a geotecnia e a viabilidade económica da exploração
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a geotecnia e a viabilidade económica da exploração
8º Congresso Nacional de Geotecnia, Lisboa 2002 A GEOTECNIA E A VIABILIDADE ECONÓMICA DA EXPLORAÇÃO SUBTERRÂNEA DE MÁRMORES GEOTECHNICS AND THE ECONOMIC FEASIBILITY OF UNDERGROUND EXPLOITATION OF MARBLES FALCÃO NEVES, ANA PAULA* RESUMO É enfatizada a importância da caracterização geotécnica no estudo económico da exploração subterrânea de mármores. Faz-se uma análise de sensibilidade dos indicadores económicos com a variação dos parâmetros geotécnicos e ornamentais. Exemplifica-se a metodologia através do estudo de viabilidade económica de uma exploração subterrânea de mármores em Pardais, Vila Viçosa. ABSTRACT The importance of geotechnical caracterization in the economical evaluation of underground mining of dimension stone is emphasized. A sensitivity analysis of the economic indicators with the variation of the geotechnical and ornamental parameters is performed. The results of an economic evaluation study of an underground exploitation of marble in Pardais, Vila Viçosa, is presented. (*) Investigador do Núcleo [email protected] de Rochas, Centro de Geotecnia do IST, 8º Congresso Nacional de Geotecnia, Lisboa 2002 1. INTRODUÇÃO Um estudo económico do projecto de exploração subterrânea de mármores deve ser baseado num apreciável leque de condicionalismos de natureza geológica e estrutural. De facto a abordagem ao estudo de viabilidade de um projecto deste tipo, apenas será possível se forem comprovadas reservas de qualidade, susceptíveis de serem exploradas com benefício para o investidor. Neste trabalho é apresentado uma análise de sensibilidade da variação da taxa interna de retorno em função de parâmetros como o preço de venda, taxa de recuperação e parâmetros relacionados com a geometria do método de desmonte. O estudo de viabilidade económica de uma exploração subterrânea de mármores em Pardais, Vila Viçosa é aqui apresentado. Para tal foram realizadas campanhas de sondagens direccionadas para a zona alvo o que permitiu reconhecer as densidades e direcções da fracturação natural do maciço, bem como o zonamento da qualidade do mármore susceptível de ser extraído. Foi muito importante o estudo de natureza geotécnica da zona, pois só com o conhecimento das características de índole geomecânica do maciço a explorar, é possível prever o seu comportamento em serviço e, desta forma, adoptar o método de desmonte mais adequado e posteriormente o seu dimensionamento. 2. ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DOS PARÂMETROS ECONÓMICOS EM FUNÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS E ORNAMENTAIS Para apoiar o critério de tomada de decisões, fizeram-se análises de pré-viabilidade económica, [1], [2] e [3], para três casos, utilizando factores de segurança de 4, 6 e 8 e para cada caso fez-se variar a recuperação (parâmetro que depende do valor ornamental da rocha desmontada) e, ainda, para cada valor de recuperação fez-se variar o preço de venda da rocha ornamental. Foram assim obtidos conjuntos de resultados que permitem verificar a sensibilidade dos indicadores económicos com a recuperação, preço de venda e volume extraído anualmente, para os diferentes casos propostos. Tabela 1 – Descrição dos parâmetros fundamentais usados no estudo de sensibilidade Factor de Pilar (mxm) Vão (m) segurança Altura da Altura do 1º Altura do 2º câmara (m) nível (m) e 3º nível (m) Caso 1 4 4x4 8 10,5 4,5 6 Caso 2 6 5x5 7 12,5 4,5 4 Caso 3 8 6x6 6 14,5 4,5 5 8º Congresso Nacional de Geotecnia, Lisboa 2002 O método de desmonte aplicado a esta análise é câmaras e pilares quadrados regulares. Podendo-se descrever os diferentes casos na tabela 1. Para fazer a avaliação económica preliminar partiu-se do princípio que a empresa já efectuava a exploração de mármore a céu aberto, estando esta a uma profundidade de 42 metros a partir da qual se irá iniciar os trabalhos em subterrâneo. Admite-se que a empresa já possui