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CAPÍTULO 4 AVALIAÇÃO ECONÔMICA PRELIMINAR

CAPÍTULO 4 AVALIAÇÃO ECONÔMICA PRELIMINAR. 20 de agosto de 2008. ANÁLISE. SÍNTESE. 2. 6. INTRODUÇÃO À. INTRODUÇÃO À. ANÁLISE DE PROCESSOS. SÍNTESE DE PROCESSOS. 8. 7. 3. 4. 5. SÍNTESE DE. SÍNTESE DE SISTEMAS DE INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA. ESTRATÉGIAS. AVALIAÇÃO.

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CAPÍTULO 4 AVALIAÇÃO ECONÔMICA PRELIMINAR

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  1. CAPÍTULO 4 AVALIAÇÃO ECONÔMICA PRELIMINAR 20 de agosto de 2008

  2. ANÁLISE SÍNTESE 2 6 INTRODUÇÃO À INTRODUÇÃO À ANÁLISE DEPROCESSOS SÍNTESE DE PROCESSOS 8 7 3 4 5 SÍNTESE DE SÍNTESE DE SISTEMAS DE INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA ESTRATÉGIAS AVALIAÇÃO SISTEMAS DE SEPARAÇÃO OTIMIZAÇÃO DE CÁLCULO ECONÔMICA

  3. SÍNTESEGeração de todos os fluxogramas possíveis ANÁLISEPrevisão e avaliação de cada fluxograma Desafio:encontrar a melhor solução no meio do conjunto numeroso e desordenado das soluções viáveis.

  4. Decomposição, Representação e Resolução do Problema de Projeto por Busca Orientada por Árvore de Estados ? P ? ? A,B P,C D,E P,F A+B P+C D+E P+F ?? ?? 4 A 1 P 2 D 3 P A P D P x x B C E F x x B C E F T D M D T A M E ? ? ? ? L L L L 6 8 10 7 x* x* x* x* x x o = 3 x o = 4 x o = 6 x o = 5 x x x Raiz Rota Química ? Fluxograma ? Dimensões ? Nível Tecnológico Seleção de uma Rota Fluxograma ? Dimensões ? Nível Estrutural Síntese de um Fluxograma Dimensões ? Lucro? Nível Paramétrico Análise do Fluxograma Dimensionamento dos Equipamentos e das Correntes. Lucro. Solução Ótima:Reagentes = D,E; Fluxograma = 3; x = 4

  5. Resumoda Análise de Processos Correspondência dos Capítulos com os Módulos Computacionais 2 INTRODUÇÃO À ANÁLISE DE PROCESSOS 3 4 5 ESTRATÉGIAS AVALIAÇÃO OTIMIZAÇÃO DE CÁLCULO ECONÔMICA Variáveis Especificadas Parâmetros Econômicos ParâmetrosFísicos MODELOFÍSICO Dimensões Calculadas Lucro MODELOECONÔMICO OTIMIZAÇÃO Variáveis de Projeto 

  6. Simular Extrator Dimensionar Extrator Simular Evaporador Dimensionar Evaporador Dimensionar Condensador Simular Condensador Resolver Problema Dimensionar Resfriador Simular Resfriador Dimensionar Misturador Simular Misturador Dimensionar Processo Simular Processo Otimizar Processo Calcular Lucro

  7. ORGANIZAÇÃO DA DISCIPLINA ANÁLISE SÍNTESE 2 INTRODUÇÃO À ANÁLISE DE PROCESSOS 6 INTRODUÇÃO À SÍNTESE DE PROCESSOS 3 5 ESTRATÉGIAS OTIMIZAÇÃO DE CÁLCULO 8 7 SÍNTESE DE SÍNTESE DE SISTEMAS DE INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA SISTEMAS DE SEPARAÇÃO 4 AVALIAÇÃO ECONÔMICA FINALIDADE DO CAPÍTULO Apresentar um procedimento aproximado para a Avaliação Econômica de processos condizente com o estágio preliminar do projeto. (quando são examinadas muitas alternativas de fluxogramas).

