Análise de Produtividade e Custos de Equipamentos em Construções de Grande Porte

PRODUTIVIDADE DE EQUIPAMENTOS Cálculo do custo horário de equipamentos EQUIPAMENTOS EM CONSTRUÇÕES DE GRANDE PORTE Em grandes construções é muito importante avaliar os equipamentos que serão utilizados Seu custo pode ser significativo na obra sendo assim é fundamental verificar seu rendimento e dimensionar a equipe adequadamente Surge a necessidade portanto do conhecimento dos equipamentos mais utilizados em obras de grande porte Os equipamentos agrupamse em duas classes 1 Máquinas Motrizes São aquelas que produzem a energia para a execução de trabalhos São elas Unidades de tração Compressores de ar Geradores EQUIPAMENTOS EM CONSTRUÇÕES DE GRANDE PORTE 2 Máquinas Operatrizes São aquelas que tracionadas ou empurradas pelas motrizes realizam trabalho São elas Unidades Escavoempurradoras tratores com lâmpada Unidades Escavotransportadoras Scrapers Moto scrapers Unidades Escavocarregadoras Esteiras Pneu Carregadeiras Unidades Escavadeiras Pá frontal ou Shovel Caçamba de arrasto com mandíbulas ou Clam Shell Retro ou Backshovel Unidades Aplainadoras Patrol ou Motoniveladoras Unidades de transporte Dumpers Vagões Unidades Compactadoras Pé de carneiro Rolos compressores Scraper Automotriz Motoscraper MAQUINAS MOTRIZES UNIDADES DE TRAÇÃO São fontes de energia convenientemente instaladas que podem receber implementos mutáveis ou permanentes e assim se capacitarem a realizar diferentes trabalhos São quase sempre acionadas por motores de combustão interna movidos a óleo diesel fixados as estruturas que quando móveis são montadas sobre esteiras ou sobre pneus Exemplos Trator de pneus são utilizados quando a topografia é favorável e as condições de aderência e suporte dos solos são boas permitindo que seja explorada sua maior característica que é a velocidade gerando assim maior produtividade Trator de esteiras são utilizados em trabalhos que requerem esforços tratores elevados ou rampas de grande declividade ou quando executados em terrenos de baixa capacidade de suporte não importando o fator velocidade MAQUINAS MOTRIZES UNIDADES DE TRAÇÃO CARACTERÍSTICAS DAS MÁQUINAS As máquinas são avaliadas conforme seu esforço trator velocidade aderência flutuação e balanceamento A Tabela a seguir mostra as diferentes características entre um trator de pneus e um trator de esteira CARACTERÍSTICAS DAS MÁQUINAS Definições Esforço trator é a força que a máquina possui na barra de tração esteira ou numa roda motriz pneus para executar as funções de rebocar ou empurrar outros equipamentos Velocidade é a velocidade que a máquina desenvolve quando está executando suas tarefas normais Aderência é a maior ou a menor capacidade que uma máquina tem de se deslocar sobre uma superfície sem que ocorra a patinação das esteiras ou dos pneus sobre o solo que o apoia Flutuação permite o trator se deslocar sobre terrenos de baixa capacidade de suporte sem que haja o afundamento das esteiras ou dos pneus na superfície que o apoia Sistema de esteira de borracha para offRoad de jipe SUV dentro de 4 toneladas CARACTERÍSTICAS DAS MÁQUINAS Definições Balanceamento é resultante de uma boa distribuição do peso das partes constituintes da máquina e do centro de gravidade a pequena altura do chão de forma a reduzir o perigo de tombamento sobre as variadas condições de trabalho De maneira geral as máquinas de esteiras são preferidas quando têmse pequenas praças de trabalho necessitase de boa aderência e de boa flutuação As maquinas de pneus são preferidas quando necessitase de grande mobilidade e de grandes deslocamentos UNIDADES ESCAVOEMPURRADORAS São máquinas que resultam da reunião de uma unidade de tração trator e um implemento denominado lâmina quase sempre montados sob esteiras são conhecidos como tratores de esteira