ANÁLISE DA VIABILIDADE ECONÔMICA DO USO DE ACETILENO E GLP COMO GASES COMBUSTÍVEIS NO PROCESSO OXICORTE

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CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO 
 
 
 
 
 
 
 
Maiko Jhonatan Alves Ferreira 
 
 
 
 
 
SÃO JOÃO DEL REI – MINAS GERAIS 
2017
ANÁLISE DA VIABILIDADE ECONÔMICA DO USO 
DE ACETILENO E GLP COMO GASES 
COMBUSTÍVEIS NO PROCESSO OXICORTE 
 
 
MAIKO JHONATAN ALVES FERREIRA 
 
ANÁLISE DA VIABILIDADE ECONÔMICA DO USO DE 
ACETILENO E GLP COMO GASES COMBUSTÍVEIS 
NO PROCESSO OXICORTE 
 
 
Trabalho apresentado como requisito 
parcial para a Conclusão do Curso de 
Engenharia Mecânica da Universidade 
Federal de São João Del Rei. 
 
 
COMISSÃO EXAMINADORA 
 
______________________________________ 
Prof. Dr. José Antônio da Silva 
Universidade Federal de São João Del Rei 
 
______________________________________ 
Prof. Dr. Ricardo Luiz Labozetto 
Universidade Federal de São João Del Rei 
 
______________________________________ 
Prof. Dr. Daniel Sampaio Souza 
Universidade Federal de São João Del Rei 
 
 
São João Del Rei, 17 de novembro de 2017
I 
 
 
 
DEDICATÓRIA 
 
Dedico este trabalho aos meus pais Hamilton e Cristina, que sempre me apoiaram 
incondicionalmente, e não mediram esforços para que eu pudesse levar meus estudos 
adiante. E também a minha namorada Priscila que sempre me auxiliou nos momentos 
bons e ruins. Muito obrigado por tudo! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
II 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
A Deus por ter me dado saúde e força para vencer as dificuldades encontradas ao 
longo do percurso. 
 
Ao professor e Orientador Dr. José Antônio Silva, pelo suporte nо pouco tempo qυе 
lhe coube, sempre me apoiando e mostrando confiança. 
 
Ao professor e Co-orientador Flávio Neves Teixeira, por sempre me auxiliar quando 
necessário. 
 
Á empresa White Martins pelo fornecimento de materiais, ferramentas e recursos 
financeiros, em especial ao Eng. MSc. Marcos Müller Lobato pelo incentivo e 
motivação. 
 
Á minha namorada Priscila, por estar sempre presente, me auxiliando na maior parte 
do tempo. Sendo paciente em minhas ausências e me ajudando bastante dando dicas 
e apoio moral para o desenvolvimento deste e de outros trabalhos da minha 
graduação. 
 
Aos meus pais, pelo amor, incentivo е apoio incondicional. 
 
Aos amigos da República DeLá e Igor por serem companheiros dе trabalho е irmãos 
qυе fizeram parte dа minha formação е qυе vão continuar presentes еm minha vida 
cоm certeza. 
 
A todos qυе direta оυ indiretamente fizeram parte dа minha formação, о mеυ muito 
obrigado. 
 
 
III 
 
 
 
EPÍGRAFE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Por que você quer tanto isto? 
Porque disseram que eu não conseguiria” 
Homens de Honra 
IV 
 
 
 
FERREIRA, Maiko Jhonatan Alves. Análise da viabilidade econômica do uso de 
acetileno e GLP como gases combústiveis no processo oxicorte. Trabalho de 
Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Mecânica. Universidade Federal de São 
João Del Rei, 2017. 
RESUMO 
O oxicorte é o processo de seccionamento através da combustão localizada e 
contínua. O processo é feito com o auxilio de um maçarico especial, próprio para corte, 
através de um aquecimento localizado. Objetivou-se com este estudo realizar a 
análise termoeconômica na utilização do gás GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) e do 
acetileno como gases combustíveis no processo de oxicorte. Foram realizados dois 
testes para cada gás combustível. Os experimentos feitos se constituíram em 
posicionar a chama no corpo de prova em seu centro geométrico por um tempo pré-
determinado de 20 segundos e em direcionar a chama até que a peça atingisse sua 
temperatura de rubro, que tem por característica uma cor avermelhada. Os testes 
foram realizados três vezes para ambos os gases combustíveis, sempre resfriando-
se o corpo de prova para que ele retornasse a temperatura ambiente. O Valor 
Presente Líquido (VPL) quando o acetileno é utilizado como gás combustível atingiu 
um valor de US$ 29.856,76. Quando o GLP é utilizado como gás combustível, o VPL 
atingiu um valor de US$ 9.880,58. Como a Taxa Interna de Retorno (TIR) é uma taxa 
de juros, ela é dada em porcentagem. A TIR para o acetileno atingiu um valor de 
178,29 % e para o GLP atingiu um valor de 64,78 %. Embora apresentem um custo 
por combustão muito diferente, sendo o GLP muito mais barato, o acetileno se mostra 
o gás mais vantajoso devido a sua alta eficiência e por possuir velocidade de corte 
muito superior a do GLP. Um valor superior do lucro diário para o acetileno também 
propicia valores maiores de valor presente líquido e de taxa interna de retorno se 
comparados com os valores obtidos pelo GLP, isso torna o acetileno o gás mais viável 
economicamente como combustível no processo oxicorte. 
 
Palavras chave: oxicorte; GLP; acetileno; economia 
 
 
 
V 
 
 
 
FERREIRA, Maiko Jhonatan Alves. Analysis of the economic feasibility of using 
acetylene and GLP as combustible gases in the oxycut process. Monograph for 
the Bachelor Degree in Mechanics Engineering. Federal University São João Del Rei, 
2017. 
ABSTRACT 
Oxyfuel is the process of sectioning through localized and continuous combustion. The 
process is carried out with the aid of a special torch, suitable for cutting, through a 
localized heating. The objective of this study was to perform the thermoeconomic 
analysis on the use of LPG (Liquefied Petroleum Gas) and acetylene as combustibles 
gases in the oxyfuel process. Two tests were performed for each fuel gas. The 
experiments were carried out in positioning the flame in the test specimen in its 
geometric center for a predetermined time of 20 seconds and in directing the flame 
until the piece reached its temperature of red, which has a reddish color. The tests 
were performed three times for both fuel gases, always cooling the test body so that it 
returned to room temperature. The Net Present Value (NPV) when acetylene is used 
as fuel gas reached a value of US $ 29.856,76. When LPG is used as a fuel gas, the 
NPV reached a value of US $ 9.880,58. Since the Internal Rate of Return (IRR) is an 
interest rate, it is given as a percentage. The IRR for acetylene reached 178,29% and 
for LPG reached a value of 64,78%. Although they have a very different combustion 
cost, with LPG being much cheaper, acetylene is the most advantageous gas because 
of its high efficiency and because it has cutting speed much higher than LPG. A higher 
daily profit for acetylene also leads to higher values of net present value and internal 
rate of return compared to the values obtained by LPG, making the acetylene the gas 
most economically viable as a fuel in the oxycut process. 
Key words: oxyfuel; LPG; acetylene; economy 
 
 
 
 
 
 
 
VI 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 1 - Comparativo entre os processos de 
corte............................................................................ 
 
4 
Tabela 2 - Informações sobre propriedades físico-químicas 
básicas do gás acetileno............................................. 
 
9 
 
Tabela 3 - Informações sobre propriedades físico-químicas 
básicas do gás GLP.................................................... 
 
