ANALISE ECONOMICA DE PROJETOS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ-UFPR CENTRO POLITÉCNICO – SETOR DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA-DEQ PROJETOS DE INDÚSTRIAS QUÍMICAS I – TQ 155

Apostila

ANÁLISE ECONÔMICA DE PROJETOS NA ENGENHARIA QUÍMICA

Prof. Carlos Itsuo Yamamoto Profa. Elaine Takeshita Prof. Moacir Kaminski

Abril de 2012

Análise Econômica de Projetos de Indústrias SUMÁRIO

1  CONTEXTUALIZAÇÃO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3  2  NOÇÕES DE PESQUISA DE MERCADO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 7  3  NOÇÕES DE AVALIAÇÃO DE CUSTOS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 8  3.1  CAPITAL TOTAL INVESTIDO (CTI) ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 8  3.1.1  CAPITAL DE GIRO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 9  3.1.1.1  Mão de Obra e Manutenção ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 9  3.1.2  CAPITAL FIXO (CF) ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 11  3.1.2.1  Capital Depreciável ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 12  3.1.2.1.1  Métodos de Depreciação ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 13  4  MÉTODOS DE ESTIMATIVA DE CUSTOS PARA IMPLANTAÇÃO DE UNIDADES INDUSTRIAIS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 15  4.1  4.2  4.3  4.4 

ÍNDICES ECONÔMICOS DE AJUSTE DE PREÇOS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 16  ESTIMATIVA POR ORDEM DE GRANDEZA ‐ DADOS HISTÓRICOS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 18  MÉTODO DO FATOR GLOBAL DE LANG FL ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 21  ESTIMATIVA PELO MÉTODO DO FATOR INDIVIDUAL DE GUTHRIE ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 25 

5  ANÁLISE ECONÔMICA DO PROJETO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 32  5.1  MEDIDAS BÁSICAS DE LUCRATIVIDADE ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 32  5.2  TAXAS INCIDENTES SOBRE O PREÇO DE VENDA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 33  APÊNDICE ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 38  ESTIMATIVA DO PREÇO DE EQUIPAMENTOS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 38  BIBLIOGRAFIA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 47 

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1 Contextualização Um projeto é o conjunto de documentos que estabelece a viabilidade técnica e permite a análise econômica de um dado empreendimento. A viabilidade técnica mostra que o produto desejado poderá ser gerado na quantidade e qualidade esperada, a partir de uma matéria-prima determinada. A análise econômica, por sua vez, indica qual o tamanho do capital a ser investido, para que o empreendimento transforme-se de idéia em coisa física e opere da maneira que se deseja. Se o empreendimento representa um bom negócio, a análise econômica mostrará, dentre outras informações, qual será a taxa de lucratividade que o investimento proporcionará e qual o tempo de retorno do capital total investido aos cofres dos investidores. O desenvolvimento do projeto de uma indústria química percorre um conjunto de etapas que pode ser resumido em: 1. Percepção de um nicho de mercado para um dado produto, que possa representar um bom negócio presente ou no futuro próximo: é a origem do projeto; 2. Avaliação econômica preliminar do mercado: busca determinar a aceitação, tamanho e localização do mercado para o produto. É um dos fatores, juntamente com a disponibilidade de matéria-prima e logística de distribuição, que determinam a localização do futuro empreendimento; 3. Projeto básico: estabelece, dentre as várias possibilidades, qual a rota que o processo seguirá, e dimensiona os principais equipamentos; 4. Avaliação econômica preliminar: partindo do projeto básico, avalia qual o capital total a ser investido para concretizar a unidade industrial, assim como qual será o possível lucro anual e o tempo de retorno do capital investido que o negócio oferecerá. Esta etapa determina se o projeto atende aos objetivos dos investidores e, portanto prossegue, ou então se encerra por não ser lucrativo ao nível desejado; 5. Projeto e detalhamento da unidade: detalha todos os itens da planta, incluindo as utilidades; 6. Avaliação econômica final: tomando como base as negociações para aquisição dos equipamentos, que estabelece os preços finais, e as reais necessidades de materiais e utilidades estabelecidas pelo detalhamento, calcula o capital total a ser investido e a atratividade do negócio; 7. Aquisição dos equipamentos, preparação do terreno, construção e montagem da planta: o projeto torna-se realidade; 8. Pré-partida: com a planta pronta, iniciam-se as corridas experimentais, para os necessários ajustes na operação dos equipamentos e no controle, para atingir a produção e qualidade desejadas. Em uma unidade já bem conhecida consome relativamente pouco tempo. Em uma planta inovadora pode consumir alguns meses; 9. Produção: a planta passa a produzir regularmente. O projeto está implantado. Nem sempre um empreendimento visa um lucro financeiro puro e simples. O Estado pode investir na construção de um sistema cujo produto não apresentará um retorno financeiro, mas sim redundará em um avanço social na área da saúde, educação, etc. Mesmo neste caso, é importante uma análise ao longo do projeto que mostre claramente qual o capital que deverá ser alocado para que se obtenha o efeito desejado.

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias De modo mais específico, o desenvolvimento do projeto de uma nova indústria química, ou mesmo a atualização de uma unidade industrial já existente (é o revamp da unidade) avança de modo simultâneo com a análise econômica: excetuando-se as limitações técnicas e ambientais, a economia é o fator que decide qual é a rota mais adequada de acordo com o momento político-econômico que o país ou mesmo que o Planeta vive, dentre as várias possibilidades que vão surgindo ao longo do amadurecimento de um projeto. Com a engenharia e o bom senso especificamos e calculamos quais as rotas técnicas podemos empregar para chegarmos a um dado resultado. No entanto, o que decide qual delas será a rota desenvolvida no projeto final é realmente a economia. Observe que o método envolve um considerável nível de incerteza porque o panorama econômico atual não necessariamente será aquele que encontraremos daqui a cinco anos. É importante observarmos que uma unidade industrial não é constituída apenas pelos equipamentos que são responsáveis diretamente pelo processo de produção, como reatores e sistemas de separação e purificação, além dos equipamentos voltados à troca térmica. Esse conjunto é denominado comumente de Área do Processo, ou Battery Limits, terminologia inglesa abreviada por ISBL (Insite battery limits). Há também a Área de Utilidades, que agrupa operações como produção de vapor, resfriamento e tratamento de água, tratamento de efluentes, etc., que dão suporte e apoio à Área de Produção e sem as quais o processo não funciona. A Área de utilidades leva também a sigla OSBL, do inglês Offsite battery limits. A Figura exemplifica o conjunto.

Área de Utilidades Tratam. Efluentes

Eletricidade

Vapor

Refrigeração Água

Tancágem

Combustível

Ar compr.

Área de Processo

Controle Engenharia Manutenção

Refeitório Laboratório

Escritórios Gerência

Figura 1. Áreas típicas de uma indústria química. Uma nova unidade nem sempre representa uma nova fábrica, com todo o conjunto de instalações mostrado na Figura 1. Há situações onde a nova unidade configura-se como uma planta anexa, ou uma extensão de outras unidades, que podem ou não estar já em operação. Por exemplo: a gerência econômica de uma fábrica de açúcar toma a decisão de instalar uma unidade anexa para a produção de etanol. Serão duas unidades com objetivos e rotas claramente diferenciadas, mas que participarão do mesmo espaço físico que denominamos "fábrica", usando inclusive o mesmo sistema de utilidades. Um exemplo mais complexo, talvez o conjunto mais complexo que a Engenharia Química já construiu, é representado por uma petroquímica. Parte-se ali de uma fração adequada do

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias petróleo (a matéria prima), que é inicialmente reduzida a moléculas de baixa massa molecular em um forno (reator) de pirólise, operando em temperaturas na faixa de 6000C, obtendo-se altas conversões em metano, etileno, propileno, n-butenos e iso-buteno, além de compostos aromáticos. Após a área de preparação da matéria prima e reação, um conjunto complexo de operações separa os vários compostos obtidos na pureza adequada aos seus usos. A partir destes compostos, novas unidades, que operam como fábricas interligadas, compostas por reatores, sistemas de separação, etc. convertem estas moléculas em produtos com alto valor agregado no mercado (os produtos finais). É assim que o etileno, obtido na unidade de pirólise, é convertido em cloreto de vinila em uma unidade composta por três reatores, quatro destiladoras e uma coluna lavadora, além de trocadores, bombas, etc., e uma outra unidade utiliza o cloreto de vinila para convertê-lo em cloreto de polivinila (PVC), polímero de largo uso industrial. Ao lado dessas unidades, uma outra poderá estar polimerizando diretamente o etileno para produzir o polietileno, e por aí segue. Cada unidade tem um projeto próprio, ocupa uma área própria dentro do conjunto e pode oferecer inclusive alta complexidade técnica, como é o caso do acetato de vinila. É evidente que a área de utilidades, manutenção, laboratórios, etc., pode segundo a conveniência (leia-se economia) ser a mesma para todo o conjunto, ou não. Ao projetar uma indústria na prática devem-se levar em conta também outros fatores que podem inviabilizar o projeto não forem considerados: 

A unidade industrial é nova? Ou é uma expansão/ampliação de escala de produção (revamp)? Podem-se compartilhar alguns equipamentos e utilidades?



Há proximidade de fonte para captação de água? Qual a qualidade desta água? Custos no tratamento da água de processo, incluindo-se a água para a caldeira, que necessita de tratamento mais rigoroso;



Logística para captação de matéria-prima, armazenamento e distribuição do produto acabado; proximidade de rodovias, linhas férreas?



Ao projetar a unidade, dimensionar considerando condições ruins de operação (estações do ano que afetam a temperatura da água de resfriamento e air coolers, alta do preço de combustível e energia elétrica, etc.) como também a possibilidade do aumento ou diminuição da carga e as consequências disto no processo;



Qual a documentação exigida para se abrir uma empresa?



Pensar sempre em SMS- Saúde, Segurança e Meio Ambiente;



Cuidado com setores e equipamentos que geram ruído;



Qual o tipo e volume de efluentes gerados? Qual a área necessária para estação de tratamento de efluentes (ETE); estação de tratamento de água (ETA); O processo gera fumos, particulados, gases tóxicos ou asfixiantes? Qual a toxicidade dos produtos, reagentes e resíduos gerados no processo? Qual o tratamento adequado para efluentes líquidos, resíduos sólidos? Quais os limites ambientais para emissões atmosféricas? Quais as normas e entidades (federais, estaduais, municipais) que regem estes parâmetros? Como fazer um relatório de impacto ambiental (RIMA)- qualquer alteração no ambiente causada pelas atividades de um empreendimento?



Qual a estratégia de partida da unidade?



Cuidar com o relevo e a geologia do terreno. Direção dos ventos, inclinação do terreno, perigo de inundações. Em caso de um acidente, em qual direção o produto pode escorrer ou ser levado pelo vento. Há o risco de atingir uma cidade ou uma fonte de água, incluindo lençóis freáticos? Incluir canaletas de contenção em torno de unidades, equipamentos, válvulas de distribuição de grande fluxo e estações de bombeamento. Quais ações tomar numa situação assim? Qual o plano de contenção geral?



Ao desenvolver o layout, pense em como será a instalação e a manutenção. Manter a distância mínima entre os equipamentos. Trocadores de calor, cabeçote deve estar livre

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias para retirada dos tubos. Reatores, cuidado com a manutenção do resfriamento para não haver sinterização por pontos quentes, pensar em como retirar, repor e regenerar o catalisador. Cuidado com o destino dos gases de queima, muitos compostos podem ser tóxicos. Fazer o projeto de tubulações considerando a dilatação térmica e necessidades de isolamento térmico. Pensar na proteção contra corrosão de tubos e equipamentos. Cuidado para não cavitar bombas! 

Numa situação de emergência, como por exemplo, um reator aquecendo demais, como proceder com cada equipamento para uma parada de emergência? Há espaço físico em tanques, torres para o desvio do volume de produto do equipamento com problemas numa situação de emergência?



O ideal é refazer o projeto de alguns equipamentos de acordo com o resultado da análise econômica da unidade para tentar melhorar os resultados. Se não for lucrativo, podemse fazer ajustes no projeto.



É possível implantar um sistema de cogeração de eletricidade na unidade? Maximizar a eficiência de aproveitamento energético!



Tempo de implantação: todo capital investido em operações industriais envolve um período sem obtenção de receitas, o período de implantação que deve ser estimado.



Pré-operação: no período inicial de implantação de uma instalação industrial, as despesas são maiores que no período normal. A grandeza destas despesas anormais deve ser estimada. Quando o processo é bem conhecido, este valor é relativamente pequeno, mas um processo novo pode precisar de um tempo maior para que se atinjam as condições ótimas de operação. As despesas de partida também incluem a contratação prévia de mão de obra, as despesas inicias de manutenção e as alterações para ajustar as condições operacionais. O montante é significativo, mas pode ser calculado com precisão, exceto quando o processo é relativamente novo.



Valor das vendas: previsão do volume de vendas e do preço do produto – a previsão destes valores é um fator muito importante e que determina o sucesso do investimento.

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2 Noções de Pesquisa de Mercado A definição de um nicho de mercado demanda que sejam respondidas algumas perguntas feitas numa pesquisa sobre o produto a ser comercializado para definir se há mercado consumidor para o produto e se ele é competitivo. Após a avaliação de mercado pode-se lançar o produto. Uma vez que é iniciado o projeto e a construção da Empresa já é tarde para se levantar questões de mercado. Aspectos relevantes a serem levantados antes de se iniciarem o projeto e a construção da empresa:

1) O produto principal do processo é inédito ou não? a) Sim - Neste caso, o preço final do produto é livre e pode-se estimar um valor mínimo de venda através do custo global de produção mais a margem de lucro desejada; b) Não – procure projetar e otimizar o processo para que seja competitivo com os já existentes, ou no mínimo igual. Qual o preço praticado pela concorrência?

