UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA RENAN LUCAS GANASSINI
O GERENCIAMENTO DE PROJETOS SOB A ÓTICA DA DINÂMICA DE SISTEMAS: O CASO DE UMA USINA SOLAR FOTOVOLTAICA.
Florianópolis, SC 2019
O GERENCIAMENTO DE PROJETOS SOB A ÓTICA DA DINÂMICA DE SISTEMAS: O CASO DE UMA USINA SOLAR FOTOVOLTAICA.
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia de Produção Elétrica, Centro Tecnológico da Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito parcial para a Obtenção do grau de Bacharel em Engenharia de Produção Elétrica. Florianópolis, SC 2019
O GERENCIAMENTO DE PROJETOS SOB A ÓTICA DA DINÂMICA DE SISTEMAS: O CASO DE UMA USINA SOLAR FOTOVOLTAICA.
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia de Produção Elétrica, Centro Tecnológico da Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito parcial para a Obtenção do grau de Bacharel em Engenharia de Produção Elétrica.
Dedico este trabalho a minha mãe, dona Ieda pelo apoio incondicional em todos os momentos que foram necessários e que, mesmo estando longe, nunca deixou de fazer parte dessa trajetória.
Agradeço a todos que fizeram parte dessa longa trajetória, em especial aos amigos Maurício Nesello, Leonardo Darli e Leonardo Giacomini os quais tive o prazer de dividir uma casa por alguns anos e que foram, junto comigo, os pais da Linda.
Também, dois caras com quem tive o prazer de dividir apartamento por alguns meses e que me proporcionaram uma visão diferente do que é compartilhar as coisas, do que é viver, ou tentar, viver em harmonia. Leonardo Costa e Guilherme Schowantz, meus budas preferidos.
Y, por último, pero tan importante cuanto los otros, a mi principal colega del intercambio, Giampaolo Solami, con lo cual tuve el placer de compartir momentos de aprendizaje y discusiones sobre muchos temas tal cuales sistemas de energía, energías renovables y también sobre los ensañamientos del Mr. Thenx.
“Quando a educação não é libertadora, o sonho do oprimido é ser o opressor." (Paulo Freire)
Já há algum tempo a energia solar fotovoltaica vem se mostrando uma alternativa completamente válida para a diversificação da matriz energética mundial. Somada a constante evolução tecnológica, os sistemas de geração de energia através de painéis fotovoltaicos, sejam eles distribuídos ou concentrado em plantas extensas, estão mudando a forma como enfrentamos as mudanças climáticas e possibilitando a construção de uma base sólida no que diz respeito a utilização de fontes renováveis para geração de energia elétrica. Contudo, em grande projetos de plantas solares, assim como em grandes projetos de construção em geral, são evidenciados problemas de execução envolvendo a tríade custo, prazo e escopo. Tais variáveis, fundamentais para a consolidação e execução com sucesso de um projeto devem ser mensuradas e controladas durante toda a fase de execução do mesmo sendo assim necessária a utilização de ferramentas que facilitem e, sempre que possível, antecipem qualquer necessidade de alteração que venha a interferir nesses três pilares. Assim, o objetivo deste trabalho é analisar os efeitos que possíveis perturbações possam causar no andamento de um projeto específico: a construção de uma planta solar fotovoltaica com 223MW de potência instalada. Para isto construiu-se um modelo de simulação sob a ótica da dinâmica de sistemas que possibilita emular o comportamento do projeto em questão desde a parte da contratação de mão-de-obra até a execução de uma parte do total das atividades que serão postas em prática. O modelo incorpora as decisões que precisam ser tomadas pelo gestor no momento de uma contratação, introduz a transição, a nível de produtividade na execução das tarefas, de empregados novos para empregados experientes bem como a demissão destes após a conclusão das atividades e consequente finalização do projeto. O modelo ainda simula os atrasos causados por perturbações que geralmente são apresentadas como: problemas com entregas de fornecedores fora do prazo, baixa produtividade e retrabalhos em geral.
Palavras-chave: Energia Solar Fotovoltaica, Gerenciamento de Projetos, Dinâmica de Sistemas.
For some time, solar photovoltaic energy has been proving to be a completely valid alternative for the diversification of the global energy matrix. Adding to the constant technological evolution, photovoltaic power generation systems, whether distributed or concentrated in large plants, are changing the way we deal with climate change and making it possible to build a solid foundation for the use of renewable sources for electricity generation. However, in large solar plant projects, as well as large construction projects in general, implementation problems involving the triad cost, time and scope are evidenced. These variables, which are fundamental for the successful consolidation and execution of a project, must be measured and controlled throughout the project execution phase, thus requiring the use of tools that facilitate and, whenever possible, anticipate any need for changes that may interfere in these three pillars. Thus, the objective of this paper is to analyze the effects that possible disturbances may have on the progress of a specific project: the construction of a 223MW installed solar photovoltaic plant. For this purpose, a simulation model was built from the perspective of system dynamics that makes it possible to emulate the behavior of the project from the part of hiring labor to the execution of a part of the total of the activities that will be executed. The model incorporates the decisions that need to be made by the manager at the time of hiring, introduces the transition, at the point of view of productivity, from new employees to experienced employees as well as their dismissal after the completion of activities and consequent completion of the job. The model also simulates delays caused by disruptions that are often presented as: problems with late delivery of suppliers, low productivity, and overall rework.
