Prévia do material em texto
Avaliação Econômica de Processos Químicos Responsável pelo Conteúdo: Prof.ª Dr.ª Liziane Marçal da Silva Revisão Textual: Prof.ª Dr.ª Selma Aparecida Cesarin Teoria e Estratégias Aplicadas à Economia Industrial Teoria e Estratégias Aplicadas à Economia Industrial • Empregar os conceitos econômicos e estratégicos para que se tenha um processo industrial financeiramente viável. OBJETIVO DE APRENDIZADO • Introdução; • Avaliação Econômica de Processos Químicos; • Composição da Análise Econômica; • Importância da Análise Econômica; • Taxa Interna de Retorno (TIR); • Período de Retorno; • Comparação entre VPL vs. TIR vs. Período de Retorno; • Parâmetros Aplicáveis em Análises Econômicas; • Receitas e Lucros de Processos Químicos. UNIDADE Teoria e Estratégias Aplicadas à Economia Industrial Introdução Você já pensou por onde começar a fazer uma análise de economia de um processo químico ou de algum processo em geral? Quais os principais pontos que devem ser explo- rados? O que pode justificar o investimento em alguma planta industrial? Nesta Unidade, abordaremos conceitos teóricos gerais sobre a relação de custos e lucros de processos químicos industriais por meio da avaliação econômica, e os seus principais parâmetros. Figura 1 Fonte: Getty Images Avaliação Econômica de Processos Químicos As Indústrias de Processos Químicos têm desempenhado papel importante no cresci- mento econômico das nações. A Humanidade tem sido capaz de usar seu conhecimento das Ciências Naturais para inventar a fabricação em larga escala de produtos químicos para melhorar a qualidade de vida. Os processos químicos transformam as matérias-primas em mais úteis e, portanto, materiais mais valiosos que proporcionam benefícios aos usuários finais. Fábricas de fertilizantes, por exemplo, permitem o uso mais produtivo da terra para fornecer maiores rendimentos de importantes plantas. Essa capacidade de pegar uma matéria-prima e agregar valor por meio de sua trans- formação em algo mais útil, o que cria riqueza econômica e, em última análise, melhora os padrões da vida das pessoas. 8 9 A avaliação econômica também recebe outros nomes, tais como, avaliação técnico- -econômica que também pode ser chamada de Engenharia Econômica (Engineering Economy) ou Economia da Engenharia. Independente do termo utilizado, todos têm como objetivo remeter ao uso de métodos da Economia para a tomada de decisão em Engenharia, baseando-se em Matemática Financeira, como, por exemplo, a aplicação de juros simples ou compostos. Desde a Idade Média, aproximadamente no ano de 1340, havia a necessidade de relacionar a Economia a atividades possivelmente rentáveis. Em 1582, surgem os primeiros Livros Didáticos em Matemática Financeira. Porém, foi apenas no século XIX, que o Engenheiro Civil Arthur Mellen Wellington foi o pioneiro a aprimorar conceitos financeiros para a Engenharia quando, em construções de ferrovias, observou não apenas o valor do dinheiro no tempo, como também que o valor presente dos futuros fluxos de caixa deveria ser comparado ao custo do investimento inicial, ou seja, além de cálculos de juros, deveriam se estimar um determinado investimento que no futuro o valor investido, poderia trazer lucro e ganhos que compensaria a construção de uma obra, no caso, ferrovias. Apesar de esses parâmetros a priori serem para Engenharia Civil, foi possível fazer aproximações e adequações para as demais Áreas, principalmente, para a Química e a Engenharia Química. O primeiro livro sobre a Engenharia Econômica foi The Economic Theory of the Location on Railways (A Teoria Econômica da Localização nas Ferrovias) de A. M. Wellington, publicado em 1877, quando, na época, havia uma grande discussão sobre os gastos e os ganhos que eram gerados para a Sociedade quando se construía uma ferrovia. Em 1930, Irving Fisher sugeriu abordagens alternativas para analisar investimentos que, segundo ele, produziriam resultados promissores. Assim, Fisher propôs quatro condições que pontuam que um bom investimento seria aquele: • Que tivesse o maior valor presente líquido à taxa de juros do mercado; • Cujo valor presente de benefícios excedesse o valor presente dos custos ao máximo; • Que tivesse a “taxa de retorno sobre o sacrifício” que mais excedesse a taxa de juros do mercado; • Que quando comparada ao próximo mais o caro investimento, gerasse uma taxa de retorno sobre o custo que excedesse a taxa de juros do Mercado. Outro marco importante aconteceu em 1930, quando Eugene L. Grant publica o livro Principles do Engineering Economy, no qual abordou ferramentas que iriam permitir que a Engenharia Econômica se desenvolvesse, possibilitando que aspectos econômicos fossem aliados a aspectos técnicos nas tomadas de decisões dos engenheiros. 