Realizando estimativas em projetos de plantas industriais mecânicas

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As estimativas em engenharia industrial são essenciais para quantificar e registrar os recursos necessários para a implantação de uma planta industrial. Esses recursos incluem peças, materiais, equipamentos, consumíveis, mão de obra e serviços auxiliares que serão empregados ao longo do empreendimento.

O processo de estimativas em projetos de plantas industriais

Projetos de engenharia industrial diferenciam-se de outros tipos de empreendimentos (edificações comerciais e residenciais por exemplo), devido à sua alta complexidade técnica, à integração de múltiplas áreas (mecânica, civil, elétrica, automação…) e ao ambiente operacional em que são desenvolvidos.

Além dos aspectos tecnológicos, esses projetos envolvem grande investimento em equipamentos, sistemas de produção e infraestrutura, exigindo maior precisão no planejamento e coordenação entre equipes. O processo de como as estimativas e os diferentes níveis de definição de engenharia são representados na tabela seguinte.

Classe da estimativa	Faixas do nível de definição da engenharia	Tipo de Projeto	Expectativa da Faixa de Imprecisão
Classe 5	0% a 2%	Pré-viabilidade	-20% a +100%
Classe 4	1% a 15%	Estudo de viabilidade	-15% a +50%
Classe 3	10% a 40%	Conceitual	-10% a +30%
Classe 2	30% a 75%	Básico	-5% a +15%
Classe 1	65% a 100%	Detalhado	-3% a +15%

A gestão de projetos de engenharia industrial tem início com a identificação da necessidade e a avaliação de viabilidade técnica e econômica, realizadas por meio de estimativas paramétricas e estimativas análogas (estimativas de Classe 4).

Se o projeto se mostra viável, formaliza-se por meio do termo de abertura, que define escopo preliminar, prazos e partes interessadas. Em seguida, no planejamento, aprofunda-se o detalhamento do escopo industrial, definem-se a sequência de atividades e o cronograma, além de se efetuar a estimativa de custos e quantidades através de um processo de estimativas bottom-up, que resulta no Levantamento de Quantitativos que é registrado na Planilha de Quantidades (PQ).

Na fase de execução, ocorre a implementação das tarefas buscando cumprir as estimativas do planejamento, mobilizando equipes especializadas e coordenando as disciplinas envolvidas, enquanto a gestão de suprimentos garante materiais e equipamentos no momento certo. A Planilha de Quantidades (PQ), estimativa de Classe 1, embasada na estimativa bottom-up, será essencial para direcionar recursos e custos durante toda a fase de execução.

O monitoramento e controle, que acontece em paralelo, permite acompanhar e realizar o refinamento das estimativas (que acompanha projeto conceitual, básico e detalhado), além de lidar com mudanças e riscos, fator crítico para evitar atrasos e prejuízos em projetos industriais de alta complexidade.

Por fim, o encerramento abrange a entrega final, atribuindo um valor exato para o que foi estimado, criando o Livro de dados do Projeto (Data-book) com o arquivo de documentações e lições aprendidas, facilitando futuros Levantamentos de Quantitativos de projetos análogos.

A transição para a operação inclui testes de produção, ajustes de processos e definição de rotinas de manutenção. Em projetos de implantação de plantas industriais, essa etapa é comumente identificada como Start-up ou Comissionamento.

A metodologia FEL e o processo de estimativas

É comum que projetos de plantas industriais sejam realizadas usando a metologia FEL. A metodologia FEL (Front-End Loading), também conhecida como Front-End Planning, é uma abordagem sistemática utilizada em projetos de grande porte (especialmente em setores como óleo e gás, petroquímica, mineração e indústria de processos) para melhorar a definição do escopo e reduzir riscos desde as fases iniciais.

Essa metodologia se desenvolve em etapas (FEL-1, FEL-2 e FEL-3), nas quais são gradualmente aprofundados o detalhamento técnico, as estimativas de custos e prazos, além de analisados os riscos e as estratégias de execução. A figura seguinte ilustra essa metodologia.

Ilustração da metodologia FEL (comumente usada para implantação de plantas industriais).

A PQ (Planilha de Quantitativos) surge após o portão 3 (Gate 3). Que é o Gate imediatamente antes da execução do projeto. Cada portão ocorre após a entrega de um projeto (conceitual, básico e detalhado).

Um dos objetivos da metodologia FEL é proporcionar que as decisões sejam embasadas antes de grandes investimentos, garantindo maior precisão no planejamento e maior probabilidade de sucesso do projeto.

Independente de ser usada a metodologia FEL ou não, o processo de estimativas na engenharia industrial que estudamos anteriormente continua o mesmo.

Exemplo prático: estimativas para viabilidade de uma usina de incineração

No contexto de projetos industriais, a construção de uma planta metalmecânica ou de uma usina industrial apresenta desafios e peculiaridades diferentes daqueles encontrados em projetos de construção civil ou de tecnologia da informação (TI).

