Engenharia e Análise de Valor para aplicação em aquecedor solar

Gabriel RuschelCilione Santor

Leandro Cantorski da Rosa

Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria, RS, Brasil.

Introdução

• Produto com potencial competitivo no mercado;

• Engenharia e Análise de valor: técnicas para minizar custo;

• Energias renováveis;

• Coletor solar;

Objetivo

O objetivo do presente trabalho é aplicar

Engenharia e Análise do Valor (EAV) em um

componente do sistema residencial para

aquecimento de água com energia solar através

do estudo desta metodologia e detalhamento do

sistema.

Objetivos específicos

- Estudar a metodologia EAV;

- Detalhar o sistema para aquecimento de água com

energia solar;

- Aplicação da metodologia EAV a um ou mais

componentes do sistema.

Engenharia e Análise de Valor - EAV

• EAV procura olhar para um produto do ponto de vista

das funções que este executa.

• Idéia essencial na EAV – Simplificar pode ser muitas

vezes a melhor solução.

• Reduzir custos e originar novas idéias no processo de

desenvolvimento de produtos;

• Funções do produto:

- De uso – desempenho técnico do produto;

- De estima – comercialização do produto;

Esta metodologia se desenvolve através do uso de um

plano de trabalho, o qual sistematiza em etapas o

processo EAV.

Pla

no d

e tr

abal

hoEtapas Finalidade Passos

Preparação Medidas preparatórias

Escolher o produto

Determinar o objetivo

Compor o grupo de trabalho

Planejar as atividades

Informação Conhecer a situação atualObter as informações e os custos

Descrever as funções

Análise Examinar a situação atual

Analisar as funções

Determinar funções críticas

Enunciar problemas

Criatividade Obter idéias Obter idéias / Agrupar idéias

Desenvolvimento Formular proposições

Viabilizar tecnicamente

Viabilizar economicamente /

Decidir

ImplementaçãoApresentar e implantar

a solução proposta

Apresentar a proposta

Planejar a implantação

Implantar a alternativa

Acompanhar a implantaçãoFonte: Adaptado de Pereira Filho (1994).

Sis

tem

a de

aqu

ecim

ento

sol

ar

Fonte: Revista Sol Brasil (2011).

Metodologia• Pesquisa exploratória;

• Estudo de caso – coleta de dados;

• Atividades de acordo com o plano de trabalho da EAV.

Resultados

Para o estudo de aplicação EAV no sistema de aquecimento solar

foram realizadas as mais importantes fases da EAV.

Escolha do coletor solar como objeto de estudo:

- Apresenta número significativo de componentes, o que propícia

maior número de funções para análise - maior chance de sucesso;

- É a parte fundamental do sistema, sendo responsável por absorver

a energia solar e transmiti-la para a água;

- É o componente de maior custo do sistema.

Téc

nica

de

Aná

lise

Fun

cion

al d

o S

iste

ma

- F

AS

T

Trocar Calor

Prender Vidro

Formar Tampa

Dar Resistência

Possibilitar Efeito Estufa

Prover Estanquei-

dade

Garantir Fluxo

Canalizar Fluxo

Resistir a Pressão

Isolar Termica-

mente

Formar Caixa

Vedar Caixa

Como? Por quê?

Fechar Caixa

Relacionar funções e detalhar a estrutura do produto

Levantamento dos custos

Chapa em Inox 304 0,8 mm 64,10%

Tubos em Inox 304 7/8 X 1,2 mm 2,05%Perfil em Alumínio 7,14%Cantoneira em Alumínio 4,89%

Chapa Lisa em Alumínio 1 mm 8,21%Placa de Poliuretano 20 mm 3,90%Vidro 4 mm 8,82%Tinta Preta 0,89%Tinta Preta 0,89%

Recursos necessários para cada componente

Apr

esen

taçã

o da

s fu

nçõe

s

Verbo Substantivo Função Básica Secund.

Chapa Inox Inox 304 Trocar Calor A B Estampa 1 - Garantir Fluxo B S Estampa 2 - Canalizar Fluxo C S Solda Eletrofusão - Manter Forma D S Solda TIG - Prover Estanqueidade E STubo Inox 304 Canalizar Fluxo C B Solda TIG - Prover Estanqueidade E SVidro Vidro 4 mm Possibilitar Efeito Estufa F B

Vedar Caixa G SPerfil Lateral Alumínio Estruturar Caixa H B Solda TIG - Dar Resistência I S - Vedar Caixa G SCantoneira Alumínio Estruturar Tampa J B

- Prender Vidro K S Solda TIG - Dar Resistência I SChapa Alumínio Alumínio Fechar Caixa L B

- Vedar Caixa G SPlaca PU Poliuretano Isolar Termicamente M B

Item Especificação Funções Identificadas

Rec

urso

s co

nsum

idos

por

cad

a fu

nção

FunçãoVerbo Substantivo Custo

em %A Trocar Calor 46,2%B Garantir Fluxo 3,1%C Canalizar Fluxo 2,9%D Manter Forma 6,2%E Prover Estanqueidade 8,2%F Possibilitar Efeito Estufa 8,2%G Vedar Caixa 2,3%H Estruturar Caixa 5,7%I Dar Resistência 1,5%J Estruturar Tampa 3,4%K Prender Vidro 0,8%L Fechar Caixa 7,5%M Isolar Termicamente 3,9%

• Para enunciar os problemas, decidiu-se atacar a função A

(trocar calor) por ser a função com maior probabilidade de

sucesso pois consome 46% dos recursos e representa

apenas 20% das necessidades.

