Ano: 2024

Sistematização Interna de Cálculo para Pegada de Carbono para Produtos e Processos | Pilo Sapata Ferroviária

RANDON SA IMPLEMENTOS E PARTICIPACOES

Categoria: Produtos ou Serviços

Aspectos Gerais da Prática:

Sabemos que a causa do aquecimento global é a intensificação do efeito estufa, e estes resultados já vêm impactando negativamente o meio ambiente, por meio de eventos climáticos extremos, como ondas de calor, secas severas, chuvas intensas, ciclones mais fortes, entre outros. Esses eventos geram desde ameaças físicas às pessoas, até grande desequilíbrio em diversos sistemas produtivos, como a agricultura e a geração de energia.

Neste cenário, nós, da Randoncorp, cientes do papel do setor frente a esse problema, assumimos o compromisso público de contribuir para o combate à mudança global do clima. Por meio de ações combinadas, que envolvem o uso de combustíveis e energia de origem limpa, adoção de tecnologias de baixo carbono, melhoria da eficiência energética e avanços na circularidade que nos possibilitem alcançar a nossa meta de reduzir em 40% as emissões de gases de efeito estufa (escopos 1 e 2), até 2030 (frente ao ano-base 2020).

Para apoiar toda a nossa trajetória de crescimento, contamos com uma estratégia de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I), que pressupõe investimentos em alta tecnologia e na qualificação técnica do nosso time, para que possamos transformar nossas pesquisas em inovações para o negócio.

Também compreendemos que nosso desenvolvimento precisa ser sustentável e com impacto positivo nas comunidades onde atuamos. Buscamos sempre melhorias em nossos produtos e processos, a fim de reduzir o impacto no meio ambiente.

Ao analisar o impacto ambiental da produção e do consumo, é possível utilizar metodologias como a avaliação do ciclo de vida (ACV), uma ferramenta que realiza análise de forma holística e integrada. Uma das métricas de ACV é a Pegada de Carbono, que quantifica as emissões de gases de efeito estufa (GEE) associada a um produto, processo ou serviço.

Relevância para o Negócio:

A Randoncorp é uma empresa global presente em mais de 120 países, listada no Nível 1 de Governança Corporativa da B3, e segue atenta às melhores práticas, acompanhando tendências de mercado e procedimentos reconhecidos mundialmente.

Buscamos, continuamente a qualidade contínua dos nossos produtos, serviços e processos, visando atender os nossos clientes com eficiência e sustentabilidade. Além da expectativa do mercado, através de clientes e investidores, procuramos estar alinhados e preparados para futuras legislações, como o Mercado de Carbono Brasileiro (PL 412/22) e também legislações globais.

Dentre os segmentos em que atuamos, encontra-se o setor ferroviário, que abrange um dos meios de transporte mais ecológicos e que está constantemente em busca de iniciativas importantes para descarbonizar suas operações e toda a cadeia de fornecimento. As operadoras brasileiras como Vale S.A, VLI, Rumo e MRS evidenciam este objetivo com sua ambição ESG.

A sapata de freio é um dos componentes de vagões e locomotivas que mais exigem substituição, impactando a operação ferroviária. Atenta a esta necessidade, a Frasle Mobility, unidade da Randoncorp, desenvolveu um produto com processo inovador, proporcionando inúmeros benefícios para o processo produtivo, para o cliente e a sociedade. O novo produto possui maior durabilidade, reduzindo significativamente a frequência de trocas, por consequência diminui custos e otimiza a operação além de contribuir para uma menor pegada de carbono.

A sapata ferroviária com a nova tecnologia foi lançada, pela Frasle Mobility, com nome comercial NAF/070, para atender vagões (exemplo GDT, 130t) e locomotivas (300t), e é considerada um material de alto atrito conforme classificação da AAR – M926*.

A fim de analisar o impacto da pegada de carbono neste novo produto, utilizou-se o cálculo que avalia a pegada de carbono. Esta metodologia tem como base a análise de GEE ao longo de todo o ciclo de vida do produto, desde a extração das matérias-primas, passando por todos os elos de sua cadeia produtiva, até o seu uso e descarte.

Aspectos Inovadores Relacionados a Prática:

A formulação de um material de atrito (considerado um compósito) é complexa e envolve a seleção cuidadosa de matérias-primas e a otimização de suas proporções para alcançar as propriedades desejadas. Os aditivos mais comumente usados na formulação são os aglomerantes (resinas fenólicas e elastômeros), fibras de reforço, abrasivos, lubrificantes, cargas e outros modificadores de atrito.