Figura 1 - Radiação solar global diária, média anual ... 29
Figura 2 - Insolação diária, média anual... 30
Figura 3 – Estrutura do trabalho ... 35
Figura 4 - O sistema brasileiro de transmissão de energia elétrica em 2017 ... 38
Figura 5 - Hierarquia da indústria de eletricidade no Brasil ... 42
Figura 6 - As nove áreas de conhecimento dos processos gerenciais ... 47
Figura 7 – Grupos de processos gerenciais ... 48
Figura 8 - Exemplo de seguimento de projeto através de um diagrama de Gantt ... 50
Figura 9 - Exemplo de seguimento de projeto através de EAP ... 51
Figura 10 - Problemas identificados com maior frequência na gestão de projetos .. 52
Figura 11 – O processo de modelagem e sua iteratividade ... 55
Figura 12 – Os quatro elementos da DS ... 57
Figura 13 - Relação causal entre variáveis de uma população ... 58
Figura 14 - Exemplo de loop causal da população de uma determinada espécie ... 59
Figura 15 - Diagrama de estoques e fluxos ... 61
Figura 16 - Exemplo de feedback loop ... 63
Figura 17 - Diferentes fluxos de saída em relação à uma entrada... 65
Figura 18 - a. Crescimento exponencial. b. Decaimento exponencial ... 66
Figura 19 - Comportamento do crescimento populacional ... 67
Figura 20 - a. Convergência para valor de referência aumentando a quantidade de pessoal efetivo. b. Convergência para valor de referência diminuindo a quantidade de pessoal efetivo ... 68
Figura 21 - Oscilação em torno de um valor de referência ... 69
Figura 22 - Visão do projeto pela Dinâmica de Sistemas ... 71
Figura 24 - Criação de novos postos de trabalho ... 82
Figura 25 - Contratação, transição e demissão de empregados ... 83
Figura 26 - Relação entre as produtividades de empregados novos e experientes . 84 Figura 27 - O Subsistema para o fluxo de atividades e o retrabalho ... 85
Figura 28 - Fator de carga para o retrabalho encontrado no decorrer do projeto .... 87
Figura 29 - Equipe total e alocação de mão de obra ... 88
Figura 30 - Estoques de atividades originais e retrabalhos ... 89
Figura 31 - Bloco responsável pelo acompanhamento real do andamento do projeto ... 90
Figura 32 - Atividades do caso 1 ... 92
Gráfico 1 - Evolução da capacidade instalada de energia solar fotovoltaica no mundo
... 26
Gráfico 2 - Evolução dos preços da energia solar fotovoltaica em USD/W... 26
Gráfico 3 - Consumo de energia por fontes no Brasil em 2016 ... 27
Gráfico 4 - Composição da atual matriz energética brasileira em 2018 ... 28
Gráfico 5 - Cravação de hincas ... 93
Gráfico 6 - Montagem de trackers ... 94
Gráfico 7 - Montagem dos painéis fotovoltaicos ... 96
Gráfico 8 - Interligação elétrica do painéis solares fotovoltaicos ... 97
Gráfico 9 - Efetivo total empregado na atividade de cravação de hincas ... 99
Gráfico 10 - Produtividade média - Cravação de hincas ... 99
Gráfico 11 - Efetivo planejado x efetivo necessário ... 100
Gráfico 12 - Instalação de cabos com secção transversal de 95mm2 ... 103
Gráfico 13 - Abertura de valas e lançamento de cabos com secção transversal de 400mm2 ... 104
Gráfico 14 - Instalação de String Combiner Box ... 106
Tabela 1 - Característica fundamentais para a criação de um modelo gerencial usando
Dinâmica de Sistemas ... 72
Tabela 2 - Variáveis consideradas no modelo de gerenciamento de recursos humanos ... 80
Tabela 3 - Variáveis consideradas no subsistema de fluxo de atividades e retrabalho ... 86
Tabela 4 - Cravação de hincas ... 92
Tabela 5 - Montagem dos trackers ... 94
Tabela 6 - Montagem dos painéis fotovoltaicos ... 95
Tabela 7 - Interligação elétrica dos painéis fotovoltaicos ... 97
Tabela 8 - Instalação de cabos com secção transversal de 95mm2 ... 103
PVPS Photovoltaic Power System Programme IEA International Energy Agency
IRENA International Renewable Energy Agency Proálcool Programa Nacional do Álcool
BEN Boletim Energético Nacional MME Ministério de Minas e Energia EPE Empresa de Pesquisa Energética
CEPEL Centro de Pesquisas de Energia Elétrica SIN Sistema Interligado Nacional
ONS Operador Nacional do Sistema
CCEE Câmara de Comercialização de Energia Elétrica ACR Ambiente de Contratação Regulada
ACL Ambiente de Contratação Livre
CCEAR Contratos de Comercialização de Energia Elétrica no Ambiente Regulado
ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica CMSE Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico LEE Leilão de Energia Existente
LEN Leilão de Energia Nova
