Eine ideale und fehlerfreie Oberfläche ist absolut plan, selbst künstlich ist sie mit modernster Fertigungstechnik nicht herstellbar. Im Vergleich zu dieser theoretischen Idealoberfläche zeichnen sich insbesondere natürliche Stoffe wie Holz oder auch Holzwerkstoffe durch vielfältige Gestaltsabweichungen aus (Rauhigkeit, Welligkeit, Form). Zu den wichtigsten Kenngrößen zur Charakterisierung der Oberflächeneigenschaften von Holzwerkstoffen gehört die Oberflächen-Rauhigkeit. Hohe Oberflächen-Rauhigkeiten von Rohplatten können sich auf die Beschichtungsqualität negativ auswirken. Insbesondere kann sich durch Beschichtung sehr rauher Rohplatten mit dünnen Beschichtungsmaterialien die Oberflächentextur der Rohplatte durch die Folie abzeichnen, was letztendlich zu Reklamationen seitens der Kunden führen würde. Andererseits bietet eine zu glatte Oberfläche womöglich zu wenige Haftungspunkte für eine Beschichtung mit Folien bzw. für die Haftung von Farben und Lacken.Der Grad der Oberflächen-Rauhigkeit von Holzwerkstoffen ist von mehreren Faktoren abhängig. Zu den wichtigsten zählen die Eigenschaften des eingesetzten Rohstoffs (Holzart, Spanfraktion und Spangeometrie bei Spanplatten, Faserfraktion bei mitteldichten Faserplatten (MDF)), die Herstellungsbedingungen beim Pressen der Platten (Feuchtegehalt beim Pressen, Bindemittelart und -menge, Presszeit) sowie die verwendete Körnung beim Schleifen der Platten.Die gebräuchlichste Methode zur Charakterisierung der Rauhigkeit von Oberflächen wie Metallen, Holz und Holzwerkstoffen ist das sog. Tastschnittverfahren (Kontaktverfahren) gemäß DIN 4768. Nachteilig an diesem Verfahren ist der relativ hohe Zeitaufwand zur Durchführung der Messungen, sowie die relativ eingeschränkte Aussagekraft des Verfahrens, da von nur jeweils einer geringen Anzahl kurzer Tastschnittstrecken auf der Werkstoffoberfläche auf das gesamte Oberflächenprofil (Gesamtfläche) des zu prüfenden Werkstoffes geschlossen wird.Es überrascht deshalb nicht, dass in den vergangenen Jahrzehnten viel Forschungsarbeit auf dem Gebiet der Entwicklung alternativer und effizienterer optischer Messverfahren (Bildanalyseverfahren) geleistet wurde. Mit Hilfe optischer Messverfahren kann die Oberflächestruktur von Prüfkörpern bestimmt und charakterisiert werden. Das Messprinzip beruht darauf, dass von einer Lichtquelle aus gebündeltes Licht mit einem definierten Winkel auf eine Werkstoffoberfläche gestrahlt wird. Das Licht wird in Abhängigkeit von der Textur der Oberfläche (Oberflächen-Rauhigkeit) mehr oder weniger stark gestreut bzw. abgelenkt und von einem Lichtdetektor einer analogen Kamera teilweise wieder aufgefangen. Der Grad der Lichtstreuung ist eine Funktion der Oberflächen-Rauhigkeit des zu prüfenden Werkstoffs. Das von der Oberfläche reflektierte Licht wird in Videosignale (Grauwerte) digital konvertiert und statistisch ausgewertet. Optische Messmethoden haben u. a. den Vorteil, dass sie Messzeit ersparen, Material schonend arbeiten, sowie große Datenmengen bezogen auf eine relativ große Untersuchungsfläche liefern.