9 UNIDADE Teoria e Estratégias Aplicadas à Economia Industrial Grant desenvolveu um ponto de vista econômico na Engenharia que pode ser resumido como: “há um corpo definido de princípios que governam os aspectos econômicos de uma decisão de engenharia, tal como acontece com os aspectos físicos” (GRANT, 1990). Assim como há as Leis físicas, químicas e biológicas que limitam ou possibilitam a ocorrência de um determinado fenômeno, os aspectos econômicos seriam também governados por Leis que devem ser observadas juntamente com as Leis naturais ao se fazer uma análise de um projeto. Dessa forma, a Economia da Engenharia é o Setor do conhecimento que pesquisa e aplica métodos de avaliação econômica em alternativas tecnicamente viáveis na solução de problemas de Engenharia. Sabe-se que nenhuma solução é estritamente técnica, envolvendo necessariamente a consideração de aspectos econômicos. O objetivo principal da Engenharia Econômica é avaliar alternativas de investimento tendo em vista uma tomada de decisão que leve em consideração os aspectos técnicos e econômicos envolvidos. Outros fatores que também afetam uma tomada de decisão, como, por exemplo, questões ambientais, logísticas, sociais, costumes locais etc. Em uma situação em que se faz necessária a determinação de uma melhor rota ou possibilidade para executar um processo industrial, normalmente, é necessário que se saiba analisar com bastante profundidade de conhecimento e habilidade técnica ( tecnológica) os processos químicos, de maneira completa, voltando-se a conceitos de termodinâmica, operações unitárias, materiais etc., além de aplicar com criatividade conhecimentos de Engenharia Econômica para selecionar a melhor opção. Composição da Análise Econômica A análise econômica é composta pelas seguintes principais Áreas: • Matemática financeira: valor temporal da moeda (como comparar moeda em tempos diferentes), taxa de juros, cálculo de prestações iguais, séries gradientes e sistemas de amortização; • Métodos de avaliação de projetos: quantificação da rentabilidade, agregação de valor ao capital e no tempo de retorno, envolvendo mais de uma opção de investimento; • Estimativa de custos: como determinar os custos fixos e operacionais de um pro- cesso químico antes da compra/aquisição dos equipamentos a fim de verificar a lucratividade do processo; • Comparação sistemática de alternativas: como assegurar que selecionamos o “melhor” investimento. 10 11 Figura 2 Fonte: Getty Images Importância da Análise Econômica No passado, as maiores barreiras no trabalho do Engenheiro eram tecnológicas. Era preciso avançar na Ciência e na técnica para superar as restrições da natureza, a fim de fazer as coisas que requeriam uma sociedade faminta de progresso material. Isso mudou. Os desafios tecnológicos continuam presentes na vida do Engenheiro, mas agora se encontra em um contexto de múltiplas dimensões: econômica, ambiental, política, cultural etc. Essa relação das múltiplas dimensões deve ser analisada com muito cuidado e atenção, pois um projeto deverá ser implementado depois de analisar a viabilidade de todas essas áreas, por exemplo, mesmo que o projetoseja economicamente viável e inviável ambien- talmente, ele não deverá ser implantado. Nessa etapa, ocorrem análise e decisão baseadas em critérios técnico-econômicos, em que se encontram as maiores oportunidades para aperfeiçoar soluções e reduzir custos. Lembrando-se de que as alternativas de projeto podem ser estimadas em vários níveis, indo desde a instalação de um simples equipamento, modificação de um equipamento existente, passando por uma expansão de uma unidade ou até mesmo uma planta inteira. Estima-se que uma baixa porcentagem de projetos que passa por uma análise econômica alcança como resultado a implantação da indústria, pois atingir a viabilidade técnica e