LER Leilão de Energia de Reserva EER Encargo de Energia de Reserva
CCEAR-Q Contrato de Comercialização de Energia no Ambiente Regulado por Quantidade
CCEAR-D Contrato de Comercialização de Energia no Ambiente Regulado por Disponibilidade
MRE Mecanismo de Realocação de Energia TUST Tarifa de Uso dos Sistemas de Transmissão TUSD Tarifa de Uso dos Sistemas de Distribuição CONFAZ Conselho Nacional de Política Fazendária
ICMS Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços
REIDI Regime Especial de Incentivos para o Desenvolvimento da Infraestrutura
SUDAM Superintendência do Desenvolvimento da Amazônia SUDECO Superintendência do Desenvolvimento do Centro-Oeste BNDES Banco Nacional do Desenvolvimento
FNMC Fundo Nacional sobre Mudança do Clima MMA Ministério de Meio Ambiente
CEF Recursos da Caixa Econômica Federal CPM Critical Path Method
PERT Program Evaluation and Review Technique EPC Energy Performance Contracting
EMC Energy Management Corporation
1 INTRODUÇÃO ... 25 1.1 DESCRIÇÃO DO PROBLEMA ... 30 1.2 DESCRIÇÃO DO CASO ... 31 1.3 OBJETIVOS ... 32 1.4 JUSTIFICATIVA ... 33 1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO ... 34 2 O SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO ... 37 2.1 GERAÇÃO, TRANSMISSÃO, DISTRIBUIÇÃO E COMERCIALIZAÇÃO 37 2.2 LEILÕES E CONTRATOS DE ENERGIA ... 42 2.3 PROGRAMAS DO GOVERNO ... 44 3 O GERENCIAMENTO DE PROJETOS ... 47 4 DINÂMICA DE SISTEMAS ... 55 4.1 MODELO CONCEITUAL ... 58 4.2 MODELO DE ESTOQUES E FLUXOS ... 59 4.3 DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES DO MODELO ... 62 4.4 A DINÂMICA DE SISTEMAS E O GERENCIAMENTO DE PROJETOS 69 5 METODOLOGIA ... 73 5.1 PROCEDIMENTO METODOLÓGICO ... 73 5.2 DEFINIÇÃO DA HIPÓTESE DINÂMICA ... 73 5.3 TESTES DE CONFIABILIDADE E VALIDAÇÃO ... 74 5.4 AVALIAÇÃO DE POLÍTICAS ... 74 6 CONSTRUÇÃO DO MODELO DE SIMULAÇÃO ... 77 6.1 O GERENCIAMENTO DE RECURSOS HUMANOS ... 77 6.2 O FLUXO DE ATIVIDADES E O RETRABALHO... 84 7 SIMULAÇÕES DOS CENÁRIOS E DISCUSSÃO ... 91 7.1 CASO 1 ... 91 7.2 CASO 2 ... 101 8 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES... 111 REFERÊNCIAS ... 113 APÊNDICE ... 117 APÊNDICE A – Equações do modelo ... 117
1 INTRODUÇÃO
A década de 1970 ficou marcada pela crise da indústria petroleira e por desencadear ideias de mudança que, do ponto de vista energético, contribuíram muito para transformar a maneira como entendemos o mundo. Junto com a crise, as ideias de um sistema produtivo mais sustentável e a utilização de fontes de energia renováveis trouxeram uma nova visão sobre os sistemas de produção e o consumo de energia.
Os conceitos de geração de energia por fontes renováveis já eram conhecidos há tempos mas esbarravam nas limitações tecnológicas as quais impediam essas novas fontes de serem utilizadas em grande escala. Também, os altos custos de instalações e equipamentos tornavam inviável a competição com as fontes convencionais. Tal inércia, natural, na adoção de novas formas de geração de energia, foi gradativamente superada e hoje contamos com tecnologias maduras o suficiente para mantermos uma matriz energética sustentável.
De acordo com o relatório PVPS (Photovoltaic Power System Programme) de 2017, da Agência Internacional de Energia (IEA – International Energy Agency), no final de 2016, por exemplo, a capacidade total instalada em sistemas de energia fotovoltaica no mundo era de aproximadamente 303 GWp. Capacidade essa que vem crescendo exponencialmente desde 2003, como pode ser verificado no gráfico 1. Anualmente, nesse período, identifica-se uma taxa de crescimento da potência instalada de aproximadamente 41%.
Gráfico 1 - Evolução da capacidade instalada de energia solar fotovoltaica no mundo Fonte: PVPS... (2017)
Uma das justificativas para o aumento expressivo na capacidade instalada de sistemas solares fotovoltaicos é a diminuição considerável dos preços dos equipamentos e a constante evolução da tecnologia culminando num maior aproveitamento da energia solar por parte dos painéis. Segundo o relatório Renewable Power Generation Costs de 2014 da Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA), os preços dos painéis fotovoltaicos caíram em aproximadamente 75% no período compreendido entre 2009 e 2014 chegando a 0,5 USD/W para algumas tecnologias. O gráfico 2 apresenta as curvas dos preços para as tecnologias de silício cristalino e filme fino nesse período.
