ANÁLISE DOS CUSTOS DE PERFURAÇÃO E DESMONTE EM UMA MINA DE CARVÃO A CÉU ABERTO UM ESTUDO DE CASO

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1 102 ANÁLISE DOS CUSTOS DE PERFURAÇÃO E DESMONTE EM UMA MINA DE CARVÃO A CÉU ABERTO UM ESTUDO DE CASO Sarah R. Guazzelli a, Jair C. Koppe b, Enrique Munaretti c, Vitor L. Rosenhaim d & João F. L. Feijó e a Mestranda, Departamento Engenharia de Minas, UFRGS - Porto Alegre/RS, Brasil b Professor, Departamento de Engenharia de Minas, UFRGS - Porto Alegre/RS, Brasil c Professor, Departamento de Engenharia de Minas, UFRGS - Porto Alegre/RS, Brasil d Engenheiro de Minas, M.Sc., Copelmi Mineração Ltda - Butiá/RS, Brasil e Engenheiro de Minas, Copelmi Mineração Ltda - Butiá/RS, Brasil sarahguazzelli@gmail.com RESUMO O monitoramento e a constante observação dos custos associados às principais operações em grandes mineradoras é uma ferramenta de importante aplicação na elaboração das estimativas e no planejamento do orçamento da mina. Dentre as principais operações do ciclo produtivo, a perfuração e o desmonte (P&D) é a atividade responsável pela fragmentação do minério e a adequação granulométrica para os processos seguintes. A seleção dos objetivos a serem atingidos nesta etapa é o início de uma série de escolhas que devem ser feitas com o intuito de atingir os objetivos iniciais com o menor custo possível. Muitas vezes subjugada, esta operação é de grande impacto no orçamento da mina, podendo ser analisada diretamente ou estimada através da aplicação de fórmulas. O presente trabalho irá apresentar os principais aspectos a serem considerados numa análise de custos nas operações de P&D em uma mina de carvão a céu aberto. PALAVRAS-CHAVE: Desmonte de Rochas; Perfuração; Desmonte; Custos; Carvão 1. INTRODUÇÃO Na grande maioria dos projetos de mineração estão presentes as operações de perfuração e desmonte (P&D) de rochas com o uso de explosivos, apenas em raros casos esta técnica é substituída pela aplicação de outro método, como água pressurizada ou desmonte mecânico, que são utilizados para o processo de fragmentação (Hustrulid, 1999). No ciclo de operações que envolvem a produção, a perfuração antecede o desmonte, servindo como estrutura para que o mesmo ocorra. Esses processos interdependentes são totalmente responsáveis pelo desenvolvimento e produção da mina, tendo repercussão nas operações subsequentes de lavra e beneficiamento. A operação de P&D é responsável pela fragmentação do minério e, portanto, da adequação do tamanho de partícula ideal para carregamento, transporte e beneficiamento do mesmo. Apesar desta grande importância, muitas vezes esta etapa do processo é erroneamente desmerecida, sendo realizada dentro do ciclo de produção de forma a apenas desmontar a rocha, sem prestar a devida atenção no que está acontecendo com a energia liberada pelos explosivos. Dentro deste contexto, a mina B3 pertencente à Copelmi Mineração Ltda., passou por um processo de padronização e otimização do desmonte de rocha. Foram observados alguns pontos relevantes que deveriam ser atendidos, dentre eles, a adequação da fragmentação e a modelagem dos padrões de vibração e ruído gerados no desmonte. O processo foi implementado durante um ano e o presente trabalho irá relatar e analisar as oscilações dos custos relacionados à operação de P&D neste período.