2) Qual a aceitação do produto no mercado consumidor? a) Produto inédito: Fazer uma pesquisa de mercado para ver a aceitação do produto no local desejado para sua comercialização e quanto o consumidor aceitaria pagar por ele. Se o produto for um intermediário para a produção de outros, analisar se a nova rota é competitiva com as demais já existentes; b) Produto já existente: há espaço para competir no mercado com produto já existente? Qual a justificativa econômica para participar desta competição de mercado? Qual a demanda por este produto? Haverá melhora na qualidade do produto em relação ao de mercado?

3) O mercado consumidor é oscilatório? a) Sim: Analisar os períodos e os motivos desta oscilação e projetar a unidade para suportar as oscilações, mantendo os custos de manutenção e operação nos períodos de baixa. Qual a produção mínima possível sem prejuízo? É possível produzir outros produtos neste período aproveitando-se das instalações existentes? b) Não: projete a unidade para operar nas condições ótimas.

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias 3 Noções de Avaliação de Custos Para facilitar a análise, Busche (1995), Peters e Timmerhaus (1991), Seader e Lewin (1999) organizam os investimentos segundo os tópicos resumidos na Tabela 1. Tabela 1. Composição do Capital Total Investido.

Capital Total Depreciável: C TD = C TM + C

UI +

C

I

+C

C

C TM: Custo Total do Módulo - composto por - Custo de equipamentos de processo e sua instalação - Custo de máquinas e materiais e sua instalação. - Custos de vasos de processo, tanques pulmão e de armazenamento. - Custo da carga inicial de catalisadores. C UI : Custo de Utilidades e Instalações - composto por - Custo da preparação da área. - Custo da instalção de serviços e utilidades. C I : Custos Indiretos CC : Reserva de Contingência

Capital Fixo: C

F

= CTD + CND

CND : Custos não Depreciáveis - compostos por - Custo do terreno. - Pagamento de royalties. - Custo da partida da unidade.

Capital de Giro: C G Capital Total Investido: C

TI

= C FI + C G

Em seguida será feita uma descrição detalhada de cada um dos itens dos custos.

3.1 Capital Total Investido (CTI) O Capital Total Investido para estabelecer um novo negócio na área da indústria química é a soma do Capital Fixo (CF) com o Capital de Giro (CG):

CTI = CF + CG

a) Capital (ou Investimento) Fixo (CF): dinheiro necessário para todo o projeto, construção e partida da nova unidade. Investimento realizado me terrenos, equipamentos do processo e de utilidades, construções em geral, prédios, móveis, veículos, etc.;

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias b) Capital de Giro (CG) ou de Trabalho: Contas a Pagar - uma reserva de recursos para ser utilizada conforme as necessidades financeiras da empresa ao longo do tempo; dinheiro necessário para sustentar as atividades do dia-a-dia da unidade. É reposto mensalmente pelas Vendas. Esses recursos ficam alocados nos estoques, nas contas a receber, no caixa ou na conta corrente bancária. De um modo mais detalhado, cada um dos termos englobam os seguintes itens:

3.1.1 Capital de Giro É o investimento necessário para operar a unidade industrial em plenas condições de produção, pelo tempo suficiente para que o retorno representado pelas vendas dos produtos suporte as despesas. O valor deste investimento é, em geral, função do volume de produção. O tempo estimado para que o retorno se concretize a partir do ponto de partida da unidade está entre 40 e 60 dias. Deve considerar: 

Custo das matérias-primas;



Custo da energia elétrica;



Custo das utilidades: vapor, águas, ar comprimido, etc;



Manutenção do Laboratório;



Manutenção em geral;



Custo de mão de obra e encargos sociais: Custo para manter o empregado no trabalho, relacionados com a admissão, manutenção e desligamento. São os salários diretos (salário, horas extras, adicional noturno, periculosidade, insalubridade) acrescidos de custos indiretos que computam 13o salário, férias, abono de férias (adicional de 30% do salário), contribuições sociais (FGTS, INSS e PIS-COFINS, seguro contra acidente de trabalho, indenização por aviso prévio, etc.) além de despesas como restaurante, plano de saúde, vale transporte, creche, etc;



Comissão de vendas: entre 1,5% a 2% do valor das vendas;



Taxas: dependendo do tipo de atividade e/ou do produto, incidirão impostos específicos sobre a Renda Bruta, como por exemplo, ICMS (Imposto sobre Operações relativas à Circulação de Mercadorias e sobre Prestações de Serviços de Transporte Interestadual e Intermunicipal e de Comunicação), IPI (Imposto sobre produtos industrializados) e outros.

3.1.1.1 Mão de Obra e Manutenção  Mão de Obra A estimativa do número de operadores, pessoal administrativo, engenharia, etc., exige um mínimo conhecimento do nível de dificuldade que um equipamento, ou um conjunto de equipamentos, apresenta na operação regular, assim como do volume de trabalho necessário para manter a administração do conjunto de pessoas envolvidas na produção, contato para vendas, compras, contato externo, controle contábil, etc. No conjunto de pessoas que trabalham por turno, observar a necessidade de pessoal adicional para cobrir folga semanal, férias e eventuais licenças. Para isso, computa-se sempre um turno a mais. Assim, havendo a necessidade de 10 operadores em regime de 3 turnos

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias diários, serão 30 operadores no total trabalhando diariamente. Na contratação considera-se um total de 4 turnos, compreendendo um total de 40 operadores, em revezamento nas folgas e cumprimento de férias regulamentares. O salário pago ao empregado, por sua vez, corresponde apenas a uma parte das despesas que a folha salarial representa. Há um conjunto de taxas incidentes sobre a folha salarial que aumenta significativa o dispêndio total. As taxas vigentes no Brasil são: -

Contribuição à Previdência Social: Fundo Garantia por Tempo de Serviço (FGTS): Salário-Educação: SENAC/SESC SEBRAE INCRA Risco de Acidente de Trabalho (RAT) Total:

20,0% 8,0% 2,5% 1,5% 0,6% 0,2% 2,0% 35,8%

Deve-se considerar ainda abono de férias (1/3 do salário por ano) e o 130 Salário. Para um valor de referência de R$ 100,00, o abono de férias e 130 salário resultam, em valores distribuídos em 12 meses: - Abono de férias: (100/12). 0,333 = 2,78% - 130 Salario: 100/12 = 8,34% O dispêndio mínimo para a folha de pagamentos será, portanto: Dispêndio mínimo = R$100,00 + R$35,80 + R$ 2,78 + R$8,34 = R$ 146,92 que resulta em um fator mínimo de 1,47. Há, porém, outras despesas que correspondem a salários indiretos: alimentação, transporte, plano de saúde, vestuário, para citar os mais importantes. O fator resultante raramente fica abaixo de 1,8 e, para empresas com uma política de emprego bem desenvolvida, pode chegar a 2,05.

Manutenção da Fábrica Outro dispêndio importante é a manutenção da fábrica. Todos os equipamentos da fábrica devem ser mantidos em plenas condições operacionais e de segurança, e o total aplicado com manutenção pode eventualmente superar o gasto com pessoal de operação. Seider (SEIDER et al., 1999) sugere, como valores de referência oriundos da prática industrial, para os gastos com materiais e peças de reposição: - Processos que operam com sólidos: 5% do Capital Total Depreciável - Processos que operam com fluidos: 3,5% " " - Processos que operam com sólidos e fluidos: 4,5% " " A estes valores somam-se: salários e benefícios do pessoal envolvido: igual valor, e 25% do valor de referência para o salário de engenheiros e supervisores. Acresce-se ainda 5% como contingência. Para um Capital Total Depreciável de R$ 100,00, resulta: - Processos que operam com sólidos: 11,5% - Processos que operam com fluidos: 8,05% - processos que operam com sólidos e fluidos: 10,35%

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias 3.1.2 Capital Fixo (CF) O Capital Fixo (CF) aplicado para construir uma nova planta industrial, ou fazer o revamp de uma unidade já existente. É o capital despendido para: 

Aquisição do terreno;



Preparação do terreno: movimento de terra para nivelamento, drenagem, construção de acessos, vias internas, galerias de água, muros e cercas, etc;



Construção de prédios e estruturas;



Aquisição de equipamentos;



Frete e seguro para o transporte de equipamentos;



Instalação dos equipamentos, que considera: construção das bases e suportes, aluguel de máquinas necessárias para desembarque e alocação dos equipamentos, material e mão de obra de montagem;



Instrumentação: aquisição e instalação da instrumentação de controle e do sistema de condução e monitoramento de sinais;



Circulação de fluidos: aquisição e instalação de suportes, tubulação e válvulas para condução dos fluidos de processo e de utilidades, além de bombas, ventiladores e compressores;



Distribuição de eletricidade: aquisição e instalação dos equipamentos da casa de força, cabos e fios de distribuição, além da iluminação;



Aquisição de carga inicial de catalisador;



Aquisição e instalação das utilidades: geradores de vapor, ar comprimido, central de gases, tratamento de água, resfriamento de água, sistema de refrigeração, sistema de tratamento de efluentes, etc;



Custo de instalações de serviço e utilidades: inclui salas de controle, laboratórios, oficinas de manutenção e almoxarifados, edificações para gerência e engenharia;



Aquisição e montagem dos tanques de matéria prima, produtos combustível, etc;



Custos indiretos: despesas não diretamente relacionadas com a planta em si - são normalmente despesas de serviços: custo de engenharia envolvida no projeto e detalhamento da planta, da área civil e elétrica, supervisão de construção e montagem, honorários de consultores e advogados, etc;



Pagamento de licenças e royalties para o uso de processo coberto por patente, quando for este o caso;



Contingência: capital de reserva para despesas eventuais que acontecem durante a montagem e partida, oriundas da necessidade de alteração de projeto ou aquisição de equipamentos não previstos inicialmente;



Partida da unidade: custos envolvidos com matéria prima, energia, supervisão de engenharia e mão de obra aplicados para deixar a unidade operando de modo seguro e produzindo com a qualidade desejada.

O Capital Fixo (CF) é composto por duas parcelas: 

Capital não Depreciável (CND);



Capital Depreciável (CD).

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias CF = CND + CD

O capital depreciável é tratado com mais detalhes na seção seguinte

3.1.2.1 Capital Depreciável  A depreciação consiste na contabilização da perda natural do valor de bens pelo seu desgaste ou obsolência de acordo com a expectativa de vida útil do bem (máquinas, veículos, móveis, equipamentos e instalações). Assim, ao desembolsar um determinado valor para adquirir um bem que será empregado na produção em um empreendimento, o investidor disponibiliza um valor que já possuía, e sobre o qual já havia pago todos os impostos que lhe cabiam. Supondo que o bem tenha uma duração útil de 5 anos, ao cabo dos 5 anos deverá ser substituído para que aquela atividade continue sendo realizada. A peça antiga poderá ser vendida, mas devido ao desgaste, somente obterá no mercado um valor atribuído a bens sucateados. O retorno do capital investido pela venda do bem antigo ficaria assim inviabilizada e representaria um prejuízo na contabilidade do empreendimento. Na realidade, o retorno do capital investido dar-se-á pelos lucros auferidos na atividade comercial do empreendimento e não pela venda de bens patrimoniais. Entretanto, sobre os lucros auferidos incidem impostos. Para evitar a bitributação sobre o retorno do capital investido na aquisição dos bens criou-se a figura contábil da depreciação. Assim, a depreciação representa a parcela dos valores recebidos, em função das atividades do empreendimento, que é declarada ao fisco como o retorno do capital empregado para erigir o empreendimento. Representa o retorno aos cofres do investidor de um dinheiro que ele já possuía, não configurando, portanto, lucro, e sobre o qual não se pagam impostos. No entanto, se ao final das atividades do bem considerado, o mesmo for vendido por um valor de mercado não apenas sucateado, sobre esse valor incidirá imposto de renda porque já houve o retorno do capital investido pela depreciação. É por esse motivo que a aquisição do terreno, sobre o qual o empreendimento será erigido, não configura um capital depreciável (veja a Tabela 1), pois terreno não desnatura desgasta ou envelhece, e poderá ser vendido ao término de todas as operações do empreendimento por valores, em alguns casos, superiores ao investido inicialmente em sua aquisição. O cálculo da dedução da depreciação é regulamentado por leis, pois a dedução da depreciação afeta diretamente o imposto de renda pago pela empresa e os lucros distribuídos aos acionistas. Cada tipo de bem possui uma taxa e um prazo para depreciação. Por exemplo: veículos de carga tem uma taxa de 20% ao ano e um prazo de 5 anos de depreciação. Estas também são as condições para a depreciação de computadores e periféricos. “Podem ser objeto de depreciação todos os bens físicos sujeitos a desgaste pelo uso, por causas naturais, obsolescência normal, inclusive edifícios e construções, bem como projetos florestais destinados à exploração dos respectivos frutos (para projetos florestais vide PN CST 18/79). A partir de 01/01/96 somente será admitida, para fins de apuração do lucro real, a despesa de depreciação de bens móveis ou imóveis que estejam intrinsecamente relacionados com a produção ou comercialização de bens e serviços objeto da atividade empresarial (RIR/99, arts. 305 e 307 e IN SRF nº 11/96, art. 25)” (Site da Receita Federal, 01/2012).

