1 - Introdução
Desta forma, o cenário econômico brasileiro no ano de 2016, faz com que a concorrência entre as indústrias de agregados para a construção civil seja cada vez mais acirrada, sobretudo no seguimento de materiais e rochas industriais para uso direto na construção civil, tornando a busca por melhoria de processos algo constante, diário dentro das mineradoras. No processo de desmonte de rocha para a fabricação de rocha britada (conhecida popularmente como “brita”) são utilizados tradicionalmente, explosivos de diversos tipos pelas empresas mineradoras, como por exemplo, os explosivos encartuchados e explosivos de emulsão bombeada. Este trabalho busca comparar os A abordagem deste trabalho está direcionada para a melhoria do processo e para a checagem dos ganhos em termos de custo e produtividade a partir da comparação da aplicação dos processos de desmonte propostos. Por fim, neste trabalho, busca-se comparar ganhos e vantagens em relação aos processos de desmonte. Demonstrando os proveitos para as partes interessadas no negócio e as limitações do uso de cada processo.
O segmento deste tipo de agregados para a construção civil é caracterizado pela acirrada concorrência e fusões empresariais, a fim de proporcionar maiores reduções de custos e aumento do poder de competitividade. O conhecimento do uso de determinadas técnicas de desmonte, como a conjugação do uso adequado de explosivos e malhas de perfuração (diâmetro de furo e espaçamento) em seus processos de desmonte de rochas pode contribuir direta e indiretamente, de modo decisivo, no custo operacional da lavra, se tornando um diferencial competitivo para a mineradora. 1.2 - Problema de Pesquisa Quais são as vantagens do uso da emulsão bombeada para o processo de desmonte de rocha em comparação ao uso de explosivos encartuchados?
São objetivos específicos deste trabalho: a) Levantar as vantagens em termos de estoque no que tange o uso de explosivos encartuchados e emulsão bombeada;b) Avaliar o custo comparativo da tonelada da rocha desmontada para os dois processos propostos;c) Comparar a eficácia do processo de desmonte de rocha a partir do uso de processos diferentes (encartuchado e emulsão bombeada); d) Identificar as limitações do uso da emulsão bombeada no processo de desmonte de rochas. 1.4 - Justificativa Com a crescente competição do mercado, as empresas precisam adotar alternativas e processos produtivos capazes de posicioná-las competitivamente neste mercado, este estudo se justifica, pelas abordagens: No cenário em que a otimização no custo de desmonte de rocha através do uso de emulsão bombeada em comparação aos explosivos encartuchados, se apresenta como uma importante alternativa para as organizações, tendo em vista a significância do custo dos explosivos neste processo. As atividades envolvendo pesquisas de otimização tornam-se muito requeridas pelo mercado atual, considerando que o papel de reduzir custos e alavancar produtividade vem sendo assumido pelos Engenheiros de Produção dentro das mais diversas organizações, como as mineradoras. 2 - Referencial Teórico 2.1 - Melhoria de processos Conforme toda atividade de investigação e deliberação de processos, são identificadas viabilidades de melhoria relacionadas com as três vertentes de gestão de processos: pessoas, processos e tecnologia. Segundo SC ART EZINI (2009) melhoraria de processos é um coeficiente analítico para o sucesso institucional de qualquer organização, seja pública ou privada, desde que efetuadas de forma sintetizadas e entendidas por todos na organização. 2.2 - Importância dos Agregados Conforme KOPPE e COSTA (2012), o homem utiliza de rochas para o seu desenvolvimento deste a idade da pedra. Com o tempo, o uso da rocha foi se modernizando e as mesmas passaram a ter fundamental importância na vida do homem, sendo utilizadas, por exemplo, nas mais diversas construções. O setor de agregados é de destacada relevância para a sociedade, sobretudo no que tange a qualidade de vida da população, visto sua aplicação na construção de moradias, no saneamento básico, na pavimentação e construção de rodovias, ferrovias, pontes, viadutos, entre outros (FERREIRA e JUNIOR, 2012). De acordo com o Instituto Brasileiro de Mineração (IBRAM, 2015), os agregados de construção civil corresponderam ao principal bem mineral produzido no Brasil em 2014, com 673.000.000 toneladas, o segundo colacado é o minério de ferro, com 400.000.00 toneladas. 