O conceito de Green Manufacturing (GM) se remete à manufatura ambientalmente sustentável de produtos. As pesquisas envolvendo GM tem se intensificado nos últimos anos, com destaque para a utilização da técnica de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Contudo, a adoção prática da GM pelas indústrias de manufatura ainda esbarra em diversas limitações. Entre as barreiras gerenciais, diversos autores destacam que o uso isolado da ACV e de outras técnicas e ferramentas muitas vezes se mostra limitado em prol de uma adequada promoção da GM no ambiente fabril. Assim, visando superar este tipo de barreira, a presente tese de doutorado foi proposta. Seu objetivo foi o de desenvolver e testar um novo procedimento de GM para a avaliação e o monitoramento ambiental de processos de manufatura. Para isso, uma pesquisa bibliográfica foi realizada, onde ao todo 333 artigos foram selecionados e analisados, e diversas limitações foram identificadas nos mesmos, as quais serviram de base para o desenvolvimento do novo procedimento de GM desta tese. Como resultado, o procedimento desenvolvido foi organizado em dez etapas distintas, todas distribuídas em três macroetapas: pré-avaliação, avaliação e monitoramento ambiental, e pós-avaliação. Sobre o teste prático do procedimento, foram realizados dois estudos de caso: 1) uma empresa fabricante de painéis de madeira aglomerada para uso na produção de móveis residenciais e comerciais; e 2) uma empresa produtora de válvulas para uso em motores de veículos automotivos. O estudo 1) mostrou que o processo de prensagem à quente dos painéis foi destaque, especialmente devido ao consumo de eletricidade e as emissões ao ar de formaldeído livre geradas pelo processo. A prensagem à quente apresentou potencial para afetar não somente os impactos do processo de fabricação, mas também os impactos a montante e a jusante da manufatura. Já no estudo 2), foi destaque o processo de retificação centerless da haste das válvulas, devido ao consumo de eletricidade e de fluido de corte na retificação. O processo de retificação das válvulas não se mostrou capaz de influenciar significativamente os impactos de outras etapas do ciclo de vida do produto (e.g., uso, pós-uso). Finalmente, a partir dos resultados do seu teste prático, três versões simplificadas foram propostas para o procedimento de GM originalmente desenvolvido. Tais versões simplificadas se mostraram vantajosas, pois permitem uma melhor aplicabilidade do procedimento de GM no ambiente fabril. / Green manufacturing (GM) is the environmental benign manufacturing of products with a minimal negative impact on the natural environment. Research studies on GM have been increased in the last years with particular focus on the application of Life Cycle Assessment (LCA). However, the manufacturing industry still faces some barriers and challenges that hinder the application of green manufacturing in practice. Regarding to managerial barriers, many authors highlight that the isolated use of LCA and other tools/techniques are limited in view of supporting the promotion of an effective implementation of GM at the shop floor area. Thus, this thesis was proposed to overcome part of such gaps. The present study was aimed at developing and testing a new GM methodological framework to environmentally evaluate and monitor manufacturing processes. For this, the GM methodological framework was based on a bibliographical research, where 333 articles were found and systematically analyzed. As result, the GM methodological framework was organized into ten different steps, and three main phases: pre-assessment, environmental assessment and monitoring, and post-assessment. Concerning the practical testing of the GM methodological framework, two case studies were carried out: 1) the production of medium density particleboards for consumption by the residential and commercial wood furniture sector; and 2) the production of exhaust valves for using by automotive vehicles. Case study 1) highlighted the hot pressing process of wood-based panels, due to the consumption of electricity and the local airborne emissions of free formaldehyde. The hot pressing process showed potential to affect not only into the manufacturing environmental impacts, but also into the upstream and downstream life cycle stages. Case study 2) pointed out the centerless grinding machining of the stem of automotive valves, due to the electricity and cutting fluid consumption. However, the grinding machining process was not effective to influence into the environmental impacts of other product\'s life cycle stages (e.g., use, post-use). Based on the case studies results, it was proposed three simplified versions of the original GM methodological framework in order to improve its applicability into manufacturing industries.