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias A quota de depreciação somente será dedutível como custo ou despesa operacional a partir do mês em que o bem é instalado, posto em serviço ou em condições de produzir (RIR/99, art. 305, § 2º). Quando o registro do imobilizado for feito por conjunto de instalação ou equipamentos, sem especificação suficiente para permitir aplicar as diferentes taxas de depreciação de acordo com a natureza do bem, e o contribuinte não tiver elementos para justificar as taxas médias adotadas para o conjunto, será obrigado a utilizar as taxas aplicáveis aos bens de maior vida útil que integrem o conjunto, RIR/99, art. 310, § 3º. (Site da Receita Federal, 01/2012). Pela legislação Brasileira, máquinas e bens industriais são depreciáveis em 10 anos. Isso quer dizer: os valores investidos em sua aquisição e instalação são depreciados em 1/10 ao ano considerando uma depreciação linear.

3.1.2.1.1

Métodos de Depreciação 

A depreciação pode ser calculada por vários métodos. O método linear é o utilizado com frequência no Brasil, sendo que métodos diferentes podem ser encontrados em outros países. 

Depreciação Linear: CD = (Ci-VR)/n

onde: Ci é o custo do bem depreciável; VR é o valor residual do bem previsto no fim de sua vida útil; n é a vida útil ou tempo de depreciação, em anos. Em alguns casos específicos, é possível pleitear a Receita Federal um fator multiplicativo sobre a taxa linear de até 1,5, o que aumentaria a velocidade da depreciação. 

Depreciação a Taxa Constante CD = K (Ci-Da)/n

Onde : K é uma constante de depreciação (com valor de 1,0 a 2,0), Da é a depreciação acumulada O valor residual de um bem diminui muito mais rapidamente nos primeiros anos do que nos últimos anos de vida útil (desvalorização). Este método reflete melhor a perda do valor do bem com o tempo. Exemplo: Numa unidade industrial com 20 anos de vida útil e um custo inicial de RS 1 Milhão, a depreciação a taxa constante, com K=2, no primeiro ano é 2,0(R$ 1.000.000,00/20) = R$ 100.000. No segundo ano seria 2,0(1.000.000-100.000) = R$ 90.000,00 e assim por diante. 

Depreciação segundo os Dígitos Anuais CD = Ci .{(n-y+1) / [n(n+1)/2]}

Onde: y é o número de ordem do ano a partir do início do empreendimento (1º ano= 1, 2º ano = 2,3º ano =3, 4º ano =4, 5º ano =5...)

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias Por este método teremos uma fração cujo denominador é formado pela soma dos dígitos do número de anos de vida útil do bem e o numerador é composto dos anos sucessivos. O método segundo os dígitos também é uma depreciação decrescente. O método envolve a ordenação dos anos de vida útil do bem e a sua soma (dígitos anuais). Se o tempo estimado de vida útil é de 5 anos, então a ordenação resulta em 5, 4, 3, 2, 1 e a sua soma resulta em 5+4+3+2+1=15 Exemplo: Um bem tem prazo de vida útil de 5 anos e custo de R$ 3.000,00. Calcular o valor da depreciação anual. Inicialmente somamos os algarismos que compõem o número de anos: 1 + 2 + 3 + 4 + 5 = 15. Assim, a depreciação Ano 1: 5/15 X Ano 2: 4/15 X Ano 3: 3/15 X Ano 4: 2/15 X Ano 5: 1/15 X

é calculada como se segue: 3.000 = R$1.000,00 3.000 = R$ 800,00 3.000 = R$ 600,00 3.000 = R$ 400,00 3.000 = R$ 200,00

Obs: Os valores VR, K e n dependem de Leis que regulamentam a dedução da depreciação e do Imposto de Renda 

Comparação dos Métodos – o valor total da depreciação encontrado em qualquer método é o mesmo – todos cobrem o investimento no bem. O método linear é o utilizado no Brasil. Em termos de fluxo de caixa, é preferível a adoção de métodos acelerados, pois o valor da depreciação é recuperado mais cedo em função do abatimento do imposto de renda; considere-se que os métodos acelerados diminuem os lucros contabilizados nos primeiros anos.

Exemplo 1: Uma unidade industrial foi implantada com o investimento de um capital total de R$ 324.200.000,00, distribuído segundo os seguintes itens: - Custo do terreno: R$ 4.000.000,00 - Custo total do módulo: R$ 200.200.000,00 - Utilidades e instalações: R$ 40.000.000,00 - Custos indiretos e contingência: 24.000.000,00 - Partida da unidade: R$ 2.000.000,00 - Capital de giro: 54.000.000,00 Ao longo do ano, descontando-se dos valores auferidos com as vendas dos produtos todas as despesas (custo das matérias primas, energia, combustível, manutenção, mão de obra direta e indireta, utilidades, impostos, comissões, etc.), restaram em caixa R$ 92.500.000,00. Calcular o valor a ser declarado ao fisco como lucro bruto. Solução: O capital total depreciável considera os valores investidos no módulo, utilidade e instalações, custos indiretos e contingência, resultando um total de R$ 264.200.000,00. Considerando-se a depreciação linear em 10 anos, o total da depreciação em 01 ano será de R$ 26.420.000,00. Logo, o lucro bruto a ser declarado ao fisco será de: Lucro bruto = R$ 92.500.000,00 - 26.420.000,00 = R$ 66.080.000,00 Observar que a depreciação não é considerada lucro: representa apenas o retorno de um capital que os investidores já possuíam.

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias 4 Métodos de Estimativa de Custos para Implantação de Unidades Industriais Ao longo do desenvolvimento de um projeto, avaliações e estimativas de qual será o capital a ser investido para a execução do projeto são realizadas para que se possa testar se a rota ou tecnologia pretendida tem potencial para oferecer margens de lucratividade aceitáveis, e mesmo para comparar as várias rotas possíveis para um dado produto. Um exemplo clássico é a produção de óxido de etileno a partir da oxidação do etileno, em fase gás, empregando como catalisador óxido de prata depositado em alumina. Pode-se empregar oxigênio técnico (99,2% molar em O2) como agente oxidante, ou então diretamente oxigênio do ar. Ambos têm obviamente um custo, porém são custos diferentes, e o nitrogênio que participa com 79% molar da composição do ar altera de forma significativa o processo. Neste casso, somente uma criteriosa análise econômica poderá determinar qual das duas rotas será a mais econômica para um dado volume de produção. A estimativa é feita regularmente ao término do projeto básico, quando os equipamentos mais importantes já estão dimensionados através de consulta direta com os fornecedores. No entanto, esta consulta demandaria um tempo longo, porque os fornecedores encaminharão as discussões no sentido de somente fazer estimativas de preço com os equipamentos completamente detalhados, com receio de orçarem preços irreais para cima ou para baixo, e assim perderem para a concorrência ou então não obterem a lucratividade esperada. O orçamento através de consulta aos fornecedores dos valores reais somente é feito quando a compra realmente está sendo encaminhada e é feito ao longo de um amadurecimento, via discussões entre as partes, em função dos elevados valores envolvidos. O uso de técnicas de estimativas do capital a ser investido é, portanto, mais simples e rápido, e que atende às necessidades para as decisões que devem ser tomadas para direcionar o projeto na rota da maior lucratividade, ou para que se possa decidir por uma dentre várias opções, em função da economia. Se o processo contém importantes inovações, as técnicas de avaliação tornam-se ainda mais importantes: na proporção em que o processo vai sendo desenvolvido, as avaliações econômicas vão mostrando se o processo tem expectativas de tornar-se lucrativo ao ser implantado. Se a técnica permite que se alcance um nível de produção altamente confiável, em termos de qualidade e quantidade dos produtos, será a economia que efetivamente decidirá a cara do processo a ser implantado. A engenharia junta as duas ferramentas. O simulador ASPEN Plus contém a rotina Icarus Process Evaluator (IPE), que facilita as estimativas econômicas de processos. Exercite-a. Diversas metodologias podem ser aplicadas na estimativa dos custos do investimento de implantação de uma unidade industrial. Muitas delas utilizam o custo dos equipamentos como base para determinar os demais custos envolvidos. Na falta de dados mais precisos, as avaliações sugeridas por Seider et al. e Guthrie (1974), fruto da análise de projetos já implantados, podem ser de grande utilidade na estimativa dos custos abaixo. Considere: 

Aquisição de terreno: 2% do capital total depreciável (CTD);



Desenvolvimento e preparação da área, considerando terraplanagem, construção de ruas, cercas e muros, galerias de águas pluviais, etc.: 10 a 20% do custo total do módulo (CTM) para plantas novas, e 4 a 6% do custo do módulo para unidades anexas a serem instaladas em plantas já desenvolvidas;

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Royalties: são valores médios de mercado: 2% do capital total depreciável (CTD) no ato do contrato, com adicional de 3% do valor das vendas ao longo da operação da planta. Este último valor somente é considerado no custo de operação da unidade;



Partida da unidade: pode-se considerar como valor típico 10% do capital total depreciável (CTD). Para unidades que são réplicas de plantas já instaladas, em um processo bem conhecido, raramente ultrapassa 2% do CTD, enquanto para processos novos pode chegar a 30% do CTD.;



Contingência: os valores previstos para correção do projeto durante sua implantação, como é obvio, varia com o conhecimento que se tem do processo em questão. Em projetos de unidades que se dispõe de dados confiáveis sobre o processo, considera-se com alguma folga 18% do capital total depreciável CTD, onde, desse total, 15% representam capital de reserva e 3% seriam para taxas de recontrato de serviços. No entanto, há de se considerar que podem ocorrer grandes variações em torno desse valor: o engenheiro projetista deve sempre avaliar o quanto realmente se conhece não apenas do processo, mas também sobre o local onde a unidade será instalada, verificando qual o nível de detalhamento que se tem dos serviços e facilidades ali alocados, e qual o nível de detalhamento a que será possível atingir no próprio projeto em desenvolvimento. Em situações em que o nível de detalhamento poderá não atingir níveis altos de segurança, é comum adotarem-se valores da ordem de 40% do CTD, e em casos extremos, para unidades instaladas a partir de projetos com um baixo índice de detalhamento, por falta de dados concretos de processo, atinge na prática 100% do CTD;



Utilidades: o capital investido para a instalação das utilidades deve considerar a produção e distribuição de vapor, água de processo, resfriamento de água, unidade de frio e co-geração de eletricidade, onde o vapor gerado para a planta já considera seu emprego para gerar eletricidade na própria planta. Observar que a aquisição de energia elétrica de concessionárias não é aqui considerada como utilidade; deve considerar o capital total previsto para a aquisição e instalação de todas as unidades que comporão as utilidades, e para isso as correlações colecionadas na Tabela 5 poderão ser empregadas, somando-se a área de tancagem, recebimento e embarque de materiais, além do tratamento de efluentes. Segundo Seider (1999), a estes valores é conveniente somar-se 5% do CTM para cobrir custos de serviços não previsíveis enquanto o projeto não se completa;



Instalações compreendem construções e prédios tanto da área de processo como fora dela. Para unidades instaladas no interior de prédios, o custo das instalações na área de processo pode ser estimado como 10% do CTM, enquanto as construções fora dela podem chegar a 20% do CTM. Se a unidade é anexa a uma área já consolidada, as instalações fora da área de processo podem ser estimadas como 5% do CTM.

4.1 Índices Econômicos de Ajuste de Preços O preço de aquisição dos equipamentos que compõem tanto os módulos da área de processamento e produção como da área de utilidades são regularmente obtidos da literatura no formato de tabelas, diagramas e equações, ou então através de consulta aos fabricantes. No entanto, os custos de tudo o que se vende e compra não são estáticos: variam ao longo do tempo com as forças sociais que determinam os níveis de atividade produtiva, a oferta e a procura. O engenheiro necessita, portanto, de instrumentos que o permitam trazer para o momento atual os preços obtidos em outro momento histórico. A forma usual é a correção de preços pelo emprego de índices de atualização de preços especialmente desenvolvidos para isso, empregando uma correlação muito simples:

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Custo

Atual

= (Custo

ano i

)

I Atual I no ano i

(1)

Um índice de preços é um indicador da variação média de um conjunto de preços, entre um período tomado como base e o período considerado. Atribui-se ao período-base o índice 100; o valor do índice para o outro período indicará a porcentagem de aumento ou redução média de preços, nesse intervalo de tempo. Todos os índices são produzidos por instituições que fazem o levantamento contínuo de preços de bens e serviços, como se fora uma cesta básica de produtos da fatia de mercado que mais afeta ao público a que se dirigem, e com o conjunto levantado produzem o índice que espelha a evolução média ponderada dos preços dos bens pesquisados. O uso de índices específicos é mais confiável do que índices habituais de inflação porque caracterizam a variação de preços específica de determinado setor da indústria. Os índices mais empregados pelos engenheiros químicos em suas análises são:



CE - Índice de Custos de Unidade de Processo da Chemical Engineering Magazin (The Chemical Engineering Plant Cost Index):. É publicado mensalmente pela revista Chemical Engineering, na seção de Índices Econômicos. Teve início em 1957, com CE = 100. Vatavuk (VATAVUK, 2002) produziu uma descrição completa deste índice.



MS - Índice Marshall & Swift (The Marshall & Swift Equipment Cost Index): É publicado mensalmente pela Chemical Engineering, na seção de Índices Econômicos. Iniciou em 1926, com MS = 100. Uma descrição completa deste índice pode ser encontrada na Chemical Engineering, v. 92, n. 9, 1985.