11 
 
Tabela 4 - Variáveis utilizadas para o cálculo do VPL em cada 
caso............................................................................. 
 
13 
 
Tabela 5 - Dados experimentais do processo de oxicorte 
(I)................................................................................. 
 
21 
Tabela 6 - Dados experimentais do processo de oxicorte 
(II)................................................................................. 
 
23 
Tabela 7 - Custo dos gases utilizados........................................... 24 
Tabela 8 - Variáveis utilizadas para calculo de VPL...................... 29 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VII 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - Esquema de funcionamento do processo 
oxicorte.............................................................................6 
Figura 2 - Configuração para o processo de oxicorte...................... 
 
7 
Figura 3 - Gráfico percentual de O2 x temperatura......................... 
 
10 
Figura 4 - Maçarico de corte............................................................ 
 
14 
Figura 5 - Bico de corte para oxicorte com acetileno....................... 
 
15 
Figura 6 - Bico de corte para oxicorte com GLP.............................. 
 
15 
Figura 7 - Mangueiras para trabalhos de solda e corte................... 
 
16 
Figura 8 - Válvula de segurança...................................................... 
 
16 
Figura 9 - Regulador de pressão da série R-71 para utilização em 
cilindros de acetileno....................................................... 
 
 
17 
Figura 10 - Regulador de pressão da série R-72 para utilização em 
cilindros de oxigênio............................................................. 
 
 
17 
Figura 11 - Cilindros para armazenamento de gases 
industriais......................................................................... 
 
 
18 
Figura 12 - Configuração dos equipamentos para o processo de 
oxicorte............................................................................. 
 
 
18 
Figura 13 - Medidas da chapa de aço ASTM A36 em 
milímetros......................................................................... 
 
 
19 
Figura 14 - Chama oxiacetilênica neutra............................................ 
 
20 
Figura 15 - Interface do software Gaseq............................................ 22 
 
 
 
 
VIII 
 
 
 
LISTA DE SIGLAS, ABREVIAÇÕES 
GLP Gás liquefeito de petróleo 
VPL Valor presente líquido 
TIR Taxa interna de retorno 
CL Comprimento linear da peça 
ASTM American Society for Testing and Material 
CT Custo total por combustão 
CPP Custo de produção por peça 
CPG Custo de produção por gás 
LDG Lucro diário alcançado por gás 
TMA Taxa mínima de atratividade 
 
SÍMBOLOS 
O2 Oxigênio 
CO Monóxido de carbono 
H2 Hidrogênio 
FeO Óxido de ferro II 
Δ Delta 
Fe2O3 Óxido de ferro III 
Fe3O4 Óxido de ferro misto (II e III) 
Cl2 Cloro 
C2H2 Acetileno 
H2O Água 
C4H10 Butano 
C3H8 Propano 
CO2 Dióxido de carbono 
 
 
 
 
 
 
 
IX 
 
 
 
SUMÁRIO 
DEDICATÓRIA ............................................................................................................. I 
AGRADECIMENTOS .................................................................................................. II 
EPÍGRAFE ................................................................................................................. III 
RESUMO................................................................................................................... IV 
ABSTRACT ................................................................................................................ V 
LISTA DE TABELAS ................................................................................................ VI 
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................ VII 
LISTA DE SIGLAS, ABREVIAÇÕES E SÍMBOLOS .............................................. VIII 
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 1 
2 OBJETIVO GERAL ............................................................................................... 2 
2.1 Objetivos Específicos ..................................................................................... 2 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................ 3 
3.1 Processo Oxicorte .............................................................................................. 3 
3.2 Combustão ......................................................................................................... 7 
3.3 Gás Comburente ................................................................................................ 8 
3.4 Gases Combustíveis ........................................................................................ 10 
3.4.1 Acetileno .................................................................................................... 11 
3.4.2 GLP ........................................................................................................... 12 
4 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................... 14 
4.1 Equipamentos .............................................................................................. 14 
4.2 Procedimento Experimental ......................................................................... 19 
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................. 22 
5.1 Número de peças produzidas por cada gás combustível ............................. 24 
5.2 Custo de produção de cada peça ................................................................ 26 
5.3 Lucro diário alcançado por cada gás............................................................ 27 
5.4 Análise Econômica do Processo .................................................................. 27 
5.4.1 Valor Presente Líquido .......................................................................... 28 
5.4.2 Taxa Interna de Retorno ........................................................................ 30 
6 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 31 
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 32 
 
1 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 Uma importante etapa na cadeia de aços é o corte dos materiais. Existem 
quatro tipos de corte: mecânicos, por fusão do metal, por combinação de fusão e 
vaporização e por reação química. O oxicorte enquadra-se neste último. O 
processo de corte por reação química é definido como o aquecimento através de 
reações exotérmicas e de chama, seguido da oxidação do metal e posterior 
expulsão através de jato de O2 (RAMALHO, 2008). 
 Embora existam outros processos de corte, como o corte por feixe de elétrons 
e o corte a plasma, o oxicorte ainda é o processo mais aplicado nas indústrias. Isso 
se deve ao fato de ser o processo com maior custo-benefício presente no meio 
industrial, pois apresenta um baixo custo na sua implementação. O equipamento é 
mais simples, se comparado com os outros processos de corte, e seu operador 
pode ser facilmente treinado, caso seja uma solda manual. O processo também 
pode ser feito por máquinas portáteis e de grande porte. 
 Pode-se definir o oxicorte como “um processo de seccionamento de metais 
pela combustão localizada e contínua devido à ação de um jato de O2 de elevada 
pureza, agindo sobre um ponto previamente aquecido por uma chama oxi-
combustível” (RAMALHO, 2008). O processo é feito com um maçarico especial 
próprio para corte através de um aquecimento localizado. Quando a temperatura 
de oxidação viva é atingida, o oxigênio é injetado através do orifício central do bico 
de corte fixado no maçarico. 
 Os combustíveis caracterizam-se por ser uma substância química que na 
presença de ar ou oxigênio, sofrem um fenômeno químico denominado combustão, 
liberando energia em forma de calor (reação exotérmica). Em geral, os 
hidrocarbonetos têm como característica compor uma das partes necessárias para 
o surgimento da chama, com a exclusão do hidrogênio puro (H) e do monóxido de 
carbono (CO). A segunda parte constituinte na obtenção da chama é o gás 
comburente. É possível obter a combustão quando esse gás é associado 
quimicamente com o combustível, na presença de uma fonte primária de calor 
(CARVALHO JR. e MCQUAY, 2007).“ 
 Segundo Modenesi, Marques e Bracarense (2011) os gases utilizados como 
combustível no processo oxicorte devem ter alta temperatura de chama, alta taxa de 
propagaçãode chama e alto potencial energético. Levando em conta essas 
2 
 
 
condições, utiliza-se o acetileno com maior frequência. Também são utilizados outros 
gases como combustíveis, porém apresentam maior consumo de oxigênio, elevando 
assim seu custo. Um gás que também é bastante utilizado devido seu custo inferior, 
se comparado ao do acetileno, é o gás liquefeito de petróleo (GLP), que será um dos 
assuntos abordados nesse trabalho. 
 Este estudo teve como objetivo complementar uma tese de mestrado do 
programa de engenharia de energia da Universidade Federal de São João del Rei, 
realizado por Carlos (2017). A tese entitulada como “Análise energética e econômica 
de gases combustíveis para o processo de oxicorte’’ teve ênfase na análise da 
eficiência térmica para cada gás utilizado como combustível. Enquanto este trabalho 
objetivou-se em uma análise econômica mais viável para utilização dos mesmos 
gases. 
 