2 CUSTOS Ao abordarmos o sistema de custeio, tem-se como objetivo principal determinar os custos incorridos no processo de produção cuja função é dada pela utilidade que será feita com esta informação. Quando analisamos o problema de uma operação que é realizada sem o devido controle gerencial, observa-se que não há uma preocupação com o que estas informações podem proporcionar. Segundo Oliveira e Perez (2000),...controlar os custos significa comparar esta realidade com algo que se esperava, analisar as possíveis diferenças, identificar as causas e, se possível, tomar decisões para reduzir ou eliminá-las. A classificação de custos pode ser abordada de diferentes maneiras, mas quando se trabalha com volume de produção uma separação amplamente aplicada é de Custos Fixos e Custos Variáveis. Esta classificação leva em consideração a relação entre valor total de um custo sob o volume de uma atividade em uma unidade de tempo. Sendo assim, é definida uma unidade temporal, por exemplo, um mês, e quando o custo variar neste período em função do que é produzido ele é, portanto, considerado variável. Se neste período, mesmo variando a produção o custo se mantém, ele será considerado fixo (Martins, 2006). Quando se analisa a operação de perfuração e desmonte, observam-se custos que se encaixam em ambas as categorias. Pode-se identificar como sendo variáveis, ou seja, dependentes da produção, os custos envolvidos na operação dos equipamentos e nos matérias de consumo diretos, como combustível, peças de reposição, mão de obra direta, etc. Os fixos são aqueles que independem do volume produzido, são taxas, seguros e depreciação de equipamentos. Os custos variáveis são facilmente vinculados ao volume de produção, já que ele aumenta proporcionalmente ao mesmo, mas os custos fixos, por não estarem ligados ao volume produzido, para que seja estimado ao custo final do produto, ele necessita de um critério de rateio para que seja feita a sua alocação (Mesquita, 2009). Como o trabalho presente analisa os custos para fins de decisão gerenciais o custo fixo não será abordado, justificado pela sua invariabilidade e arbitrariedade em seu rateio (Martins, 2006). O uso do custeio variável constitui uma alternativa para reduzir inconsistências que podem ser geradas pelo método de rateio dos custos fixos, sendo aplicado ao produto apenas o que foi consumido na sua produção (Mesquita, 2009). 3. ESTUDO DE CASO Os dados analisados pertencem a uma mina de carvão localizada no município de Butiá/ RS que dista cerca de 80 km da capital Porto Alegre na orientação oeste, localizada na região do Baixo Jacuí, na parte central do estado, onde a bacia carbonífera é caracterizada pelo carvão energético pobre a médio disposto em camadas finas e irregulares, intercaladas por siltitos. O estudo de caso foi realizado com base nos dados fornecidos pela Copelmi Mineração Ltda. durante o período de um ano onde houve a otimização e padronização do desmonte de rocha com o uso de explosivos na tentativa de buscar uma fragmentação adequada do carvão bem como escavação do estéril, minimizando os níveis de vibração e ruído. Por questões de sigilo industrial os custos determinados nesse trabalho não serão definidos em valores absolutos. As informações são referentes aos custos variáveis envolvidos nas operações de perfuração e desmonte que envolve custos com mão de obra direta, perfuração e explosivos. A categoria mão de obra engloba a equipe que realiza tanto a perfuração quanto o carregamento dos furos, por se tratar da mesma. A de perfuração