econômica acaba sendo um desafio bem complexo. Os principais fatores que tornam um projeto inviável são: • Investimento inicial ou custo de capital (fixo) muito elevado; • Espaço físico para a planta, centrais de atividades e sistemas associados restritos; 11 UNIDADE Teoria e Estratégias Aplicadas à Economia Industrial • Geografia, logística e vizinhanças inadequadas; • Impactos ambientais, aspectos de segurança e produção de resíduos não aceitáveis; • Mão de obra não disponível, custo de operação e manutenção muito elevado. O lucro líquido da operação de um processo é igual à receita total menos todos os custos associados à sua operação, incluindo as funções administrativas. Para novas plantas de processo ou modificações no processo existente, o fluxo de caixa ao longo de todo o ciclo de vida do projeto deve ser considerado para determinar o desempenho econômico. Qualquer projeto para um novo processo ou modificação de um processo existente deve ser capaz de estimar e, em seguida, otimizar a curva de fluxo de caixa acumulado. É importante garantir que há confiança suficiente no resultado do projeto antes de investir grandes quantidades de dinheiro. A receita real de um projeto pode levar vários anos para se materializar; portan- to, esses fluxos de caixa devem ser estimados com antecedência antes de qualquer despesa importante. À medida que o projeto avança, eles devem ser refinados e reavaliados para garantir que o investimento de capital continue a valer a pena. Como os projetos constituem fluxos de caixa em prazos relativamente longos, é impor- tante o fator que o valor do dinheiro no tempo é levado em consideração. O valor do dinheiro investido em um banco deve ser conservado ao longo do tempo, o que é conseguido por meio do pagamento de juros compostos. Os 3 principais métodos de orçamento de capital são: • Valor presente líquido; • Taxa interna de retorno; • Período de retorno. Valor Presente Líquido (VPL) O Valor Presente Líquido representa o valor, na moeda atual, de todas as entradas e saídas geradas pelo projeto. Cada projeto representa uma série de entradas e saídas de caixa. Devido ao valor do dinheiro no tempo, uma comparação deve ser feita entre o dinheiro recebido hoje e o dinheiro recebido mais tarde. Para tomar uma decisão de investimento, cada entrada/saída futura é convertida para o valor de hoje, usando uma taxa de desconto que é maior do que o custo da inflação. Representa o custo de oportunidade, ou seja, o valor que o projeto deve gerar para concorrer com outros projetos que a Organização poderia empreender. 12 13 Mesmo que haja apenas um projeto sendo considerado, no mínimo, a organização pode pedir dinheiro emprestado e investi-lo de volta no negócio a uma taxa de retorno bastante conhecida (a taxa de crescimento atual do negócio). O dinheiro não investido em um Banco, portanto, diminuirá de valor com o tempo. Isso significa que os fluxos de caixa futuros projetados devem ser descontados a uma taxa de juros compostos adequada, para fins de comparação com os dias atuais do valor do dinheiro. Assim, o valor presente, VPL, de um fluxo de caixa futuro, C, no ano n é: VPL = C . (1 + i)-n A curva de fluxo de caixa acumulado pode, então, ser construída somando os valores presentes de todas as receitas e despesas de cada ano. Se o valor presente líquido for positivo (acima de zero), o projeto deve ser aprovado. Se for negativo, o projeto deve ser rejeitado ou reformulado. Se vários projetos estiverem sendo considerados, aquele com o VPL mais alto deve ser escolhido. Taxa Interna de Retorno (TIR) A Taxa Interna de Retorno mede a taxa de retorno que o investimento no projeto está alcançando. Pode ser comparada à taxa de retorno do mercado de ações ou outros investimentos. É a taxa de desconto na qual o VPL do projeto é zero. É calculada de forma iterativa, configurando o cálculo do VPL em uma planilha ou outro software e alterando a taxa de desconto até que o VPL seja igual a zero. As organizações têm muitos lugares em que podem implantar seus lucros. Os fundos excedentes gerados pelas operações podem ser investidos de volta em suas operações, gerando uma taxa de retorno semelhante às atividades anteriores que geraram os lucros em primeiro lugar, ou eles podem ser investidos em um projeto de capital, expansão ou novo empreendimento. Muitas Organizações ainda têm vários projetos de capital que competem pelo investi- mento. Mas o retorno obtido pelos recursos que são investidos nas operações existentes é chamado de custo de capital. Para complicar ainda mais, a Empresa pode obter financiamento de dívida para realizar os projetos. O financiamento da dívida vem com uma taxa de juros conhecida (geralmente). 