os terrenos a explorar assim como alguns equipamentos de apoio a céu aberto, e por isso não foram considerados no investimento. Para efeitos de cálculo foi considerado uma reserva hipotética de 100000 m3. Os resultados obtidos mostraram que os valores da Taxa Interna de Retorno (TIR) aumentam exponencialmente com o aumento do preço de venda e também com o aumento da recuperação, para qualquer dos casos simulados. Verifica-se que o caso 1 é o mais pessimista, o caso 3 o mais atractivo, e o caso 2 situa-se numa posição intermédia, concluindo-se que o aumento da altura das câmaras é economicamente vantajoso, pois consegue-se diminuir os custos operacionais por metro cúbico desmontado. Fazendo variar, para o caso 1, o factor de segurança verifica-se que, para igual vão e altura de desmonte, o aumento do factor de segurança (correspondendo a uma diminuição da taxa de extracção in situ) é economicamente penalizador. Também se verifica que variando a produção anual para o mesmo preço de venda ou para a mesma recuperação, aumentam os valores de TIR. Havendo por isso uma grande dependência das quantidades vendidas no mercado. Nas figuras 1 e 2 apresentam-se para um valor fixo de TIR, que por hipótese se assume ser o valor de 17,5% aquele que a empresa usa como limite inferior para as tomadas de decisão, as variações do preço de venda com as recuperações para os casos estudados. Definem-se então zonas economicamente viáveis aquelas que estão acima das linhas representadas e zonas economicamente inviáveis aquelas que estão abaixo das linhas correspondentes aos casos propostos. O caso 1 corresponde a um cenário mais pessimista e o caso 3 ao mais optimista. A variação do factor de segurança, para o caso 1, mostra que este parâmetro geotécnico influi de forma significativa na viabilidade do projecto. Para estas simulações, e é extremamente importante relembrar que é um estudo da préviabilidade tendo por isso uma precisão de 10 a 30% na estimação dos custos [4], [5], pode-se verificar por exemplo: para recuperações (relativo ao valor ornamental) inferiores ou iguais a 20% só seriam viáveis projectos se os preços de venda forem superiores a cerca de 110 mil escudos por metro cúbico e para recuperações de 70% o projecto torna-se inviável para preços de venda inferiores a cerca de 30 mil escudos por metro cúbico. 8º Congresso Nacional de Geotecnia, Lisboa 2002 TIR = 17.5 % 120.000 Esc. 110.000 Esc. Preço de Venda 100.000 Esc. 90.000 Esc. 80.000 Esc. 70.000 Esc. VIABILIDADE 60.000 Esc. 50.000 Esc. INVIABILIDADE 40.000 Esc. 30.000 Esc. 20.000 Esc. 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 Recuperação (%) Caso1 Caso2 Caso3 Fig. 1 – Variação do preço de venda com a recuperação para o valor de TIR de 17,5% para os três casos estudados TIR = 17.5 % 90.000 Esc. Preço de Venda 80.000 Esc. 70.000 Esc. VIABILIDADE 60.000 Esc. INVIABILIDADE 50.000 Esc. 40.000 Esc. 30.000 Esc. 20.000 Esc. 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 Recuperação (%) FS4 FS6 FS8 Fig. 2 – Variação do preço de venda e da recuperação para o valor da TIR de 17,5% para o caso 1 variando o factor de segurança 8º Congresso Nacional de Geotecnia, Lisboa 2002 3. RESULTADOS DE UM ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÓMICA A UMA EXPLORAÇÃO SUBTERRÂNEA DE MÁRMORES EM PARDAIS, VILA VIÇOSA No caso em estudo foi realizada uma campanha de sondagens direccionadas para a zona alvo deste trabalho, que permitiu reconhecer as densidades e direcções da fracturação natural do maciço, bem como o zonamento da qualidade do mármore susceptível de ser extraído. Foi também importante o estudo de natureza geotécnica da zona, pois só com o conhecimento das características de índole geomecânica do maciço a explorar, é possível prever o seu comportamento em serviço e, desta forma, adoptar o método de desmonte mais adequado [6] e [7]. O método seleccionado [7] foi o de câmaras e pilares, tendo como dimensões nominais para os pilares uma secção quadrada com 12mx12m, e câmaras com vãos de 12 metros de largura