3 104 abrange materiais de consumos, combustível, lubrificantes, manutenção e a categoria explosivos o quanto foi consumido do mesmo, além dos acessórios Fragmentação da Rocha A Mina B3 utiliza o método de lavra a céu aberto strip mining. Neste método de lavra tem-se como principal característica a remoção das camadas de cobertura compostas por rocha estéril, principalmente siltitos, para expor o minério, o carvão, caracterizando uma lavra seletiva. Como as rochas que compõe este depósito são brandas, não é necessária a utilização de grandes quantidades de energia para fragmentar a rocha, utilizandose baixas razões de carga na ordem de 110 a 280 g/m³, resultando em um desmonte preso ou confinado, cujo grau de liberdade é mínimo. Para que não haja a diluição do carvão no estéril, a lavra seletiva é feita separadamente, optando-se por realizar o desmonte de rochas individualizado por camada. Para evitar a geração de matacos no carvão (oversize), Rosenhaim e outros (2011) explica que parte do estéril acima da camada de carvão é perfurada e desmontada junto com a mesma, desta forma uma maior coluna de explosivo é posicionada na camada de carvão sendo o tampão localizado no material estéril imediatamente acima, resultando em uma maior energia focalizada no carvão. No caso da fragmentação do estéril, apenas uma pequena quantidade deste necessita ser fragmentado com o uso de explosivos, o que acaba por facilitar sua escavação, carregamento e transporte. Mesmo que as camadas de carvão possam ser escavadas mecanicamente elas são detonadas, a fim de obter uma melhor fragmentação com custo baixo (Rosenhaim e outros, 2011). Os explosivos utilizados na mina são emulsões encartuchadas e ANFO (nitrato de amônia e óleo mineral), sendo os cartuchos de emulsão utilizados como carga de fundo para a iniciação do ANFO (Munaretti, 2002). Tubos de choque com ou sem retardos são utilizados para iniciação das cargas de fundo, além das conexões de superfície furo a furo Processo de otimização Para a otimização do processo foram realizados previamente testes de sequenciamento de fogo para determinação da melhor forma de ligação entre furos (Rosenhaim e outros, 2011). O sequenciamento do fogo precisa ser estabelecido de forma que cada furo esteja livre para quebra e o tempo entre furos e linhas precisa ser longo o suficiente para criar um espaço para a linha seguinte ser desmontada (Olofsson, 1990). A implementação demonstrada em Rosenhaim e outros (2011) partiu de uma amarração em serpentina, que era a aplicada antes do processo de otimização, para os métodos diagonal e paralelo, onde foram monitorados os níveis de vibração e ruído. Após a análise dos diferentes tipos de amarração aplicados, concluiu-se que o método diagonal maximizou o uso da energia do explosivo, não perdendo a mesma em vibração e ruído (Rosenhaim e outros, 2011). A partir dos resultados obtidos foram realizadas alterações nos planos de fogo, modificando o afastamento e espaçamento das malhas de perfuração. Esta mudança levou a uma redução no número de furos necessários para atingir um mesmo volume de rocha desmontada e, também, na profundidade dos furos, pois com o

4 105 melhor uso da energia foi possível aumentar a profundidade dos mesmos sem prejudicar a fragmentação do material e sem aumentar os níveis de vibração Análise dos custos A alteração na malha de desmonte gerou impactos nos custos das operações de P&D, visto que houve a redução no número de furos e o aumento da profundidade dos mesmos. A figura 1 mostra a variação dos custos comparativos durante o ano base. Os valores estão representados por custos por volume desmontado (R$/m³) e divididos em três categorias distintas: mão de obra (MOB), perfuração e desmonte. A categoria referente a mão de obra engloba os custos desta envolvidos tanto na perfuração quanto no desmonte, já que a mesma equipe é responsável por ambos os processos. Figura 1- Relação dos custos de mão de obra, perfuração e desmonte no ano base. O início do processo de otimização do desmonte ocorreu em Março, porém em Junho o mesmo já estava completamente implantado. Percebe-se que nos meses de Março a Maio houve uma redução nos custos em função das mudanças realizadas. O aumento na profundidade dos furos levou a uma redução em custos com perfuração, explosivos e acessórios, pois onde antes se faziam duas bancadas de perfuração passou-se a fazer somente uma com furos mais profundos, obtendo os mesmos volumes. A redução no número de furos implicou em redução de custos com explosivos, acessórios e metragem perfurada (Rosenhaim e outros, 2011). Em Junho, Julho e Agosto houve um incremento no material de descobertura, aumentando a quantidade de material a ser desmontado. Percebe-se que apesar do aumento nos custos de perfuração, os custos de mão de obra e explosivos não sofreram grandes oscilações. No mês de setembro houve um aumento de 24% na produção ROM, o que acarretou em um aumento da mão de obra, perfuração e explosivos.