Ao contrário dos parâmetros empregados em edificações civis, como o CUB (Custo Unitário Básico), que se baseia principalmente em área construída, e de técnicas de projetos de TI (como a técnica de histórias de usuários), em projetos industriais, fatores como capacidade de processamento, tipo de tecnologia empregada e nível de automação tendem a ter maior relevância na hora de levantar as quantidades e os custos.

Um exemplo ilustrativo é a construção de uma unidade de incineração de resíduos industriais perigosos. Ao estimar a viabilidade para a EcoVital (a maior usina de incineração de resíduos industriais Classe I da América Latina, com capacidade de processar 132 toneladas/dia), torna-se evidente que o parâmetro de metro quadrado construído passa a ter menor peso na definição das estimativas. Em vez disso, a tonelada processada e a tecnologia de incineração escolhida assumem papel determinante na projeção dos investimentos necessários, do prazo de construção e dos requisitos de mão de obra especializada.

Para estimar o prazo de construção ou o investimento total, deve-se analisar o histórico de projetos análogos e correlacionar variáveis técnicas (como a composição e o volume de resíduos, o grau de automação e as exigências ambientais) com o porte da planta desejada.

Dessa forma, constrói-se uma referência mais confiável do que aquela baseada em métricas de edificações civis. Em suma, o parâmetro de toneladas processadas por dia costuma oferecer uma relação mais linear com o custo global e o prazo de execução, possibilitando estimativas mais consistentes para a viabilidade de usinas de incineração e outros empreendimentos industriais de porte similar.

🤔 Pergunta: Quanto custará a implantação da Usina EcoVital (maior usina de Incineração de resíduos industriais perigosos Classe I da América Latina, capacidade de processamento de 132 toneladas dia)?

Para responder essa pergunta, faça:

Assistir ao vídeo institucional da EcoVital clicando aqui.
Analise a usina pelo mapa clicando aqui.
Analisar a tabela a seguir (dados históricos de implantação de usinas).

Nome da usina	Tecnologia	Capacidade (ton/mês)	Área (m²)	Custo da implantação
Módulo RN	Incineração	2.500	30.000,00	R$ 37.500.000,00
HI 30	Incineração	3.000	30.000,00	R$ 48.000.000,00
Pirolix	Pirólise	45	5.000,00	R$ 1.350.000,00
Termolix	Pirólise	150	6.000,00	R$ 4.350.000,00
EcoVital	Incineração	3.960	?	?

Tomando o parâmetro área construída, considerando as duas usinas de tecnologia de incineração, vemos que embora a área construída seja a mesma, os custos de implantação mudaram. A mudança na capacidade de processamento da usina tem grande impacto no custo de produção dos equipamentos metalmecânicos. É comum a área ocupada por um reator mudar pouco, mudando a capacidade do mesmo, mas o volume tende a mudar um pouco mais (aumento na altura do equipamento), e a massa mais ainda (aumento na espessura dos aços da construção). Dessa forma, a variável que agrega maior valor para essa estimativa é a capacidade de processamento (medida em toneladas por mês).

Realizando o cálculo do parâmetro de custo por tonelada produtiva implantada.

Calculamos o fator de 15000 para a usina Módulo RN.
Calculamos o fator de 16000 para a usina HI 30.
Tomando a média desses dois fatores temos o fator 15500 para a usina EcoVital, que determina um cálculo estimado de R$61.380.000,00.

A implantação da usina custou R$65.000.000,00 (com uma pequena alteração no escopo do projeto inicial).

Além de fatores de área, é importante considerar tecnologia da planta industrial e capacidade produtiva para produzir bons parâmetros de estimativa para uma planta industrial.

Um outro fator muito interessante usado na construção de plantas industriais, é estimar o custo total da implantação com base na quantidade de toneladas de aço prevista no projeto mecânico. Mais uma vez, nesse tipo de construção a quantidade de toneladas de aço utilizadas tem maior impacto no custo do que a quantidade em área construída da usina. Esse é o método utilizado pela DMA Engenharia de Estruturas Metálicas atualmente.

Conclusão

Em síntese, o processo de estimativas em engenharia industrial exige uma abordagem diferenciada em relação a outros tipos de projetos, pois considera fatores como capacidade de processamento, tecnologia empregada e quantidade de aço utilizada na construção dos equipamentos, em vez de parâmetros tradicionais como metragem quadrada.

A metodologia FEL auxilia na definição gradual do escopo, validando a viabilidade antes de grandes investimentos, enquanto a Planilha de Quantidades (PQ), geralmente elaborada em estágios avançados de planejamento, embasa a tomada de decisões sobre recursos e custos.

Exemplos como o da EcoVital mostram que a linearidade entre capacidade produtiva (toneladas por mês ou dia) e custo é um indicador mais fidedigno do que a área construída, evidenciando que detalhes técnicos e requisitos ambientais impactam fortemente os custos finais.

Dessa forma, o uso de estimativas paramétricas e análogas, combinado com dados históricos e ajustes à realidade específica de cada projeto, proporciona maior precisão e confiabilidade para a implantação bem-sucedida de plantas industriais.