Neste trabalho foi realizada a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) da produção do painel MDP (medium density particleboard), feito de partículas de madeira e adesivo sintético, largamente empregado na indústria moveleira, sendo o painel de madeira mais produzido e consumido no mundo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o ciclo de vida produtivo (cradle to gate) do painel MDP no Brasil. A ACV é normalizada pelas séries ISO 14040 e 14044. Empresas produtoras do MDP no país foram visitadas para a coleta de dados, e na avaliação dos impactos ambientais os resultados foram comparados pelos métodos CML (2001), EDIP (1997) e USEtox (2008). Os resultados apontaram que os principais hotspots foram o óleo BPF (baixo ponto de fluidez) utilizado na planta de energia e a resina UF (ureia formaldeído), aplicada como aglomerante na produção dos painéis. A cadeia produtiva da madeira mostrou maior destaque para as categorias de eutrofização e ecotoxicidade, respectivamente, pelo uso de fertilizantes e do herbicida glifosato no solo. Também verificou-se que na produção de 1 m³ de painel MDP há um crédito de carbono médio de 969 kg de \'CO IND.2\'-eq. Perante os resultados, foram analisados diversos cenários com sugestões de melhorias ambientais, sendo propostas alterações quanto ao consumo das matérias primas: óleo BPF, resina UF e madeira. Para o óleo BPF, o cenário ambientalmente mais adequado foi a sua substituição total pelo uso de somente resíduos de madeira. Sobre a resina UF, verificou-se que os principais impactos estão relacionados às cadeias produtivas do metanol e da ureia, sendo assim sugerida a otimização no consumo destes recursos. Também, a resina UF foi comparada com a resina MUF (melamina ureia formaldeído), e percebeu-se que os impactos ambientais da segunda foram superiores. Porém, mais cenários analisando o emprego de resinas alternativas são requisitados, tendo em vista a busca por resinas análogas à UF, mas com menores impactos potenciais. E sobre a madeira, foi analisada sua substituição pela adição de resíduos de madeira na produção do MDP, tendo sido constatado que quanto maior a quantidade de resíduos adicionados, menores seriam os impactos ambientais. Todavia, os benefícios ambientais verificados com o uso dos resíduos dependem de variáveis, como: dos aspectos ambientais do ciclo de vida dos resíduos, da quantidade de resíduos aplicada na produção dos painéis, do critério de alocação adotado na ACV, e da distância no percurso de transporte dos resíduos até a fábrica de painéis. Portanto, deve-se analisar caso a caso para afirmar sobre a viabilidade ambiental no emprego de resíduos na produção de painéis de madeira. / In this project was carried out a study of Life Cycle Assessment (LCA) of the MDP (medium density particleboard) production, made of wood particles and synthetic adhesive, widely used in furniture industry, being the most produced and consumed wood-based panel in the world. This study aimed to assess the productive life cycle (cradle to gate) of the MDP in Brazil. LCA technique is standardized by ISO 14040 and 14044 documents. The data collection phase in this study occurred realizing technical visits on the Brazilian MDP producers and for the environmental impact assessment, the results were compared considering the following methods: CML (2001), EDIP (1997) and USEtox (2008). The results showed that the main hotspots were the heavy fuel oil used on power plants and UF (urea formaldehyde) resin applied as binder to produce the panels. The wood consumption showed to be more relevant to eutrophication and ecotoxicity impact categories, respectively, by the use of fertilizers and the glyphosate herbicide in the soil. It was also observed that the production of 1m³ of MDP generates an average carbon credit of 969 kg of \'CO IND.2\'-eq. Given the results, several scenarios were analyzed including environmental suggestions of improvements, being proposed changes to the consumption of the raw materials: heavy fuel oil, UF resin and wood. The replacement of heavy fuel oil for wooden residue was the most suitable alternative, because the environmental impacts results were considerably reduced. For the UF resin, it was found that the main impacts are related to the production (cradle to gate) of methanol and urea, thus, we suggested optimizing the consumption of these resources. Also, UF resin was compared with the MUF (melamine urea formaldehyde) resin, and the second one showed more impacts than the first. However, more scenarios analyzing the use of alternatives resins are required, in order to find others options of similar resins to UF, but with lower potential impacts. Considering the wood consumption, it was examined its replacement by wooden residue like raw material to produce the MDP. The results pointed out the addition of residues can promote lower environmental impacts. On the other hand, the environmental benefits related depend of variables such as: the environmental aspects of the life cycle of waste generation, the quantity of waste applied to produce the panels, the allocation criteria adopted to the LCA study, and the distance to transport the waste to the panel industry. Therefore, one must examine each case to assert about the environmental sustainability in the use of waste to produce wood panels.