Gráfico 2 - Evolução dos preços da energia solar fotovoltaica em USD/W Fonte: RENEWABLE... (2015)
No caso brasileiro, de acordo com o Boletim Energético Nacional (BEN), em 2016 o consumo de energia de fontes renováveis representou pouco mais de 42% do consumo total. No estudo feito pelo Ministério de Minas e Energia (MME) juntamente com a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), as fontes foram divididas em renováveis: derivados de cana de açúcar, hidráulicas, lenha e carvão vegetal e outras (eólica, solar e biogás); e não renováveis: gás natural, carvão mineral, petróleo e urânio.
Gráfico 3 - Consumo de energia por fontes no Brasil em 2016 Fonte: Adaptado de MME - Balanço... (2017, p. 27)
Do ponto de vista de geração, a situação apresentada atualmente é animadora, apesar da crise que o país atravessa neste momento. Investimentos estão sendo feitos e os leilões para concessão de novas plantas solares voltaram a ser realizados após quase dois anos de pausa. O leilão 001/2018 por exemplo da Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL, permitiu a contração de 806,6 MW de fontes fotovoltaicas, 114,4 MW de fontes eólicas, 61,8MW de bagaço de cana e 41,7MW de fontes hidráulicas (ANEEL..., 2018, p. 1). Isso representa uma injeção de potência de
Der. Cana de açúcar 15,4% Hidráulica 13,8% Lenha e Carvão veg. 9,1% Outras 4,1% Gás natural 11,5% Carvão mineral 5,4% Petróleo 39,2% Urânio 1,5%
pouco mais de 1,02GW de fontes renováveis para entrada em operação comercial a partir de janeiro de 2021.
O gráfico 4 apresenta a composição atual da matriz energética nacional. Como se pode observar, a presença da fonte fotovoltaica na composição do cenário atual de geração de energia elétrica, ainda é tímida. Com aproximadamente 1.27GW de potência instalada, representa apenas 0,8% do total (ANEEL..., 2018). Muitos são os fatores que justificam a falta de investimentos nessa área, dos quais podemos citar os altos custos de equipamentos, uma vez que boa parte deles tem origem internacional e o atraso do governo federal em fomentar políticas que incentivassem a utilização e o desenvolvimento dessa tecnologia.
Gráfico 4 - Composição da atual matriz energética brasileira em 2018 Fonte: Adaptado de ANEEL... (2018)
Tal situação contrasta com o potencial de geração existente em nosso país. O primeiro estudo sólido realizado para avaliar as condições e comportamento da irradiação solar no território brasileiro foi o Atlas Solarimétrico do Brasil, publicado em 2000 sob responsabilidade do Centro de Pesquisas de Energia Elétrica – CEPEL/ELETROBRÁS. Tal atlas teve por objetivo atualizar e aprimorar a base de dados sobre o recurso solar de maneira a incentivar estudos e também nortear os investimentos no setor. O Atlas Solarimétrico do Brasil consiste basicamente num mapeamento da quantidade de irradiação por metro quadrado que incide na superfície
terrestre brasileira e também o número de horas de insolação diária verificada nessa mesma área. Essas duas informações juntas são suficientes para dar uma ideia geral do potencial de geração de uma determinada região. No caso brasileiro, como pode-se verificar nas figuras 1 e 2 a pode-seguir, as regiões com maior potencial de geração de energia solar fotovoltaica, devido a uma maior incidência de raios solares e também maior número de horas diárias com exposição solar, se encontram na parte Centro Oeste e Nordeste do país (CEPEL/ELETROBRAS, 2000).
Figura 1 - Radiação solar global diária, média anual Fonte: CEPEL/ELETROBRAS (2000)
Figura 2 - Insolação diária, média anual Fonte: CEPEL/ELETROBRAS (2000)
1.1 DESCRIÇÃO DO PROBLEMA
De acordo com (RODRIGUES; BOWERS, 1996) o gerenciamento de projetos feito através da modelagem tradicional possui forte fundamentação na divisão do trabalho do projeto em elementos, ou seja, em atividades. Essa atividades, segundo os mesmos autores, podem ser representadas individualmente quanto a duração, custo ou recursos exigidos com base na prévia experiência do gerente do projeto.
Seguindo a lógica da modelagem tradicional, os projetos que são constituídos por redes destes elementos, terão seus parâmetros estimados através do cálculo dos parâmetros individuais de cada elemento que os constitui. É dizer que a análise individual dos parâmetros das atividades que compõem um projeto irá determinar o comportamento do projeto como um todo.
Ainda segundo (Rodrigues; Bowers, 1996), "embora a estimativa de cada elemento constituinte de um projeto possa ser muito precisa individualmente, uma das preocupações sobre a lógica da modelagem tradicional é a de que a reconstrução do projeto por meio de seus elementos possa ignorar influências e relações de
interdependências importantes entre os elementos: o todo pode ser muito maior que a soma das partes".