5 106 A figura 2 resume os custos totais mensais durante o ano base. Fica claro que as mudanças realizadas para otimização do desmonte foram positivas, principalmente entre os meses de março a agosto. O aumento dos custos no mês de setembro foi influenciado especialmente pelo fato de que houve um aumento de 5% na mão de obra, além da elevação dos custos de perfuração e explosivos (3% e 2% respectivamente). Figura 2 - Custos totais mensais (R$/m³). Para visualizar o comportamento ao longo do ano, a figura 3 foi elaborado apresentando a média dos custos totais envolvidos nas operações de P&D. Observa-se que os custos relativos aos explosivos (entende-se explosivos e acessórios) são os que oneram mais na operação, enquanto os custos com mão de obra oneram menos. O fato de que a operação de perfuração está entre ambos se dá principalmente pela dureza e abrasão da rocha, já que esta é considerada branda. O levantamento e análise dos dados envolvidos nas operações de P&D é de fundamental importância para a otimização do mesmo. O caso ilustrado mostra que por meio de um estudo aprofundado da sequência de iniciação e ligação dos furos foi possível realizar mudanças na malha de desmonte e estas acarretaram em uma diminuição dos custos por metro cúbico desmontado. Em média a diminuição nos custos de P&D foi de 7%.

6 107 Figura 3 - Média da variação anual dos custos envolvidos nas operações de P&D. Ao levarmos em conta que os custos de mão de obra são referentes às operações de perfuração e de desmonte (P&D), não podemos estimar qual a real influência desta em cada uma destas atividades. Sabe-se que a mão de obra para operar perfuratrizes acaba tendo custo elevado por se tratar de um processo com um elevado grau de dificuldade, necessidade de alta capacitação e difícil condição ambiental de trabalho, fato este que tem levado muitas mineradoras a empregar equipamentos automatizados. Para trabalhos futuros, espera-se determinar a influência dos custos de mão de obra que são específicos da operação de perfuração a fim de se estudar a possibilidade de adoção de equipamentos automatizados na operação de P&D. 4. CONCLUSÕES A cadeia de produção de minério inicia nas operações unitárias de P&D onde o processo de fragmentação de rochas com o uso de explosivos é amplamente utilizado e muitas vezes mal aplicado. A etapa inicial de um processo de otimização deve ser a identificação do problema, onde neste caso, era a padronização do desmonte com o intuito de simplificar a operação, o que acarretou na minimização dos custos. Observou-se no estudo de caso as mudanças realizadas no processo de otimização do desmonte, que levou ao melhor aproveitamento da energia do explosivo, agregando ao processo uma diminuição no nível de vibração e ruído além da economia gerada na diminuição do número de furos. A análise do comportamento das oscilações referentes aos custos permitiu que fosse possível observar a relação entre eles, procurando identificar os setores onde as despesas são maiores e consequentemente onde um estudo mais aprofundado pode ser realizado. 5. REFERÊNCIAS Hustrulid, W. (1999). Blasting Principles for Open Pit Mining. Vol. I. A.A. Balkema, Rotterdam. 382p. Martins, E. Contabilidade de custos. Ed Atlas S.A., São Paulo, 9º Ed, 370 p., 2006.

7 108 Mesquita, J. M. C. Análise de custos. Ed FEAD, Belo Horizonte, 148 p., Munaretti, E. (2002). Desenvolvimento e Avaliação de Desempenho de Misturas Explosivas a Base de Nitrato de Amônio e Óleo Combustível. Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil. 249f. Oliveira, L. M & Perez Jr, J. H. Contabilidade de custos para não contadores. Ed Atlas S.A., São Paulo, 1º Ed, 280 p., Olofsson, S. O. (1990). Applied explosives technology for construction and mining. Applex, Suécia. 301p. Rosenhaim, V. L.; Munaretti, E. ;Feijó, J. F. L. ; Koppe, J. C. (2011). Otimização da fragmentação e minimização de vibrações por mudanças no grau de liberdade e sequenciamento do desmonte de carvão no RS. III Congresso Brasileiro de Carvão Mineral. Gramado, Rio Grande do Sul, Brasil. 12f.

8 Anais do IV Congresso Brasileiro de Carvão Mineral Proceedings of IV Brazilian Coal Conference 22 a 23 de agosto de 2013 Coordenador Antônio Silvio Jornada Krebs Organizadores Giovana Dal Pont Thiago Fernandes de Aquino Realização Associação Beneficente da Indústria Carbonífera de Santa Catarina - SATC Criciúma 2013

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