 
2 OBJETIVO GERAL 
Este estudo tem como objetivo realizar uma análise termoeconômica na 
utilização do gás GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) e do acetileno como gases 
combustíveis no processo oxicorte. 
 
 
2.1 Objetivos Específicos 
Efetuar o cálculo do VPL (Valor do Produto Líquido) e da TIR (Taxa internade 
Retorno) para os dois gases combustíveis, com o intuito de analisar qual gás é mais 
rentável como combustível no processo de corte via oxigás. 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
3.1 Processo Oxicorte 
 Os principais processos de corte utilizados na indústria, atualmente, são: plasma, 
laser, jato de água e oxicorte. Cada um desses cortes foi desenvolvido para um 
determinado fim, obtendo-se assim um melhor funcionamento na aplicação em 
questão. A Tabela (1) compara os quatro tipos de corte mais utilizados na indústria 
através de características relevantes no processo, variando-se entre valores de 1 
(menor valor) à 5 (maior valor). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
Tabela 1. Comparativo entre os processos de corte. Fonte: Adaptado de Guerra, 2015 
Característica 
Processo 
Oxicorte Plasma 
Jato de 
Água 
Laser 
Espessura cortada 5-1000 mm 0-100 mm 0-100 mm 0-30 mm 
Qualidade do corte 3 4 5 5 
Nível de deformação 4 3 1 2 
Velocidade de corte 1 2 3 5 
Investimento inicial 1 3 5 5 
Largura de corte 3 5 1 2 
Custo de 
manutenção 
1 3 5 5 
Materiais cortados 
Somente aço 
carbono e 
baixa liga 
Apenas 
materiais 
condutores 
elétricos 
Todos os 
materiais 
Todos os 
materiais 
não 
reflexivos 
Característica do 
corte 
Reto, depende 
de pressão e 
vazão do O2 de 
corte, do bico e 
do maçarico. 
Com desvio 
angular, 
sempre com 
a largura da 
sangria 
menor na 
saída que 
na entrada. 
Reto, 
dependente 
da pressão 
da água e 
tipo abrasivo 
utilizado. 
Reto, 
dependente 
da 
intensidade 
do feixe que 
diminui 
conforme o 
inverso do 
quadrado da 
distância do 
foco. 
 
 
5 
 
 
Ramalho (2008) diz que se comparado aos outros processos de corte, o oxicorte 
apresenta algumas vantagens, como: disponibilidade dos gases utilizados no 
processo, pequeno investimento inicial, facilidade operacional e baixa manutenção. 
Nas indústrias utiliza-se com maior frequência o processo oxicorte, contudo este 
processo não é útil em materiais metálicos com pequena reatividade ao oxigênio. 
Pode-se citar como exemplos de materiais em que não se emprega o oxicorte: o aço 
inoxidável, o cobre e o latão. 
O processo de corte oxicombustível surgiu no começo do século XX e tem seu 
princípio de funcionamento baseado em um “bico de corte que conduz o oxigênio, 
circundado pela chama de aquecimento, até a peça a ser cortada” (TRINDADE, 2012). 
No oxicorte, o metal reage com oxigênio puro em alta temperatura para cortar 
peças constituídas de aço carbono e aços baixa, média e alta liga. A reação recebe o 
auxílio da adição de fluidos e pós metálicos quando é necessário o corte de materiais 
resistentes a oxidação. A peça a ser cortada é aquecida por uma chama de pré-
aquecimento até a temperatura de ignição (temperatura que ocorre a reação do metal 
com o oxigênio). Logo em seguida ela receberá um jato de oxigênio de alta pureza, 
promovendo a formação de óxidos líquidos do metal. “A oxidação do metal produz 
uma quantidade de calor capaz de fundir o óxido formado, que é retirado pelo jato de 
oxigênio, ocasionando o corte e o aquecimento do metal de base adjacente” 
(MODENESI, MARQUES E BRACARENSE, 2011). O esquema do processo oxicorte 
pode ser visto na Figura (1). 
6 
 
 
 
Figura 1. Esquema de funcionamento do processo oxicorte. Fonte: Ramalho, 2008 
 
O ferro é muito instável em seu estado líquido, então ele tende a se reduzir para o 
estado de óxido, como falado anteriormente. No processo oxicorte ocorre uma 
elevada liberação de energia em forma de calor e luz (reação exotérmica). As reações 
do ferro puro com o O2 são as seguintes (RAMALHO, 2008): 
Fe + 
1
2
O2 ↔ FeO + ∆ (64 kcal) (1) 
 
2 Fe + 
3
2
O2 ↔ Fe2O3 + ∆ (109,7 kcal) (2) 
 
3 Fe + 2O2 ↔ Fe3O4 + ∆ (266 kcal) (3) 
 
Com o objetivo de garantir a segurança e a produtividade do processo oxicorte, os 
equipamentos devem ser escolhidos corretamente. Para que isso ocorra são 
utilizados reguladores de pressão no controle dos gases, maçaricos e bicos de corte 
no controle da mistura dos gases. A capacidade do corte é proporcionada pela 
regulagem de pressão, vazão e dimensionamento do equipamento. Peças com 
7 
 
 
espessura de 0,5 a 250 mm podem ser cortadas (HONGTHONG et al, 2016). Os 
Equipamentos usados podem ser manuais ou mecanizados (máquinas portáteis e de 
grande porte), realizando cortes retos, curvilíneos, múltiplos, etc. 
 
Figura 2. Configuração para o processo de oxicorte. Fonte: Angeli, 2011. 
 
3.2 Combustão 
 A reação de combustão é caracterizada por ser uma reação química onde os 
elementos combustíveis se misturam com um gás comburente, geralmente o oxigênio, 
liberando energia em forma de calor e luz quando estes combustíveis atingem a 
temperatura de ignição (LOPES et al, 2003). 
Segundo Ribeiro (2002) os agentes liberadores de calor que estão na 
composição dos combustíveis são geralmente o hidrogênio, o carbono e o enxofre. 
Para que ocorra a queima completa do carbono, do hidrogênio e do enxofre é 
necessário um fornecimento de ar suficiente, este ar é denominado “teórico”. Muitas 
vezes, essa quantidade de ar não é suficiente para gerar uma combustão completa 
necessitando-se assim de um “excesso de ar”. Este valor é comumente expresso em 
porcentagem de ar teórico. 
Por outro lado, ar em quantidades inferiores ao valor de ar teórico devem ser 
evitados, pois proporcionam a combustão incompleta, gerando carbono nas cinzas, 
8 
 
 
fuligem e escória. O monóxido de carbono (CO), gás altamente tóxico, é outro produto 
da combustão incompleta. 
Pera (1990) diz que o consumo de combustível aumenta conforme o excesso 
de ar diminui. Quantidades superiores ao estabelecido representam a introdução de 
mais volume de ar comburente contendo mais oxigênio e nitrogênio. Estes gases irão 
se tornar inertes e subtrairão energia do sistema através de sua saída as custas da 
energia liberada pelo combustível. 
 Nas palavras de Bazzo (1995) o processo de combustão deve atender a 
princípios que garantam a viabilidade econômica ou eficiência na queima de 
combustível. Contudo, o aproveitamento total da energia disponível no combustível é 
muito difícil, o que leva a necessidade da otimização do processo de combustão com 
o intuito de minimizar as perdas de energia (LOPES et al, 2003). Camargo et al (2017) 
afirma que para que a combustão aconteça de maneira eficiente, três condições são 
necessárias: temperatura elevada o suficiente para o início e a manutenção da queima 
do combustível, misturasatisfatória do ar com o combustível e tempo suficiente para 
que a reação de combustão ocorra. 
 
