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Estudo de viabilização de Cronograma Consorcial por
meio do desenvolvimento de dispositivo de pré-
montagem do Rotor Kaplan
Nomes e e-mails dos Autores:
Vitor Carvalho Viu – [email protected]
Carlos Atargino – [email protected]
Ricardo Tavares – [email protected]
Nome do Contrato/Unidade ou Área/Escritório:
País: Brasil
Empresa: OEC INFRAESTRUTURA
Unidade, Setor ou Região: BRASIL ENERGIA.
Líder do Contrato/Unidade de Negócios: Luis Fernando Rahuan
RESUMO:
Ao longo dos anos os projetos em usinas hidrelétricas vêm sendo
otimizados com a finalidade de obtenção de menores custos de construção e
redução dos prazos de execução. Uma das adequações que vêem sendo
estudada está na execução de Áreas de Montagem de tamanhos reduzidos em
relação à outras usinas, oferecendo para o Cliente menores custos de
execução e material de aplicação.
Sendo assim, para o cronograma base line da UHE Baixo Iguaçu foi
estudada a necessidade da construção de uma base de apoio para pré-
montagem da Árvore Kaplan, visto que a Área de Montagem foi prevista com
espaço relativamente pequeno e o cronograma inicial previa a montagem de
uma Árvore Kaplan por vez.
De modo a aperfeiçoar a Montagem da Unidade Geradora e obter
ganhos reais em prazo e permanência de mão de obra, foi realizado um estudo
no cronograma e constatou-se a necessidade de pré-montagem de pelo menos
parte da árvore Kaplan da Unidade Geradora 2, em paralelo com a Unidade
Geradora 1, enquanto no layout da Área de Montagem estava prevista apenas
uma base.
Após diversos estudos, com a sinergia dos setores de Planejamento,
Engenharia, Produção e Qualidade, foi concebido um projeto de uma base de
apoio que aproveitaria a “sucata’ proveniente de um sinistro do guindaste que
foi levado pela força da água no rompimento da barragem em Maio de 2014.
Com essa base foi possível aperfeiçoar a montagem de 2 UG´s de
maneira a não perdermos na execução da pré-montagem e,
consequentemente, a entrega da UG para Geração. O aproveitamento do
material que não seria mais utilizado trouxe ganhos expressivos no custo de
fabricação do dispositivo.
Este trabalho buscou agregar os diversos setores de apoio com a
Produção e conseguiu associar conhecimento, reduzir custos expressivos,
buscar soluções seguras que proporcionaram maior produtividade e,
principalmente, redução no prazo de execução de um grande empreendimento
como é a UHE Baixo Iguaçu.
1. IDEIAS INCORPORADAS
1.1. Situação anterior às inovações
A condição tradicional de execução da montagem prevista no
cronograma contemplava a execução da montagem das três Unidades
Geradoras em 20 meses, com intervalo de dois meses entre as Unidades. No
entanto, havia um “gap” entre a Pré–Montagem da Árvore Kaplan da UG01
com a UG02, ou seja, a UG02 só poderia ser entregue quatro meses após a
conclusão da UG01, caso não fosse possível iniciar a Pré-Montagem a tempo.
O projeto executivo contemplava apenas uma base de pré–montagem
definitiva, inviabilizando a sequência esperada de entrega das UG´s.
1.2. Ideias e ações incorporadas
Após a realização do estudo detalhado do cronograma da Montagem
Eletromecânica, foi avaliada a possibilidade de aquisição de uma nova base,
similar a já existente, no entanto os custos necessários para construção de
uma base similar a definitiva seriam muito altos e não se justificaria.
Sendo assim, foi realizado um projeto contemplando uma base que seria
fabricada em aço carbono. Para realizar a fabricação foi aproveitada a estrutura
da grua que estava “sucateada”.
Outra importante ideia na elaboração do estudo foi avaliar a
possibilidade de ganho na permanência de mão-de-obra, ou seja, aproveitar os
mesmos recursos, porém num período menor de tempo, diminuindo os custos
de mão-de-obra ao longo do projeto.
Para viabilizar o projeto, o estudo foi realizado pela CNO e enviado à
General Eletric, parceira consorcial responsável pela fabricação e elaboração
dos projetos dos componentes das Unidades Geradoras, para atestar a
viabilidade.