  8. 4. AVALIAÇÃO ECONÔMICA DE PROCESSOS 4.2 Estimativas Econômicas 4.2.1 Estimativa de Custos 4.2.2 Estimativa de Investimento 4.3 Dados para a Estimativa de Custos e de Investimento 4.3.1 Rudd & Watson 4.3.2 Douglas 4.1 Introdução

  9. 4.1 INTRODUÇÃO Objetivo: avaliação do desempenho econômico de um processo. Desempenho comportamento, “performance”. - Físico - Econômico - Real - Previsto Desempenho Real quando o processo se encontra em operação Físico: medições (instrumentação) e cálculos (modelos). Econômico: contabilidade Desempenho Previstoquando processo ainda se encontra em fase de projeto/operação em novas condições Físico: modelos físicos. Econômico: modelos econômicos.

  10. Critério adotado nesta disciplina (Rudd & Watson) Happel: Venture Profit  Lucro do Empreendimento (LE) É o Lucro Relativo ao proporcionado por um investimento “padrão”: Sejam: L1: Lucro previsto para o processo, com: - retorno estimado j ($/ano) / ($ investido) - comrisco comercial. L0: Lucro proporcionado por um investimento com: - retorno garantido i ($/a) /($ investido) - sem risco comercial. Lucro do Empreendimento: LE = L1 - L0 O projeto é economicamente vantajoso se LE  0

  11. Fluxograma Ilustrativo do Lucro do Empreendimento Lucro doEmpreendimento Lucro do Empreendimento: LE = LB - (D + IR ) - RIR $/a Receita Lucro Líquido Lucro Líquido Lucro Líquido R $/a Após o I.R. antes do I.R. Após o Risco Lucro Bruto LA = LB - D $/a LD = LA - IR $/a LL = LD - CR $/a LB = R - Ctotal $/a Itotal $ Itotal $ Instalações h e e t i Físicas RIR Depreciação D = e Idireto $/a Imposto de Renda Custo Total Retorno garantidosobre o investimento IR = t (LB - D) $/a Ctotal $/a Compensação pelo Risco CR = h Itotal $/a RI = i Itotal $/a Retorno sobre o Investimento + Risco RIR = (i + h) Itotal = im Itotal $/a

  12. Valores Típicos da Taxa de Retorno sobre o Investimento(Rudd & Watson) Provenientes do mercado

  13. Valores Típicos para a Taxa de Risco(Rudd & Watson) Definidos pelo Investidor

  14. 4. AVALIAÇÃO ECONÔMICA DE PROCESSOS 4.1 Introdução 4.2.1 Estimativa de Custos 4.2.2 Estimativa de Investimento 4.3 Dados para a Estimativa de Custos e de Investimento 4.3.1 Rudd & Watson 4.3.2 Douglas 4.2 Estimativas Econômicas

  15. 4.2 ESTIMATIVAS ECONÔMICAS Dois tipos extremos de estimativas de custos: Estimativa aproximada: correlações e fatores empíricos. Uso em estágios preliminares do projeto (erros até 35%). Estimativa detalhada : desenhos e especificações detalhadas. Uso em propostas para a compra dos equipamentos. Objetivo do Capítulodesenvolver umaexpressão simples para estimativa aproximada em função de - Receita (R) - Custos de matérias primas (Cmatprim),e de utilidades (Cutil) - Custos de Investimento (I)todos obtidos facilmente do resultado do dimensionamento e da simulação: LE = aR - b(Cmatprim + Cutil) - c I

  16. PROCESSO ILUSTRATIVO W1 x11,x14 T1,T2,T5,T6,T7,T8,T10,T11,T14,  VARIÁVEIS ESPECIFICADAS W4,W6,W8,W11,W14 Vd,Ae,Ac,Ar MODELOFÍSICO AVALIAÇÃO INCÓGNITAS ECONÔMICA L r,T9,T12 OTIMIZAÇÃO VARIÁVEIS DE PROJETO 

  17. Resultado do Dimensionamento do Processo Ilustrativo LE = aR - b(Cmatprim + Cutil) - c I

  18. 4. AVALIAÇÃO ECONÔMICA DE PROCESSOS 4.1 Introdução 4.2 Estimativas Econômicas 4.2.2 Estimativa de Investimento 4.3 Dados para a Estimativa de Custos e de Investimento 4.3.1 Rudd & Watson 4.3.2 Douglas 4.2.1 Estimativa de Custos

  19. 4.2.1 ESTIMATIVA DOS CUSTOS LE = LB - D - IR – RIR $/a LB = R – CtotalD = e Idireto IR = t (LB - D) RIR = RI + CR = (i + h) Itotal = im Itotal LE = (1- t) (R – Ctotal – e Idireto) – im Itotal $/a Ctotal ??? Idireto??? Itotal ??? Segue resumo adaptado de Peters & Timmerhaus, utilizando valores médios das faixas lá apresentadas. Detalhes: Tabela 4.3 do Livro.