3.3 Gás Comburente 
 O gás comburente caracteriza-se por ser um elemento químico que quando 
associado a um gás combustível provoca a combustão na presença de uma fonte 
primária de calor. A combustão não acontece sem a presença do gás comburente, ou 
seja, ele é a substância que alimenta a combustão. O oxigênio é o mais comum dos 
comburentes, tendo sua utilização iniciada no processo de corte de materiais em 1888 
(SLOTTMAN E ROPER, 1951). A Tabela (2) apresenta algumas propriedades físico-
químicas do oxigênio. 
 
 
 
 
 
 
9 
 
 
Tabela 2. Informações sobre propriedades físico-químicas básicas do gás oxigênio. 
Fonte: White Martins gases industriais Ltda, 2017. 
Propriedades organolépticas Incolor, inodoro, insípido 
Solubilidade em água Pouco solúvel 
Fórmula molecular O2 
Massa molar 32,00 Kg/Kmol 
Ponto de fusão -219 ºC (1 atm) 
Ponto de ebulição -183 ºC (1 atm) 
Massa específica no estado gasoso 1,325 Kg/m3 (20ºC, 1 atm) 
Reatividade química Comburente e oxidante 
 
O oxigênio é utilizado no processo de corte oxicombustível devido as suas 
propriedades como gás comburente. Para o processo pode-se utilizar ar atmosférico 
ou oxigênio puro, entretanto quando o oxigênio puro é usado as reações de 
combustão são acentuadas intensificando-se a temperatura de chama. Além disso, 
muitas substâncias que não inflamam em contato com o ar atmosférico inflamam 
facilmente na presença de oxigênio puro (CARLOS, 2017). 
Para ser utilizado na operação de corte, o oxigênio deve apresentar pureza 
elevada, maior ou igual a 99,5%. Um decréscimo de apenas 1% desta pureza pode 
ocasionar em uma perda de até 15% na velocidade de corte e aumentar o consumo 
de oxigênio em até 25% em relação a condições normais de trabalho (MODENESI, 
MARQUES E BRACARENSE, 2011). 
Outros gases podem ser utilizados como comburentes na reação de 
combustão, contudo isso não acontece com frequência. Pode-se citar como exemplo 
o cloro (Cl2), que é um gás que apresenta um odor característico acre e irritante, 
venenoso e corrosivo. O cloro é um elemento químico não inflamável nem explosivo, 
mas possui afinidade com a maioria das substâncias, tornando-se em temperaturas 
elevadas um gás comburente que alimenta a reação de combustão como o oxigênio 
(SASIL, 2008). 
10 
 
 
3.4 Gases Combustíveis 
Segundo Ramalho (2008) existem vários gases que podem ser utilizados para 
ignição da reação e para a manutenção da chama de aquecimento na combustão, 
estes gases são denominados combustíveis. Para a viabilidade do processo 
oxicombustível os gases necessitam apresentar certas características, dentre elas, 
possuir elevadas taxa de propagação e temperatura de chama, alto potencial 
energético, calor suficiente para manter a reação de combustão e um mínimo de 
reação química com os metais de base e adição. 
Dentre os principais gases utilizados como combustíveis, destacam-se: 
propano, propileno, hidrogênio, acetileno, GLP e até mesmo mistura de mais de um 
destes gases. Eles apresentam características específicas, influenciando na 
temperatura da chama e no consumo de oxigênio, aumentando o custo final do 
processo (GUERRA, 2015). A Figura (3) descreve a temperatura em graus célsius 
versus a porcentagem do consumo de oxigênio dos gases mais utilizados como 
combustíveis no processo oxicorte. 
 
Figura 3. Gráfico percentual de O2 x temperatura. Fonte: Ramalho, 2008 
11 
 
 
 No Brasil, os gases mais utilizados na função de aquecimento e corte são o 
acetileno e o GLP, isso se deve ao fato deles apresentarem características 
satisfatórias (chama com alta temperatura e baixo consumo de oxigênio) e melhor 
acessibilidade. Questões comerciais e financeiras também interferem na maior 
utilização do acetileno e do GLP no processo oxicorte (GUERRA, 2015). 
 
3.4.1 Acetileno 
 O acetileno (C2H2) um gás incolor a temperatura ambiente de odor 
desagradável. Por não ser encontrado na natureza, esse gás precisa ser sintetizado. 
Devido ao fato de ter a maior temperatura de chama (3.160 °C) entre os vários gases 
utilizados como combustíveis possui um maior interesse industrial. Isso ocorre pois o 
acetileno é um hidrocarboneto (composto químico constituído apenas por átomos de 
carbono e de hidrogênio) que dispõe, se comparado aos outros gases combustíveis, 
maior percentual em peso de carbono. Seu uso não é recomendável em operações 
que utilizem pressões acima de 1,5 kg/cm3, visto que é um gás estável a temperatura 
e pressão ambiente, podendo decompor-se explosivamente acima desta pressão. Na 
Tabela (3), localizam-se algumas informações físico-químicas do gás acetileno 
(RAMALHO, 2008 e AGOSTINI, 2006): 
 
Tabela 3. Informações sobre propriedades físico-químicas básicas do gás acetileno. 
Fonte: White Martins gases industriais Ltda, 2017 
Propriedades organolépticas Incolor e inodoro 
Solubilidade em água Pouco solúvel 
Fórmula molecular C2H2 
Massa molar 26,038 Kg/Kmol 
Ponto de fusão -80,8 ºC (1 atm) 
Ponto de ebulição -84,0 ºC (1 atm) 
Massa específica no estado gasoso 1,107 Kg/m3 (20 ºC, 1 atm) 
Poder calorífico inferior 48.330 KJ/Kg 
Reatividade química Combustível, extremamente inflamável 
 
12 
 
 
 A combustão completa do acetileno, teoricamente é dada pela Equação (4): 
2 C2H2(g) + 5 O2(g) → 4 CO2(g) + 2 H2O(g) (4) 
A Equação (4) mostra a níveis estequiométricos (cálculo que permite relacionar 
quantidades de reagentes e produtos) que 2 volumes do gás acetileno mais 5 volumes 
do gás oxigênio reagem , na existência de calor, originando como produtos 4 volumes 
de gás carbônico mais 2 volumes de vapor d’água. 
 
3.4.2 GLP 
 O gás liquefeito de petróleo, também conhecido como GLP, é um 
hidrocarboneto que apresenta em sua composição três ou quatro átomos de carbono 
(propano, propeno, butano e buteno). Todavia em sua composição principal, apenas 
apresenta Butano (C4H10) e Propano (C3H8), que são hidrocarbonetos saturados. É 
oriundo do processamento do gás natural e do refino do petróleo bruto. Quando 
encontrado em concentrações abaixo de 2% no ar, o GLP, é incolor e inodoro, 
pesando cerca de 60% a mais que o ar. Para que se detecte a ocorrência de 
vazamentos de GLP, o gás leva aditivos à base de enxofre que possibilita sua 
percepção através do olfato (MORAIS, 2005). Na Tabela (4), encontram-se algumas 
informações físico-químicas do gás GLP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
 