Tendo em vista as dificuldades apresentadas pela modelagem tradicional tais como custos adicionais e atrasos no cronograma do projeto, (Sterman, 2000) sugere a aplicação da Dinâmica de Sistemas no gerenciamento de projetos de modo a complementar a abordagem tida pelas ferramentas tradicionais e classificando os sistemas como dinâmicos e complexos considerando como fundamentais as análises entre as interações e as atividades.
O emprego da Dinâmica de Sistemas junto ao Gerenciamento de projetos visa, no presente trabalho, buscar uma maneira de mitigar ou até mesmo extinguir os efeitos de problemas recorrentes em um projeto de construção, tais como atrasos em entregas de materiais, baixa produtividade decorrente de má gestão de pessoal, retrabalhos sabidos e retrabalhos ocultos ou ainda falhas na construção próprio cronograma do projeto as quais poderão ser evidenciadas através das simulações do modelo criado.
1.2 DESCRIÇÃO DO CASO
O projeto estudado é uma planta solar fotovoltaica com 223MW de potência instalada composta por mais de 630 mil painéis solares fotovoltaicos e aproximadamente 450 hectares de área construída, algo em torno de 450 campos de futebol. Em sua concepção, em março de 2018, esta obra era a terceira maior planta solar fotovoltaica a ser instalada em território brasileiro. Hoje esse feito já foi superado por outros empreendimentos, o que não o exime das dificuldade técnicas e logísticas de se construir algo tão grande em uma região de difícil acesso como é o sertão do Piauí na região Nordeste do Brasil.
O período total entre o início e o fim do projeto está estimado em 2 anos, estando agora, no momento em que este trabalho foi escrito, em sua fase final, faltando somente algumas interligações elétricas e testes antes da energização completa da planta e posterior conexão com a rede elétrica de transmissão que levará a energia gerada até uma subestação do Governo Federal localizada distante 15 km do empreendimento.
Com efetivo máximo registrado de 527 pessoas, entre engenheiros, técnicos, eletricistas, pedreiros, marceneiros e demais profissionais relacionados, o projeto movimenta a economia da cidade de São João do Piauí gerando emprego e renda
para a população local, já que essa é uma das premissas para a execução da obra: que no mínimo 70% da mão de obra contratada seja da cidade ou arredores.
O empreendimento é do tipo EPC (Engeneering-Procurement-Construction) "chave em mão" o qual foi vencido na modalidade leilão (Leilão de Energia Nova LEN 001/2018) pela empresa nacional Celeo Redes e que será construído pela multinacional Elecnor do Brasil LTDA. Nesse tipo de projeto, o construtor é responsável pelas etapas de engenharia, compras e construção sendo responsável por entregar o projeto em mãos da empresa proprietária a qual fará a exploração da planta bem como a manutenção e operação do empreendimento durante sua vida útil que é estimada em 25 anos.
O projeto em si é constituido por três grandes áreas: civil, elétrica e estrutural. Na parte civil está tudo o que diz respeito a terraplenagem, construção de estradas, sistemas de captação de água das chuvas bem como a construção do próprio canteiro de obras. A parte estrutural diz respeito a montagem de toda a estrutura que irá suportar os painéis solares que é composta basicamente pelos seguidores solares, ou trackers. Já a parte elétrica constitui o coração do projeto uma vez que tudo precisa estar interconectado para que a energia gerada possa ser escoada até a subestação de energia e em seguida levada à rede elétrica de transmissão.
Dentro deste universo ainda existe uma complicação maior: a logística de fornecimento de material. Por se tratar de uma zona remota perdida no meio do sertão nordestino, todo e qualquer fornecimento sofre com prazos alargados e altos custos de transporte devido a distância dos grandes centros e dá situação precária das rodovias que dão acesso à cidade de São João do Piauí.
1.3 OBJETIVOS
O objetivo geral deste trabalho é estudar, através da Dinâmica de Sistemas, o comportamento de um projeto de construção de uma planta solar fotovoltaica frente a possíveis problemas durante a sua execução que venham a acarretar em atrasos e mudanças de cronograma.
Por se tratar de um projeto de construção que envolve diferentes variáveis não só construtivas, mas organizacionais e de cunho pessoal e humano, este trabalho também irá considerar as condições de contratações e tempos envolvidos neste processo bem como as dificuldades inerentes a tal.
Com a finalidade de garantir o objetivo geral, foram construídos os seguintes objetivos específicos:
a. Levantamento de informações referentes a execução de atividades dentro do projeto (tempos de tarefas, produtividades reais, tipos de contratos dos colaboradores, etc);
b. Construção de um modelo dinâmico que represente a execução de toda parte da construção e montagem elétrica do projeto com foco na análise dos prazos e possíveis atrasos decorrentes das mais variadas situações reais encontradas;
c. Teste dos diferentes cenários relacionados à atrasos causados por problemas com fornecimento de matérias primas, baixa produtividade na execução das atividades, e retrabalhos.
d. Análise dos resultados obtidos pela execução do modelo de simulação. 1.4 JUSTIFICATIVA
A justificativa deste trabalho é proveniente da constatação de (Santos, 2006) de que "algumas organizações ainda enfrentam dificuldades em lidar com problemas na área de gerenciamento de projetos, apesar de todo o conhecimento científico já desenvolvido da área desde a Segunda Grande Guerra". Os fatores majoritários que sustentam essa afirmação são os recorrentes atrasos de cronograma e custos finais dos projetos que, com alguma frequência, são maiores do que os valores estimados. A recorrência de tais problemas é fruto de uma análise simples quando seria necessário o emprego de uma análise mais estruturada, completa e com maior entendimento das interações entre as variáveis do sistema (RODRIGUES; BOWERS, 1996).