O principal objetivo é criar um material estável em níveis de atrito, taxa de desgaste e estabilidade térmica para atender as demandas específicas de cada aplicação destes materiais. Entre muitos aditivos atualmente disponíveis para materiais de atrito, a resina fenólica possui um papel crucial na determinação das características da fricção. No entanto, é importante reconhecer que sua origem derivada do petróleo e sua produção possuem um forte impacto ambiental que precisa ser considerado.

Neste novo desenvolvimento, resinas orgânicas foram substituídas por ligantes inorgânicos permitindo alterações no processo produtivo, que reduz o consumo energético, a utilização de novas matérias-primas e alterações no design da peça.

Para avaliar as vantagens do novo produto, foi realizado uma análise comparativa da pegada de carbono da sapata ferroviária convencional (resina fenólica) e da sapata com a nova tecnologia (ligante inorgânico). Essa avaliação considerou desde a extração de matérias-primas, passando por todos os elos de sua cadeia produtiva até o portão, de acordo com a ABNT ISO/TS 14067:2018.

A pegada de carbono é expressa em toneladas de dióxido de carbono equivalente (CO2e). O CO2e é uma unidade que agrega todos os gases de efeito estufa, levando em conta seu potencial de aquecimento global, assim, quanto maior o valor, maior impacto no meio ambiente.

Neste estudo, a metodologia de cálculo foi dividida em quatro principais etapas:
1. Definição do escopo do estudo: berço ao portão;
2. Identificação das fontes de emissão de GEE ao longo do ciclo de vida, considerando todas as etapas do processo conforme descrito abaixo:
Fluxo de processo considerado: Produção/extração de matérias-primas -> transporte de matérias-primas -> produção do material de atrito e ferragem (energia elétrica, combustíveis e refugo) -> processo de finalização -> fornecimento -> uso -> descarte final;
3. Quantificação das emissões, considerando cada fonte identificada através das bases de dados: Ecoinvent 3.8 (cut-off), Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), GHG Protocol Brasil e artigos científicos;
4. Atribuição das emissões a cada etapa, permitindo definir os principais processos que contribuem para as emissões, desta forma identificando oportunidades de redução.

Nota: A etapa de distribuição, uso e descarte final foram calculados com base em suposições. A inclusão destas etapas foi necessária devido aos diferentes desempenhos dos dois modelos em testes laboratoriais.

Contribuição da Prática para o Desempenho da Empresa:

Sabemos que a causa do aquecimento global é a intensificação do efeito estufa, e estes resultados já vêm impactando negativamente o meio ambiente, por meio de eventos climáticos extremos, como ondas de calor, secas severas, chuvas intensas, ciclones mais fortes, entre outros. Esses eventos geram desde ameaças físicas às pessoas, até grande desequilíbrio em diversos sistemas produtivos, como a agricultura e a geração de energia.

Neste cenário, nós, da Randoncorp, cientes do papel do setor frente a esse problema, assumimos o compromisso público de contribuir para o combate à mudança global do clima. Por meio de ações combinadas, que envolvem o uso de combustíveis e energia de origem limpa, adoção de tecnologias de baixo carbono, melhoria da eficiência energética e avanços na circularidade que nos possibilitem alcançar a nossa meta de reduzir em 40% as emissões de gases de efeito estufa (escopos 1 e 2), até 2030 (frente ao ano-base 2020).

Para apoiar toda a nossa trajetória de crescimento, contamos com uma estratégia de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I), que pressupõe investimentos em alta tecnologia e na qualificação técnica do nosso time, para que possamos transformar nossas pesquisas em inovações para o negócio.

Também compreendemos que nosso desenvolvimento precisa ser sustentável e com impacto positivo nas comunidades onde atuamos. Buscamos sempre melhorias em nossos produtos e processos, a fim de reduzir o impacto no meio ambiente.

Ao analisar o impacto ambiental da produção e do consumo, é possível utilizar metodologias como a avaliação do ciclo de vida (ACV), uma ferramenta que realiza análise de forma holística e integrada. Uma das métricas de ACV é a Pegada de Carbono, que quantifica as emissões de gases de efeito estufa (GEE) associada a um produto, processo ou serviço.

Resultados Sociais e Ambientais Obtidos com a Prática:

Com a aplicação da metodologia de cálculo foi possível observar que a sapata com a nova tecnologia apresentou uma redução de 43% KgCO2e nas emissões de carbono, em comparação com ao processo de produção convencional. Neste cálculo foi considerado a diferença de vida útil observada em laboratório.