Tabela 4. Informações sobre propriedades físico-químicas básicas do gás GLP. Fonte: 
White Martins gases industriais Ltda, 2017. 
Propriedades organolépticas Incolor e odor característico 
Solubilidade em água Insolúvel 
Fórmula molecular Proporção variável de propano/propeno e 
butano/buteno 
Massa molar 28,9022 Kg/Kmol 
Ponto de fusão -187,7 °C (1 atm) 
Ponto de ebulição 2,2 °C (1 atm) 
Densidade no estado gasoso 2,097 Kg/m3 (20°C, 1 atm) 
Poder calorífico inferior 46.860 KJ/Kg 
Reatividade química Combustível, inflamável 
 
 No Brasil, o GLP é conhecido como “gás de cozinha”, devido ao fato de ser 
amplamente utilizado para cocção. Possui uma vasta aplicabilidade como 
combustível, por ter facilidade quando trata-se de armazenamento e de transporte á 
partir do seu engarrafamento em tanques, cilindros e botijões. Também é usado para 
aquecimento e oxicorte (ALBURQUEQUE et al., 2004 e RAMALHO, 2008). 
 O GLP é usado no processo oxicorte basicamente, por ser uma fonte de energia 
barata, menos poluente e ter seu armazenamento, transporte e operação de maneiras 
mais seguras, se comparado a outras fontes de energia. Diferentemente do acetileno 
que é distribuído pelas indústrias na fase gasosa, o gás liquefeito de petróleo é 
distribuído em sua forma liquefeita. 
 O maior empecilho na substituição do acetileno por GLP como gás mais 
utilizado na função de combustível no processooxicorte, é seu baixo aporte térmico 
(insumo de calor que quantifica a energia gerada pelo processo de soldagem), 
demandando assim maior consumo de oxigênio, tendo em vista que o GLP possui 
menor temperatura de chama. Além disso, em consequência da intensidade das 
chamas dos gases envolvidos, apresenta uma menor velocidade de corte. 
14 
 
 
 Em relação a sua composição a níveis estequiométricos, o GLP é composto de 
volumes iguais de propano e butano. Sua combustão completa se dá pelas equações 
(5) e (6): 
 
C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(g) (5) 
2 C4H10(g) + 13 O2(g) → 8 CO2(g) + 10 H2O(g) (6) 
 
 
4 MATERIAL E MÉTODOS 
4.1 Equipamentos 
Para executar o processo de corte por oxicombustível e coletar informações 
para realizar este trabalho, foram utilizados os seguintes equipamentos: 
• Um maçarico de corte TS-530 do tipo misturador; 
 
 
 
 
 
Figura 4. Maçarico de corte. Fonte: White Martins Gases Industriais Ltda, 2016. 
 
 Esse tipo de equipamento é projetado para situações contínuas e prolongadas 
de cortes manuais, de chapas e perfis. Pode-se citar como exemplo onde utiliza-se 
esse maçarico: montagem de estruturas metálicas, construção e reparo naval, pátios 
de sucata e construções diversas de caldeiraria em todos os tipos de oficina e 
indústrias. 
 
 
 
 
 
15 
 
 
• Um bico de corte da série 3502 para o gás acetileno; 
 
 
 
 
 
 
Figura 5. Bico de corte para oxicorte com acetileno. Fonte: White Martins Gases 
Industriais Ltda, 2016. 
 
 O bico de corte da série 3502 é fabricado em liga de cobre e latão, cortando 
chapas de aço com até 300 mm de espessura . Essa série de bico possui grande 
resistência ao retrocesso de chamas. 
• Um bico de corte da série 106-D7 para o gás GLP; 
 
 
 
 
Figura 6. Bico de corte para oxicorte com GLP. Fonte: White Martins Gases Industriais 
Ltda, 2016. 
 
 O bico de corte da série 106-D7 apresenta duas características semelhantes 
ao bico de corte da série 3502: é fabricado em liga de cobre e latão e possui grande 
resistência ao retrocesso de chamas. Contudo essa série de bicos corta chapas de 
aço com até 500 mm de espessura. Tem acabamento cromado que prolonga a sua vida 
útil. 
 
 
 
 
16 
 
 
• Duas mangueiras Soldox de alta pressão; 
 
Figura 7. Mangueiras para trabalhos de solda e corte. Fonte: White Martins Gases 
Industriais Ltda, 2016. 
 
Estas mangueiras são feitas Para trabalhos de soldas, corte e aquecimento 
oxi-acetilênico. Destacando-se em trabalhos com oxigênio e acetileno. Apresentam 
resistência a abrasão e cortes. 
• Válvulas de segurança Proteflux; 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8. Válvula de segurança. Fonte: White Martins Gases Industriais Ltda, 2016. 
 
“As válvulas de segurança Proteflux são feitas para uso em maçaricos que evitam 
a reversão do fluxo de gás nos maçaricos de solda, corte e aquecimento, reduzindo 
assim o risco de retrocesso de chamas.” 
 
17 
 
 
• Um regulador de pressão da série R-71 para o acetileno e um regulador de 
pressão da série R-72 para o oxigênio; 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9. Regulador de pressão da série R-71 para utilização em cilindros de acetileno. 
Fonte: White Martins Gases Industriais Ltda, 2016. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10. Regulador de pressão da série R-72 para utilização em cilindros de 
oxigênio. Fonte: White Martins Gases Industriais Ltda, 2016. 
 
 Estes tipos de reguladores são utilizados para trabalhos médios. Possuem 
ajuste preciso da pressão de saída. Seu uso é dado em oficinas mecânicas, 
caldeirarias leves, serviços de manutenção, fundições e metalúrgicas de grande porte. 
 
 
18 
 
 
• Três cilindros de armazenamento; 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11. Cilindros para armazenamento de gases industriais. Fonte: White Martins 
Gases Industriais Ltda, 2016. 
 
 Estes cilindros foram utilizados para o armazenamento dos gases constituintes 
do processo oxicorte, sendo um para o gás combustível acetileno, outro para o GLP 
e outro para o gás oxigênio. 
 
A Figura (12) apresenta a configuração de todos os equipamentos que foram 
utilizados no processo de corte por oxicombustível para realização deste trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12. Configuração dos equipamentos para o processo de oxicorte. Fonte: White 
Martins Gases Industriais Ltda, 2016. 
 
 
19 
 
 
4.2 Procedimento Experimental 
 Os testes foram realizados no laboratório de análise da empresa White Martins, 
situada na cidade de Duque de Caxias – RJ, no dia 31 de março de 2017. 
Primeiramente foi feita a conecção das mangueiras de oxigênio e de acetileno 
em seus correspondentes reguladores de pressão nos cilindros de armazenamento 
dos gases. Posteriormente realizou-se um teste de estanqueidade para se certificar 
que o sistema não continha qualquer vazamento. 
Uma chapa de aço SAE 1010/20 - A36 foi utilizada como corpo de prova para 
coleta de dados. A Figura (13) apresenta as dimensões dessa chapa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13. Medidas da chapa de aço ASTM A36 em milímetros. Fonte: Carlos, 2017 
 
Seguiram-se os seguintes estágios para a realização do processo oxicorte: 
abertura dos cilindros de gases e regulagem das pressões de trabalho, acendimento 
e regulagem da chama. Para que o bico de corte e o maçarico sejam utilizados 
corretamente são recomendados alguns valores de pressão de trabalho. Para os 
gases combustíveis o valor adotado de pressão manométrica foi de 0,3 Kgf/cm2 e para 
o oxigênio 2,9 Kgf/cm2. Vale ressaltar que a regulagem das pressões de trabalho foi 
realizada com os registros de gás do maçarico abertos, pois quando as saídas estão 
fechadas, as pressões indicadas nos manômetros tendem a ser mais altas. 
20 
 
 
Logo em seguida foi utilizado um gerador de fagulha para o acendimento da 
chama, que foi regulada até se obter um chama neutra, apresentando um leve ruído 
característico. A chama é apresentada na Figura (14). 
 