com lâmina reta ou angulável Tem como função escavar solos em geral empurrar ou puxar outras máquinas derrubar árvores de grande porte abrir cortes abrir caminhos de serviços entre outras Pusher e PusherPull Quando a aderência estiver baixa patinagem das rodas ou a potência disponível for insuficiente usase trator de esteira ou de rodas para auxiliar no carregamento denominandose esta operação de Pusher UNIDADES ESCAVOEMPURRADORAS O rendimento da máquina escavoempurradora pode ser avaliado a partir da seção transversal do monte de material que se acumula a frente da lamina que pode ser assemelhado a um triangulo como na figura acima O volume de terra que será empurrado pode ser calculado como Sendo L o comprimento da lâmina h a altura da lâmina μ um fator de correção Adotase para areia cascalho e rocha fraturada μ 08 Para terra comum μ 1 UNIDADES ESCAVOEMPURRADORAS O rendimento expresso em m³h é calculado por Onde R é o rendimento da máquina no corte e transporte de material Q é a capacidade da lâmina em terra solta E é o fator de eficiência Devido ao fato de não se conseguir trabalhar os 60 min de uma hora pode ser considerado igual a 01 T é o tempo em que a máquina realiza um ciclo completo em minutos f é o fator de conversão dos volumes UNIDADES ESCAVOCARREGADORAS São unidades de terraplenagem projetadas para executar a escavação e a carga do material em outro equipamento a que o transporta até o local de descarga Podem ser montadas sobre pneus e sobre esteiras Possuem uma pá montada geralmente na parte dianteira da unidade e o acoplamento é feito por cilindros hidráulicos UNIDADES ESCAVOCARREGADORAS Escavadeiras são máquinas projetadas para fazer a escavação e a carga trabalhando estacionadas Podem ser montadas sobre esteiras e sobre pneus em alguns casos sobre trilhos Lanças são implementos que capacitam as escavadeiras a realizar suas tarefas em diferentes posições São peças alongadas formadas por chapas ou presas a super estruturas por articulações em sua extremidade inferior e mantidas inclinadas em diferentes ângulos horizontais pela ação de cabos de sustentação ou pistões Podem ser Lança com pá frontal ou shovel são usadas preferencialmente em escavações de grandes dimensões para fins diversos como extração de minérios passagens para grandes galerias canais de curso dágua subsolo de edifício e taludes situados acima do terreno onde está situado Pá escavadeira shovel UNIDADES ESCAVOCARREGADORAS Lança com caçamba de arrasto ou Dragline É formado por uma estrutura leve em treliça de longo alcance sustentada por cabos A caçamba geralmente furada é provida de dentes e aberturas na sua parte superior e na lateral voltada para a máquina onde se encontra sua parte cortante presa a lança por cabos isto lhe confere grande mobilidade e faz com que a escavação ocorra quando é puxado na direção da máquina Permite que se escave a grandes distâncias 20m As escavadeiras quando equipadas com lanças deste tipo realizam abertura de grandes valas sem escoramento remoção de solos moles restauração de calhas de canais de rios construídos por depósitos naturais ou artificiais abertura de canais de drenagem valetas acabamento de taludes Lança com caçamba de arrasto ou Dragline Dragagem a seco no rio Tietê com utilização de escavadeira e draglines Fonte DAEE 2004 UNIDADES ESCAVOCARREGADORAS Lança com mandíbulas ou caçamba Clam shell A caçamba sobe e desce na vertical realizando a escavação pela ação do seu peso próprio devendo estar aberta ao final da descida e fechada no início da elevação São utilizadas na abertura de valas cujas paredes devem ser contidas com escoramentos mesmo que contraventadas desde que esteja convenientemente espaçada e dentre o pequeno alcance da máquina inclusive abaixo do seu nível até mesmo debaixo dágua Lança com caçamba retroescavadeira