NF - Índice de Nelson - Farrar para construção de refinarias (The Nelson - Farrar Refinery Construction Cost): É publicado mensalmente pela revista Oil & Gas Journal, com início em 1946, com NF = 100. A descrição completa pode ser encontrada na Oil & Gas Journal, v. 83, n. 52, 1985.

Os índices CE e MS consideram os equipamentos de unidades de processamento de todas as áreas, levando em conta as variações de custo da mão de obra, materiais e fabricação dos equipamentos, assim como transporte e instalação. Oferecem ainda a evolução de preços para algumas classes particulares de equipamentos de largo uso, como trocadores de calor, bombas, etc. Já o índice NF reporta-se exclusivamente a equipamentos e custos da indústria do petróleo. A Tabela 2 abaixo coleciona alguns valores médios para estes índices.

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias Tabela 2. Valores médios anualizados de alguns Índices de Custos. Ano CE MS NF CE=100 /1957 MS =100 /1926 NF=100/1946 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989

261 297 314 317 323 325 318 324 343 355

675 745 774 786 806 813 817 830 870 914

823 904 977 1.026 1.061 1.074 1.090 1.122 1.165 1.196

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999

358 361 358 359 368 381 382 387 390 391

935 952 960 975 1.0 00 1.0 37 1.0 51 1.0 68 1.0 75 1.0 83

1.226 1.253 1.277 1.311 1.350 1.392 1.419 1.449 1.478 1.497

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

394 394 396 402 444 468 500 525 575 522 551 586

1.1 10 1.1 09 1.1 21 1.1 43 1.2 02 1.2 95 1.3 65 1.3 73 1.4 50 1.4 68 1.4 57 1.5 18

1.543 1.580 1.642 1.710 1.834 1.919 2.008

Na sequência serão apresentados os métodos mais empregados pela engenharia para a avaliação de custos.

4.2 Estimativa por Ordem de Grandeza ‐ Dados Históricos Um método para estiva rápida e grosseira de qual será o capital a ser investido na instalação de uma nova unidade, de um processo já bem conhecido e com unidades já em operação, foi proposto por Hill (HILL, 1956). Hill correlacionou dados de produção e capital investido para plantas de um mesmo processo em operação, obtendo uma função que permite uma estimativa com erros na faixa de 35%:

S  C2   2  C1  S1 

n

(2)

onde: C1 e S1 são respectivamente o capital investido e a produção para uma dada planta já instalada, enquanto S2 e C2 são a produção da nova unidade e o capital a ser alocado para sua instalação. O expoente n varia entre 0,4 e 0,9, com um valor médio muito próximo de n=0,6.

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias O método é empregado para uma rápida visualização das diferenças no capital a ser investido quando se comparam várias rotas para um dado produto. As informações sobre o capital investido e produção de plantas industriais já em operação são regularmente publicadas pela revista Hydrocarbon Processing, e a Tabela 3 coleciona alguns valores ali obtidos. Para simplificar o uso da Tabela 3, a eq. 1 foi reescrita na forma:

C 2  a.Sn2

(3)

Exemplo 2. Estimar o capital necessário para a instalação de uma unidade para produzir 150.000 kg/dia de anidrido ftálico, por oxidação catalítica. Solução: A produção de 150 ton/dia de anidrido ftálico, em 330 dias/ano de operação contínua, corresponde a um total de 49.500 ton/ano. Da Tabela 2, obtemos os valores: n = 0,6 e a = 0,2133. Aplicando os valores na eq. 2, resulta: C2 = aSn = 0,2133.(49500)0,6 = US$140 milhões

Tabela 3. Capital Total a ser Investido para plantas químicas novas, a partir de valores conhecidos para o mesmo processo em plantas já instaladas. (C2 em US$ Milhões, para CE = 556,2 – valor de outubro de 2010) Processo Pa tente Produção em: Smin ABS resina (p/borracha), polimerização por emulsão --ton/ano 22.700 acetato de Vinila, processo Cativa Integrado BP ton/ano 140.000 Acetato de Vinila, processo Celanese VAntage Celanese ton/ano 140.000 Ácido Acético, processo Cativa BP ton/ano 226.500 Ácido Acético, por carbonilação de metanol Celanese ton/ano 226.500 Ácido Adípico a partir de fenol --ton/ano 135.000 Ácido Isoftálico, processo por oxidação de m-Xileno --ton/ano 70.000 Ácido Metacrílico, p/ oxidação de isobutileno --ton/ano 30.000 Ácido tereftálico purificado EniChem/ Technimont ton/ano 160.000 Acroleina por oxidação de propileno, com catalisador Bi/Mo --Alfaolefinas (faixa completa) Chevron Phillips Alfaolefinas (faixa completa) Shell Alfaolefinas lineares Chevron Alfaolefinas lineares p/ Linear-1 UOP Alquilbenzeno linear p/PACOL/DeFine UOP Alquilçao de C4 - processo H2SO4 Stratco/DuPont Alquilação de C4 - processo HF UO P Anidrido Ftálico, p/ oxidação catalit. --Anidrido Maleico, p/ leito fluidizado --Benzeno, extração por Sulfolane UOP/Shell Benzeno, p/ hidroalquilçao de tolueno --Benzeno, processo Bensat UOP Biodiesel processo FAME) ---

ton/ano ton/ano ton/ano ton/ano ton/ano ton/ano bpd bpd ton/ano ton/ano m3/ano m3/ano bpd ton/ano

13.500 180.000 180.000 140.000 200.000 45.000 4.000 5.000 45.000 30.000 190.000 190.000 8.000 45.000

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S max

a

n

130.000

0,359

0,6

360.000

0,225

0,6

360.000 906.000

0,1969 0,6 0,103 0,6

906.000 450.000

0,082 0,105

0,6 0,6

140.000 0,2936

0,6

70.000 0,2278 320.000 0,3139

0,6 0,6

68.000 550.000 450.000 320.000 300.000 110.000 20.000 12.000 90.000 70.000 750.000 750.000 15.000 226.000

0,202 0,155 0,217 0,1539 0,122 0,145 0,160 0,153 0,2133 0,2356 0,0646 0,0581 0,0275 0,0813

0,6 0,6 0,6 0,6 0.6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias Processo Pa tente Produção em: bis-HET, p/ Eastman Glycolysis Eastman ton/ano BTX Aromaticos, processo Cyclar BP/UOP ton/ano BTX Aromaticos, proc. CCR Platfor. UOP ton/ ano Butadieno por destilação extrativa UOP/BASF ton/ano Butadieno por destilação extrativa com Oxo-D plus Texas Petrochem. ton/ano n-Butanol, p/ C4s BASF ton/ano Buteno-1 por dimerização de -butol etileno Axens ton/ano Buteno-1 pelo processo BP BP ton/ano Caprolactana a partir de tolueno SNIA BPD ton/ano Cloreto de Alila p/cloração de propileno --ton/ano Coque pelo processo Flexicoking ExxonMobil bpd Coque pelo processo de retardo Foster Wheeler/UOP bpd Cumene pelo processo Q-Max UOP ton/ano Ciclohexano pela hidrogenação de benzeno em fase líquida Axens ton/ano Dimetil tereftalato, p/ metanolise --ton/ano Dimetil tereftalato, p/ oxidação Huels ton/ano Etanol, p/ hidratação de etileno -- m3/ano Etanol, a partir de milho --ton/ano Etilbenzeno, processo EBOne Lummus/UOP ton/ano Etileno, p/ pirolise de etano --ton/ano Etileno, p/ UOP Hydro MTO UOP/Norsk ton/ano Etilen, p pirólise de nafta leve --ton/ano Etileno, p/ pirólise de gasóleo --ton/ano Etilenoglicol, p/ hidrólise de EO Shell ton/ano Estireno, processo SMART Lummus/UOP ton/ano Fenol, de cumeno (cat.: zeolita) UOP/Lummus ton/ano Fischer Tropsch ExxonMobil ton/ano Glicerina refinada, p/destila. + adsoção --ton/ano Glucose (solução a 40%) a partir de amido de milho --ton/ano Hidrogênio p/ reforma de metano Foster Wheeler m3/dia Isopreno p/ carbonil. de isobutileno IFP ton/ano Isopreno p/dimerização de propileleno --ton/ano Methanol, p/ reforma com vapor e síntese Davy Tech. ton/dia Monóxido de Carbono pela reforma de metano com vapor --m3/ano Pentaeritritol, p/ condensação --ton/ano PET resina (chips) c/ co-monomero processo NG3 DuPont ton/ano Policarbonato p/polimerização interfacial --ton/ano Polietileno de alta densidade, processo BP em fase gás BP Amoco ton/ano Polietileno de alta densidade, processo Phillips por leito de lama Phillips ton/ano Polietileno de alta densidade processo Zeigler por leito de lama Zeigler ton/ano Polietileno expansível, p/ suspensão --ton/ano Polietilen0 tereftalato, (melt phase) --ton/ano Poliestireno por polimerização em reator de fluxo pistonado --ton/ano Poliestireno de alto impacto polimerização por campanha Dow ton/ano Polipropileno, processo INNOVENE BP ton/ano Polipropileno, processo Unipol Dow ton/ano Polipropileno, processo SPHERIPOL Basell ton/ano Polipropileno, processo BORSTAR Borealis ton/ano Propileno, processo Oleflex UOP ton/ano Propileno, por metatese --ton/ano Reforma catalítica por CCR Pt UOP bpd Sorbitol (70%) p/hidrogenação cont. --ton/ano m-Xyleno, p/ MX Sorbex UOP ton/ano p-Xyleno, p/ Isomar - Parex UOP ton/ano p-Xyleno processo Tatoray UOP bpd

Smin 22.650 200.000 200.000 45.000

S max 130.000 800.000 800.000 220.000

a 0,0178 0,044 0,015 0,163

n 0,6 0,6 0,6 0,6

45.000 70.000

220.000 140.000

0,335 0,2439

0,6 0,6

5.000 20.000 40.000 36.500 15.00 15.000 150.000

30.000 80.000 120.000 113.000 40.000 60.000 450.000

0,0251 0,169 0,321 0,225 0,343 0,109 0,0120

0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,68 0,6

100.000 14.000 140.000 115.000 100.000 300.000 220.000 220.000 450.000 450.000 220.000 300.000 90.000 200.000 13.000

300.000 36.000 360.000 350.000 300.000 700.000 900.000 900.000 900.000 900.000 450,000 700.000 270.000 700.000 26.000

0,0061 0,1532 0,2224 0,080 0,0865 0,0085 0,2836 0,2557 0,4861 0,5070 0,1716 0,0355 0,1834 0,476 0,0852

0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

130.000 360.000 0,0982 280.000 1.400.000 5,6.10-4 25.000 90.000 0,2969 25.000 90.000 0,1931 3.000

7.000

2,775

0,6 0,8 0,6 0,6 0,6

56.106 18.000

170.106 1,35.10-4 0,6 40.000 0,1842 0,6

70.000 30.000

140.000 70.000

0,1408 0,6125

0,6 0,6

130.000

320.000

0,1072

0,6

130.000

320.000

0,0998

0,6

130.000 22.500 30.000

320.000 0,1329 50.000 0,1027 90.000 0,1596

0,6 0,6 0,6

30.000

90.000

0,0255

0,6

32.000 135.000 135.000 135.000 135.000 150.000 220.000 15.000 22.000 70.000 300.000 12.000

72.000 400.000 400.000 400.000 400.000 350.000 450.000 60.000 55.000 140.000 700.000 20.000

0,0879 0,102 0,1078 0,108 0,119 0,0943 0,0562 0,179 0,1316 0,1281 0,0230 0,0690

0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

Fonte: Hidrocarbon Processing, 2003, 2004a e 2004b. Para processos sem referência de detentor da patente: Nexant, obtido de www.Nexant.com/products, em outubro de 2010.

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias 4.3 Método do Fator Global de Lang FL A análise do desenvolvimento de 14 novos projetos, e os respectivos custos envolvidos, desenvolvida por Lang (LANG, 1947a, 1947b, 1948) e muito bem sistematizada no excelente texto de Peter e Timmerhaus (1991), resultou em fatores multiplicativos FL, que ao multiplicarem o valor total dos equipamentos de grande porte, que constituirão uma unidade industrial, resultam em uma avaliação do Capital Total Investido CTI. A precisão do método pode oferecer erros de até ±35%. A precisão aumenta na proporção em que a especificação dos equipamentos avança e com os equipamentos já dimensionados obtêm-se os menores erros. Os preços devem já considerar o frete para o transporte dos mesmos.

Os Fatores de Lang não consideram tanques de armazenamento, carga inicial de catalisador, royalties e o investimento para a partida da unidade. No entanto, estes valores podem ser acrescidos aos valores calculados, de modo a gerar um total corrigido. Passo-a-passo do Método 1 – A partir do projeto, prepare uma lista dos principais equipamentos do processo, contendo dimensões, material de construção, temperatura e pressão de projeto; 2 – Com os dados anteriores, adicionar o custo atualizado dos equipamentos com os respectivos custos de frete para obter o Custo dos Equipamentos CEquip; 3 – Some todos os custos dos equipamentos e multiplique pelo fator de Lang, que pode incluir ou não o capital de giro. 4 – Adote um fator de 1,05 sobre os custos estimados para estimar o custo de entrega na planta.

CTI  1,05 FL

I Atual I no ano i

 C n



FOB Equip ano i n

A Tabela 4 mostra os Fatores de Lang detalhados por Peter, Timmerhaus e West (2003).