Figura 14. Chama oxiacetilênica neutra. Fonte: Carlos, 2017 
 
A partir desse ponto, os testes foram iniciados. Foram realizados dois testes 
para cada gás combustível. Os experimentos feitos se constituíram em posicionar a 
chama no corpo de prova em seu centro geométrico por um tempo pré-determinado 
de 20 segundos e em direcionar a chama até que a peça atingisse sua temperatura 
de rubro, que tem por característica uma cor avermelhada. A distância de 20 mm entre 
o bico de corte e a peça foi adotada. Os testes foram realizados três vezes para ambos 
os gases combustíveis, sempre resfriando-se o corpo de prova para que ele 
retornasse a temperatura ambiente. 
Para cada teste realizado no corpo de prova, foram levados em consideração 
os seguintes parâmetros: 
• Tempo de aquecimento da chapa de aço pré-determinado; 
• Tempo para a peça alcançar a temperatura de rubro; 
• Pressão do gás comburente e dos gases combustíveis; 
• Vazões mássicas do acetileno, do GLP e do oxigênio; 
• Consumo de oxigênio para cada gás combustível; 
• Temperatura inicial e final da chapa de aço utilizada como corpo de prova. 
21 
 
 
Esses parâmetros foram considerados com o intuito de se obter o preço total 
para cada combustão dos gases utilizados como combustíveis no processo oxicorte, 
levando em consideração o consumo de oxigênio gasto no processo. A Tabela (5) 
apresenta os dados obtidos no procedimento experimental: 
 
Tabela 5. Dados experimentais do processo de oxicorte (I). Fonte: Carlos, 2017. 
 P 
[KPa] 
�̇�𝒄𝒐𝒎𝒃𝒖𝒔𝒕í𝒗𝒆𝒍 
[Kg/s] 
𝑻𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 
[°C] 
𝑻𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 
[°C] 
∆𝒕𝒑𝒐𝒏𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝒓𝒖𝒃𝒓𝒐 
[s] 
Acetileno 130,742 0,002090 30 491,5 17,2 
GLP 130,742 0,001368 32 360 27,2 
 
Através desses dados foi possível a obtenção das equações químicas de 
combustão balanceadas dos gases combustíveis com a utilização do software gratuito 
Gaseq®. Segundo Carlos (2017), “esse software tem sua modelagem computacionalbaseada no Método Lewis NASA desenvolvido por Svehla e McBride (1973)”. Com 
uma vasta biblioteca disponível, o Gaseq® apresenta seu princípio de funcionamento 
dado por um algoritmo iterativo capaz de formular a partir do levantamento do 
equilíbrio de massas das espécies e do equilíbrio termodinâmico a análise termo-
química para algumas reações de combustão (Alencar, 2007). A interface do software 
é mostrada na Figura (15): 
22 
 
 
 
 Figura 15. Interface do software Gaseq. Fonte: Morley, 2017 
Para realizar a simulação das reações dos gases combustíveis no software, 
foram adotadas para os reagentes como condições de contorno as temperaturas e 
pressões de trabalho resultantes do procedimento experimental de cada reação. O 
gás combustível acetileno trabalhou com uma temperatura de 303 K (30°C) e pressão 
de 0,3 kgf/ cm2 . Já o GLP trabalhou com uma temperatura de 305 K (32°C) e pressão 
de 0,3 kgf/ cm2. Para fins de análise o GLP foi considerado como uma mistura de 
50% de propano e 50% de butano. 
 Por ser utilizado no processo oxicorte, o oxigênio foi o gás comburente adotado 
na realização das simulações. A Equação (7) apresenta a fórmula química da 
combustão incompleta do gás acetileno, enquanto as equações (8) e (9) mostram a 
fórmula química para a combustão incompleta do gás GLP: 
 
2 C2H2 + 5 O2 → 1,044 CO2 + 0,912 H2O + 2,955 CO + 1,104 O2 +
0,825 OH + 0,690 H + 1,009 O + 0,329 H2 + CALOR (7) 
 
23 
 
 
C3H10 + 5 O2 → 1,210 CO2 + 2,786 H2O + 1,789 CO + 0,860 O2 +
0,854 OH + 0,464 H + 0,427 O + 0,553 H2 + CALOR (8) 
 
2C4H10 + 13O2 → 3,230 CO2 + 6,938 H2O + 4,769 CO + 2,260 O2 +
2,186 OH + 1,184 H + 1,122 O + 1,376 H2 + CALOR (9) 
 
 A partir das equações químicas balanceadas da combustão incompleta do 
acetileno e do GLP obteve-se o consumo de cada gás combustível e comburente em 
cada reação de combustão. A Tabela (6) apresenta esses valores. 
 
Tabela 6. Dados experimentais do processo de oxicorte (II). Fonte: Carlos, 2017. 
 
𝑪𝒐𝒏𝒔𝒖𝒎𝒐𝒄𝒐𝒎𝒃𝒖𝒔𝒕í𝒗𝒆𝒍 
[𝑲𝒈] 
𝑪𝒐𝒏𝒔𝒖𝒎𝒐𝒐𝒙𝒊𝒈ê𝒏𝒊𝒐 
[𝒎𝟑] 
Acetileno 0,04180 0,00338 
GLP 0,02736 0,00418 
 
 Através do consumo dos gases utilizados no processo oxicorte, juntamente 
com o preço médio de custo praticado para cada gás no mercado, foi possível calcular 
o preço total por combustão do acetileno e do GLP. Os custos dos gases comburentes 
e combustíveis são fornecidos em US$/m3 e US$/Kg respectivamente. Os valores 
praticados no mercado para os gases utilizados no processo de corte oxicombustível 
são mostrados na Tabela (7): 
 
 
 
 
24 
 
 
Tabela 7. Custo dos gases utilizados. Fonte: White martins gases industriais ltda, 
2017. 
 
 
 
 
 O processo de cálculo do custo total por combustão de cada gás combustível 
pode ser constatado pela Equação (10): 
CT = (Consumo de gás combustível x Custo) + (Consumo de gás oxigênio x Custo) (10) 
 Resultando-se assim em um preço por combustão para o acetileno de US$ 
0,3871 e para o GLP de US$ 0,7542 (CARLOS, 2007). 
 
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Para uma análise econômica mais precisa entre os gases acetileno e GLP em 
sua utilização como combustíveis no processo oxicorte é necessário calcular o 
número de peças produzidas por cada gás diariamente. Esse processo é realizado 
com o intuito de se obter uma estimativa em relação ao lucro diário alcançado por 
cada gás. 
5.1 Número de peças produzidas por cada gás combustível 
O número de peças produzidas ou cortadas por hora através da utilização de 
acetileno e GLP como gases combustíveis é calculado por uma relação que envolve 
a velocidade de corte da peça e seu comprimento linear. A Equação (11) mostra essa 
relação: 
 
Número de peças produzidas por hora =
Velocidade de corte da peça por hora
Comprimento Linear da Peça
 (11) 
 
Acetileno 𝟗, 𝟎𝟗 US$/Kg 
GLP 1,21 US$/Kg 
Oxigênio industrial 2,12 US$/m3 
25 
 
 
Segundo McQuade, o comprimento linear da peça (CL) é obtido utilizando-se a 
Equação (12): 
CL = comprimento da peça x 2 lados + largura da peça x 2 lados (12) 
 