Apresenta uma caçamba invertida que faz a escavação de cima para baixo À medida que a escavação prossegue a máquina vai se deslocando em marcha a ré Podem executar escavações abaixo do nível do terreno abrindo valas de pequenas dimensões e também faz escavação para galerias Caçamba de mandíbula clam shell UNIDADES ESCAVOCARREGADORAS O volume de produção Q pode ser calculado como Onde C é a capacidade da caçamba em m³ e Tc é o tempo de ciclo em segundos O rendimento da máquina é dado por Onde C é a capacidade da caçamba em m³ f é um fator de conversão dos volumes E é o fator de eficiência da escavação E05 K é o fator de eficiência da caçamba tabelado tc é o tempo de ciclo UNIDADES APLAINADORAS São máquinas projetadas para o serviço de acabamento tombamento e espalhamento de um modo geral conformando o terreno com cotas finais do projeto geométrico da estrada São conhecidas no campo com o nome de motoniveladoras Tem como principais características a grande mobilidade da lâmina de corte com precisão de movimentos grande precisão nos cortes e capacidade para grandes deslocamentos Suas principais atividades são cortes e espalhamento e escarificação em terreno muito compacto UNIDADES APLAINADORAS Seu rendimento é calculado como Onde P é o número de passadas sobre a faixa para completar a operação dm é a extensão percorrida em cada passada V é a velocidade em cada passada E é o fator de eficiência 060 UNIDADES DE TRANSPORTE São utilizadas para o transporte de material após a escavação desde o local da extração até o local de depósito São máquinas projetadas para executar o transporte e a descarga para longas distâncias superiores a 1 Km Operações Básicas de Terraplenagem Ciclo de Operação Examinandose a execução de quaisquer serviços de terraplenagem podemse distinguir quatro operações básicas que ocorrem em sequência ou às vezes com simultaneidade a Escavação b Carga do material escavado c Transporte d Descarga e espalhamento UNIDADES DE TRANSPORTE Tipos Caminhão Basculante Unidade resultante do chassi de um caminhão ligeiramente alterado ao qual se aplica uma carroceria de chapas básculas Na prática a báscula é conhecida por caçamba Os basculantes têm capacidade que em sua grande maioria entre 4 a 10 m³ Caminhão fora de estrada Off Road são caminhões especialmente fabricados para o serviço de terraplenagem pesada ou mineração São feitos para trabalhar carga e descarga de forma semelhante ao basculante comum Sua constituição traz limitações de mobilidade razão porque estas unidades até de 100 t geralmente são mantidos dentro do canteiro de obras A capacidade de sua caçamba é sempre superior a 10 m³ Dumpers são destinados ao transporte de material em blocos de volume ponderável com capacidade maior que à dos basculantes comuns UNIDADES DE TRANSPORTE Reboques transportadores Podem movimentarse sobre esteiras ou sobre pneus aqueles tracionados por tratores e estes por tratores ou unidades motoras especiais ou adaptadas Vagonetas são unidades de grande capacidade de carga são mais utilizadas no transporte ferroviário adaptandose o eixo de modo que as rodas curvem sobre os trilhos são levadas em comboio tracionado por uma locomotiva O rendimento das unidades transportadoras é dado por Onde C capacidade da caçamba m³ E fator de eficiência que deve ser igual ao da máquina escavadeira a que a serve apoio tc tempo de ciclo calculado como UNIDADES DE TRANSPORTE onde d distância média de transporte m V1 velocidade de ida carregado Kmh V2 velocidade de retorno vazio Kmh t1tempo para carga incluso uma parcela necessária para entrar em posição de carga e para esperar a vez de receber o carregamento min t2 tempo de descarga incluso manobras para iniciar a viagem de retorno min UNIDADES ESCAVOTRANSPORTADORAS São equipamentos projetados para aprofundar os cortes iniciados pelos