• A função B (garantir fluxo), embora consuma poucos

recursos, também foi atacada, pois a forma como a

estampa é executada, está diretamente ligada à função

trocar calor.

Modificações sugeridas• Substituir a estampagem para formação das nervuras nas

chapas superiores e inferiores por sete tiras de aço inox 304 (espaçadores).

• Os espaçadores são fixados nas posições das nervuras numa das chapas usando-se solda TIG.

• Eliminando as nervuras estampadas pode-se reduzir as espessura da chapa superior e inferior de 0,8 mm para 0,56 mm.

• A alteração proposta reduz o peso da placa coletora de 13,47 kg para 10,48 kg.

Chapa atual

Modelo sugerido

Avaliação econômica preliminar

ComponenteSugestão de

mudançaInvestimen

to (R$) Impacto (aço inox/ peça)

Nervuras Substituir por sete tiras de inox 304 de dimensão ,18x5x 1084 mm

Não houve

Aumento de 0,89 kg

Chapa superior e inferior

Diminuir espessura das chapas de 0,8 mm para 0,56 mm

Não houveRedução de

3,88 kg

Total 0Redução de

2,99 kg

Como a redução no consumo em três quilogramas de aço inox 304, haverá uma redução de R$ 39,91 por coletor produzido.

Considerações Finais

Através do estudo da metodologia Engenharia e Análise de

Valor, percebe-se que pode ser utilizada nos mais variados

campos para auxiliar as empresas a alcançar objetivos como,

agregar valor ao produto, aumento de qualidade, melhorar a

funcionalidade, incentivar a criatividade, além de proporcionar a

redução de custo.

A EAV pode ser utilizada combinada com outras metodologias.

Considerações Finais

Seguiu-se o plano de trabalho, sendo determinadas as funções

criticas do equipamento, obtendo como resultado redução no custo de

produção do coletor solar.

As ações propostas são de fácil aplicação na manufatura, mas

a visualização destas só foi possível com uma visão funcional do

produto.

Aplicando as modificações propostas espera-se obter uma

economia no custo de produção de aproximadamente R$ 39,91 por

coletor solar fechado produzido.

Referências CARVALHO, G. L.; MASSARANI, M. Proposta de um método de projeto de próteses de membros superiores com a utilização da engenharia e análise do valor. São Paulo: USP, 2004. 12 p. (Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP, Departamento de Engenharia Mecânica).

 a

CHIAROT, C. Aplicação das técnicas de Metodologia do Valor no processo administrativo de montagem de equipamentos. 2008, 70 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Engenharia Automotiva) Escola Politécnica da Universidade de São Paulo – São Paulo, 2008.

a

CSILLAG, J. M. Análise do valor: metodologia do valor: engenharia do valor, gerenciamento do valor, redução de custos, racionalização administrativa, 4.ª ed. São Paulo: Atlas, 1995, 303p.

 a

DASOL. Departamento nacional de aquecimento solar da Associação Brasileira de Refrigeração Ar, Condicionado, ventilação e aquecimento (ABRAVA) - São Paulo, 2010. Disponível em < http://www.dasolabrava.org.br/ informacoes/principio-de-funcionamento/>. Acesso em: 06 jun. 2010.

 a

FARRET, F. A. Aproveitamento de pequenas fontes de energia elétrica. 2ª ed. Santa Maria: Editora da UFSM, 2010. 242p.

 a

HAIR, J. F. P. J.; BABIN, B.; MONEY, A. H.; SOMOUEL, P. Fundamentos de métodos de pesquisa em administração. São Paulo: Bookman, 2005.

 a

IBUSUKI, U.; KAMINSKI, P. C. Product development process with focus on value engineering and target-costing: A case study in an automotive company. International Journal of Production Economics, v. 105, n. 2, p. 459-474, Fev. 2007.

MARQUES, P.; SARAIVA, P.M; REQUEIJO, J.G.; GUERREIRO, F.F. Inovação nos sistemas técnicos através de um método integrado de decomposição centrado na criação de valor. In: 8º Congresso iberoamericano de engenharia mecânica MECANICA. Cusco, 23 a 25 de Outubro de 2007.

  a

PALZ, W. Energia Solar e Fontes Alternativas. São Paulo: Hemus, 1995. 358p.  a  

PEREIRA FILHO, R. R. Análise do valor: processo de melhoria contínua. São Paulo: Nobel, 1994, 186p.  a  

REVISTA SOL BRASIL. São Paulo: Departamento nacional de aquecimento solar (DASOL) da Associação Brasileira de Refrigeração Ar, Condicionado, ventilação e aquecimento (ABRAVA), n. 6, maio de 2011.

  a

RUIZ, J. A. Engenharia de Valor na construção de edifícios: Simulação de aplicações. 2011, 139 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) –Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2011.

 a

SANTANA, A. Engenharia do valor associada ao DFMEA no desenvolvimento do produto. 2006.104f. Trabalho de conclusão de curso (mestrado profissionalizante em engenharia automotiva) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006.

  a

SCHRÖDER, R. P. Análise do Valor na Conformação do Tailored Blank: Um estudo de caso na indústria automobilística. 2004.107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2004.

  a

SILVA, D. O. ; Estudo da eficiência térmica do Aquecedor solar Intecsol. 2010. 90 f. Trabalho de Conclusão de curso (Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS, 2010.

  a

ZHANG, X.; MAO, X.; ABOURIZK, M. S. Developing a knowledge management system for improved value engineering practices in the construction industry. Automation in Construction, v. 18, n. 6, p. 777-789, Out.2009.