13 UNIDADE Teoria e Estratégias Aplicadas à Economia Industrial Assim, a taxa de retorno a ser obtida das operações existentes é calculada em média com a taxa de juros da dívida para obter o custo médio ponderado de capital (WACC): • Se TIR > WACC, o projeto deve prosseguir; • Se TIR < WACC, o projeto deve ser rejeitado (ou revisado). A TIR ainda pode ser positiva, mas quando é menor que o WACC o projeto não repre- senta um investimento mais forte do que as operações existentes da Empresa. Portanto, existem lugares melhores para investir o dinheiro. A principal desvantagem da TIR é que ela assume que o excesso de capital é reinvestido na TIR do projeto, em vez do custo de capital da corporação. Como isso é improvável, a TIR pode ser enviesada na direção da aprovação do projeto. Período de Retorno O período de retorno representa a quantidade de tempo em que o investimento recu- pera seu dispêndio de capital inicial. É o ponto de equilíbrio do investimento. O valor presente líquido e a taxa interna de retorno são indicadores fantásticos. Eles dão ao projeto uma comparação com alternativas de investimento e projeto, mas estão perdendo uma peça crítica, ou seja, eles não levam em conta a rapidez com que o investimento é devolvido aos seus investidores. Comparação entre VPL vs. TIR vs. Período de Retorno Para a maioria dos projetos, o VPL e a TIR gerarão a mesma decisão de aceitação/ rejeição. No entanto, suas diferenças estão no momento e na magnitude dos fluxos de caixa. O VPL assume que as entradas de caixa são reinvestidas ao custo de capital, enquanto a TIR assume o reinvestimento à TIR do projeto. Assim, o VPL tende a ser uma abordagem mais conservadora. O período de retorno é um indicador mais qualitativo que pode orientar a tomada de decisão. Embora o VPL e a TIR quantifiquem o investimento em relação a outros investi- mentos ou projetos, o período de retorno fornece uma imagem da rapidez com que o projeto retorna à organização à sua posição financeira anterior. 14 15 Como consequência, muitos tomadores de decisão adoram o período de retorno e alguns podem até abrir mão de um pouco da TIR para ver o dinheiro de volta no Banco rapidamente. Exemplo 1 A Empresa recebeu um orçamento de US$ 1 milhão para prosseguir com os projetos de expansão. O custo médio ponderado de capital (WACC) para a Corporação é de 7%. Você determinou 3 opções de projeto para escolher: Tabela 1 Projeto Investimento ($) TIR (%) VPL ($) Período de retorno (anos) A 1.000.000 35 1.450.000 2,3 B 200.000 40 320.0003,3 C 800.000 12 845.000 4,7 Qual o projeto é o mais indicado para ser executado? Resolução Analisando a Tabela, é possível chegar aos seguintes pontos: • O Projeto A gastará todo o seu orçamento; • Os projetos B e C podem ser executados; • Todos os três projetos estão acima do WACC, portanto, todos beneficiarão a Empresa; • O projeto B é claramente o mais lucrativo, mas é a melhor decisão? Os projetos B e C juntos teriam uma taxa de retorno menor que a do projeto A, mas ainda estão acima do WACC. Portanto, a resposta é que você escolheria o projeto A, porque utiliza o investimento disponível com uma taxa de retorno no máximo. Parâmetros Aplicáveis em Análises Econômicas Para que um projeto seja economicamente viável, o VPL deve ser positivo e esta é, muitas vezes, uma das medidas usadas para comparar projetos de capital. Custos de Projetos de Processo Químico Os custos que devem ser levados em consideração durante a avaliação econômica de um projeto para construir ou modificar uma planta de processo, que pode ser dividido em duas categorias principais – capital fixo e custos operacionais. 