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias Tabela 4. Detalhamento dos Fatores de Lang, por Peter, Timmerhaus e West (2003). % do Custo Total dos Equipamentos (entregues na planta) Especificação do Dispendio Planta p/ Processar Sólidos

Planta p/ Processar Sólidos e Fluidos

Planta p/ Processar Fluidos

100

100

100

Instalação

45

39

47

Instrumentação e Controle (instal.)

18

26

36 68

Custo dos equipamentos de processo

Tubulação e Válvulas (instal.)

16

31

Eletricidade (instal.)

10

10

11 18

Construções, incluindo prédios de serviços

25

29

Pátio, ruas e estacionamento

15

12

10

Utilidades (instal.)

40

55

70

269 33 39 341

302 32 34 368

360 33 41 434

21 35

23 37

26 44

Total de Custos Diretos Engenharia e Supervisão Construção e Consultoria Total de Custos Diretos e Indiretos Custos de Contratos e despezas legais Contingência Capital Fixo Inicial Fator de Lang p/ Capital Fixo Inicial

397

428

504

FCFI = 3,97

FCFI = 4,28

FCFI = 5,04

Capital de Giro

70

75

89

467

503

593

FCTI = 4,67

FCTI = 5,03

FCTI = 5,93

Capital Total Investido Fator de Lang p/ Capital Total Investido

No emprego dos Fatores de Lang colecionados na Tabela 4, pode interessar ao engenheiro desenvolver uma análise mais completa, considerando com mais detalhes os custos previstos para a planta que está sendo projetada. O custo das utilidades pode ser obtido de forma mais específica utilizando-se a Tabela 5.

Estimativa do Custo da Implantação dos Equipamentos das Utilidades A Tabela 5 indica valores típicos para a avaliação do custo das instalações de utilidades, calculados segundo a função: C = aSn onde a e n são constantes e S mede a produção da utilidade considerada. Tabela 5. Estimativa de capital investido para utilidades (CE = 560,4) (Guthrie, 1974). Utilidade Vapor Eletricidade (Co-geração) Resfriamento de água Água de Processo Refrigeração (carga térmica)

Unidade de S kg/h MW m3 /h m3 /h kW

Faixa 5.000 - 400.000 0,5 - 1.000 150 - 50.000 1 - 2.500 10 - 3.500

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Capital Investido (US$) 0,81

C = 1.952S C = 2.914.100S 0,83 C = 3.070S0,68 C = 6.980S0,96 0,77 C = 4.680S

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias Exemplo 3. A Figura 2 mostra o Fluxograma de Processo para uma unidade que deverá produzir 64.000 ton/ano de acrilonitrila, segundo o processo SOHIO (detentora da patente: British Petroleum - BP), segundo o projeto desenvolvido por Sugita et al.(2009). O dimensionamento e custo F.O.B. dos equipamentos, segundo os autores do projeto (CE= 556,2 - dezembro 2010), resultaram nos seguintes custos de aquisição (F.O.B. - posto fornecedor): Reator: tipo feixe tubular, com os tubos recheados com catalisador, resfriado no casco por uma corrente de sais fundidos: - Tubos: 1", BWG 14, comprimento: 9m, número de tubos: 7.925, material: AISI 316 - Casco: diâmetro: 3m, material: AISI 304. - Custo, incluindo sistema de resfriamento e catalisador: US$ 862.000,00 Forno F-01: Carga térmica:5,865 kJ/h, para tubos em AISI 316, US$ 2.237.800,00 Absorvedora T-1: diâmetro: 1,1m, altura: 8m, recheio intalox polipropileno US$ 161.300,00 Destiladora T-2: diâmetro: 1,2m, 18 pratos perfurados, em AISI 316, US$ 125.220,00 Destiladora T-3: diâmetro: 1,6m, 24 pratos perfurados, em AISI 304, US$ 139.520,00 Trocadores de Calor: TC-01: área de troca: 1.600 m2, em AISI 316, US$ 590.000,00 2 TC-02: área de troca: 416 m , em AISI 304, US$ 86.250,00 TC-03: área de troca: 69 m2, termosifão em AISI 304, US$ 61.350,00 TC-04: área de troca: 17 m2, condensador em AISI 304, US$ 22.650,00 TC-05: área de troca: 90 m2, condensador em AISI 304, US$ 51.600,00 TC-06: área de troca: 84 m2, ketlle em AISI 304, US$ 82.120,00 Compressores: 04 compressores centrífugos, potência 2.400 hp cada, US$ 4.410.000,00 Vasos: V-01: horizontal, diâmetro: 2,6m, L: 5m, em AISI 316, US$ 23.540,00 V-02: horizontal, diâmetro: 0,6m, L: 1m, em AISI 316, US$ 2.900,00 V-03: horizontal, diâmetro: 1,6m, L: 5m, em AISI 304, US$ 13.700,00 V-04: vertical, diâmetro: 1,0m, L: 3,2m, em AISI 304, US$ 7.940,00

Empregando os fatores de Lang, determinar: a) O capital total depreciável. Solução a): A soma dos custos de aquisição dos principais equipamentos que comporão a unidade, conforme a relação acima, considerando 5% do valor total para o transporte, resulta em: - Custo dos equipamentos de processo: R$ 8.877.890,00 x 1,05 = R$ 9.321.785,00 Empregando o fator de Lang para uma planta que processará apenas fluidos, o capital total depreciável será: R$ 9.321.785,00 x 5,04 = R$ 46.981.794,00 b) O capital total fixo investido na construção da unidade de processamento (ISBL) considerando o capital de giro. Solução b): empregando o fator de Lang = 5,93, obtém-se um capital total a ser investido no empreendimento de: R$ 9.321.785,00 x 5,93 = R$ 55.278.182,00 Observar que o método de Lang não considera o custo da carga inicial de catalisadores, royalties, a partida da unidade e o custo de tanques de armazenamento. No entanto, estes valores podem ser acrescidos aos valores calculados, de modo a gerar um total corrigido. c) Considerando o capital total depreciável, estimar o capital total investido levando em conta as despesas com aquisição do terreno, royalties e partida da unidade. Solução c): adotando-se para o custo do terreno 2% do capital total depreciável, assim como a taxa inicial de licença dos royalties, e 10% para a partida da unidade, o capital total investido será de: R$ 55.278.182,00 + R$ 46.981.794,00 x 0,14 = R$ 61.855.633,00

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25

2

CP 01 compressores A/B/C/D

3

6

220

6

6

60

FC

130

TC-1

5,5

4

5 460

FC

7

combustível

Tambor de Separação

60

4

5

440

Reator R-1

TC

TC

4,5

água TC-2

208

F-1 Forno

Bomba B-05

Vaso V-4

LC

PC

3,5

Bomba B-01

TC

Sal fundido

9

6

8

LC

PC

vapor

40

3,2

3,3

105

LC

TC

água

URA

T-2 Destiladora LC

3,1

11

TC -03

vapor

1,4

Bomba B-02

vaso V-2

TC -04 1,2

70

10

T-3 Destiladora LC

TC

FC

80

12

vapor

14

URS URG

tancágem

URS

Unidade: Acrilonitrila Fluxograma de Processo

ACN TECH

Bomba B-04

TC -06

13

Bomba B-03

68

LC

TC -05 água

vaso V-3

8

Figura 2. Fluxograma de Processo para uma unidade de prudução de Acrilonitrila (Sugita et al. (2009)).

ar

C3H8

NH3

1

25

LC

V-01

Metanol

T-1 Absorvedora

URS

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias 4.4 Estimativa pelo Método do Fator Individual de Guthrie Este método foi originalmente desenvolvido por Hand (HAND, 1958) e posteriormente tornado muito mais completo por Guthrie em 1969. Guthrie analisou todos os itens de dispêndio para a instalação de cada tipo de equipamento, empregando os dados resultantes da análise de 42 projetos na área da indústria química e do petróleo. Os erros estão na ordem dos 20%. No método, Guthrie agrupa os custos em seis itens, cinco diretos e um indireto: -

Processamento químico Manuseio de sólidos Desenvolvimento da área Prédios industriais Utilidades Custos indiretos de Projeto.

Quando desenvolvidos, estes custos resultam em um fator global que permite não apenas a avaliação do custo total de um dado equipamento já instalado na unidade de produção, mas também uma planilha detalhada de como estes custos se distribuem nas várias atividades desenvolvidas para sua instalação completa. Guthrie estabelece para cada equipamento o dispêndio com tubulação e acessórios, concreto e ferro para as bases e estruturas de suporte, instrumentos e controladores, cabos e materiais elétricos incluindo iluminação, isolamento e pintura, além da mão de obra envolvida em todas as etapas da instalação, desde a alocação do item na base até a pintura. A soma do custo dos materiais envolvidos na instalação com a mão de obra resulta em um fator denominado Materiais e Trabalho - ML. Os Custos Indiretos contabilizam o frete de transporte do equipamento até o local de instalação, associado ao seguro e eventuais taxas, e as despesas com construção, onde estão somados os custos de construções temporárias, ruas, espaços para trabalho e estacionamento de máquinas, aluguel de guindastes e gruas, além dos salários de supervisão de construção e encargos sociais e seguros dos empregados na operação de construção. As despesas com Engenharia somam os salários de engenheiros envolvidos no projeto, desenhistas e todo o pessoal envolvido no desenvolvimento do projeto. A Tabela 6 exemplifica as planilhas desenvolvidas por Guthrie, mostrando os fatores de instalação para trocadores de calor, fornos, vasos de pressão e compressores. É interessante observar, na metodologia desenvolvida por Guthrie, o papel desempenhado nos custos de instalação pelos diversos materiais empregados na construção dos equipamentos e a classe de pressão para a qual foram projetados. Guthrie considera que os materiais e trabalho diretamente envolvidos na instalação de um dado equipamento não variam com o tipo de material de que o equipamento é feito: uma destiladora usará concreto, estruturas de aço, cabos elétricos e mão de obra com um mesmo dispêndio, se constituída por aço AISI 304 ou por aço carbono. No entanto, os tubos e válvulas usadas para conectá-la com o restante da planta terá um custo diferenciado, porque o material desses tubos e acessórios deverá ser compatível com o material da destiladora, em função dos fluidos que conduzirão. Assim, Guthrie especifica os fatores de instalação para os equipamentos construídos a partir de um material simples, como aço carbono, e estabelece fatores específicos que permitem traduzir esse custo para outros diferentes materiais, mas que se tornam específicos para cada tipo de equipamento, em função das interligações que em média apresentam com o restante da planta. Com relação às classes de pressão, considera que um vaso construído para suportar uma pressão de 2 bar demandará uma estrutura de suporte menos dispendiosa e menor volume de trabalho de instalação que um vaso para 40 bar: os fatores que corrigem a pressão tornam-se assim específicos também.

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias Tabela 6. Fatores de instalação desenvolvidos por Guthrie, para equipamentos em aço carbono e para pressões de até 10 bar. Equipamento Custo FOB do Equipamento, E

TC

F

FH

VP-H

100

100

100

18,5 15,5 10,3 10,3 ----4,1 5,1 2,1 2,1 --------35,0 33,0 135,0 133,0 30,5 29,9 ----30,5 29,9

100 100 100 41,1 60,0 20,6 6,2 10,0 12,3 --8,0 --6,2 11,5 8,2 5,2 5,0 15,4 5,2 8,0 2,6 --1,3 0,5 64,5 103,8 59,6 164,5 203,8 159,6 52,5 84,0 49,8 9,3 15,2 11,6 61,5 99,2 61,4

165,5 162,9

226,0 303,0 221,0

Tubulação 45,6 Concreto 5,1 Aço 3,1 Intrumentos 10,2 Eletricidade 2,0 Isolamento 4,9 Pintura 0,5 Custo dos Materiais, M 71,4 Custo Equipamento + Materiais 171,4 Instalação dos materiais 55,4 Instalçao do equipamento 7,6 Mão de Obra Direta, L 63,0 234,4 Custos Diretos M + L Transporte (frete, seguro) Custos Indiretos Custo do Módulo Fator de materiais E+M Fator de custos diretos, M+L Fator de custos indiretos Fator do Módulo

8,0 66,7

--61,2

--60,3

8,0 83,6

VP-V Comp

8,0 112,0

8,0 81,8

329,1 226,7 223,2 317,6 423,0 310,8 1,71 2,34 0,37 3,29

1,35 1,65 0,37 2,27

1,33 1,63 0,37 2,23

1,64 2,26 0,37 3,18

2,04 3,03 0,37 4,23

1,59 2,21 0,37 3,11

(Fonte: GUTHRIE, 1969). TC: trocadores de calor de feixe tubular; F: fornos de processo; FH:aquecedores a fogo direto; VP-H: vasos de pressão com instalação horizontal; VP-V: vasos de pressão con instação vertical; Comp: compressores

A equação para a estimativa do capital total investido segundo o método de Guthrie é apresentado seguindo-se a equação 4 abaixo:

CTI = 1,18 (CTM + Cárea + Cintalações + Cutilidades) + Cgiro + Cpartida + Cterreno

(4)

O fator 1,18 que aparece na eq. 4 considera a reserva de contingência (15%) e despesas de contrato (3%). O custo da carga inicial de catalisador esta incluído no custo do reator catalítico Na eq. 4, CTI é o capital total investido e CTM é o custo instalado de todos os módulos que compõem a planta.

Estimativas Desenvolvimento e preparação da área - Cárea :é o dispêndio na preparação da área, considerando terraplanagem, construção de ruas, cercas e muros, galerias de águas pluviais, etc. e, como já discutido anteriormente, pode ser assumido como 10-20% do CTM para uma planta nova, ou então 4-6% do CTM para unidades anexas a áreas já desenvolvidas (SEIDER et al., 1999). Instalações - Cinstalações compreendem construções e prédios tanto da área de processo como fora dela. Para unidades instaladas no interior de prédios, o custo das instalações na área de processo pode ser estimado como 10% do CTM, enquanto as construções fora dela podem chegar a 20% do CTM. Se a unidade é anexa a uma área já consolidada, as instalações fora da área de processo podem ser estimadas como 5% do CTM.