2.3 - Processo do Desmonte de Rocha Em grande parte das extrações minerais a céu aberto, se faz necessária a utilização de explosivos de diversos tipos para a fragmentação e desmonte da rocha no processo de produção. Desta forma, todo o processo de desmonte de rocha torna-se de fundamental importância para obtenção do produto final, pois quando não aplicado com sucesso, pode comprometer o valor do produto acabado. De acordo com RICARDO e CATALANI (2007), os principais itens do processo que impactam no resultado final do desmonte de rocha são: as características específicas dos explosivos utilizados, a sua repartição, a ordenação da de iniciação, a geometria aplicada, as características típicas do maciço rochoso e suas estruturas. Estes elementos vistos em conjunto, devem ser analisados para a tomada de decisão com o intuito de alcançar o melhor padrão de desmonte com o menor custo. 2.3.1 - Plano de fogo A definição do plano de fogo a ser utilizado dependerá de algumas variáveis como: o tamanho dos equipamentos utilizados na perfuração, no carregamento e transporte, que atenda a finalidade do material a ser britado e o tamanho da boca do britador primário que irá receber o material britado. A fragmentação da rocha deve obedecer à especificação do processo seguinte, pois de nada adianta um plano de fogo bem executado e com baixo custo de explosivos e de furação, mas que não atenda os requisitos de granulometria especificado (RICARDO e CATALANI, 2007). 2.3.2 - Diâmetro das perfurações De acordo com GERALDI (2011), o diâmetro da perfuração está diretamente associado à malha empregada, quanto maior o diâmetro do furo, maior será a área da malha de perfuração. Atingindo assim em uma menor quantidade de furos, uma maior porção de material desmontado. 2.3.3 - Malha de Perfuração (S)
A x E = S (1) Onde: A = Afastamento; E = Espaçamento; S = Malha em m2 ; 2.3.4 - Definição de Explosivos De acordo com GERALDI (2011), explosivos são substâncias, ou mistura de substâncias químicas em qualquer estado físico, que tem a propriedade de, ao ser iniciado por um agente externo, sofrer transformações químicas violentas e rápidas, transformando-se total ou parcialmente em gases, que resultam na liberação de grandes quantidades de energia em reduzido espaço de tempo. 2.3.5 - Propriedades dos Explosivos Conforme RICARDO e CATALANI (2007) é importante conhecer as propriedades dos explosivos, pois, com os diferentes tipos do mesmo, cada um será utilizado de acordo com a necessidade do serviço a ser executado. Segue exemplos de algumas propriedades. 2.3.6 - Emulsão Encartuchada As emulsões encartuchadas são explosivos que devido a sua consistência, facilitam o carregamento das perfurações, com alta variação das inclinações e níveis hidrostáticos, acomoda-se no furo proporcionando ótimas densidades de carregamento. Tem excepcional resistência à água, alto poder de ruptura e grande potência de detonação (RICARDO e CATALANI, 2007). 2.3.7 - Emulsão Bombeada São explosivos que preenchem totalmente o volume do furo, resultando em uma melhor distribuição e transmissão da energia para a rocha, eliminando os espaços anelares tomadores de energia. A detonação destes explosivos é auxiliada por um reforçador (booster). A facilidade na aplicação otimiza o ciclo de arregamento e reduz os custos com mão de obra. Sua aplicação é feita por unidades móveis de bombeamento, caminhões especiais (MANUAL BRIT ANIT E, 2015). 2.3.8 - Escolha do Explosivo De acordo com RICARDO e CATALANI (2007), para que se possa determinar o tipo de explosivo viável, é necessário levar em consideração alguns fatores, como:• Dureza da rocha (dura, média, branda);• Tipo de rocha (ígnea, metamórfica, sedimentar);• Natureza da rocha (homogênea fraturada);• Presença de água;• Região a que se destina (carga de fundo, carga de coluna);• Diâmetro dos furos; • Custo. 2.4 - Gestão de Custos De acordo com PADOVEZE (2005), a gestão de custos demanda um profundo conhecimento da estrutura dos custos da organização, sendo os gestores capazes de determinar custos e lucros a longo, curto e médio prazos de atividades e processos, assim como, os custos de produtos e serviços, sempre visando à melhoria contínua. 