqui chamados DMUs), variando em três tipos (HVOF, Arc spray e Flame spray). Esses dados foram coletados junto uma empresa que atua exclusivamente na aplicação de revestimentos por AT. Das 33 DMUs analisadas, 14 foram consideradas ecoeficientes. Na análise de benchmarking, foram analisadas como cada uma dessas DMUs que são benchmarks podem servir de referência para as 19 DMUs que não se mostraram ecoeficientes. Ainda, foram obtidos como resultados, as folgas que representam as oportunidades de melhoria para cada indicador analisado das 19 DMUs que devem ser otimizadas para se tornarem ecoeficientes. Por fim, este estudo focou em mostrar que uma análise de EE dos processos de AT, considerando a relação ótima entre inputs e outputs, bem como possíveis otimizações operacionais dos processos de aspersão investigados, é uma oportunidade para assegurar que as indústrias se tornem, cada vez mais, conscientes dos impactos ambientais relacionados com os aspectos econômicos que as suas operações causam.
Abstract
Thermal spraying (TS) is one of the main processes for obtaining protective coatings. However, this process presents energy consumption and waste generation that must be evaluated to develop sustainable strategies for operations. In this context, one can apply eco-efficiency evaluation (EE) as a sustainability strategy that relates production, expressed by economic values, and the environmental impact caused by material consumption and waste generation. EE, once integrated into the TS process, becomes a way to evaluate the process under study, both in relation to its environmental and economic condition. Given the above, the gap in this study was identified, the lack of an EE model to evaluate TS processes regarding aspects related to sustainability. Thus, the general objective of this work was to develop a conceptual model for evaluating the EE of thermal spray processes, which has as parameters environmental and economic indicators resulting from the process. To achieve the objective, the methodology of this research was divided into three phases: i. Identification of EE models - through a Systematic Literature Review, aiming at the identification of ecoefficiency indicators; phase ii. Development of the EE model - beginning with the application of the Analytic Hierarchy Process (AHP) method, to select the indicators most aligned with the TS process, finalizing this phase with the construction of the EE evaluation model and definition of the system boundary; and finally, phase iii, Application of the EE model for TS, carrying out data collection for the inputs and outputs involved in the TS processes of a company that uses this process. To do so, the model was applied, in a non-parametric way, using data envelopment analysis (DEA), and the EE analysis for the aspersion processes. EE indicator data were collected for 33 combinations of spraying processes (here called DMUs), varying in three types (HVOF, Arc spray and Flame spray). These data were collected from a company engaged exclusively in the application of TS coatings. Of the 33 DMUs analyzed, 14 were considered eco-efficient. In the benchmarking analysis, we analyzed how each of these DMUs that are benchmarks can serve as a reference for the 19 DMUs that were not eco-efficient. Also, the results obtained were the gaps that represent the opportunities for improvement for each indicator analyzed for the 19 DMUs that should be optimized to become eco-efficient. Finally, this study focused on showing that an EE analysis of TS processes, considering the optimal relationship between inputs and outputs, as well as possible operational optimizations of the investigated sprinkler processes, is an opportunity to ensure that industries become increasingly aware of the environmental impacts related to the economic aspects that their operations cause.