  20. Ctotal Ctotal= Cprod + Cgerais $/a Cprod = Cdiretos + Cfixos Cdiretos = (Cmatprim + Cutil) + Cmanut + Csupr + (Cmobra + Cadm + Clab) + CroyCdiretos = (Cmatprim + Cutil) + 0,046 Ifixo + 0,27Ctotal Cfixos = Cimpost + Csegur + Calug + Cjur Cfixos = 0,03 Ifixo Cprod = (Cmatprim + Cutil) + 0,076 Ifixo + 0,27 Ctotal Cgerais = 0,025 R Ctotal = (Cmatprim + Cutil) + 0,076 Ifixo + 0,27 Ctotal + 0,025 R $/a Ctotal = 1,37 (Cmatprim +Cutil) + 0,104Ifixo + 0,034 R $/a

  21. Retornando a LE LE = (1- t) (R – Ctotal – e Idireto) – im Itotal $/a e = 0,10 t = 0,5 im = 0,15 LE = 0,5 (R – Ctotal – 0,1 Idireto) – 0,15 Itotal $/a Ctotal = 1,37 (Cmatprim + Cutil) + 0,104 Ifixo + 0,034 R LE = 0,5 (R – 1,37 (Cmatprim + Cutil) - 0,104 Ifixo - 0,034 R – 0,1 Idireto) – 0,15 Itotal $/a LE = 0,48 R - 0,68 (Cmatprim + Cutil) - 0,05 Ifixo – 0,05 Idireto- 0,15Itotal $/a Ifixo ????? Idireto ??? Itotal ??????

  22. 4. AVALIAÇÃO ECONÔMICA DE PROCESSOS 4.1 Introdução 4.2 Estimativas Econômicas 4.2.1 Estimativa de Custos 4.3 Dados para a Estimativa de Custos e de Investimento 4.3.1 Rudd & Watson 4.3.2 Douglas 4.2.2 Estimativa de Investimento

  23. 4.2.2 ESTIMATIVA DO INVESTIMENTO Itotal = Ifixo + Igiro + Ipartida $ Ifixo = Idireto + Iindireto Idireto = ISBL + OSBL ISBL:custo instalado dos equipamentos diretamente envolvidos na produção ("Inside Battery Limits") OSBL = 0,45 ISBL (custo de investimento "Outside Battery Limits") Idireto = 1,45 ISBL Iindireto = 0,25 Idireto Ifixo = 1,81 ISBL Igiro = 0,15 Itotal Ipartida = 0,10 Ifixo Itotal = 2,34 ISBL $

  24. LE = 0,48 R - 0,68 (Cmatprim + Cutil) - 0,05 Ifixo – 0,05 Idireto- 0,15Itotal $/a Ifixo = 1,81 ISBLIdireto =1,45 ISBL Itotal = 2,34 ISBL LE = 0,48 R - 0,68 (Cmatprim + Cutil) - 0,46 ISBL $/a Os coeficientes dependem das correlações utilizadas intermediariamente que dependem da experiência do avaliador e da região em que se desenvolve o projeto. Aproximação prática para a discriminação de muitos fluxogramas alternativos gerados na Síntese, com um mesmo nível de erro: LE = 0,5 R - 0,7 (Cmatprim + Cutil) - 0,5 ISBL $/a LE = 0,5 (R - Cmatprim - Cutil – ISBL) $/a ISBL ???

  25. ISBL = fT fD fLIEi Q i: dimensão característica do equipamento i, calculada ou especificada. Qbi: valor-base da dimensão característica do equipamento i cujo custo de investimento IEbi é conhecido. Mi: fator de escala para o equipamento i, válido para uma faixa de valores de Qi IEi : custo de investimento do equipamento i para a dimensão Qi. IEbi, Qbi, Mi: gráficos (Guthrie) e tabelas.