Ainda, os mesmos autores afirmam que as relações de interdependência não capturadas pela modelagem tradicional podem ser responsáveis pelos atrasos e custos dos projetos acima das suas estimativas iniciais.
Para (Sterman, 2000), os projetos são sistemas complexos, que apresentam múltiplas interdependências entre suas variáveis e que sua dinamicidade exige uma nova abordagem que seja igualmente dinâmica e complexa como é a Dinâmica de Sistemas.
No caso da usina solar fotovoltaica estudada, por se tratar de um projeto de construção o qual possui início, meio e fim bem definidos, o mesmo sofre com os
problemas de gerenciamento de projetos supracitados da mesma forma que projetos de construção civil em geral. Desta maneira, tendo em vista as inter-relações existentes entre os elementos do projeto estudado e consequentemente, sua alta complexidade, este trabalho está firmado sobre a justificativa econômica na tentativa de aprimorar o gerenciamento de projetos, sua gestão de cronograma e custos utilizando técnicas da Dinâmica de Sistemas em complemento à modelagem tradicional.
1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO
Este trabalho está organizado em oito capítulos.
No capítulo 1 é apresenta a introdução ao tema a ser desenvolvido neste trabalho bem como o panorama mundial de geração e preços da energia solar, da matriz energética brasileira e do potencial de geração de energia solar fotovoltaica nacional. Também, são definidos os objetivos e a justificativa deste trabalho.
Já nos capítulos 2 (o Setor Elétrico Brasileiro), 3 (o Gerenciamento de Projetos) e 4 (a Dinâmica de Sistemas) é construída a base teórica utilizada para o desenvolvimento do modelo de simulação. São abordados temas como a estrutura da indústria energética brasileira, os mecanismos de leilão utilizados pelo governo federal bem como os programas de fomento à tecnologia. Ainda, são apresentadas revisões bibliográficas sobre o gerenciamento de projetos fundamental para a construção deste trabalho. Finalmente, são revisados os principais laços causais empregados na Dinâmica de Sistemas os quais serão explorados no decorrer do texto.
No capítulo 5 definiu-se a metodologia adotada para desenvolvimento deste estudo bem como o detalhamento e a sequência de atividades necessárias a fim de atingir os objetivos específicos, e com isso, atender ao objetivo geral.
No capítulo 6 (Construção do Modelo de Simulação) foram utilizados os conhecimentos apresentados nos capítulos 2, 3 e 4 como base para realização do que foi definido na Metodologia, portanto nesse capítulo foram construídos os modelos de simulação que serão utilizados nos diferentes cenários posteriormente estudados.
No capítulo 7 (Simulações de Cenários e Discussões) buscou-se verificar os modelos criados com base na prospecção de diferentes cenários e consequente observação dos resultados obtidos.
Por fim, no capítulo 8 são feitas as conclusão pertinentes extraídas da análise dos resultados apresentados pelo modelo e sugestões para futuros trabalhos.
Figura 3 – Estrutura do trabalho Fonte: O autor (2019)
2 O SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO
2.1 GERAÇÃO, TRANSMISSÃO, DISTRIBUIÇÃO E COMERCIALIZAÇÃO
O Sistema Interligado Nacional (SIN) é um sistema de produção e transmissão de energia elétrica definido como sendo hidro-termo-eólico, tendo grande predominância de geração hidrelétrica com usinas distribuídas em dezesseis bacias hidrográficas distribuídas pelo país. O SIN é composto por quatro subsistemas ou submercados (Sul, Sudeste/Centro-Oeste, Nordeste e, recentemente, grande parte da região Norte) interconectados por malhas de transmissão que proporciona a transferência de energia entre eles (ONS..., 2018). A linha que divide cada submercado é determinada por limites de intercâmbio presentes no sistema de transmissão, ou seja, restrições elétricas no fluxo de energia entre as diversas regiões do país.
O SIN sofreu algumas transformações nos últimos anos com a introdução de sistemas eólicos de geração, principalmente nas regiões Sul e Nordeste. Tal introdução reforçou a robustez do sistema dando maior segurança para o atendimento da carga. Importante notar que as usinas geradoras com maior capacidade instalada, sejam hidráulicas, eólicas ou solares, estão distantes dos grandes centros de consumo, o que torna compulsória a existência de linhas de transmissão com grande capacidade para transportar tamanhos blocos de energia. Diferentemente das usinas maiores, as usinas térmicas estão normalmente situadas cerca dos grandes centros consumidores, onde desempenham papel fundamental para a segurança do suprimento de energia.