15 UNIDADE Teoria e Estratégias Aplicadas à Economia Industrial O investimento de capital fixo é o desembolso inicial para financiar a compra e a instalação da planta de processo; Os custos operacionais são aqueles em curso e encargos necessários para continuar a operação. Investimento de capital O investimento de capital consiste em dois elementos – capital fixo e capital de giro. O capital fixo é o dinheiro necessário para comprar e instalar todos os equipamentos necessários para a operação completa do processo. É subdividido em custos diretos e custos indiretos. Os custos diretos incluem os seguintes itens: • Equipamento adquirido: todos os equipamentos no fluxograma do processo, peças sobressalentes, excedentes, abatimentos inflacionários, fretes, impostos, direitos de importação, seguros; • Instalação de equipamentos adquiridos: instalação, suportes estruturais, isola- mento e pintura; • Instrumentação e controle; • Tubulação: tubos, suportes, conexões, válvulas etc.; • Sistemas elétricos: aparelhagem, motores, cabos, iluminação e instalação etc.; • Edifícios: plataformas, escadas, guindastes, elevadores, salas de controle, oficinas de manutenção, áreas administrativas, laboratórios, aquecimento e ventilação, comuni- cações etc.; • Preparação do local: estradas, obras civis etc.; • Sistemas de utilidades: vapor, água, energia, refrigeração, combustível, tratamento e descarte de resíduos etc.; • Equipamentos não processuais: móveis de escritório, equipamentos de combate a incêndio; • Sistemas de distribuição: recebimento e armazenamento de matéria-prima, armazenamento de produtos, carregamento etc. Os custos indiretos incluem os seguintes itens: • Custos de engenharia e supervisão: desenho de processos, administrativo, disciplina projeto de Engenharia, consultores, viagens, supervisão, inspeção etc.; • Honorários advocatícios: regulamentos nacionais e locais, autorizações e aprovações regulatórias, negociações de contratos etc.; 16 17 • Construção: construção, operação e manutenção de instalações temporárias, escritórios, estradas, equipamentos de construção, manuseio de materiais, segurança e proteção etc.; • Taxas dos empreiteiros; • Contingência. O capital de giro de uma planta de processo consiste nos fundos (caixa) necessários para operar a planta. Esses recursos são substituídos mensalmente pelas receitas dos produtos, mas devem ser investidos antecipadamente para estabelecer as operações e só são totalmente recuperados quando a produção cessa e o ciclo de vida do projeto é concluído. O capital de giro inclui o custo de matérias-primas e insumos armazenados, produto em estoque e semiacabado no processo, dinheiro necessário para pagar despesas operacionais mensais, como salários, contas a pagar, contas a receber e impostos a pagar. Custos Operacionais O custo operacional ou custo total do produto é a soma dos custos de fabricação e as despesas administrativas gerais. Os custos de fabricação consistem nos seguintes: • Custos diretos de produção: matérias-primas, utilidades, manutenção, suprimentos operacionais, mão de obra operacional, supervisão direta, encargos laboratoriais, patentes e royalties. Esses também são chamados de custos variáveis, pois dependem da operação da planta e para alguma medida no volume de produção. Alguns itens terão um elemento de custo fixo que é o mínimo que seria incidido, se o processo fosse encerrado por um período de tempo; • Custos fixos: depreciação, impostos locais, seguros, aluguel e pagamentos de juros. Esses custos são independentes dos volumes de produção; • Despesas gerais da planta: manutenção geral da planta, despesas gerais da folha de pagamento, saúde, segurança e proteção; Os encargos administrativos gerais são geralmente compostos por salários de administradores, taxas, comunicações, custos de distribuição, Marketing e pesquisa e desenvolvimento. Receitas e Lucros de Processos Químicos Para que uma planta de processo seja lucrativa, ela deve gerar produtos de maior valor do que os custos operacionais correntes. Essa receita é gerada por meio da venda de produtos. Nos mercados químicos mais competitivos, os preços dos produtos são fixados pela oferta e pela demanda e estes podem ser difíceis de prever. Para contornar esse 17 UNIDADE Teoria e Estratégias Aplicadas à Economia Industrial problema, a maioria das organizações define um preço padrão do produto usado para testar a Economia dos projetos. Esse preço, geralmente, é definido considerando as perspectivas de demanda de longo prazo e as atuais e a capacidade de fornecimento