A ideia principal, e que viabilizou a execução desse projeto, foi a de
garantir um ganho de dois meses na sequência construtiva das Unidades
Geradoras, antecipando a entrega final das mesmas, ou seja, ganho efetivo na
linha crítica do cronograma de Montagem Eletromecânica.
1.3. Origem do conhecimento
A origem basicamente partiu do projeto consolidado de fabricação do
dispositivo de pré-montagem da árvore Kaplan (base embutida no concreto),
esse já utilizado em outras usinas hidrelétricas com Turbinas tipo Kaplan.
A partir da análise dos esforços que seriam absorvidos pela estrutura e
concreto, foi elaborado um projeto similar em aço carbono, que suportaria os
mesmos esforços e que poderia ser fabricado no próprio canteiro de obras.
2. METODOLOGIA
2.1. Descrição
Na busca pela otimização do cronograma, em agosto de 2016 foi
realizado um estudo, em conjunto com a área de Planejamento, para avaliar a
antecipação do início da pré-montagem da Árvore Kaplan UG02.
Em parceria entre a equipe de Produção e Custos foram levantados
entre setembro e dezembro de 2016, os valores para execução do projeto,
chegando-se a conclusão de que por meio da reutilização de material haveria
viabilidade na construção do dispositivo.
Em janeiro de 2017, a equipe de Engenharia realizou os projetos básicos
contemplando a base de apoio da Árvore Kaplan e a estrutura de suportação
da base. Verificou-se que não seria possível fabricar a base de apoio em obra,
devido ao tipo de máquina necessária para realizar a conformação das chapas.
Para resolução desse problema, foi realizado em junho de 2017um novo
estudo pela Engenharia e concebida nova revisão de projeto, possibilitando
que a fabricação da base fosse realizada dentro do canteiro de obras. Além
disso, foi elaborado um estudo do layout da Área de Montagem para locação
da base, sem que impactasse a sequência de montagem de outros
equipamentos.
No final de maio do mesmo ano, foi iniciada a retirada do material da
grua que seria reaproveitada para a fabricação do dispositivo. Assim que as
peças foram sedo cortadas iniciou-se a preparação das mesmas de modo que
pudessem ser utilizadas na nova estrutura.
Em junho, os trabalhos de fabricação da estrutura começaram. A equipe
da Oficina de Fabricação ligada à Produção Eletromecânica montou às bases
em conformidade com o projeto estabelecido.
Atualmente a estrutura já está praticamente pronta, restando os
levantamentos topográficos finais e pequenos ajustes possivelmente
necessários. A estimativa de cronograma é que a pré-montagem da Árvore
Kaplan UG#02 inicie em setembro de 2017, e assim, as bases já poderiam ser
utilizadas e o ganho esperado seja efetivado.
2.2. Composição das equipes
As equipes foram compostas por integrantes da Construtora Norberto
Odebrecht (CNO) em parceria com a consorciada General Eletric (GE).
À Odebrecht coube o papel de mobilizar os elos da cadeia, trazer as
competências necessárias para o desenvolvimento da solução, definir
papéis e responsabilidades dos envolvidos e provocar a participação e
viabilização do projeto junto ao fabricante.
O Planejamento (CNO) foi responsável pela elaboração do cronograma
e verificação dos possíveis cenários que iriam garantir a eficácia do projeto.
O setor de Custo (CNO) ficou responsável pela elaboração das
estimativas e controle dos custos de horas trabalhadas e materiais necessários
para o projeto.
O setor de Engenharia (CNO) foi responsável pela elaboração do projeto
do dispositivo, incluindo cálculos estruturais e desenho técnico.
O setor de Produção (CNO) ficou responsável pela fabricação e
execução da montagem do dispositivo dentro dos prazos e custos estimados.
A Engenharia da GE certificou que o projeto atenderia as necessidades
estruturais sem prejudicar a Qualidade de Montagem, conservação e
funcionamento dos equipamentos.
2.3. Equipamentos, insumos e instalações envolvidas.
Toda a mão de obra indireta envolvida foi realizada com a equipe já
existente no empreendimento, bem como os equipamentos utilizados para
manuseio, transporte e fabricação do dispositivo também contaram com toda a
infraestrutura presente no canteiro, não sendo necessária a aquisição, nem a
mobilização de novos equipamentos.
O dispositivo foi montado na oficina de fabricação existente no canteiro
de obras da UHE Baixo Iguaçu. Grande parte dos materiais foram
reaproveitamentos da grua que estava desativada devido ao sinistro de
rompimento da barragem em maio de 2014.