2.4.1 - Custos do Desmonte de Rocha Segundo PONCE (2009), os custos durante o desmonte de rocha podem ser levados em conta a partir das operações de preparação dos furos de sondagem, até a explosão propriamente dita onde se avalia o rendimento através do volume obtido e do grau de fragmentação dos materiais. Se por um lado pode-se aumentar o custo com equipamentos mais avançados para realização da perfuração da rocha, por outro, ganha-se no volume de material quebrado e fragmentado, influenciando nas etapas seguintes como transporte, britagem, energia, entre outros. Portanto, a escolha do material para promover a explosão, bem como os acessórios de perfuração e parâmetros de detonação, torna-se primordial para a eficácia do desmonte, afetando também os custos secundários, após desmonte. Em muitas minerações fazem-se os usos de explosivos para fragmentação das rochas para o processo de produção. Para isso, tem que existir uma técnica bem aplicada desses acessórios, a fim de que torne o empreendimento viável, eliminando variáveis riscos presentes na tarefa. Sendo assim, a soma de todos os fatores acima mencionados, se dão por equação que resulta nos custos de desmonte de acordo com a fórmula (2):CD = CT + CMO + CEX + CAC (2) Onde: CD = custo de desmonte; CT = custo de transporte; CMO = custo de mão de obra; CEX = custo do explosivo; CAC = custo de acessórios; Acredita-se que com a utilização do explosivo em emulsão, a quantidade de furos realizados na rocha seja menor que a quantidade utilizada para explosivos do tipo dinamite, além de se obter um volume de material fragmentado maior devido ao poder de detonação. 3 - Metodologia de Pesquisa Segundo GIL (2010), pode-se esclarecer pesquisa como sendo um processo efetivo e sistêmico de desenvolvimento do critério científico, que permite constatar respostas para problemas mediante o emprego de procedimentos científicos, além de novos conhecimentos no campo da veracidade social. A pesquisa aplicada é o mais sensato método para se adotar neste trabalho, onde o intuito é mostrar meios de reduzir custos no processo de desmonte de rocha com o uso de explosivo bombeado e possíveis soluções para os mesmos. Compreende-se dizer que a pesquisa é qualitativa, mesmo que venha por dados quantitativos (relativos aos dados qualitativos), quando a própria indica a eficiência ou eficácia de deliberado programa em uma organização. Deste modo, deve-se utilizar o modelo de pesquisa qualitativo no trabalho em questão, pois, os métodos exercidos neste, mesmo que juntos de dados quantitativos se manifestam a um estudo de caso, no qual provavelmente se conseguirá proposta de melhoria, através de técnicas de otimização. 3.1 Pesquisas Quanto aos Fins Esta pesquisa em questão utiliza o método exploratório, onde segundo GIL (2010), tem o objetivo de mostrar os dados de forma mais clara possível, sendo imaginável levantar hipóteses. O planejamento da pesquisa permite ainda estudar vários aspectos do assunto, tornando a pesquisa flexível e visto que não há informações suficientes para conclusões e análises mais aprofundadas apenas por bibliografias. Espera-se com a metodologia, obter resultados claros com a coleta de dados e análises históricas para alcançar os objetivos traçados pela pesquisa, e compreender melhor o comportamento do custo do desmonte de rocha a partir da utilização de diferentes explosivos ao processo. 3.2 - Organização em Estudo O estudo foi realizado na empresa Mineração Santiago Ltda., onde o mineral explorado caracteriza-se como rochas gnaisse, utilizada na fabricação de agregados para a construção civil. Em 1965 iniciou-se sua história ao produzir pedras britadas para a construção civil, na unidade Céu Azul, situada na cidade de Ribeirão das Neves (MG). Hoje a mineradora conta com uma unidade em Sabará e outra em Santa Luzia, região metropolitana de Belo Horizonte (MG), unidade na qual foi realizado o estudo. Com mais de 50 anos de história possui grande quantidade de equipamentos móveis e uma planta com duas linhas de britagem primária e duas linhas de rebritagem, com capacidade de produção de 800 toneladas hora, nas duas britagens. O grupo conta ainda com duas concreteiras e duas empresas de distribuição de materiais para construção civil, os materiais produzidos pela empresa em estudo atendem ao mercado regional, clientes de diversas áreas e suas próprias empresas. 