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias A parcela Cutilidades deve considerar o capital total previsto para a aquisição e instalação de todas as unidades que comporão as utilidades, e para isso as correlações colecionadas na Tabela 5 poderão ser empregadas, somando-se a área de tancagem, recebimento e embarque de materiais, além do tratamento de efluentes. Segundo Seider (1999), a estes valores é conveniente somar-se 5% do CTM para cobrir custos de serviços não previsíveis enquanto o projeto não se completa. Aquisição de terreno - Cterreno: 2% do capital total depreciável (CTD); Royalties - Croyalties: são valores médios de mercado: 2% do capital total depreciável (CTD) no ato do contrato, com adicional de 3% do valor das vendas ao longo da operação da planta. Este último valor somente é considerado no custo de operação da unidade; Partida da unidade -Cpartida: pode-se considerar como valor típico 10% do capital total depreciável (CTD). Para unidades que são réplicas de plantas já instaladas, em um processo bem conhecido, raramente ultrapassa 2% do CTD, enquanto para processos novos pode chegar a 30% do CTD.;

Na aplicação do método, após a estimativa do custo de aquisição de um dado equipamento (Cfob), calcula-se o custo total para este módulo já instalado como:

C M  C fob .FMódulo

(5)

A Tabela 7 mostra os fatores de instalação para outros equipamentos, diversos daqueles mostrados na Tabela 6.

Tabela 7. Fatores de Módulo para equipamentos construídos em materiais comuns e pressões até 10 bar (GUTHRIE, 1969). ( , ) Equipamento Agitadores Bombas centrífugas Caldeiras (até 20 bar) Centrífugas Ciclones Cristalizadores Ejetores Evaporadores Filtros de manga Filtros de processo Moinhos Peneiras Resfriador com ar direto, aletado Secadores Trocador de calor de duplo tubo

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FM 2,62 3,48 2,50 2,60 2,69 2,75 2,12 2,90 2,70 2,72 2,68 2,32 2,54 2,74 1,80

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias Exemplo 4. Considerando os dados do Exemplo 3, para a unidade de produção de acrilonitrila, determinar o custo total da unidade de produção, empregando os fatores de Guthrie. Solução: Considerando os preços dos equipamentos já calculados, aplicando-se os fatores de módulo obtém-se: - Trocadores de calor TC-01 a TC-06, incluindo o reator: US$ 1.755.970,00 x 3,29 = US$ 5.777.141,00 - Compressores: US$ 4.410.000,00 x 3,11 = US$ 13.715.100,00 - Vasos de pressão verticais: T1, T2, T3 e V-01: US$ 433.980,00 x 4,23 = US$ 1.835.735,00 - Vasos de pressão horizontais: US$ 40.140,00 x 3,18 = US$ 127.645,00 Total do Módulo (CE=556,2): US$ 21.455.621,00

Exemplo 5. O consumo de água e vapor na unidade produtora de acrilonitrila, descrita no Exemplo 3, foi estimada como: - Vapor de baixa pressão (gerado a 10 bar manométrica.) = 5.700 kg/h - Água de resfriamento: 1.090 m3/h Determinar o capital a ser investido na implantação da área de utilidades. Solução: Empregando os valores dados na Tabela 5, obtém-se (CE = 560,4): - Geração e distribuição de vapor: C = 1.952.S0,81 C = 1.952x5.7000,81 = US$ 2.151.485,00 - Resfriamento de água:

C = 3.070.S0,68 C = 3.070x1.0900,68 = US$ 356.934,00

- Custo da área de utilidades (CE 560,4) = US$ 2.508.420,00. Exemplo 6. A planta que produzirá acrilonitrila, descrita no Exemplo 3, necessitará de uma área de tancagem constituída por: - 04 tanques (TQ-01 a TQ-04) cilíndricos, com teto cônico fixo, em aço carbono, para metanol, com volume de 550 m3 cada. - 04 tanques (TQ-05 a TQ-08) cilíndricos, com teto cônico fixo, em aço carbono, para metanol, com volume de 370 m3 cada. - 01 esfera (ES-01) para propano liquefeito, em aço carbono, para pressão de operação de 15 bar, com volume 3.300 m3. - 01 esfera (ES-02) para amônia liquefeita, em aço AISI 304, para pressão de operação de 20 bar, com volume de 1.400 m3. a) Determinar o capital a ser investido na área de tancagem. b) Estimar o Capital Total Depreciável (CTD) da planta. Solução. a) Os custos dos tanques e esferas podem ser determinados a partir das correlações AP. 13 e AP. 14 do Apêndice: Para os tanques de armazenamento cilíndricos verticais: C (US$) = 5.100.V0,51, para V em m3, custo dos tanques instalados e testados: - TQ-01 a TQ-04: C = 4x5.100x5500,51 = US$ 509.583,00

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias - TQ-05 a TQ-08: C = 4x5.100x3700,51 = US$ 416.306,00 Para as esferas, instaladas e testadas: C (US$) = 854.V.FP.FM - ES-01: FP = 0,196x150,58 = 0,942, FM = 1,0 para aço carbono: C (US$) = 854.V.FP.FM = 854x3.300x0,942x1 = US$ 2.654.744,00 - ES-02: FP = 0,196x200,58 = 1,113, FM = 1,7 para aço AISI 304: C (US$) = 854.V.FP.FM = 854x1.400x1,113x1,7 = US$ 2.262.195,00 Custo total da implantação da área de tancágem (CE=560,4): US$ 5.842.828,00.

b) Cálculo do Capital Total Depreciável: pelo escrito na Tabela 1, é representado pela soma dos investimentos: CTD = CTM + CUI + CC Considerando os valores já calculados nos Exemplos 3 e 4, o total do Módulo é: C TM  US$21.455.621,00.

560,4  US$21.617.637,00 556,2

(CE=560,4)

enquanto o Custo das Utilidades e Instalações, que compreende as Utilidades, área de tancagem e instalações, além do desenvolvimento da área. Instalações, como visto anteriormente, podem ser estimadas como uma fração de 10% do CTM, enquanto o desenvolvimento da área é estimado como de 4% a 6% do CTM para unidades anexas a áreas já operacionais, e 20% do CTM para áreas novas: CUI = US$ 2.508.420,00 + US$ 5.842.828,00 + 0,3 CTM CUI = US$ 14.836.539,00 Os Custos Indiretos, que compreendem engenharia de projeto, etc., já estão considerados diretamente no custo total do módulo, quando o método de estimativa é o de Guthrie. Já a reserva de contingência é tomada como 10% a 18% do CTD, perfazendo um capital total depreciável de: CTD = 1,18(21.617.637 + 14.836.539) = US$ 43.015.928,00 Exemplo 7. Calcular o capital de giro necessário para operar a unidade para a produção de 12.500 kg/h de acrilonitrila, a partir dos seguintes dados (SUGITA et al., 2009): - Eletricidade: potência dos equipamentos a serem instalados Torre de resfriamento de água: 40 kW Bombas: 18 kW Compressores: 5.215 kW Custo: US$ 0,185/kWh - Água de resfriamento: make-up de água na torre: 47 m3/h Custo: US$ 0,02 - Combustível: caldeira: 522 Nm3/h de gás natural forno: 2.505 Nm3/h

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias Custo: US$ 0,52/Nm3 - Mão de obra (salário por empregado): Por turno: Sala de controle: 2 operadores/ turno, 4 turnos: R$ 2.100,00/mês Operadores de campo: 02/turno, 4 turnos, R$ 1.200,00/mês Operadores da área de utilidades: 01/turno, 4 turnos, R$ 1.200/mês ETE/ETA: 01/turno, 4 turnos, R$ 1.200,00/mês Portaria: 02/turno, 4 turnos, R$ 800,00/mês Horário comercial: Engenheiros: 02, R$ 6.200/mês Laboratório: 02 técnicos, R$ 2.100,00/mês 01 Químico Analista: R$ 6.200/mês Recepção: 02, R$ 1.000,00/mês Administrativos: 14, R$ 1.200,00/mês Funcionários p/ serviços gerais: 12, R$ 800,00/mês - Matéria Prima: consumo (kg/h) Propano 15.440 6.400 NH3 Metanol 3.100

US$/kg - posto fábrica (www.icis.com-03/2011) 0,12 0,4 0,42

- Produção de acrilonitrila: 12.500 kg/h; Solução: Considerando uma eficiência operacional na fábrica de 90%, adota-se 330 dias de efetiva produção ao longo do ano, ou 27 dias/mês. O dispêndio com a manutenção da unidade será assumido como 8,05% do capital total depreciável ao ano, ou: Manutenção = US$ 43.015.928,00 x 0,0805 = US$ 3.462.782,00/ao ano Por Mês resulta: US$ 288.565,00/mês O custo do seguro da fábrica está entre 0,5% a 1,0% do total depreciável ao ano. Considerando uma taxa de 0,6% ao ano: Seguro = 0,006 x US$ 43.015.928,00 = US$ 258.095,00/ano = US$ 21.508,00 ao mês. -

08 16 20 14 02 02

Mão de obra: operadores da sala de controle 8 x R$ 2.100,00 = R$ 16.800,00 operadores de campo, Utilidades e ETE/ETA:16 x R$ 1.200,00 = R$ 19.200,00 empregados para portaria e serviços gerais: 20 x R$ 800,00 = R$ 16.000,00 administrativos: 14 x R$ 1.200,00 = R$ 16.800,00 técnicos de laboratório: 2 x R$ 2.100,00 = R$ 4.200,00 engenheiros e 01 químico: 3 x R$ 6.200,00 = R$ 18.600,00 Total: R$ 91.600,00 Considerando um acréscimo de 102% para encargos e salários indiretos: Folha de pagamento = R$ 2,02 x R$ 91.600,00 = R$ 185.032,00 (para R$ 1,70 = US$ 1,0) = US$ 108.842,00 O balanço das despesas no mês (27 dias de operação) pode ser resumido como:

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias US$/mês - Matéria prima: Propano: 10.005.120 kg x 0,12 1.200.614,00 430.080,00 NH3: 1.075.200 kg x 0,4 Metanol: 2.008.800 x 0,42 843.696,00 - Eletricidade: 5.273 kW x 648h x 0,185 633.132,00 1.019.978,00 - Combustível: 1.961.496 Nm3 x 0,52 609,00 - Água de resfriamento: 30.456 m3 x 0,02 - Manutenção: 288.565,00 - Seguro: 21.508,00 - Mão de Obra 108.842,00 Despesas Mensais = US$ 4.547.024,00 /mês Considerando-se uma folga de 10 dias para garantir pagamentos dos compradores, resulta um capital de giro, para 40 dias de operação, como: Capital de Giro = US$ 6.062.698,00

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias 5 ANÁLISE ECONÔMICA DO PROJETO 5.1 Medidas Básicas de Lucratividade Definem-se: 

RB - Renda (Receita) Bruta: é o faturamento total (valor em moeda) oriundo da venda do produto, ou seja: RB = Taxa de produção (quantidade / tempo) x Preço do produto ($/quantidade)= RB = $/tempo

Dependendo do tipo de atividade e/ou produto, incidirão impostos (I1) específicos sobre a Renda Bruta como: ICMS, IPI, etc., logo..... 

Renda (Receita) Líquida: é o faturamento total (valor em moeda) oriundo da venda do produto já descontados os respectivos impostos: RL = RB .(1-I1) onde I1 é o somatório das taxas de impostos que incidem sobre a Renda Bruta



Lucro Bruto (LB): É a receita obtida com as vendas menos os custos dos produtos vendidos. É definido como a diferença entre a Renda Líquida proveniente da venda do produto ou da produção e o custo total do respectivo produto ou produção: LB = RB. (1-I1) – CT - De



Lucro Líquido (LL): é calculado aplicando-se a taxa do Imposto de Renda da pessoa jurídica I2 sobre a geração de caixa da empresa: LL = (1-I2).(LB)

Obs: é comum na contabilidade da empresa expressar todos os lucros e custos por unidade de tempo.