e sendo a altura máxima dos pilares de 16.5 m, subdividida em três pisos, o primeiro de 4.5 metros e os dois seguintes de 6 metros de altura. Só após a selecção do método de desmonte e a escolha da dimensão da área de exploração foi possível iniciar a selecção do equipamento adequado para as várias tarefas e processos a realizar. O equipamento e o seu regime de utilização, a qualidade da mão-de-obra e as infraestruturas de apoio á produção fornecem depois dados para a fixação da capacidade produtiva do empreendimento. Finalmente, os meios utilizados e o faseamento dos desmontes estabelecem as principais linhas condutoras da viabilidade económica do projecto, que constituirá o objectivo principal deste capítulo, ao longo do qual todos os valores são tratados a preços constantes. O investimento a realizar para presente estudo teve em consideração as estruturas já existentes para a laboração da pedreira em operação, havendo a acrescentar algumas necessidades ao nível de infraestruturas de apoio que é conveniente implementar e do equipamento a adquirir com a nova situação da exploração em subterrâneo. É evidente que irão existir algumas infraestruturas e equipamentos partilhados pelos dois tipos de exploração, já que estas se encontram directamente relacionadas. Irá também ser reservada uma parcela para a recuperação paisagística. Os custos operativos estão divididos em fixos e variáveis, ambos relacionados com a capacidade produtiva instalada e com os volumes a produzir, sendo função do método de desmonte, do grau de mecanização e da qualidade e grau de especialização da mão-de-obra. Foram elaborados cálculos dos custos operativos com base no volume de rocha desmontada, e daí os custos serem independentes do rendimento de desmonte. A produção foi definida em função do cronograma de trabalhos a partir da definição de unidades de exploração (u. e.) que têm a duração de 2 meses de trabalho. Segundo o faseamento do desmonte, o desenvolvimento da exploração subterrânea encontra-se repartido em 3 pisos com as reservas exploráveis definidas na forma indicada na tabela 2. 8º Congresso Nacional de Geotecnia, Lisboa 2002 Tabela 2 – Reservas brutas dos 3 pisos de exploração subterrânea Piso Altura Área Reservas Brutas 1 4.5 m 5516 m2 24786 m3 2 6m 5357 m2 32116 m3 3 6m 5357 m2 32116 m3 16.5 m 16230 m2 89018 m3 Total O segundo e terceiro pisos serão explorados alternadamente até ao ano 10, altura em que a equipa do primeiro piso transita para o terceiro e a partir desta data são explorados em paralelo. Daí a produção atingir o valor máximo nos dois últimos anos, já que em termos das reservas brutas extraídas por unidade de exploração e mensalmente se tem os valores apresentados na tabela 3. Tabela 3 – Volumes a produzir por piso expressos em unidades de exploração e por mês Unidades de Exploração Volume mensal Piso 1 486 m3 243 m3 Piso 2 1037 m3 519 m3 Piso 3 1037 m3 519 m3 Tabela 4 – Cenários da exploração com taxas de recuperação variáveis e respectivos volumes comercializáveis por ano Cenário Optimista Equilibrado Conservador Pessimista Taxa de Recuperação 60% 50% 40% 30% Ano 1 e 2 1458 1215 972 729 Ano 2 a 10 4572 3810 3048 2286 Ano 11 e 12 6222 5185 4148 3111 8º Congresso Nacional de Geotecnia, Lisboa 2002 Para estabelecer os diferentes cenários da análise económica considerou-se um conjunto de quatro casos possíveis designados respectivamente por optimista, equilibrado, conservador e pessimista em que as taxas de recuperação são as indicadas na tabela 4 a qual inclui também a produção comercial anual em m3. Para os quatros cenários analisados serão desenvolvidos seguidamente as estimativas de fluxos de capitais (cash flows) tendo em consideração os preços de venda unitários mais prováveis que terão as rochas comercializáveis produzidas a partir da lavra subterrânea. Nesta pedreira pode-se extrair três tipos principais de mármore, cujo preço de venda é muito variável. No entanto estabelece-se um preço médio, uma vez que apenas se comercializam blocos com alguma dimensão, pois