Dozers e executar as operações de escavação transporte e descarga em materiais de consistência média arenosos ou arenososiltosos transportados a distâncias médias entre 100 e 1000 m Tipos Scraper rebocado Consiste numa caçamba que se apoia sobre dois eixos com pneumático Normalmente são tracionados por trator de esteiras Motoscraper Scraper automotriz São formados por uma caçamba que se apoia sobre um eixo em sua parte traseira e sobre um rebocador em sua parte dianteira UNIDADES DE COMPACTAÇÃO São utilizadas para compactação do solo UNIDADES DE COMPACTAÇÃO Rolo pé de carneiro É um tambor metálico com protuberâncias patas solidarizadas em forma troncocônica e com altura de aproximadamente de 20 cm Podem ser auto propulsivos ou arrastados por trator É indicado na compactação de outros tipos de solo que não a areia e promove um grande entrosamento entre as camadas compactadas A camada compactada possui geralmente 15 cm com número de passadas variando entre 4 e 6 para solos finos e de 6 a 8 para os solos grossos UNIDADES DE COMPACTAÇÃO Rolo vibratório Nos rolos vibratórios a frequência da vibração influi de maneira extraordinária no processo de compactação do solo São utilizados eficientemente na compactação de solos granulares areias onde os rolos pneumáticos ou PédeCarneiro não atuam com eficiência A espessura máxima da camada é de 15 cm Rolos Pneumáticos Constam de eixos um ou dois com rodas pneumáticas em número de 5 ou 7 No chassis que se apoia sobre os eixos é colocado lastros para proporcionar pesos suficiente para a compactação São muito eficientes na compactação de pavimentos de betume a frio na compactação da base de pedra britada do pavimento e na compactação das camadas delgadas de material frouxo deixadas no topo dos aterros pelos rolos pésdecarneiro UNIDADES DE COMPACTAÇÃO 1Rolos Combinados é o Rolo PédeCarneiro vibratório ou seja aproveita as vantagens dos dois 2Rolos Especiais são máquinas compactadoras usadas na compactação de aterros 3Sapo Acionado por motor a gasolina ou ar comprimido deslocase sobre o aterro aos pulos comprimindo o solo a cada queda Seu rendimento pode ser calculado como E é o fator de eficiência em média 080 V velocidade em que o rolo desloca em operação W largura útil da faixa em cada passada N número de passadas do rolo para realizar a compactação no grau desejado H espessura da camada de terra solta CUSTO HORÁRIO DE EQUIPAMENTOS CÁLCULO DO CUSTO HORÁRIO DOS EQUIPAMENTOS O custo horário de um equipamento é a soma dos custos baseados nas condições de trabalho tipo de equipamento e características específicas Cada empresa no entanto deve verificar seus próprios custos para a obtenção de dados mais reais e confiáveis Basicamente o custo horário de um equipamento envolve o custo da hora produtiva e da hora improdutiva A hora produtiva de um equipamento é a hora total de trabalho Assim o custo horário produtivo é obtido somando todos os componentes do custo horário total referese ao custo durante o uso do equipamento A hora improdutiva de um equipamento é a hora em que o mesmo fica a disposição dos serviços mas fora da efetiva operação Neste caso o custo da hora improdutiva considera somente os componentes de depreciação juros e operador CÁLCULO DO CUSTO HORÁRIO DOS EQUIPAMENTOS Componentes do Custo Horário Total Ch Dh Jh Ph Gh Lh MOh Mh Onde Ch Custo Horário Total Dh Custo Horário de Depreciação Jh Custo horário de Juros Ph Custo horário de Pneus Gh Custo Horário de Combustível Lh Custo Horário de Lubrificação MOh Custo Horário de mãodeobra de Operador Mh Custo horário de Manutenção Hora Produtiva Ch Dh Jh Ph Gh Lh MOh Mh Hora Improdutiva Ch Dh Jh MOh CUSTO DE PROPRIEDADE Envolve o custo de depreciação de equipamento perda de valor do equipamento pelo uso ou tempo e o custo de juros de capital consiste na rentabilidade