3.3 - Formas de Coleta e Análise dos Dados Existem várias formas para que os dados possam ser coletados, tendo em vista os vários tipos e instrumentos de pesquisa, os quais têm por finalidade permitir a coleta de informações sobre o objeto de estudo (APPOLINÁRIO, 2012). Esta pesquisa utilizou os seguintes instrumentos a) Planilhas de plano de fogo, que demonstram os custos com explosivos e o volume do material desmontado do 1º semestre de 2016;b) Dados de custos da operação de perfuração de rochas fornecidos pela empresa em estudo;c) Documentos referentes aos desmontes utilizando os explosivos encartuchados;d) Imagens do resultado do desmonte para comprovação de uma boa fragmentação;e) Informações trabalhadas por um dos autores, que faz parte do quadro funcional da empresa em estudo; f) Pesquisas com fornecedores de materiais e acessórios para o desmonte de rocha. Os dados coletados foram analisados e tratados com o auxílio de planilhas Excel, histogramas e relatórios de custos, onde foi comparado o processo de desmonte de rochas a partir do uso de explosivos encartuchados e da emulsão bombeada para demonstrar o custo final da tonelada do material desmontado. Vale ressaltar 3.4 - Limitações da Pesquisa Dentre as limitações levantadas nesta pesquisa destaca-se a falta de literatura adequada para o estudo, sendo necessárias outras fontes como artigos científicos, teses, dentre outros estudos no ramo de custos de operações e uso de explosivos. Por se tratar de um processo perigoso e acesso restrito a pessoas autorizadas, as visitas para acompanhamento do processo não foram autorizadas, tendo somente como acesso ao processo no campo de pesquisa vídeos, fotografias, relatos e relatórios. Outra limitação encontrada refere-se ao tamanho da amostra, que por apresentar um número reduzido permite considerar os resultados encontrados apenas para o universo em questão. 4 - Apresentação e Discussão dos Resultados As informações levantadas como: custos de perfuração, característica e dimensões malha de perfuração, quantidade de explosivos e acessórios de detonação utilizados, dentre outros dados, desmonte (explosão) planejados para o primeiro semestre de 2016, sendo, desta forma, possível avaliar o comportamento do processo de desmonte ao utilizar o explosivo encartuchado e a emulsão bombeada, buscando assim, responder aos objetivos deste trabalho. 4.1 - Vantagens e desvantagens em termos de estoque, comparando o uso do explosivo encartuchado e emulsão bombeada no processo de desmonte de rocha Enquanto o explosivo encartuchado necessita de todo aparato e obrigações legais para o seu armazenamento, o que aumenta a despesa da empresa mineradora, a emulsão bombeada, por sua vez, por possuir característica explosiva somente no momento da aplicação, encorpara vantagens à organização na substituição Conforme podemos observar no quadro 1, o estoque de explosivos encartuchados proporciona inúmeras desvantagens, sobretudo no âmbito da segurança e operação do paiol, necessitando atender rígidos critérios para sua construção e operação. O quadro 2 demonstra as vantagens e desvantagens do uso do explosivo do tipo emulsão bombeada. Conforme observação do quadro 2, podemos afirmar que a principal vantagem no uso da emulsão bombeada é a eliminação da necessidade de estoque, garantindo assim uma operação mais segura. 4.2 - Resultados comparativos dos custos da tonelada de produção de desmonte de rocha entre explosivos encartuchados e emulsão bombeada O gráfico 1 apresenta o comparativo dos resultados do custo total médio da tonelada de rocha desmontada. Os resultados apresentados correlacionam os custos totais (que levam em consideração: custo de perfuração do metro linear, custo com explosivos, e custo com acessórios para detonação), referentes ao desmonte De acordo com os demonstrativos de custos apresentados no gráfico 1, podemos avaliar que o custo da tonelada desmontada é maior com o uso do explosivo encartuchado. Desta forma, podemos perceber que o valor médio total dos custos por tonelada desmontada com o explosivo encartuchado apresenta uma variação entre R$ 1,57 a R$1,65. Já o custo médio total com o uso da emulsão bombeada varia de R$ 1,07 a R$1,16 a tonelada. A tabela 1 apresenta a variação do custo da detonação com o uso do explosivo encartuchado em comparação ao uso da emulsão bombeada. A variação entre o percentual e o próprio custo com a detonação é atribuída à necessidade de adequação do arranjo da malha (pequenas modificações no espaçamento ou afastamento da malha para atender alguma necessidade específica), e a variação do preço dos explosivos e acessórios no período, conforme detalhamento dos planos de fogo atualizados no levantamento dos dados. 