  26. ExemploTrocador de Calor casco-e-tubo I = 1.350 (A / 50)0,48 $ (50 < A < 300 ft2)

  27. ISBL = fT fD fLIEi fT, fD, fL : fatores empíricos. fT: transforma o preço de compra na região em que foi levantado no preço de compra na região em que será construída a planta. (considera frete, armazenamento, alfândega, etc.) fD : transforma preço de compra levantado no ano A no preço de comprano ano em que está sendo executado o projeto. (utiliza Índices de Preços. Ex.: Ch.Eng. Cost Index) f D = IC a / IC b (a: ano da avaliação; b: ano da tabela)Exemplo: em 1960: 1.350 $ em 2000: 1.350 x (IC2000 / IC1960) = 1.350 (394/102) = 5.215 $ fL (fator de Lang): transforma preço de compra em custo instalado. (inclui estrutura, pintura, instalação elétrica, instrumentação,...)

  28. 4. AVALIAÇÃO ECONÔMICA DE PROCESSOS 4.1 Introdução 4.2 Estimativas Econômicas 4.2.1 Estimativa de Custos 4.2.2 Estimativa de Investimento 4.3.1 Rudd & Watson 4.3.2 Douglas 4.3 Dados para a Estimativa de Custos e de Investimento

  29. 4.3 DADOS PARA A ESTIMATIVA DE CUSTOS DE INVESTIMENTO Correlações de Custo para Alguns Equipamentos Típicos(Rudd & Watson)

  30. ExemploTrocador de Calor casco-e-tubo I = 1.350 (A / 50)0,48 $ (50 < A < 300 ft2)

  31. Exemplo: Processo Ilustrativo

  32. Resultado do Dimensionamento do Processo Ilustrativo LE = aR - b(Cmatprim + Cutil) - c I

  33. PROCESSO ILUSTRATIVO R = pAB W4 f14 Fop $/a Investimento:Ib = Ibb (20/Pbb) Mb $Id = Idb (Vd/Vdb) Md $Ie = Ieb (Ae/Aeb) Me $Ic = Icb (Ac/Acb) Mc $ Ir = Irb (Ar/Arb) Mr $ISBL = fT fD fL (Ib + Id + Ie + Ic + Ir) $ Custos:Cagua = pa (W8 + W11) $/hCvapor = pv W6 $/hCsolvente = ps W14 $/hCbomba = 0,15 $/hC = Fop (Cagua + Cvapor + Csolvente + Cbomba) $/a LE = 0,7 R – 0,8 C – 0,4 ISBL $/a

  34. Relembrando: Happel: Venture Profit  Lucro do Empreendimento (LE) É o Lucro Relativo ao proporcionado por um investimento “padrão”: Sejam: L1: Lucro previsto para o processo, com: - retorno estimado j ($/ano) / ($ investido) - comrisco comercial. L0: Lucro proporcionado por um investimento com: - retorno garantido i ($/a) /($ investido) - sem risco comercial. Lucro do Empreendimento: LE = L1 - L0 O projeto é economicamente vantajoso se LE  0

  35. Fluxograma Ilustrativo do Lucro do Empreendimento Lucro doEmpreendimento Lucro do Empreendimento: LE = LB - (D + IR ) - RIR $/a Receita Lucro Líquido Lucro Líquido Lucro Líquido R $/a Após o I.R. antes do I.R. Após o Risco Lucro Bruto LA = LB - D $/a LD = LA - IR $/a LL = LD - CR $/a LB = R - Ctotal $/a Itotal $ Itotal $ Instalações h e e t i Físicas RIR Depreciação D = e Idireto $/a Imposto de Renda Custo Total Retorno garantidosobre o investimento IR = t (LB - D) $/a Ctotal $/a Compensação pelo Risco CR = h Itotal $/a RI = i Itotal $/a Retorno sobre o Investimento + Risco RIR = (i + h) Itotal = im Itotal $/a LE = LL – im Itotal = j Itotal – im Itotal j = im + LE / Itotal

  36. LE = L1 (j, h >0) - L0 (i, h = 0) = LD (j, h > 0) – RIR [(i + h)] LE = j Itotal – (i + h) Itotal ( j = ?)LE = [j– (i + h)]Itotal j = (i + h) + LE / Itotal

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