• local da instalação (risco potencial);
• fluido letal, inflamáveis, tóxicos e explosivos; • pressões e temperaturas elevadas;
• vida útil; • ciclo de vida. 7. OUTROS: • coeficiente de atrito; • condutibilidade térmica; • resistência a abrasão; • soldagem dissimilar.
As atividades da ASM podem ser executadas tendo outros objetivos, cada um caracterizado e/ou complementado pelos requisitos especificados anteriormente. Assim, a lista abaixo apresenta esses outros aspectos:
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Para a ASM, a interdisciplinaridade e interatividade são claramente exigidas. O processo compreende, com base em ASSUNÇÃO (1999, p.144), em um “guia”. Com esse guia, pretende-se organizar o raciocínio da seleção, bem como, permitir ao projetista fazer suas próprias opções entre as infinitas possibilidades de design.
Neste trabalho, as questões referentes à ASM tomarão por referência o método proposto por ASHBY (CD-ROM. 2000). Entretanto, existem outros métodos para a seleção, porém, muito próximos. Genericamente, o método de ASHBY (apud. ASSUNÇÃO, 1999) compreende um banco eletrônico de dados com propriedades dos diversos materiais e estudos de caso. Este software (armazenado em programas de computador) permite ao projetista uma visualização e um equilíbrio entre as necessidades do mercado e as possibilidades da indústria.
O processo consiste em uma comparação de atributos requeridos pelo projeto com os oferecidos pelos materiais e processos disponíveis. Pode-se dizer que o processo de seleção inicia com uma abordagem macroscópica e finaliza com uma abordagem microscópica.
A primeira fase da ASM compreende a etapa de “eliminação”. Esta é feita através da comparação dos requisitos do projeto (dados numéricos mecânicos e econômicos). No software, uma das intenções é arquivar e disponibilizar (com possibilidade de infinitas combinações) todos os dados obtidos através de livros, folhetos, catálogos técnicos, podendo ser consultados de uma só vez e em apenas um lugar.
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A compilação e ordenamento das propriedades dos materiais, contidas no banco de dados, podem ter maior ou menor complexidade, indo de simples tabelas a até sistemas de busca com programas especializados. O resultado da busca é uma representação gráfica (Figura, 2.21) disposta em um sistema de coordenadas ortogonais X e Y. Estas podem ser identificadas com propriedades, criando-se, assim, os denominados Mapas das Propriedades dos Materiais (MPM), que permitem uma rápida comparação dos prováveis materiais.
Figura, 2.21 – Imagem de um dos gráficos proposto por ASHBY (2000). Para que haja abrangência nas possibilidades de materiais e processos, faz-se necessário, na fase de eliminação, que esteja armazenado
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Definida o reino, a família e as classes dos materiais (Figura 2.22), em uma primeira fase, deve-se passar para critérios mais específicos, relativos só aos grupos de materiais selecionados. Ressalta-se que as dificuldades elevam com o passar das fases de seleção devido às suas especificidades. Para tal, faz-se necessário que os dados, do sistema eletrônico, estejam atualizados e corretos. Pois, um dado incorreto ou a falta do mesmo poderá gerar um erro de seleção. Assim, caso não haja determinado dado, deve-se estimá-lo. Este artifício permite que este material seja comparado aos demais e não excluído. No processo de atualização, o preço compreende uma variável relevante. Este deve ser verificado no local (dentro das expectativas de fornecimento) e no momento da seleção (período para implantação do projeto).
Para uma segunda etapa, a de informações complementares, são necessários dados ainda mais precisos. Uma vez definidas as melhores opções de materiais, os custos deverão ser conferidos juntamente com: localização; disponibilidade; fornecedores; processos, etc.
Figura, 2.22 – Sistema evolutivo das etapas do método ASM tomando por base os conceitos de ASHBY.
Fonte: adaptação, ASSUNÇÃO, Rogério Braga. Op. Cit. 1999.
Reino Família Classes e Tipos de
membros Atributos dos materiais Materiais Cerâmicas Vidros Metais Polímeros Elastômeros Compósitos Aço Ligas de Cu Ligas de Al Ligas de Ti Ligas de Ni Ligas de Zn Densidade Custos Resistência Máxima temperatura de serviço Condutividade térmica Resistência elétrica Conformabilidade Formas disponíveis 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
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Por maior que seja o conhecimento do projetista (especialmente designers), deve-se verificar junto a fornecedores, fabricantes, vendedores, entre outros, características mais específicas dos materiais selecionados ou em fase de seleção. Visitar unidades, se possível, de processamento do material, e fabricantes que utilizam o mesmo material ou similar, contribui para o desenvolvimento do conceito e definição das soluções do produto.