os blocos irregulares de qualidade são comercializados a peso. No caso em estudo e com base nos dados fornecidos pelo levantamento geológico, principalmente pelas sondagens, não se espera que exista mármore ruivina, pelo que será possível comercializar blocos de primeira, segunda e terceira qualidade em função da qualidade estética e da blocometria. Assim, podem-se definir três situações em que se indica um preço de venda médio para cada variedade, sendo este para cada um dos cenários de 101, 90 e 79 contos/m3. Para as três situações de preço médio de venda e consoante a taxa de recuperação, partindo do principio de que tudo o que se produz é vendido, tem-se um conjunto de receitas, que para o cenário de preço de venda de 90 contos/m3, estão representados na tabela 5. Tabela 5 – Volume de vendas anual ao preço médio de venda 90 contos/m3 Cenário Optimista Equilibrado Conservador Pessimista 60% 50% 40% 30% Ano 1 e 2 131.222 109.350 87.480 65.610 Ano 2 a 10 411.210 342.675 274.140 205.605 Ano 11 e 12 559.980 466.650 173.320 279.990 Taxa de Recuperação 8º Congresso Nacional de Geotecnia, Lisboa 2002 Face à determinação dos montantes de investimento previsíveis, dos custos de produção e dos volumes a produzir, assim como das receitas esperadas com as quantidades comercializáveis, torna-se possível o cálculo dos fluxos de capital. Os critérios de decisão adoptados para ponderar a atractividade do investimento deste projecto são três, sendo baseados no cálculo do fluxo de capitais a preços constantes, de modo a determinar os índices económicos a seguir discriminados. O Período de Recuperação do Capital (PRC) representa o número de anos ao fim dos quais o investimento inicial é recuperado pelo somatório dos valores positivos gerados após a entrada em produção. Tabela 6 – Períodos de recuperação de capital para um preço médio de venda de 90 contos/m3 Optimista Equilibrado Conservador Pessimista Taxa de Recuperação 60% 50% 40% 30% PRC (anos) 4 5 6 10 Da observação das tabelas anteriores e tomando como indicativo o cenário de 50% taxa de recuperação e preço médio de venda de 90 contos/m3 obtém-se um período de recuperação do capital de 5 anos. O cálculo do Valor Líquido Actual (VAL) pressupõe a existência de uma taxa conveniente que seja considerada como adequada tendo em conta os critérios de análise da entidade que a utiliza, sendo calculada pela diferença entre a soma actual dos recebimentos e a soma actual dos pagamentos efectuados durante a vida útil do projecto. À semelhança do que se elaborou para um período de recuperação de capital, adoptou-se o mesmo cenário (preço médio de venda 90 contos/m3, taxa de recuperação de 50%) com taxa de referência de 10%, obtendo-se um valor liquido actual de 1 750 000 contos. O método da Taxa Interna de Retorno (TIR) fornece a taxa de desconto para a qual se verifica a igualdade entre a soma actual dos recebimentos e a soma actual dos pagamentos gerados ao longo da vida do empreendimento. O problema que se coloca nos métodos de desconto de fluxos de caixa é a necessidade de se ter de definir uma taxa de referência conveniente e que representara a taxa mínima com que um investidor pretende ver remunerado o seu capital, tendo em conta o risco especifico do negócio. Interessa determinar esse índice para os diferentes cenários estudados, conforme mostra a tabela 7, para o caso estudado do preço de venda de 90 contos/m3. 8º Congresso Nacional de Geotecnia, Lisboa 2002 Tabela 7 – Taxa interna de rentabilidade para um preço médio de venda de 90 contos/m3 Taxa de Recuperação T.I.R. (%) Optimista Equilibrado conservador Pessimista 60% 50% 40% 30% 49 38 25 10 Em suma, os aspectos mais significativos da análise, são: i) o período de recuperação de capital varia entre 4 e 12 anos entre o cenário mais optimista e mais pessimista; ii) a TIR varia, de acordo com os critérios adoptados, de 56% a 2%. Em termos médios, poder-se-á caracterizar a situação média típica do empreendimento, como a que contemple um intervalo de segurança com uma taxa de risco tal que englobe a variação de mercado, alteração das condições económicas mundiais e alterações das condições da jazida, etc. que poderá ser classificada como situação nominal de projecto, sendo aquela onde o preço de venda é de 90 contos/m3, taxa de recuperação de 50%, PRC de 5 anos, VLA de 1750000 contos e TIR de 38%. O valor da taxa interna de rentabilidade cobre perfeitamente a taxa de remuneração dos capitais, bem como a taxa de risco, tornando o projecto atractivo e exequível. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Todos os indicadores utilizados, bem como a análise económica efectuada, são dependentes da quantidade produzida, da qualidade da rocha a explorar, dos custos de produção, da taxa de recuperação e do preço de venda. As definições que condicionam a explorabilidade subterrânea do mármore e a sua viabilidade económica, como foi mostrado neste trabalho são: a qualidade e quantidade de rocha a extrair; as respectivas propriedades de resistência mecânica e de deformabilidade que condicionam a estabilidade das cavidades a abrir; as dimensões consideradas mais apropriadas para tais cavidades e para os pilares que as separam; as necessidades de suportes artificiais para garantir a estabilidade dessas aberturas; os métodos de extracção mais aconselháveis para a respectiva exploração; os correspondentes calendários de execução dos trabalhos de produção; os principais impactes ambientais desta actividade e as formas de os minimizar; os recursos humanos e materiais exigidos pelo projecto; medidas de segurança, higiene e segurança. A interacção destes factores de produção, geotécnicos e ornamentais definem as condições óptimas da economicidade do projecto, sendo de ressaltar a grande sensibilidade dos indicadores económicos às possíveis variações destes factores. Mostra-se, assim, a importância da correcta avaliação das propriedades geotécnicas para estabelecer a viabilidade económica deste tipo de empreendimento, que mostra ser promissor para a exploração dos mármores na região de Estremoz-Borba-Vila Viçosa. 8º Congresso Nacional de Geotecnia, Lisboa 2002 AGRADECIMENTOS A autora agradece ao IGM a imediata disponibilidade dos dados imprescindíveis para a realização deste trabalho, provenientes do projecto de exploração subterrânea de mármores realizado no Centro de Geotecnia do IST, a pedido daquele Instituto. REFERÊNCIAS [1] IGM (1999) – “Análise de pré-viabilidade económica – projecto piloto para a exploração subterrânea de mármores” . [2] Milgrow, P. E Roberts, J. (1992) – “Economics, organizations and management”. Ed. Prentice Hall. New Jersey. [3] Pindyck, R. E Rubinfeld, D. (1998) – “Microeconomics”. Ed. Prentice-Hall, New Jersey. [4] Krajewski, L.J. e Ritzman, L.P. (1993) – “Operations management”. Ed. Addison-Wesley Publishing Company. [5] Cabral, L. (1994) – “Economia industrial”. Ed. McGraw Hill de Portugal, Lisboa. [6] ITGE (1998) – “Manual de rocas ornamentales”. Ed. ITGE, Madrid. [7] IGM (2000) – “Projecto de execução de uma exploração subterrânea de mármores em Pardais, Vila Viçosa”. T4 - 5ª Sessão, dia 18 de Abril, Sala 2 do CDIT, 14.00-15.30 Presidente: Daniel Dias (INSA de Lyon, França) Moderador: Raúl Sarra Pistone (Coba) Secretário: António Topa Gomes (Normetro) 14.00-14.15 Análise estrutural e do comportamento observado do túnel do Grilo e taludes adjacentes Barradas, João; Ribeiro e Sousa, Luís; Horta, C. Santinho 14.15-14.30 A geotecnia e a viabilidade económica da exploração subterrânea de mármores Falcão Neves, Ana Paula 14.30-14.45 Stability analyses of underground room and pillar stopes by means of convergence 8º Congresso Nacional de Geotecnia, Lisboa 2002 Yu, Xianbin; Dinis da Gama, Carlos 14.45-15.00 Interpretação geomecânica da subsidência na mina da Panasqueira Dinis da Gama, Carlos; Navarro Torres, Vidal; Lopes, Luís; Nobre, Edmundo 15.00-15.15 Geologia e geotecnia do escalão hidroeléctrico de Picote e do seu reforço de potência Cotelo Neiva, J.M.; Sousa Costa, Plasencia, Nadir; Lima, Celso Discussão (15 minutos)