Dois valores são empregados como ferramentas básicas para a análise da lucratividade de um dado investimento: - Taxa de retorno de Investimento: é a taxa anual de retorno que o capital investido poderá gerar, desde que todas as hipóteses de preços mantenham-se nos valores adotados:

Taxa de Retorno =

Lucro Líquido Capital Total investido

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(6)

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias Tempo de retorno do Capital: calcula o tempo que decorrerá para que o capital investido no negócio retorne integralmente aos cofres do investidor, contando o tempo a partir do início da operação comercial do projeto:

Tempo de Retorno do Capital =

Capital Total investido Lucro Líquido + Depreciação Anual

(7)

Observar que neste caso a depreciação é somada ao lucro: a depreciação mede o retorno do capital depreciável, e portanto, deve ser somado aos lucros obtidos. - Lucro do Investimento: é uma medida de quanto a mais o investimento resultará em lucro, acima daquilo que se poderia ganhar aplicando o capital em um investimento seguro qualquer, considerando-se uma taxa mínima de juros. Sendo CTI o capital total investido e imin a menor taxa de juros do mercado, o Lucro do Investimento será: Lucro do Investimento = Lucro Líquido - (imin.CTI)

(8)

5.2 Taxas Incidentes sobre o Preço de Venda Uma questão importante para a estimativa de lucratividade é a correta avaliação das taxas que incidem sobre o preço de um dado produto no mercado. Na legislação fiscal brasileira há três taxas importantes, incidentes sobre o faturamento da empresa: - ICMS: imposto sobre circulação de mercadorias. É estadual e seu valor varia de estado para estado e é embutido no preço do produto, ou calculado "por dentro". Por ex.: um dado produto tem valor de R$ 7.500,00 e o ICMS é de 25%. Neste caso o valor do produto corresponde a 75% do valor da venda, ou: valor da venda = 7.500,00/0,75 = R$ 10.000,00 - IPI: imposto sobre produtos industrializados. É federal e seu valor varia conforme a classe ou o tipo de produto. No exemplo anterior, se a taxa do IPI for de 8%, o valor do imposto será de: IPI = 0,08 x 10.000 = R$ 800,00 e o valor final de face da nota fiscal a ser emitida será de R$ 10.800,00. Os impostos a serem recolhidos serão - ICMS = 0,25 x 10.000,00 = R$ 2.500,00 - IPI = R$ 800,00 Nota importante: a metodologia do exemplo acima somente vale para produtos comercializados entre empresas, e exclusivamente para uso na cadeia de produção (por exemplo: venda de solvente de tinta para uma fábrica de tintas). Se a venda for para consumidor final, ou para agregar o bem ao patrimônio fixo de empresas, o IPI é incluído da base de cálculo do ICMS. O exemplo acima teria a taxação calculada como: - valor do produto: R$ 7.500,00 - ICMS (25%) com IPI (8%) incluso: taxa final = 25x1,08 = 27% - valor de venda: R$ 7.500/0,73 = R$ 10.273,97 - IPI: 0,08 x 10.273,97 = R$ 821,92 - valor final da nota fiscal: R$ 11.095,89 - ICMS = 0,25 x 11.095, 89 = R$ 2.773,97 - IPI = R$ 821,92

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias PIS/COFINS: é uma taxa incidente sobre o total do faturamento, incluído já todos os impostos: valor cumulativo: 9,25%. No exemplo acima, a venda efetuada deverá recolher ainda 0,0925 x 11.095,89 = R$ 1.026,37 de PIS/COFINS.

Exemplo 8. Estimar a Taxa de Retorno do Capital, o Tempo de retorno e o Lucro do Investimento para a planta que produzirá acrilonitrila, usando os valores calculados nos exemplos anteriores. Com os valores calculados, produza um gráfico mostrando o retorno do capital total investido ao longo do tempo, para uma depreciação linear realizada ao longo de 10 anos, e o fluxo de caixa cumulativo em função do tempo. Admitir que o tempo total para implantação do projeto será de 1,5 anos, com uma taxa de investimento linear ao longo desse tempo. A produção da fábrica será de 300.000 kg/dia de acrilonitrila, vendida a US$ 1,05/kg, já inclusos todos os impostos. O crédito de ICMS para a produção estabelecida será de US$ 4.306.000,00/ano. Sobre o preço de venda do produto incidirá: 17% de ICMS e 4% de IPI. Solução: Do Exemplo 5 e 8 obtém-se: - Capital total depreciável: US$ 43.015.928,00 - Capital de giro: US$ 6.062.698,00 Considerando que o custo do terreno será de 2% do capital total depreciável e a partida seja concluída com 8% desse mesmo valor, obtém-se, para o investimento total, descrito pela eq. 4 como: CTI = CTD + Cgiro + Cpartida + Cterreno CTI = 1,1(US$ 43.015.928,00) + US$ 6.062.698,00 = US$ 53.380.219,00 Para o cálculo do lucro, faturamento bruto será de: - Faturamento: Faturamento Bruto: US$ 1,05 x 300.000 x 330: US$ 103.950.000,00/ano Crédito de ICMS: US$ 4.306.000,00 Faturamento total : US$ 108.310.000,00/ano - Despesas: - PIS/COFINS: 0,0925 x US$ 108.310.000,00 = US$ 10.018.675,00 - ICMS: 0,17 x US$ 108.310.000,00 = US$ 18.412.700,00 - IPI: 0,04 x US$ 108.310.000,00 = US$ 4.332.400,00 - Comissão Gerência Administrativa: 2% do faturamento: 0,02 x US$ 108.310.000,00 = US$ 2.166.200,00 - Comissões de vendas: 1,5% do faturamento: 0,015 x US$ 108.310.000,00 = US$ 1.624.650,00 - Depreciação em 10 anos, linear = US$ 4.301.592,00 - Produção: US$ 4.547.024,00 x 12 = US$ 54.564.288,00 Despesas totais: US$ 95.420.505,00/ano -Lucro Bruto: US$ 108.310.000,00 - US$ 95.420.505,00 = US$ 12.889.495,00/ano - Imposto de renda:17% sobre o Lucro (corrigir para 34%) = 0,17 x US$ 12.889.495,00 = US$ 2.191.214,15 - Lucro Líquido: US$ 12.889.495,00 - US$ 2.191.214,15 = US$ 10.698.280,85/ano

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias A taxa de retorno do capital investido será: Taxa = 10.698.280,85/53.380.219,00 = 0,20 ou 20% ao ano Considerando uma taxa mínima de 9% ao ano para o mercado de capitais, o lucro do investimento será de: Lucro do Investimento = 10.698.280,85 - 0,09x53.380.219,00 = US$ 5.894.061,14 O tempo de retorno do capital investido será: Tempo de retorno do capital = 53.380.219,00/(10.698.280,85 + 4.301.592,00) = 3,55 anos No diagrama abaixo estão descritos: retorno do capital investido, considerando uma depreciação linear em 10 anos, e o fluxo cumulativo de caixa.

US$ Milhões

120 100 80 60 40

Início do Projeto

o ux Fl

20 0 0

-1

1

-20

2

3

4

5

de

a ix Ca

6

iv at ul m Cu

7

o

8

torno de Re Taxa

-40

9

10

11 Tempo (ano)

Terreno + Capital de Giro

Capital de Giro

-60

Figura 3. Diagrama da taxa de retorno do capital depreciável e do fluxo de capital cumulativo, para a unidade de produção de acrilonitrila. Exemplo 9. No Exemplo 8, considerando que o investimento inicial, que compreenderá todo o capital fixo inicial será financiado por uma instituição financeira, porém sem o capital de giro e os dispêndios com a partida da unidade, que serão financiados com capital próprio: a) Determine qual será a dívida total para com o banco no início da operação da fábrica, considerando uma taxa de juros de 1,0% ao mês. b) Desejando-se saldar a dívida com o banco em 5 anos, determinar qual o valor a ser pago a cada ano e como ficará o fluxo de caixa cumulativo, quando comparado com aquele gerado com o investimento total com recursos próprios. Considerar uma taxa de juros bancários de 12% ao ano. Solução. Recuperando os valores do Exemplo 8, o capital total a ser financiado será de US$ 43.869.246,00. Para um tempo de 18 meses de desembolso, o banco deverá aportar US$

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias 2.437.180,00 ao mês, supondo que o empréstimo do banco seguirá o comportamento de desembolso linear, já empregado no exemplo anterior (Figura 3). a) A dívida para com o banco ao início das operações de produção pode ser calculada considerando o desembolso como um investimento do banco a uma taxa de 1,0% ao mês. Sendo D a dívida total, A o aporte de capital a cada mês e n o número de meses, obtém-se: - mês 01: US$ 2.437.180,00 - mês 02: 2.437.180,00 + 1,01 x 2.437.180,00 = US$ 4.898.731,80 - mês 03: 2.437.180,00 + 1,01 x 4.898.731,80 = US$ 7.335.911,80 - mês 04: 2.437.180,00 + 1,01 x 7.335.911,80 = US$ 9.846.450,92 ..................................................................................... A somatória S de aporte A de capital com os juros capitalizados pode ser representada como: S = A + A(1+i) + A(1+i)2 + .........+ A(1+i)n-1 ou ainda:

S(1 + i) = A(1+i) + A(1+i)2 + .........+ A(1+i)n

Subtraindo a primeira relação da segunda:





Si  A 1  in  1

(9)

Isolando a soma de aportes capitalizada com os juros: S





A 1  in  1 i

(10)

Aplicando a eq. 10, para n = 18 meses e taxa i = 0,01, a dívida total será: S





2.437.180 1  0,0118  1  US$47.804.670,48 0,01

b) Sobre a dívida S incidirão os juros contratados. A dívida crescerá segundo a série: S(1+i) + S(1+i)(1+i) + S(1+i)(1+i)(1+i) + ...... = S(1+i)n

(11)

Considerando agora o aporte A como a parcela a ser paga ao banco para saldar a dívida e juros incidentes em n anos, à uma taxa i de juros, pode-se obter A igualando a eq. 11 à eq. 10:  i.(1  i)n  A  S  n  (1  i)  1 

(12)

A parcela de pagamento a cada ano, para que a dívida seja saldada em 5 anos, com uma taxa i = 0,12, será:

 0,12.(1  0,12)5  A  47.804.670,48   US$13.261.480,82  (1  0,12)5  1 

Neste caso, o fluxo de caixa indicará um valor: Fluxo de caixa/ano = Lucro Liquido + Depreciação - Parcela de Pagamento ou: Fluxo de caixa/ano = 10.698.280,85 + 4.301.592,00 - 13.261.480,82 = US$ 1.738.392,00/ano

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias O investimento inicial próprio será a soma do capital de giro com o dispêndio estimado para a partida: Investimento Inicial = 6.062.698 + 0,08 x 43.015.928 = US$ 9.503.972,00 O tempo de retorno do capital direto seria, desconsiderando o fato de que em 5 anos a dívida bancária estará saldada: tempo de retorno: 9.503.972,00/1.738.392,00 = 5,46 anos Porém, a partir de 5 anos, com a dívida bancária liquidada, o fluxo de caixa aumenta para US$ 14.999.872,00, que é o saldo positivo líquido das operações, compreendendo o lucro líquido somado com o retorno gerado pela depreciação, provocando uma alteração brusca na taxa de desempenho do caixa, como mostra a Figura 4, abaixo. Nela estão comparados os dois cenários: com e sem o empréstimo bancário.

US$ Milhões

120 100 80 60 40

Início do Projeto

20

Capital de Giro + Partida

0 0

-1 -20

o ux Fl

1

2

3

4

5

6

de

7

a ix Ca

m Cu

8

valor da dívida

at ul

9

o iv

10 11 Tempo (ano)

Capital próprio Com financiamento bancário

-40

Valor da dívida Dívida inicial

-60

Figura 4. Diagrama de fluxo de caixa cumulativo, para operação com empréstimo bancário.

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias

Apêndice Estimativa do Preço de Equipamentos Correlações e valores obtidos de: GUTHRIE (1974) e SEIDER et aL. (1999) Preço FOB: é o custo do equipamento Free On Board, que quer dizer "entregue a bordo", ou embarcado para a viajem, porém sem responsabilidade quanto ao frete, seguro de transporte, etc. A página www.matche.com fornece custos on line. Valores em US$, estimados para CE = 560,4 (dezembro de 2010).

Fatores: Os custos são hab3itualmente fornecidos para o equipamento construído em um material M comum (aço carbono), para uma classe de pressão P baixa, para um dado comprimento L. Os fatores corrigem o preço para as condições de material e operacionais do projeto: FP: fator de correção da pressão FM: fator de correção do material FL: fator de correção do comprimento FT : fator de tipo construtivo FD: fator de tipo de acionamento (motor elétrico, turbina, etc.)

Agitadores Agitadores para tanques fechados, incluindo motor e eixo, para tanques fechados, com o tipo turbina incluindo o redutor de velocidades, onde S é a potência do motor em Hp:

- Tipo hélice: C = 3.700.S0,17 - Tipo turbina: C = 4.060.S0,57

(AP. 1) (AP. 2)

Bombas centrífugas Função desenvolvida para bomba em aço carbono, considerando a bomba, placa de base e sistema de acoplamento ao motor, porém sem o custo do motor, para descarga vertical (VSC ou vertical split case). Para descarga horizontal (HSC), aplicar fator de tipo FT:

- Custo de aquisição FOB: CP = FTFMC - Equação: C = exp(9,6474 - 0,6019.lnS + 0,0519.(lnS)2) Na eq. Ap. 1:

S = 7,984.Q(H)0,5

(Ap. 3) (Ap. 4) (Ap. 5)

para carga da bomba H em metro (m) e vazão Q em m3/h.

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias Fatores de Tipo para Bombas Centrífugas

Obs:

Estágios

rpm

descarga faixa vazão m3/h

1 1 1 1

3.600 1.800 3.600 1.800

VSC VSC HSC HSC

10 - 200 10 - 700 20 - 340 50 - 1100

carga H m

BHP maximo Hp

FT

10 - 100 15 - 60 30 - 130 10 - 150

75 200 150 250

1,00 1,50 1,70 2,00

BHP = Potência do motor

Fator de Material para Bombas Centrífugas FM

Material Ferro fundido Aço fundido Bronze Aço inoxidável Hasteloy C Monel

1,00 1,35 1,90 2,00 2,95 3,30

Custo de Motores Elétricos O custo de motores pode ser obtido pela relação (Ap. 7) abaixo, em função da potência P em Hp. Há um fator de correção FT que considera a rotação do motor e o tipo de carcaça:

CP = C.FT

(Ap. 6)

O custo básico foi obtido para um motor aberto, com 3.600 rpm: C = exp(5,8389 + 0,1314.lnP = 0,05326(lnP)2 + 0,02863(lnP)3 - 0,003555(lnP)4)

(Ap. 7)

Fatores de correção F Tpara Motores Elétricos Rotação

Tipo Motor aberto Motor selado Motor a prova de explosão

3.600 rpm

1.800 rpm

1 1,4 1,8

0,9 1,3 1,7

Obs: motores a prova de explosão: são totalmente selados e operam preenchidos com gás inerte. Motores selados: são protegidos contra umidade, poeira e vapores corrosivos.

