Planejamento estatistico de experimentos aplicado ao processo de produção de protetores auditivos de espuma de poliuretano

Os protetores auditivos pertencem à categoria dos equipamentos de proteção individual (EPIs) e o seu uso visa proteger os trabalhadores dos ruídos industriais e demais ruídos ambientes que poderiam vir a provocar algum tipo de perda auditiva temporária ou permanente. Este trabalho tem como objetivo principal esclarecer a influência das variáveis do processo de fabricação dos protetores auditivos de espuma de poliuretano nas propriedades de densidade aparente, força de equilíbrio e tempo de retenção da espuma relacionadas ao seu desempenho. Para isso, foram utilizados planejamentos fatoriais como: fracionário 2, 2 com ponto central, 2 blocado e 3 com replicata. O planejamento 2 e 2 indicaram que o fluxo de solução de água e reticulante era o fator mais significativo para as propriedades estudadas. O planejamento 2 blocado mostrou que, além deste fator, havia outra fonte de umidade importante no sistema: a água contida nos polióis. Ao final da execução do planejamento 3 foram definidos modelos empíricos e superficies de respostas para todas as propriedades estudadas. Também foi feito um gráfico de superposição de curvas de nível das três respostas que possibilitou a visualização de uma região ótima de processamento. Também, foi encontrada uma correlação entre estas três respostas o que possibilitaria o controle do processo através do monitoramento de apenas uma; a densidade. Uma diferença de 960 ppm de água na formulação final foi suficiente para causar alterações nas características morfológicas da espuma avaliadas (porosidade, diâmetro médio das células e número de células contabilizadas por micrografia).Foam earplugs are Personal Protection Equipments and are responsible for worker's protection against industrial or environmental noises that could cause any kind of hearing loss. In this work, the influence of foam earplug process variables on the final properties of the foam was investigated. The foam properties studied were apparent density , equilibrium pressure and recovery time, all being related to the good performance of foam earplugs. Experimental designs selected for this study were the 2 fractional factorial, the 2 factorial with five central points, the 2 factorial with two blocks and the 3 factorial with one replicate. The 2 and 2 factorials indicated that the water/curing agent solution flow was the most significant factor for the three properties. Then 2 factorial with two blocks was used to show that besides the water/curing agent solution flow, the water content of the polyols also had a significant influence upon foam properties. After the execution of the 3 factorial, polynomial equations and response surfaces were defined for each response. The overlayed contour plot shows the existence of a region where all desired limits for the three responses are attained. The existence of a correlation among the three responses indicated that the process control could be monitored using just one of them (density). This system is water sensitive and differences of around 960 ppm of water in the final formulation is enough to modify some morphological characteristics of the foam like porosity , average diameter of the cells and number of cells per area