do valor impactado Depreciação Onde Dh Depreciação horária Vo valor de aquisição do equipamento Vr valor estimado de revenda após a vida útil do equipamento Vu período de vida útil do equipamento período de tempo que o equipamento trabalha em condições normais CUSTO DE PROPRIEDADE Onde n vida útil em anos a horas de utilização por ano hano Juros de Capital o valor investido na aquisição de um equipamento poderia ser aplicado no mercado financeiro Com isso no custo de propriedade deverão estar incluídos os juros decorrentes ao rendimento que o investimento traria ao longo da vida útil do equipamento O cálculo dos juros baseiase no conceito de investimento médio e da taxa de juros do Mercado Vida útil dos equipamentos CUSTO DE PROPRIEDADE Investimento Médio Im Onde Im investimento médio Vo valor de aquisição do equipamento Vr valor estimado de revenda após a vida útil do equipamento n vida útil em anos Com o resultado do investimento médio Im partimos para o cálculo dos juros e horários com a aplicação da fórmula CUSTO DE PROPRIEDADE Onde Jh custo horário dos juros Im investimento médio i taxa de juros anual a horas de utilização por ano CUSTO DE OPERAÇÃO São os custos dos materiais envolvidos na operação pneus combustível e lubrificação e ao custo de mão de obra operador Custo Pneus está ligado diretamente a vida útil do pneu A tabela a seguir mostra as faixas de vida útil para os pneus dependendo do local do trabalho agressividade CUSTO DE OPERAÇÃO O custo dos pneus é calculado como Onde Ph custo horário dos pneus P número de pneus do equipamento Cp custo unitário do pneu Vup vida útil dos pneus CUSTO DE OPERAÇÃO Custo Combustível deve ser levado em consideração um fator de potência f sobre a potencia nominal do equipamento Hp e adotar um consumo médio dependendo do tipo de combustível do equipamento CUSTO DE OPERAÇÃO Assim o cálculo é feito Onde f fator de potência Hp potência nominal do equipamento Rl preço do litro da gasolina ou diesel CUSTO DE OPERAÇÃO Custo Lubrificantes este custo abrange o óleo de cárter óleo de transmissão comando final e do sistema hidráulico Para o cálculo do consumo de óleo de cárter podese utilizar a fórmula Q consumo de óleo de cárter lh Hp potência nominal do equipamento c capacidade do cárter litros t é o intervalo de troca horas Com o consumo Q calculado multiplicase o mesmo pelo preço do óleo do litro para encontrar o custo horário do lubrificantes CUSTO DE OPERAÇÃO Para os demais lubrificantes comando final transmissão e sistema hidráulico adiciona se 50 ao custo Custo Mão de obra referese ao custo do operador do equipamento levandose em consideração o salário acrescido de todos os encargos CUSTO DE MANUTENÇÃO Referese ao custo investido para manter o equipamento em condições de operação São despesas com aquisição de peças de reposição mão de obra envolvida na troca de peças ajustes entre outros O cálculo é feito como Mh manutenção horária Vo valor de aquisição do equipamento n vida útil em anos a horas de utilização por ano K coeficiente de manutenção que pode ser retirado da tabela a seguir CUSTO DE MANUTENÇÃO BIBLIOGRAFIA DAY D A BENJAMIN NBH Construction Equipment Guide 2ed Wiley USA 1991 series of practical construction guides httpwwwcatcomptBRproductsnewequipmenthtml MEDEIROS R Métodos e Equipamentos de construção Apostila Notas de aula UFRR DIAS Paulo R V Engenharia de Custos metodologia de orçamento para obras civis 5 ed Itaperuna RJ Hoffmann Ltda 2005 MATTOS Aldo D Como preparar orçamentos de obras dicas para orçamentistas estudos de caso exemplos São Paulo Editora Pini 2006 VALENTINI J Metodologia para elaboração de orçamento de obras civis Monografia Universidade Federal de Minas Gerais 2009 TISAKA Maçahiko Orçamento na construção civil consultoria projeto e execução São Paulo Editora Pini 2006 OBRIGADO