Compressores O custo FOB base, calculado pelas funções abaixo, consideram: motor de acionamento elétrico e construção em aço carbono. O custo final será:

CP = FDFMC

(ap. 8)

Fatores de Acionamento FD: turbina a vapor: 1,15 turbina a gás: 1,25 Fatores de Material: FM: aço inoxidável: 2,5 aço níquel: 5,0 Cálculo do custo base C: para a potência de acionamento BHP = PC em HP (BHP: potência total do motor)

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias - Compressor centrífugo: C = exp(7,694 + 0,8.lnPC) - Compressor alternativo: C = exp(8,0801 + 0,8.lnPC) - Compressor parafuso: C = exp(8,2378 + 0,7243.lnPC)

(ap. 9) (ap. 10) (ap. 11)

Fornos O custo base está calcado em fornos com tubos em arranjo horizontal, em aço carbono, para pressões de até 30 bar, para cargas térmicas de 3 MW até 100 MW:

CP = FPFMC

(ap. 12)

O custo base é calculado, em função da carga térmica Q em Watt, como: C = exp(0,3955 + 0,766.lnQ)

(ap. 13)

O Fator de Material FM é 1,4 para tubos de Cr-Mo e 1,7 para aço inoxidável. O fator de pressão pode ser obtido pela relação abaixo, onde P é em bar (relativa): FP = 0,986 – 0,000105.P + 0,0000158.P2

(ap. 14)

Geradores de Vapor (combustível líquido ou gás) Considerando os tubos em aço carbono, para o custo básico C em US$, a produção de vapor W em kg/h e a pressão de operação em bar relativa. O custo básico considera o gerador de vapor, o desaerador, bombas de alimentação de água, sistema de tiragem de ar e chaminé, sistema de injeção de produtos químicos para o tratamento da água e embalagem para transporte:

CP = FPFSW0,765

(ap. 15)

Na ap. 15, FP leva em conta a pressão P de operação da caldeira em bar (manométrica) e FS considera o grau de superaquecimento do vapor: FP = 58,336 + 5,1208P

(ap. 16)

FS = 0,3028(T)0,275

(ap. 17)

Na (ap. 17), T é o grau de superaquecimento, calculado como a diferença entre a temperatura de descarga do vapor e a temperatura de saturação desse vapor na pressão de operação, em 0 C. Tanques de Armazenamento Tanques cilíndricos verticais, teto cônico fixo, atmosféricos, com respiros e bocais, com o preço base para aço carbono (V em m3). Considera o projeto, materiais, base e construção diretamente na área de tancagem do empreendimento:



C  F M . exp 10 ,1974  0 ,1045 ln V  0 ,04536 ln V 2 Para tanque munido de isolamento, acrescentar 30%. O Fator de material pode ser consultado na tabela abaixo: FM aço carbono 1,0 aço baixa liga 1,2 aço AISI 304 1,7

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

(ap. 18)

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias aço AISI 316

2,1

- Tanques esféricos: ver abaixo, no item Vasos de Pressão (vale a ressalva para o isolamento). Trocadores de Calor Funções desenvolvidas para trocadores construídos em aço carbono, com tubo de 3/4" ou 1", BWG 16, com comprimento de 20 ft, arranjo quadrado ou triangular, para pressões de até 7 bar (lado do casco). Custo C em US$ e área de troca térmica A (área superficial externa do tubo) em m2.

- O custo de aquisição FOB: CP = FPFMFLC

(ap. 19)

- Equação: C = exp(a + b.lnA + c.(lnA)2) -

Parâmetro de Projeto:

Cabeçote fixo: Cabeçote flutuante: Tubo em U: Refervedor Ketlle

a = 9,5327 a = 10,210 a = 9,6312 a = 10,520

b = - 0,4542 b = - 0,4432 b = - 0,4534 b = - 0,4432

c = 0,09861 c = 0,09005 c= 0,09790 c = 0,09005

Equação particularizada para refervedores:

C = k1 + k2.An - Refervedor Termosifão: - Refevedor Ketlle, tubo em U:

k1 = 16.170 k2 = 128,7 k1 = 17.414 k2 = 112,5

n=1 n=1

(ap. 20)

- Fator de pressão (lado do casco): FP  0,9803  0,0027.P  0,000038.P 2

(P em bar, relativa).

- Fator de material: FM  k  (0,1076.A)n Material: casco/tubo aço aço aço aço aço aço aço

carbono/aço carbono carbono/bronze carbono/aço inox carbono/monel carbono/aço Cr-Mo Cr-Mo/aço Cr-Mo inox/aço inox

k 0 1,08 1,75 2,10 1,55 1,70 2,70

n 0 0,05 0,13 0,13 0,05 0,07 0,08

- Fator para o comprimento L do tubo: L do tubo (ft)

FL

8 12 16 20

1,25 1,12 1,05 1,00

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias Vasos de Pressão

- Esferas. O Custo de esferas em aço carbono, já instaladas (incluindo projeto, fundações, fabricação, montagem no campo e testes), pode ser calculado em função do volume total V da esfera em m3, e para P  2 bar manométrica, como: C (US$) = 3.918.FP.FM.V0,73

(ap. 21)

para 3.800m3  V  35m3. O fator que corrige a pressão segue a relação:

FP = 0,91 + 0,051P (para P em bar manométrica) e o fator FM do material é: aço aço aço aço

carbono baixa liga AISI 304 AISI 316

(ap. 22)

FM 1,0 1,2 1,7 2,1

- Vasos Cilíndricos: Equação geral: Cp = FM.CV + CPL CV: custo do vaso CPL: custo das plataformas e escadas auxiliares.

(ap. 23)

O Fator de material pode ser consultado na tabela: FM aço carbono: 1,0 aço de baixa liga: 1,2 AISI 304 1,7 AISI 316 2,1 Ni-200 5,4 Monel – 400 3,6 Inconel - 600 3,9 Incoloy - 825 3,7 a) Vasos sem Internos:

Considerando W: massa de metal em lb (1 lb = 0,454 kg) e CV em US$. - Horizontais: CV = exp(9,0693 - 0,233.lnW + 0,04333.(lnW)2)

(ap. 24)

O custo das plataformas e auxiliares pode ser obtido da relação abaixo, para Di em ft (1ft = 0,3048m) e para 1m  Di  4m: CPL = 2.247.Di0,203 (ap. 25)

- Verticais:

CV = exp(7,1273 + 0,18255.lnW + 0,02297.(lnW)2) (ap. 26) CPL = 401,2.Di0,7396.L0,707 onde L é a altura em ft.

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(ap. 27)

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias b) Torres: correlações válidas para 9.000 lb  W  2.500.000 lb. O custo inclui bocas de visita e flanges para tubulação e a saia da coluna. Para aço carbono e pressões baixas:

CV = exp(7,3897 + 0,18255.lnW + 0,02297(lnW)2)

(ap. 28)

CPL = 337,2.(Di)0,6332.(L)0,8016, para D e L em ft.

(ap. 29)

- Custo de pratos instalados: CT = NFNFTFMC

O custo base é:

C = 524,8.exp(0,1739Di) para Di em ft.

(ap. 30)

O Fator que considera o número pratos, FN, é: - para N  20: FN = 1 - para N  20: FN = 2,25/(1,0414)N O Fator do tipo de prato: FT

Tipo FT Perfurado 1,0 Valvulado 1,18 Borbulhadores 1,87

O Fator do custo do material FM: Material Aço carbono AISI 304 AISI 316

FM 1,0 1,189 + 0,0577Di 1,401 + 0,0724Di

Custo de recheios: para colunas recheadas considera-se o custo do recheio instalado, acrescido do custo de redistribuidores. Os redistribuidores são estimados como US$ 142,2/ft2 de área da seção transversal da coluna, para cada redistribuidor.

Tipo de recheio Selas Berl cerâmica Anéis Raschig Aço carbono Aço inox Cerâmica Selas Intalox Cerâmica Polipropileno Anéis Pall Aço carbono Aço inox Polipropileno

Tamanho:

1”

Custo: US$/m3 1 ½” 2”

1.908

1.449

2.155 7.138 1.060

1.625 1.343 5.512 4.382 848 742

1.343 1.484 1.979 6.678 1.449

1.095

3”

1.095

954 883

1.060 2.509 601 742 459

1.449 1.272 5.123 4.182 1.060 848

Recheio Estruturado

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias US$ 3.781/m3

AISI 304

- Cálculo da Massa W dos Vasos.

A massa total dos vasos pode ser calculada, já levando em conta as calotas elípticas, considerando que: (ap. 31) W = d.VM Onde d é a densidade do metal (ou a massa específica do metal (lb/in^3) e VM o volume ocupado pelas paredes metálicas. Exprimindo em função do volume: - Vaso cilíndrico: - Vaso esférico:

W = .(Di – tS)(L + 0,8Di).tS.d W = (/6).((Di + tS)3 - Di3)

(ap. 32) (ap. 33)

Onde tS é a espessura da parede. O primeiro termo entre parênteses considera o volume da seção cilíndrica e o segundo o volume das calotas. Cálculo da Espessura da Parede. A espessura de metal do vaso deve suportar a pressão a que o vaso estará sujeito na operação. Há Três situações distintas: vaso operando com pressão próxima da atmosférica, onde as paredes somente dão estrutura à torre; vasos que devem suportar pressões positivas e vasos à vácuo. a) Vasos à Pressão Atmosférica. Neste caso a espessura das paredes é apenas função do diâmetro, e a espessura de metal deverá ser tal que garanta e integridade da estrutura face ao seu próprio peso: Di (ft) tS (polegadas) 0-4 ¼ 4–6 5/16 6–8 3/8 8 – 10 7/16 10 – 12 ½ b) Vasos à pressão Positiva. Desconsiderando a força de arraste do vento, corrosão e possíveis terremotos, a espessura das paredes de um vaso sob pressão pode ser calculada como (ver Código ASME, Seção VIII):

- Vaso esférico:

TS = (P.Di)/(4SE - 0,4P)

(ap. 34)

- Vaso cilíndrico: TS = (P.Di)/(2SE – 1,2P)

(ap. 35)

na equação 35, a equação é como esta na apostila: - Vaso cilíndrico: TS = (P.Di)/(2SE – 1,2P) (ap. 35) o problema parece ser as unidades da equação 35, que são: P de projeto em psig, Di o diâmetro interno em in, S a tensão máxima admissível em libraforça/in quadrada. Do jeito que esta equação esta escrita, as unidades são estas.

P é a pressão manométrica de projeto e deve ser maior que a pressão de operação PO, por uma questão de fator de segurança: - para Po  33 kPa (manom): P = 65 kPa

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias - para Po  6.500 kPa (manom), calcula-se a pressão de projeto pela relação abaixo, para P0 em Pa: P = exp(-8,23244 + 0,91615.lnPO + 0,0015655(lnPO)2)

(ap. 36)

P = exp{0,60608+0,91615(lnPo)+ 0,0015655[ln(Po)]² sendo ambas as pressões em psig.

- para P  6.500 kPa (manom): P = 1,1PO Considerando S a tensão máxima admissível do metal na temperatura do projeto: - aço carbono SA – 285, grau c, entre – 300C e 3400C: S = 915.105 Pa - aço meia liga AS – 387, grau b (1% Cr, 0,5% Mo): T (0C) S Até 400 1000.105 Pa 425 980.105 450 940.105 480 970.105 - aço AISI 304:

até

150 200 260 315 340 370 425 480 530

1.100.105 Pa 1.050 980 930 910 890 860 790 520

E é a eficiência da solda e é considerada como: tS  31,7 mm, E = 0,85 (radiografia da solda até a metade) tS  31,7 mm, E = 1,0 (radiografia completa da solda) Considerando a força de arraste do vento, para uma velocidade máxima de 220 km/h, a parede do vaso poderá ser calculada como: tV = tS(0,75 + 0,22E. (L/Di)2/P)

(ap.37)

Se (L/Di)2/P  1,34, para P em psig, não há efeito do vento. Para considerar efeitos de corrosão é usual acrescentar 1/8” (3mm) à espessura tS calculada.

O cálculo da espessura tS normalmente resulta em valores que não correspondem à chapas comerciais e nesse caso deveremos tomar a chapa de espessura imediatamente superior ao valor calculado. O incremento de uma espessura para outra em chapas comerciais é: - chapas com espessura entre 3/16” e ½”: 1/16” - chapas com espessura entre 5/8” e 2”: 1/8” - chapas com espessura entre 2 ¼” e 3”: ¼”

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Análise Econômica de Projetos de Indústrias c) Vasos sob Vácuo. Um vaso sob vácuo pode colapsar. As paredes são calculadas em função do módulo de elasticidade EM do metal. Para tS/DO  0,05:

TS = 1,3DO(PL/EMDO)0,4 + L(0,18Di – 2,2).105 – 0,19

(ap. 38)

Na equação, todas as dimensões são em polegadas e a pressão pode ser em kPa manométrica. Módulo de elasticidade: T (0C) -30 100 200 340

aço carbono 2,05.108 kPa 2,00 1,93 1,77

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aço baixa liga 2,05.108 kPa 2,00 1,95 1,84

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