Para aprofundar mais na ASM, uma série de considerações são apresentadas, (apud. ASSUNÇÃO, 1999), CALLISTER propõe que, cada vez mais os benefícios tecnológicos tendem a ser global, enquanto que os custos dos impactos ambientais tendem a permanecer fortemente localizado: não só nos locais de extrações e beneficiamento, mas também nos locais de utilização final ou de descarte do material. Isso implica em maior atenção quanto às características ambientais do projeto e o seu ciclo de vida.
DIETER (apud. ASSUNÇÃO, 1999, p.178), organiza a ASM da seguinte forma:
• análise dos requerimentos para materiais – determine as condições em serviço, inclusive do ambiente, e traduza em termos de possibilidades de materiais necessários;
• eliminação de materiais e processos candidatos – compare as propriedades necessárias com a maior base de dados de materiais possível, selecione os materiais mais prováveis para atender aos requerimentos determinados. O
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• seleção de materiais candidatos – analise os materiais abordando performance/ custo/aplicabilidade/disponibilidade. Na comparação de materiais, verifique a possibilidade de alterar o projeto (que também ainda é apenas uma proposta) para agregar alguns materiais. No final dessa fase deve-se ter alguns bons “casamentos” de possibilidades de materiais ligados a possibilidades de design;
• desenvolvimento de informações de design – determine as propriedades chave dos materiais candidatos e compare-as com as possibilidades de design (estimando as respectivas performances dos candidatos face aos requerimentos). Nesta fase determina-se o melhor conceito de design associado ao melhor material e do melhor processamento. Esta fase dura enquanto se procede melhoramentos no projeto, mas pode ser necessário retornar ao esquema de seleção, caso o projeto sofra modificações posteriores (durante fabricação, instalação, modificação após a venda, etc.). Pode-se desenvolver análises específicas: custos/performances; classificação de índices especiais (design/materiais); análises de valor; análise de falhas; análise de custo/benefício, análise do ciclo de vida, etc.
Os custos representam um dos principais fatores na ASM. Para DIETER (apud. ASSUNÇÃO, 1999, p.157), devido à crescente automatização industrial e evolução dos materiais, o custo mostra-se cada vez mais presente no valor do produto. O mesmo autor relata que os materiais representam em média 50,0% do custo final do produto. Na indústria automobilística, os materiais eqüivalem a 70,0% do custo do produto. Já na indústria naval, os custos dos materiais representam 45,0% do custo final do produto.
Segundo CALLISTER (2002, p.329), “a capacidade de processamento ou a facilidade com que o componente é fabricado também podem desempenhar um papel importante no processo de seleção”.
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Assim, CALLISTER (2002, p.329) ressalta que, “na prática da engenharia existem outros critérios importantes que também devem ser considerados no desenvolvimento de um projeto de produto comercializáveis. Alguns desses critérios são de natureza econômica e, em um certo grau, não estão relacionados a princípios científicos e à prática da engenharia, mas ainda assim são significativos para que um produto seja comercialmente competitivo. Outros critérios que devem ser abordados envolvem as questões ambientais, descarte, reciclagem, energia, etc.”
Tomando por reverência CALLISTER (apud. ASSUNÇÃO, 1999, p.158), a ASM com enfoque econômico compreende no seguinte:
• Projeto do componente – a complexidade do detalhamento dos componentes, leva a ASM a se subordinar principalmente à função de apenas um componente de cada vez. O projetista deve tem em mente que um componente sofre interferências de um conjunto, devendo ser tratado, sempre que possível, como um sistema;
• Materiais – a combinação mais adequada das propriedades dos materiais sob o menor custo possível, não restringindo à apenas o custo final, é um dos objetivos da seleção. É preciso considerar os custos com: transporte; armazenamento; processamento e pré-montagem; resíduos; desperdícios; manutenção; produção em escala; manutenção em serviço; reposição e renovação, entre outros;
• Processamento – neste critério, dois pontos são primordiais – o material e o projeto da peça – que estão diretamente ligados ao processo de fabricação.
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É muito importante acrescentar os custos com a montagem e empacotamento, caso o componente componha um sistema. Deve-se acrescer ainda: benefícios a trabalhadores; P&D; supervisão; gerência; imóveis; propriedades; alugueis; seguro; etc.
Outras considerações muito importantes fazem-se com relação aos fatores ambientais (apresentado de forma abrangente no início deste capítulo – “as principais questões ambientais e as alternativas da indústria automobilística”) e os fatores sociais.
A seguir, será apresentado a Análise do Ciclo de Vida dos Produtos, metodologia que auxiliada pela ASM permitirá progressos consideráveis à indústria, e especialmente à sociedade, no cumprimento das demandas mercadológicas e ambientais.
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