O conceito de Green Manufacturing (GM) se remete à manufatura ambientalmente sustentável de produtos. As pesquisas envolvendo GM tem se intensificado nos últimos anos, com destaque para a utilização da técnica de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Contudo, a adoção prática da GM pelas indústrias de manufatura ainda esbarra em diversas limitações. Entre as barreiras gerenciais, diversos autores destacam que o uso isolado da ACV e de outras técnicas e ferramentas muitas vezes se mostra limitado em prol de uma adequada promoção da GM no ambiente fabril. Assim, visando superar este tipo de barreira, a presente tese de doutorado foi proposta. Seu objetivo foi o de desenvolver e testar um novo procedimento de GM para a avaliação e o monitoramento ambiental de processos de manufatura. Para isso, uma pesquisa bibliográfica foi realizada, onde ao todo 333 artigos foram selecionados e analisados, e diversas limitações foram identificadas nos mesmos, as quais serviram de base para o desenvolvimento do novo procedimento de GM desta tese. Como resultado, o procedimento desenvolvido foi organizado em dez etapas distintas, todas distribuídas em três macroetapas: pré-avaliação, avaliação e monitoramento ambiental, e pós-avaliação. Sobre o teste prático do procedimento, foram realizados dois estudos de caso: 1) uma empresa fabricante de painéis de madeira aglomerada para uso na produção de móveis residenciais e comerciais; e 2) uma empresa produtora de válvulas para uso em motores de veículos automotivos. O estudo 1) mostrou que o processo de prensagem à quente dos painéis foi destaque, especialmente devido ao consumo de eletricidade e as emissões ao ar de formaldeído livre geradas pelo processo. A prensagem à quente apresentou potencial para afetar não somente os impactos do processo de fabricação, mas também os impactos a montante e a jusante da manufatura. Já no estudo 2), foi destaque o processo de retificação centerless da haste das válvulas, devido ao consumo de eletricidade e de fluido de corte na retificação. O processo de retificação das válvulas não se mostrou capaz de influenciar significativamente os impactos de outras etapas do ciclo de vida do produto (e.g., uso, pós-uso). Finalmente, a partir dos resultados do seu teste prático, três versões simplificadas foram propostas para o procedimento de GM originalmente desenvolvido. Tais versões simplificadas se mostraram vantajosas, pois permitem uma melhor aplicabilidade do procedimento de GM no ambiente fabril. / Green manufacturing (GM) is the environmental benign manufacturing of products with a minimal negative impact on the natural environment. Research studies on GM have been increased in the last years with particular focus on the application of Life Cycle Assessment (LCA). However, the manufacturing industry still faces some barriers and challenges that hinder the application of green manufacturing in practice. Regarding to managerial barriers, many authors highlight that the isolated use of LCA and other tools/techniques are limited in view of supporting the promotion of an effective implementation of GM at the shop floor area. Thus, this thesis was proposed to overcome part of such gaps. The present study was aimed at developing and testing a new GM methodological framework to environmentally evaluate and monitor manufacturing processes. For this, the GM methodological framework was based on a bibliographical research, where 333 articles were found and systematically analyzed. As result, the GM methodological framework was organized into ten different steps, and three main phases: pre-assessment, environmental assessment and monitoring, and post-assessment. Concerning the practical testing of the GM methodological framework, two case studies were carried out: 1) the production of medium density particleboards for consumption by the residential and commercial wood furniture sector; and 2) the production of exhaust valves for using by automotive vehicles. Case study 1) highlighted the hot pressing process of wood-based panels, due to the consumption of electricity and the local airborne emissions of free formaldehyde. The hot pressing process showed potential to affect not only into the manufacturing environmental impacts, but also into the upstream and downstream life cycle stages. Case study 2) pointed out the centerless grinding machining of the stem of automotive valves, due to the electricity and cutting fluid consumption. However, the grinding machining process was not effective to influence into the environmental impacts of other product\'s life cycle stages (e.g., use, post-use). Based on the case studies results, it was proposed three simplified versions of the original GM methodological framework in order to improve its applicability into manufacturing industries.