4.3 - Comparar a eficácia do processo de desmonte de rocha a partir do uso do explosivo encartuchado e da emulsão bombeada Para a comparação da eficácia do processo de desmonte de rocha comparando o uso do explosivo encartuchado e da emulsão bombeada, foram realizados desmontes, de tal forma que o volume (m3) desmontado fosse o mais próximo possível em ambos os processos. Vale ressaltar que as características e dimensões da malha utilizada nos processos atuais foram adequadas ao longo do tempo para atender as especificações do material produzido pela empresa estudada, em período anterior a este estudo. De acordo com o gráfico 2, fica evidenciado que para o desmonte realizado com uso de emulsão bombeada tem-se uma diminuição na média da metragem furada conforme período analisado. A diminuição da metragem furada está associada às características dos explosivos, visto o maior poder explosivo da emulsão bombeada e as dimensões da malha, em função do poder de fogo de cada explosivo. Já o gráfico 3 sugere a necessidade de aumento da malha de perfuração, variando aproximadamente 44% na metragem furada. Ao utilizar uma malha de perfuração maior durante o processo de detonação das rochas com emulsão bombeada, a quantidade de furos realizada se torna menor que a utilizada com explosivos encartuchados para desmontar o mesmo volume aproximado de material. Pode-se observar também no gráfi co 3, que a variação da média da metragem furada está diretamente relacionada com a diferença da área entre furos das malhas da emulsão e encartuchado, ou seja, ao utilizar a emulsão bombeada e consequentemente o aumento das dimensões da malha, é possível perceber redução Ao se trabalhar com malhas de perfuração de maior afastamento e espaçamento (malhas abertas), os custos com perfuração e explosivos são bem menores do que quando se utiliza malhas de perfuração com afastamento e espaçamento menores (malhas fechadas), que demandam maior tempo de perfuração e um consumo maior de explosivos, óleo diesel e maior desgaste com acessórios de perfuração conforme demonstra a fi gura 1. Portanto, realizar desmonte de rochas com emulsão bombeada e malhas de perfuração maiores, pode trazer vantagens e benefícios significativos para todo o processo produtivo da empresa. 4.4 Limitações do uso da emulsão bombeada no processo de desmonte de rochas Existem limitações para o uso da emulsão bombeada. Desta a forma, a simples troca do explosivo encartuchado pela emulsão bombeada não garante resultados satisfatórios. As principais limitações para o uso da emulsão bambeada levantadas no estudo são:• Aspectos culturais das organizações;• Características da rocha desmontada;• Rochas com fissuras e/ou fraturadas;• Características do produto final;• Proximidade com áreas urbanas; • Condições de acessibilidade a área de desmonte. Também é importante enfatizar que a falta de conhecimento sobre o processo de desmonte pelo uso da emulsão bombeada e fatores culturais organizacionais podem apresentar como limitações para o uso da emulsão bombeada. 5 Conclusão A análise dos resultados obtidos com esta pesquisa permitiu responder o problema proposto neste estudo, que foi o de identificar e constatar importantes vantagens relativas ao do uso da emulsão bombeada em relação aos explosivos encartuchados no processo de desmonte de rocha para a indústria de agregados para a construção civil adequando-se a malha do plano de fogo às características de cada explosivo, sendo elas: • Ao substituir o uso do explosivo encartuchado pela emulsão bombeada, a empresa elimina as desvantagens identificadas para se manter um paiol para estoque de explosivos. • O custo do desmonte de rocha utilizando a emulsão torna-se menor em comparação com o encartuchado, uma vez que com o uso da emulsão bombeada, a malha utilizada é mais espaçada (malha aberta), fazendo com que a área entre furos aumente, diminuindo assim o uso de explosivos e seus respectivos acessórios de detonação, menor quantidade de furos e metragem perfurada, menor consumo de diesel das máquinas perfuratrizes e menor desgaste dos acessórios de perfuração, fazendo com que os custos operacionais da produção do agregado seja reduzido, podendo chegar a valores 50% menores em comparação ao encartuchado. • A eficácia do processo de desmonte a partir do uso da emulsão bombeada é superior aos encartuchados, sobretudo pelas características das malhas da emulsão, que apresentam com malhas de perfuração de maior afastamento e espaçamento (malhas abertas), reduzindo assim o número de furações e respectivamente tempo com a mesma operação, tornando o processo mais produtivo. • Apesar de ofertar inúmeras vantagens, a emulsão bombeada apresenta limitações ao seu uso como proximidade às comunidades, vilarejos que devem ser observadas, podendo se não avaliados, ofertar riscos e prejuízos a operação da mina. 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