2.4. Produtividades alcançadas
Basicamente as produtividades alcançadas serão resultados da
desmobilização prévia da equipe prevista para pré-montagem da Árvore Kaplan
que foi calculada em orçamento para permanência até junho de 2018. Segue
abaixo os valores de orçamento previstos para a pré-montagem da Árvore
Kaplan.
2.4.1. Orçamento
Peso Orçado de Montagem: 591,69 ton
Índice Orçado: 60 hh/ton
Dias Trabalhados: 358,6 dias
Homem Hora Orçado: 35501,40 hh
CUSTO ORÇADO PRÉ-MONTAGEM ÁRVORE KAPLAN
Arvore Kaplan 11,00 35.501,40 R$ 279,94 R$ 1.063.308,41
Ajudante 2 6.454,8 R$ 15,84 R$ 102.242,59
Montador 2 6.454,8 R$ 22,39 R$ 144.538,64
Mec. Montador 2 6.454,8 R$ 25,36 R$ 163.673,78
Mec. Ajustador 2 6.454,8 R$ 34,07 R$ 219.883,25
Encarregado de
Montagem 0,5 1.613,7 R$ 65,16 R$ 105.141,40
Soldador Rx 0,5 1.613,7 R$ 31,10 R$ 50.186,36
Mestre de Montagem 1 3.227,4 R$ 46,94 R$ 151.501,74
Mec. Especializado 1 3.227,4 R$ 39,08 R$ 126.140,65
2.4.2 Produtividades e custos esperados após implantação
Peso Montagem: 591,69 ton
Índice Estimado: 48 hh/ ton
Dias Trabalhados: 318,6 dias
Homem Hora Estimado: 28401,12
CUSTO ESTIMADO PRÉ-MONTAGEM ÁRVORE KAPLAN
Arvore Kaplan 11,00 28.401,12 R$ 279,94 R$ 850.646,73
Ajudante 2 5.163,8 R$ 15,84 R$ 81.794,07
Montador 2 5.163,8 R$ 22,39 R$ 115.630,91
Mec. Montador 2 5.163,8 R$ 25,36 R$ 130.939,02
Mec. Ajustador 2 5.163,8 R$ 34,07 R$ 175.906,60
Encarregado de
Montagem 0,5 1.291,0 R$ 65,16 R$ 84.113,12
Soldador Rx 0,5 1.291,0 R$ 31,10 R$ 40.149,09
Mestre de Montagem 1 2.581,9 R$ 46,94 R$ 121.201,39
Mec. Especializado 1 2.581,9 R$ 39,08 R$ 100.912,52
2.5. Problemas observados
Um dos problemas identificados para cumprimento do cronograma foi
a execução dos prazos de fornecimento por parte do fornecedor. Atividades
como diligenciamento e visitas em fábrica foram realizadas de modo a mitigar
os riscos de frustação desses prazos.
Outro problema identificado foi na impossibilidade de fabricação do
dispositivo no canteiro de obras devido a falta de equipamento. O impasse foi
resolvido por meio de uma revisão no projeto inicial, modificando a geometria
da peça e possibilitando a fabricação da mesma dentro do canteiro de obras.
2.6. Desenhos
Desenho 1 : Primeira concepção das bases (JAN/17)
Desenho 2: Estrutura para o apoio da base (JAN/17)
Desenho 3 : Segunda concepção das bases considerando fabricação no
canteiro (JUN/17)
2.7. Custos incorridos e/ou investimentos
Os custos incorridos no projeto podem ser discriminados conforme abaixo:
1) Custo de mão de obra indireta na elaboração dos estudos e supervisão
da execução, com Mão de Obra já disponível no efetivo indireto. Não foi
necessária a contratação de novas pessoas.