 As dimensões da peça analisada são mostradas na Figura (13), como visto 
anteriormente. O comprimento é de 259 mm (0,259 m) e a largura é de 222 mm (0,222 
m). Pela Equação (8), tem- se que o comprimento linear da peça (CL) é de 0,962 
metros. 
A velocidade de corte da peça varia segundo sua espessura. Diversos estudos 
apresentam a velocidade de corte da peça quando o acetileno é usado como gás 
combustível no processo oxicorte. Segundo Sebastião (1996) a velocidade de corte 
para uma espessura de 15,9 mm é de 46 cm/minuto (0,46 m/minuto). A peça utilizada 
no experimento apresenta uma espessura de 16 mm. Já que a diferença é irrisória, 
considera-se a velocidade de corte do acetileno como 0,46 m/minuto. A Equação (11) 
apresenta a velocidade de corte em horas, então deve-se multiplicar 0,46 por 60, 
resultando em uma velocidade de 27,6 metros/hora. 
Quando o gás combustível em análise é o acetileno pela Equação (11), obtém-
se um número de peças produzidas por hora igual a 28,69 peças. Como frações de 
peças não são relevantes para este estudo, considera-se que 28 peças são 
produzidas por hora. 
Segundo dados da empresa de petróleo Indian Oil Corporation (2015) para uma 
espessura de 16 mm, a velocidade de corte do GLP é de 290 mm/minuto (0,29 
m/minuto). Multiplica-se a velocidade de corte do GLP em metros/minuto por 60 para 
se obter a velocidade de corte em horas, resultando em uma velocidade de corte de 
17,4 metros/hora. 
Quando o gás combustível em análise é o GLP através da Equação (11), tem-
se o número de peças produzidas por hora igual a 18,08. Como dito anteriormente, 
frações de peças não são relevantes para este estudo, portanto o número de peças 
produzidas por hora é igual a 18.
26 
 
 
*Valor da cotação do dólar em 27 de setembro de 2017: R$ 3,193 
 
5.2 Custo de produção de cada peça 
Para se estimar o lucro diário obtido com a utilização de cada gás, é 
necessário primeiramente, o cálculo do custo de produção por peça (CPP). Pode-se 
chegar neste valor através da obtenção de mais duas variáveis: o custo de produção 
horário em relação ao consumo de cada gás combustível (CPG) e o custo por hora de 
trabalho para um operador de corte. 
Analisando-se inicialmente o acetileno, 28 combustões são realizadas por 
hora, pois 28 peças são produzidas. Cada combustão do acetileno, já levando em 
conta a quantidade de oxigênio gasta no processo, custa US$ 0,3871 (CARLOS, 
2017). Logo, 28 combustões do acetileno totalizam um custo de produção horário em 
relação ao consumo de gás igual a US$ 10,84. 
Com a utilização do mesmo método analítico para o GLP, tem-se que: 18 
combustões são realizadas por hora, pois 18 peças são produzidas. Cada combustão 
do GLP, já considerando a quantidade de oxigênio consumida no processo, custa US$ 
0,0419 (CARLOS, 2017). Portanto, o custo de produção horário em relação ao 
consumo de gás, quando são realizadas 18 combustões do GLP é de US$ 0,75. 
Para uma análise mais precisa do custo de produção por peça, o salário de 
um operador de corte também é levado em consideração. Neste estudo, considerou-
se um salário médio de R$ 1.800,00* (US$ 563,73) por mês, com um fator de encargos 
sociais igual a 1,8, que deve ser multiplicado ao salário mensal. Uma jornada de 
trabalho de oito horas diárias, com uma média de 22 dias úteis no mês foram 
consideradas (FONSECA, 2017). Desta maneira, através da Equação (13), foi 
possível chegar em um custo por hora de trabalho para um operador de corte de US$ 
5,7654. 
 
Custo do operador (US$ hora) =⁄ 
Salário (US$ mês) ∗ Fator de encargos⁄
Horas trabalhadas por mês (hora mês)⁄
 (13) 
 
Com a utilização do custo de produção horário em relação ao consumo de 
cada gás combustível e do custo por hora de trabalho para um operador de corte, 
através da Equação (14), pode-se calcularo custo de produção por peça para ambos 
os casos. 
27 
 
 
 O custo de produção por peça quando o acetileno é utilizado como gás 
combustível é de US$ 0,59. Quando o GLP é utilizado como gás combustível, o custo 
de produção por peça cai para US$ 0,36. 
 
CPP =
CPG + custo do operador por hora
número de peças produzidas por cada gás
 (14) 
 
5.3 Lucro diário alcançado por cada gás 
Já que o custo de produção por peça foi calculado para cada gás, pode-se 
agora estimar seu lucro diário. Considera-se para esta estimativa um lucro de 100% 
na venda de cada peça produzida. Outra consideração importante a se fazer é do 
número de horas de trabalho diárias. Como 8 horas diárias de trabalho foram 
consideradas anteriormente para o cálculo do custo de um operador de corte, adota-
se este valor para se estimar o lucro diário alcançado por cada gás (LDG). Com o 
auxílio da Equação (15), que mostra uma relação entre o custo de produção por peça, 
o número de peças produzidas por hora e o número de horas trabalhadas por dia, o 
lucro diário alcançado por cada gás foi encontrado. O lucro diário alcançado pelo 
acetileno foi de US$ 132,83, já o lucro alcançado pelo GLP foi de US$ 52,15. 
 
LDG = (2CPP − CPP) ∗ número de peças produzidas por hora ∗ 8 (15) 
 
 O GLP apresenta um custo de produção por peça inferior quando comparado 
ao acetileno, esperando-se assim um lucro diário maior. A análise do lucro diário 
alcançado pelo GLP mostra o oposto. Embora o custo de produção por peça do GLP 
seja menor que do acetileno, o número de peças produzidas também será inferior 
devido a sua baixa velocidade de corte se comparada a do acetileno, levando-o assim 
a um lucro menor. 
 
5.4 Análise Econômica do Processo 
Com o valor obtido pelo lucro diário de cada gás foi possível realizar uma 
análise comparativa entre o GLP e o acetileno, obtendo-se assim a viabilidade 
econômica referente ao uso destes gases como combustíveis no processo oxicorte. 
28 
 
 
*Valor da cotação do dólar em 27 de setembro de 2017: R$ 3,193 
 
Para esta análise utilizou-se dois dos principais métodos determinísticos de 
avaliação de projetos de investimentos: o Método do Valor Presente Líquido (VPL) e 
o Método da Taxa Interna de Retorno (TIR). 
 