Figura 4 - O sistema brasileiro de transmissão de energia elétrica em 2017 Fonte: ONS... (2018)
O Sistema Interligado Nacional é coordenado e operado pelo Operador Nacional do Sistema (ONS), entidade de direito privado sem fins lucrativos, o qual é responsável pelo planejamento e programação da operação, despacho centralizado da geração, com vistas à otimização do SIN, supervisão e coordenação dos centros de operação de sistemas elétricos, supervisão e controle da operação do SIN e das interligações internacionais, contratação e administração de serviços de transmissão de energia elétrica e também pelo planejamento da operação dos sistemas isolados do país (O que é o ONS..., 2018).
Como citado anteriormente, o Sistema Interligado Nacional engloba os segmentos de geração e transmissão de energia elétrica no Brasil. Para definir completamente a indústria energética brasileira faz-se necessário falar sobre mais dois segmentos: a distribuição e a comercialização de energia.
O segmento de distribuição de energia é responsável por conectar fisicamente o sistema de transmissão, ou mesmo unidades geradoras de médio e pequeno porte, aos consumidores finais da energia elétrica. As redes de distribuição são compostas por linhas de alta, média e baixa tensão. Apesar de algumas transmissoras também possuírem linhas com tensão abaixo de 230 kV, grande parte das linhas de
transmissão com tensão entre 69 kV e 138 kV são de responsabilidade das empresas de distribuição (ABRADEE,..., 2018).
As distribuidoras de energia são monopólios regionais e por isso têm a obrigação de atender totalmente a demanda energética de seus consumidores, sob risco de penalização caso apresentem níveis de serviço insatisfatórios. Dessa maneira, as mesmas desenvolvem estudos para a projeção de sua demanda energética os quais são repassados aos órgãos responsáveis pelas políticas de expansão do sistema elétrico e também ao ONS. Tais previsões, além de servirem de base para o planejamento da expansão do sistema elétrico, também norteiam os leilões de energia.
Pode-se dizer que o sistema de distribuição brasileiro é um dos mais regulados do setor elétrico. As distribuidoras, por exemplo, não podem definir seus próprios preços de energia já que são concessionárias do serviço público de distribuição e signatárias de contratos de concessão que preveem métodos regulatórios para o estabelecimento de preços aos consumidores (ABRADEE,..., 2018).
Por fim, no segmento de comercialização de energia é onde ocorrem as negociações de compra e venda de energia elétrica. Aqui atua a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE). O papel da CCEE é fortalecer o ambiente de comercialização, por meio de regras e mecanismos que promovam relações comerciais sólidas e justas para todos os segmentos (geração, distribuição e comercialização) (CCEE..., 2018).
Nesse segmento, as relações comerciais podem ser divididas em dois grandes grupos: Ambiente de Contratação Regulada (ACR) e Ambiente de Contratação Livre (ACL).
A compra e venda de energia no ambiente regulado é formalizada por meio de contratos celebrados entre os geradores e os distribuidores, que participam dos leilões de compra e venda de energia. Os contratos deste ambiente têm regulação específica para aspectos como preço da energia, submercado de registro do contrato e vigência de suprimento, não passíveis de alterações bilaterais pelos agentes (CCEE..., 2018). Tais contratos são chamados de Contratos de Comercialização de Energia Elétrica no Ambiente Regulado (CCEAR).
Já no ambiente livre, os geradores, comercializadores, importadores e exportadores de energia e consumidores livres e especiais têm liberdade para negociar e estabelecer em contratos os volumes de compra e venda de energia e seus
respectivos preços (CCEE..., 2018). Todos os contratos firmados nos ambientes livre e regulado são registrados na CCEE. Essa forma de contratação foi adotada para garantir a liberdade efetiva dos agentes que desejam negociar livremente entre si, dando maior flexibilidade e proporcionando uma alternativa para as condições contratuais dispostas no ambiente regulado.
No âmbito operacional, uma das principais atividades da CCEE é contabilizar as operações de compra e venda de energia elétrica, apurando mensalmente as diferenças entre os montantes contratados e os montantes efetivamente gerados ou consumidos pelos agentes de mercado. Para tanto, registra os contratos firmados entre compradores e vendedores, além de medir os montantes físicos de energia movimentados pelos agentes (CCEE..., 2018). A CCEE também determina os débitos e créditos desses agentes com base nas diferenças apuradas, realizando a liquidação financeira das operações.
No que diz respeito ao consumo da energia gerada, transmitida, comercializada e distribuída, divide-se os consumidores em duas esferas: os consumidores cativos e os consumidores livres.
Consumidor cativo é aquele que utiliza a energia distribuída pela companhia de distribuição de maneira compulsória. Tais consumidores, normalmente são residenciais e estão sujeitos aos preços, tarifas e reajustes definidos pela concessionária a qual está conectado. Já os consumidores livres são aqueles que possuem liberdade para negociar, através de contratos bilaterais, a energia que consomem. Tal configuração permite que sejam negociados contratos de energia em todos os seus termos, ou seja, quantidades, preços, prazos e etc.