2) Custo de mão de obra direta na fabricação do dispositivo
Os custos diretos incorridos estão demonstrados na tabela abaixo:
TABELA DE CUSTOS INCORRIDOS DE MÃO DE OBRA NA
FABRICAÇÃO DO DISPOSITIVO
Quantidade Função Horas
Trabalhadas
Custo
horário Custo Total
1 Mecânico
Montador 357,79 R$ 23,76
R$
8.491,59
1 Ajudante 357,59 R$ 14,02 R$ 5013,41
1 Soldador RX 178,90 R$ 29,30 R$ 5241,77
1 Líder 89,44 R$ 51,32 R$ 4590,06
TOTAL
R$
23.336,83
3) Custo de aquisição de materiais de aplicação para o dispositivo
- Chapa ¾” 1200 x 3000 - 1 un – R$ 2.330,48
- Chumbador PBA ¾” x 7 – 50 pç – R$ 238,15
Valor Total: R$ 2.568,63
4) Custo de mão de obra direta na montagem do dispositivo
TABELA DE CUSTOS INCORRIDOS DE MÃO DE OBRA NA MONTAGEM
DO DISPOSITIVO
Quantidade Função Horas
Trabalhadas
Custo
horário
Custo
Total
1 Mecânico
Montador 19,34 R$ 23,76
R$
459,52
1 Ajudante 19,34 R$ 14,02 R$
271,15
TOTAL
R$
730,67
Sendo assim, o custo total incorrido/investido na elaboração e execução do
projeto foi de R$ 26.636,13.
2.8 Fotos
Figura 1 : Base de apoio do Rotor Kaplan já fabricada
Figura 2: Início da fabricação da estrutra de apoio da base do Rotor Kaplan
Figura 3: Fabricação e Solda da estrutra de apoio da base do Rotor Kaplan
Figura 4: Fabricação dos travamentos da estrutra de apoio da base do Rotor
Kaplan
Figura 5: Base de apoio do Rotor Kaplan fabricada
3. RESULTADOS OBTIDOS
A projeção do resultado esperado após a aplicação do dispositivo está demonstrada no cronograma típico e nas tabelas abaixo:
CRONOGRAMA ANTES E APÓS UTILIZAÇÃO DO DISPOSITIVO
S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4
Montagem do Distribuidor
Montagem da Árvore Kaplan
Pré-Montagem da Árvore Kaplan no Nicho do AM
Montagem do Distribuidor
Montagem da Árvore Kaplan
Pré-Montagem da Árvore Kaplan no Nicho do AM
Montagem do Distribuidor
Montagem da Árvore Kaplan
Pré-Montagem da Árvore Kaplan no Nicho do AM
S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4
Montagem do Distribuidor
Montagem da Árvore Kaplan
Pré-Montagem da Árvore Kaplan no Nicho do AM
Montagem do Distribuidor
Montagem da Árvore Kaplan
Pré-Montagem da Árvore no Dispositivo
Pré-Montagem da Árvore Kaplan no Nicho do AM (Tubulações)
Montagem do Distribuidor
Montagem da Árvore Kaplan
Pré-Montagem da Árvore Kaplan no Nicho do AM (Tubulações)
Pré-Montagem da Árvore Kaplan no Nicho do AM
1 mês p/ UG 2 2 mêses p/ UG 3
UG 01
UG 02
UG 03
Mês 09Atividades
Mês 01 Mês 02 Mês 03 Mês 04 Mês 05 Mês 06
Mês 06 Mês 07 Mês 08
Mês 07 Mês 08
Sit
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Mês 09 Mês 10 Mês 11
UG 02
UG 03
UG 01
Atividades
Mês 10 Mês 11
Mês 01 Mês 02 Mês 03 Mês 04 Mês 05
Custo Total Antes e Após uso do Dispositivo
Homem Hora Antes e Após uso do Dispositivo
Índice de Produtividade Antes e Após uso do Dispositivo
Sendo assim, podemos observar que além da entrega das Unidades
Geradoras dentro do prazo pactuado com o Cliente, foi possível reduzir os
custos de mão de obra, diminuir as horas trabalhadas e, consequentemente,
obter ganhos reais em produtividade.
Em valores absolutos, a adequação irá gerar um ganho de produtividade
de 12 hh/ton, uma redução de cerca de 7.100 homens-hora e redução de 20%
do custo orçado de mão de obra para realização dessa atividade, o que
equivale a R$ 212.661,68, resultado esse que será gerado com o investimento
de R$ 26.636,13.
4. ÁREAS DE APLICAÇÃO
Os resultados positivos da aplicação desse dispositivo poderão servir
como ideia para a instalação de futuras hidrelétricas, podendo ser analisada no
processo de concepção do projeto básico e avaliar a aplicação do mesmo
ainda na fase de orçamento, verificando a viabilidade técnico-financeira para
cada tipo de projeto.
5. CONTATOS
Vitor Carvalho Viu – [email protected] – 069 98412-3863
Carlos Atargino – [email protected] – 069 98119-3301
Ricardo Tavares – [email protected] – 016 99779-2243