futuro. Muitos produtos químicos a granel estão sujeitos a preços cíclicos dependendo da estação do ano e dos ciclos globais de demanda do produto. Para garantir que um projeto é economicamente robusto, o preço assumido para avaliação econômica, geralmente, reflete os riscos financeiros percebidos e varia nos setores químicos e entre as Organizações. É importante, ao estimar as receitas, levar em conta a disponibilidade esperada da planta. Enquanto uma planta pode ter uma capacidade de projeto para um determinado produto expressa em toneladas por ano, é pouco provável que consiga atingir esta taxa continuamente. A manutenção planejada e não planejada de equipamentos reduzirá a capacidade de produção e muitas vezes haverá períodos mais longos sem produção durante o momento em que ocorre a manutenção principal. Todos esses fatores devem ser levados em consideração ao projetar receitas futuras. O lucro operacional (antes de impostos) é calculado anualmente subtraindo o total dos custos operacionais das receitas totais de cada ano. Antes de qualquer imposto ser calculado, os encargos de depreciação devem, então, ser subtraídos do lucro antes de impostos. A depreciação é uma provisão feita para o fato de que a planta e o equipamento de processo se desgastarão ao longo do tempo, devido ao uso, sendo também um mecanismo pelo qual a receita é reservada para substituir o equipamento no final de sua vida útil. Esse dinheiro pode ser depositado em uma conta bancária ou investido em outro empreendimento. Esse custo é reconhecido como despesa legítima pelos governos sob as Leis tributárias e, portanto, existem diretrizes rígidas para isso. Existem dois mecanismos principais: depreciação linear e declínio de saldo. A depreciação em linha reta leva o valor original de compra do equipamento e divide isso pelo tempo de vida esperado em anos. Portanto, equipamentos com 10 anos de vida seriam depreciados em 10% ao ano. O saldo decrescente usa um decaimento exponencial da função para refletir o fato de que o valor do equipamento se deprecia a uma taxa mais alta nos primeiros alguns anos de sua vida útil. A depreciação é, assim, recalculada a cada ano no valor residual. 18 19 Você Sabia? Atualmente, existem váriasferramentas que podem auxiliar um gerenciamento de um projeto de processo químico. A Metodologia PMBOK “Project Management Body of Knowledge”, que é uma espécie de enciclopédia sobre gerenciamento de projetos, cuja publicação é regularmente revisada pelo PMI “Project Management Institute” a cada 4 anos, aproximadamente, fornece todo o embasamento teórico que serve de referência aos profissionais envolvidos em um projeto. Conhecendo o PMBOK. Disponível em: https://youtu.be/O60YatFBVu4. Guia PMBOK 7ª Edição – Conheça os Doze Princípios para Gestão de Projetos. Disponível em: https://youtu.be/iSkhx00QQBA. 19 UNIDADE Teoria e Estratégias Aplicadas à Economia Industrial Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Sites ProjectEngineer https://bit.ly/3Aj11fq Livros Projeto de Processos Químicos Industriais ERWIN, D. Projeto de processos químicos industriais. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2016. (e-book) Processos de Análise Química: Contexto Histórico e Desenvolvimento Industrial MATOS, S. P. Processos de análise química: contexto histórico e desenvolvimento indus- trial. São Paulo: Érica, 2015. (e-book) Planejamento e Controle da Produção LOBO, R. N.; SILVA, D. L. S. Planejamento e controle da produção. São Paulo: Érica, 2014. (e-book) 20 21 Referências PETERS, M. S.; TIMMERHAUS, K. D. Plant design and economics for chemical engineers. Nova Iorque: McGraw-Hill, 1991/2003. TURTON, R. et al. Analysis, synthesis, and design of chemical processes. 2. ed. Nova Jersey: Prentice-Hall, 1998/2003. FELDER, R. M. Princípios elementares dos processos químicos. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. (e-book) HIMMELBLAU, D. M. Engenharia química: princípios e cálculos. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017. (e-book) TOLENTINO, N. M. C. Processos químicos industriais: matérias-primas, técnicas de produção e métodos de controle de corrosão. São Paulo: Erica, 2015. (e-book) GRANT, E. L.; IRESON, W. G.; LEAVENWORTH, R. S. Principles of engineering economy. 8. ed. Nova Iorque: John Wiley & Sons, 1990. 21