5.4.1 Valor Presente Líquido 
O valor presente líquido de um projeto é definido pela soma de valores 
presentes de cada um dos fluxos de caixa, que saõ denominados de fluxo de entrada 
(lucro) e fluxo de saída (gastos), podendo admitir-se valores positivos ou negativos, 
ocorrendo ao longo da vida do projeto. “Ou seja, consiste na comparação de todas as 
entradas e saídas de dinheiro de um fluxo de caixa na data de início (data de hoje)” 
(SAMANEZ, 2007). 
A Equação (16) apresenta a solução geral para o método determinístico VPL: 
𝑉𝑃𝐿 = ∑
𝐹𝐶𝑗
(1 + 𝑖)𝑗
− 𝐹𝐶0
𝑛
𝑗=1
 (16) 
 
Onde : 
FCj = Valores de entrada ou saída do caixa em cada período de tempo; 
FC0 = Valor do investimento inicial; 
j = enésimo período no tempo em que o dinheiro será investido no projeto; 
n = número de períodos j; 
i = taxa de desconto do projeto. 
 Existe uma regra para tomada de decisão sobre o VPL de projetos 
independentes: 
Se o VPL > 0, irá ocorrer um ganho adicional ou lucro extra gerado pelo projeto 
(expresso em valores de hoje) em relação ao mesmo investimento aplicado à taxa de 
desconto. Pode-se afirmar então que o investimento será atrativo.Se o VPL < 0, irá 
ocorrer uma perda, e o investimento não será atrativo. Para o cálculo do VPL em 
ambos os casos, considerou-se um investimento inicial de R$ 5.000,00* (US$ 
1.565,93), que é o valor médio pago pelos equipamentos utilizados no mercado 
brasileiro para se fazer o corte das peças. Tendo em vista que o controle do fluxo de 
29 
 
 
entrada e saída é feito apenas pelo valor do lucro diário obtido por cada gás, utiliza-
se um período de tempo para análise de 1 ano (12 meses) . 
A taxa de desconto dos fluxos de caixa do projeto também é conhecida como 
taxa mínima de atratividade (TMA), simbolizando o retorno esperado pelo investidor 
do projeto (BRASIL, 2002). Neste estudo, em ambos os casos, utilizou-se uma taxa 
de desconto para o projeto de 1% ao mês, ou seja, espera-se obter 1% do 
investimento inicial mensalmente. 
O fluxo de entrada e saída foi calculado mensalmente, uma vez que o período 
de tempo considerado para análise apresenta unidades mensais. Obteve-se o fluxo 
de entrada mensal para cada caso multiplicando seu lucro diário por 22 dias úteis no 
mês. Para alcançar o fluxo de saída considerou-se uma taxa de depreciação do 
equipamento de 0,833% ao mês, tendo em vista que esse tipo de aparelhagem 
apresenta uma taxa anual de depreciação de 10%. Através da Equação (17) obteve-
se o valor do fluxo de entrada e saída para cada gás. O fluxo de entrada e saída 
mensal para o acetileno foi de US$ 2.791,87 e para o GLP foi de US$ 1.017,01. 
𝐹𝐶𝑗 = (𝐿𝐷𝐺 ∗ 22) − (0,0833 ∗ 1.565,93) (17) 
A Tabela (8) mostra as variáveis utilizadas para o cálculo do VPL em cada caso. 
 
Tabela 8 – Variáveis utilizadas para calculo de VPL 
Gás Acetileno GLP 
Fluxo de entrada e 
saída Mensal 
US$ 2.791,87 US$ 1.017,01 
Período 12 meses 12 meses 
Taxa de desconto 1% ao mês 1% ao mês 
Investimento inicial US$ 1.565,93 US$ 1.565,93 
 
Com os valores do fluxo de entrada e saída alcançado mensalmente pelo 
acetileno e pelo GLP, pôde-se calcular com o auxílio da Equação (16), seus 
respectivos VPL’s. O VPL quando o acetileno é utilizado como gás combustível atingiu 
um valor de US$ 29.856,76. Quando o GLP é utilizado como gás combustível, o VPL 
atingiu um valor de US$ 9.880,58. 
30 
 
 
Para fazer a comparação entre esses dois valores e escolher o mais rentável, 
deve-se levar em consideração o investimento que possui o maior valor para o VPL, 
isso se deve porque esse método determinístico representa o quanto de riqueza será 
agregado ao investidor em valores de hoje. Então, escolher o projeto que apresenta 
um maior VPL significa escolher a alternativa que gera maior riqueza (TAVARES, 
2008). Portanto, quando o método determinístico em análise de avaliação de projetos 
de investimentos é o VPL, deve-se optar pelo acetileno como gás combustível no 
processo oxicorte. 
 
5.4.2 Taxa Interna de Retorno 
A taxa interna de retorno (TIR) de um projeto é definida como a taxa de 
desconto (juros) que iguala, em um determinado instante de tempo, o valor presente 
do fluxo de entrada (recebimentos) com o valor presente do fluxo de saída (gastos) 
(PEREIRA, 2008). Também pode ser denotada como sendo uma taxa de desconto 
que torna o valor presente líquido de um projeto igual a zero. 
A taxa interna de retorno pode ser obtida igualando-se o valor presente líquido 
a zero. A Equação (18) mostra essa relação: 
𝑉𝑃𝐿 = 0 = ∑
𝐹𝐶𝑗
(1 + 𝑇𝐼𝑅)𝑗
+ 𝐹𝐶0
𝑛
𝑗=1
 (18) 
Onde : 
FCj = Valores de entrada ou saída do caixa em cada período de tempo; 
FC0 = Valor do investimento inicial; 
j = enésimo período no tempo em que o dinheiro será investido no projeto; 
n = número de períodos j; 
VPL = valor presente líquido; 
TIR = Taxa interna de retorno. 
 As mesmas considerações feitas para o cálculo do valor presente líquido foram 
utilizadas para calcular a taxa interna de retorno, já que as variáveis dos processos 
não se alteram. Com os valores apresentados na Tabela (7) pôde-se calcular a TIR 
para utilização dos gases acetileno e GLP como combustíveis no processo oxicorte. 
31 
 
 
Como a TIR é uma taxa de juros, ela é dada em porcentagem. A TIR para o acetileno 
atingiu um valor de 178,29 % e para o GLP atingiu um valor de 64,78%. 
 Para se comparar dois valores de TIR e optar pelo mais viável deve-se, 
primeiramente, verificar se a taxade juros é maior que o custo de capital (taxa mínima 
de atratividade). Logo em seguida, em casos de valores de TIR diferentes, escolhe-
se o maior valor dentre os dois. Isso ocorre porque o maior valor deste método 
determinístico representa o investimento que proporciona o maior retorno (PEREIRA, 
2008). Logo, também deve-se optar pelo uso de acetileno como gás combustível no 
processo oxicorte quando o método determinístico em análise é o TIR. 
 
6 CONCLUSÃO 
Atualmente no mercado, as empresas que utilizam o processo de corte por 
oxicombustível em sua linha de produção geralmente optam por escolher o acetileno 
e o GLP como gases combustíveis. O acetileno é utilizado por apresentar alta 
temperatura de chama, alta taxa de propagação de chama e alto potencial energético, 
características consideradas ideais para eficiência do corte. Já o GLP é utilizado 
frequentemente pelo seu preço, valor muito inferior em relação aos outros gases 
utilizados como combustíveis. Também é indicado por ser uma fonte de energia 
barata, menos poluente e ter seu armazenamento, transporte e operação de maneiras 
mais seguras, se comparado a outras fontes de energia 
Este estudo avaliou a viabilidade econômica em relação a utilização dos gases 
como combustíveis no processo oxicorte através do uso do valor presente líquido 
(VPL) e da taxa interna de retorno (TIR), dois métodos determinísticos de avaliação 
de projetos de investimentos. 
Embora apresentem um custo por combustão muito diferente, sendo o GLP 
muito mais barato, o acetileno se mostra o gás mais vantajoso devido a sua alta 
eficiência e por possuir velocidade de corte muito superior a do GPL. Isto acontece 
porque estas variáveis interferem diretamente no custo de corte do projeto, resultando 
em um lucro diário maior para o acetileno. 
Um valor superior do lucro diário para o acetileno também propicia valores 
maiores de valor presente líquido e de taxa interna de retorno se comparados com os 
valores obtidos pelo GPL, isso torna este gás o mais viável economicamente. Desta 
32 
 
 
forma o acetileno aparece como opção mais atrativa em relação ao GLP quando 
utilizados como combustíveis no processo oxicorte. 
 
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