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Neste trabalho foi realizada a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) da produção do painel MDP (medium density particleboard), feito de partículas de madeira e adesivo sintético, largamente empregado na indústria moveleira, sendo o painel de madeira mais produzido e consumido no mundo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o ciclo de vida produtivo (cradle to gate) do painel MDP no Brasil. A ACV é normalizada pelas séries ISO 14040 e 14044. Empresas produtoras do MDP no país foram visitadas para a coleta de dados, e na avaliação dos impactos ambientais os resultados foram comparados pelos métodos CML (2001), EDIP (1997) e USEtox (2008). Os resultados apontaram que os principais hotspots foram o óleo BPF (baixo ponto de fluidez) utilizado na planta de energia e a resina UF (ureia formaldeído), aplicada como aglomerante na produção dos painéis. A cadeia produtiva da madeira mostrou maior destaque para as categorias de eutrofização e ecotoxicidade, respectivamente, pelo uso de fertilizantes e do herbicida glifosato no solo. Também verificou-se que na produção de 1 m³ de painel MDP há um crédito de carbono médio de 969 kg de \'CO IND.2\'-eq. Perante os resultados, foram analisados diversos cenários com sugestões de melhorias ambientais, sendo propostas alterações quanto ao consumo das matérias primas: óleo BPF, resina UF e madeira. Para o óleo BPF, o cenário ambientalmente mais adequado foi a sua substituição total pelo uso de somente resíduos de madeira. Sobre a resina UF, verificou-se que os principais impactos estão relacionados às cadeias produtivas do metanol e da ureia, sendo assim sugerida a otimização no consumo destes recursos. Também, a resina UF foi comparada com a resina MUF (melamina ureia formaldeído), e percebeu-se que os impactos ambientais da segunda foram superiores. Porém, mais cenários analisando o emprego de resinas alternativas são requisitados, tendo em vista a busca por resinas análogas à UF, mas com menores impactos potenciais. E sobre a madeira, foi analisada sua substituição pela adição de resíduos de madeira na produção do MDP, tendo sido constatado que quanto maior a quantidade de resíduos adicionados, menores seriam os impactos ambientais. Todavia, os benefícios ambientais verificados com o uso dos resíduos dependem de variáveis, como: dos aspectos ambientais do ciclo de vida dos resíduos, da quantidade de resíduos aplicada na produção dos painéis, do critério de alocação adotado na ACV, e da distância no percurso de transporte dos resíduos até a fábrica de painéis. Portanto, deve-se analisar caso a caso para afirmar sobre a viabilidade ambiental no emprego de resíduos na produção de painéis de madeira. / In this project was carried out a study of Life Cycle Assessment (LCA) of the MDP (medium density particleboard) production, made of wood particles and synthetic adhesive, widely used in furniture industry, being the most produced and consumed wood-based panel in the world. This study aimed to assess the productive life cycle (cradle to gate) of the MDP in Brazil. LCA technique is standardized by ISO 14040 and 14044 documents. The data collection phase in this study occurred realizing technical visits on the Brazilian MDP producers and for the environmental impact assessment, the results were compared considering the following methods: CML (2001), EDIP (1997) and USEtox (2008). The results showed that the main hotspots were the heavy fuel oil used on power plants and UF (urea formaldehyde) resin applied as binder to produce the panels. The wood consumption showed to be more relevant to eutrophication and ecotoxicity impact categories, respectively, by the use of fertilizers and the glyphosate herbicide in the soil. It was also observed that the production of 1m³ of MDP generates an average carbon credit of 969 kg of \'CO IND.2\'-eq. Given the results, several scenarios were analyzed including environmental suggestions of improvements, being proposed changes to the consumption of the raw materials: heavy fuel oil, UF resin and wood. The replacement of heavy fuel oil for wooden residue was the most suitable alternative, because the environmental impacts results were considerably reduced. For the UF resin, it was found that the main impacts are related to the production (cradle to gate) of methanol and urea, thus, we suggested optimizing the consumption of these resources. Also, UF resin was compared with the MUF (melamine urea formaldehyde) resin, and the second one showed more impacts than the first. However, more scenarios analyzing the use of alternatives resins are required, in order to find others options of similar resins to UF, but with lower potential impacts. Considering the wood consumption, it was examined its replacement by wooden residue like raw material to produce the MDP. The results pointed out the addition of residues can promote lower environmental impacts. On the other hand, the environmental benefits related depend of variables such as: the environmental aspects of the life cycle of waste generation, the quantity of waste applied to produce the panels, the allocation criteria adopted to the LCA study, and the distance to transport the waste to the panel industry. Therefore, one must examine each case to assert about the environmental sustainability in the use of waste to produce wood panels.