Nota: O resultado foi calculado com base na vida útil (durabilidade) das duas sapatas determinada por testes em laboratório. A vida útil das sapatas pode variar de acordo com o uso e outros fatores.

A metodologia nos permitiu identificar as principais etapas que contribuíram para que a sapata de nova tecnologia apresentasse o melhor resultado de pegada e carbono, são elas:
• Substituição de matérias-primas à base de petróleo por materiais menos intensivos em carbono na formulação do material de fricção, contribuindo com 17% da redução total;
• Demanda de aço 15% menor para a fabricação da plaqueta de apoio;
• Redução de 57% no uso de gás natural no processo produtivo;
• Ganho de durabilidade (vida útil) de 19,59%.

A sapata de freio fabricada com a nova tecnologia, também apresentou em ensaios mecânicos menor desgaste. Este comportamento pode estar relacionado ao fato de o novo material ser menos compacto do que o convencional, perdendo menos material durante a frenagem. Com os resultados de desgaste obtidos, foi possível estimar que, para a mesma função, é necessária 1 sapata atual, mas apenas 0,84 de uma sapata nova.

É importante reforçar que os valores de durabilidade da sapata de freio apresentados foram determinados por testes de laboratório, os testes de campo estão sendo realizados a fim de gerar novos valores.

O resultado final do cálculo da pegada de carbono mostrou que a produção de uma sapata de freio convencional emite 10,94 kgCO2e, enquanto que a produção de uma nova sapata de freio emite 6,26 kgCO2e. Isso significa que a produção de uma nova sapata de freio evita a emissão de 4,7 kgCO2e.

As etapas de maior contribuição para a emissão de gases de efeito estufa são as etapas de produção do material de atrito e o processo de produção da ferragem, juntos representam mais de 80% das emissões totais.

Avaliando os resultados, se 10.000 unidades de novas sapatas de freio forem usadas por ano, haverá uma redução anual nas emissões de 46.000 kgCO2e, esta quantia é o equivalente a emissão anual de 46 automóveis.

Durante este trabalho, foi construída uma ferramenta que detalha todas as etapas do processo e possíveis alternativas de mudança: desde alterações na composição, peso, processo e até mesmo logística. Abaixo relacionamos essa funcionalidade:

• Calculo de emissões de GEE com diferentes parâmetros;
• Possibilita a comparação entre modelos de sapata;
• Permite visualizar resultados em dashboard interativo;
• Permite avaliar o cálculo da pegada de carbono para um cliente específico.

A ferramenta foi verificada por uma terceira parte, fundamentada nas diretrizes e recomendações da ISO 14040:2014, ISO 14044:2014 e ISO 14067:2023. Durante o processo, foram requeridos os documentos de apoio e ferramentas em si para análise das fórmulas e dados utilizados, a fim de verificar se as etapas da ACV estabelecida pelas normas supracitadas foram respeitadas.

Através de benchmarkings realizados durante o estudo, foi identificado que existem poucas publicações de estudos de pegada de carbono de componentes de freio, nos deixando na vanguarda em relação ao tema.

Gestão da Prática Relatada:

A liderança foi patrocinadora e acompanhou todas as etapas de entrega do projeto. Os gestores de diversas áreas da organização foram envolvidos, como: PD&I, Comercial, Engenharia de Processos, SSMA (Saúde, Segurança e Meio Ambiente), das unidades do Brasil e também do exterior, demonstrando a relevância do projeto para a estratégia do negócio.

O resultado final foi apresentado ao Comitê Executivo e, a partir disto, aprovado uma mudança na estruturação da área, de forma a transformar este projeto em um processo. Atualmente é a área de SSMA corporativa que conduz internamente o cálculo de pegada de carbono dos produtos da Randoncorp.

Possibilidade de Disseminação ou Replicação:

A tecnologia aplicada para a fabricação da nova sapata ferroviária está sendo viabilizada, através da unidade Frasle Mobility, também para outros produtos do portfólio, como pastilhas de freio para veículos comerciais e leves.

Além da replicação da tecnologia no processo produtivo, o cálculo da pegada de carbono está sendo realizado em mais três produtos que estão em andamento, desta vez com estrutura de software e especialista na área corporativa de SSMA.

A disseminação do conhecimento está sendo ampliada para as áreas de SSMA e Engenharias de todas as unidades da organização, para que a metodologia possa ser aplicada na etapa de desenvolvimento do produto e processo, garantindo assim a utilização de materiais com menor pegada de carbono.