Para que todo esse conjunto de atores possa funcionar de maneira sincronizada são necessários alguns mecanismos regulatórios. Para tanto, foi criada a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), autarquia em regime especial vinculada ao Ministério de Minas e Energia, foi criada para regular o setor elétrico brasileiro, por meio da Lei nº 9.427/1996 e do Decreto nº 2.335/1997 (ANEEL..., 2018). Dentre as atribuições da ANEEL, pode-se citar: Regular a geração, transmissão, distribuição e comercialização de energia elétrica, fiscalizar, diretamente ou mediante convênios com órgãos estaduais, as concessões, as permissões e os serviços de energia elétrica e implementar as políticas e diretrizes do governo federal relativas à exploração da energia elétrica e ao aproveitamento dos potenciais hidráulicos (ANEEL..., 2018).
Um nível acima, estão os órgãos responsáveis pelas definições políticas e estratégicas do setor:
○ EPE – Empresa de Pesquisa Energética: tem o objetivo de efetuar estudos, pesquisas e projeções da matriz energética brasileira em subsídio ao planejamento do setor energético;
○ CMSE – Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico: com a função de acompanhar e avaliar permanentemente a continuidade e a segurança do suprimento eletroenergético no País;
○ MME – Ministério de Minas e Energia: dividido em três secretarias de interesse: Secretaria de Planejamento e Desenvolvimento Energético (desenvolver ações de longo prazo para a implementação de políticas setoriais, coordenar o sistema de informações energéticas, coordenar os estudos de planejamento energético setorial, entre outras), Secretaria de Energia Elétrica (monitorar a expansão dos sistemas elétricos para assegurar o equilíbrio entre oferta e demanda, monitorar o desempenho dos sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, considerando os aspectos de continuidade e segurança, acompanhar as ações de integração elétrica com os países vizinhos, nos termos dos acordos internacionais firmados, entre outras) e Secretaria de Petróleo, Gás Natural e Combustíveis Renováveis (promover estudos, propor planos e gerir o funcionamento de todas as atividades que envolvem os setores de petróleo, gás natural e combustíveis renováveis).
Figura 5 - Hierarquia da indústria de eletricidade no Brasil Fonte: O autor
2.2 LEILÕES E CONTRATOS DE ENERGIA
Da forma como estão estruturados hoje, os leilões de energia permitem que os agentes, normalmente distribuidoras e permissionárias de energia, concorram entre si de maneira a comprar energia com um preço competitivo para o consumidor final. Seguindo o conceito de modicidade tarifária, introduzido pela última grande reforma do sistema elétrico ocorrida em 2002, os leilões de energia estão divididos da seguinte maneira:
○ LEE – Leilão de Energia Existente: são leilões destinados a atender as distribuidoras de energia no ano subsequente a sua realização, denominados A-1. Em tais leilões são negociadas quantidades de energia de produtores que já possuem seus empreendimentos em operação cujos investimentos já tenham sido amortizados, o que configura um custo mais baixo de produção; ○ LEN – Leilão de Energia Nova: leilões destinados a contratação de energia de fontes que ainda não entraram em operação. O objetivo desse tipo de contratação é atender ao aumento das demandas energéticas das distribuidoras. Os leilões de energia nova são divididos em dois grupos: A-3, quando o empreendimento entrará em operação comercial em até 3 anos e A-5, para aqueles que necessitem até 5 anos para conclusão;
○ LER – Leilão de Energia de Reserva: entendido como uma forma de elevar a segurança do suprimento total da carga do SIN, os leilões de energia de reserva podem ser de fontes de energia existentes ou novas. Tal tipo de
contratação é contabilizada e liquidada no mercado de curto prazo operado pela CCEE. Para que fosse possível operacionalizar esse tipo de contratação, foi criado o encargo EER (Encargo de Energia de Reserva) o qual é rateado entre todos os agentes que fazem uso desse tipo de energia (agentes de distribuição, consumidores livres, consumidores especiais, agentes de geração com perfil de consumo e agentes de exportação participantes da CCEE); ○ Leilão de Ajuste: destinados a ajustar a contratação de energia feita pelas distribuidoras em situações onde houve desvios entre as previsões e a demanda energética real identificada.
Sendo o leilão de energia um mecanismo que resulta na contratação de energia por parte de uma distribuidora com respeito a um produtor, são gerados nesse processo o que chamamos de contratos de energia. Tais contratos, segundo (CCEE..., 2018), podem ser de dois tipos:
○ CCEAR-Q – Contrato de Comercialização de Energia no Ambiente Regulado por Quantidade: essa tipologia de contrato, geralmente utilizada para contratação de energia proveniente de fontes hidráulicas, preveem o fornecimento de um montante fixo de energia a um determinado preço, também pré-fixado. Nessa configuração, os agentes geradores estão sujeitados aos riscos de sobras ou falta de energia. Tal risco é minimizado pelo Mecanismo de Realocação de Energia (MRE) onde são re-alocadas as sobras/déficits de energia das usinas participantes de forma a reduzir a exposição das mesmas. ○ CCEAR-D – Contrato de Comercialização de Energia no Ambiente Regulado por Disponibilidade: na contratação de energia por disponibilidade, os riscos associados à falta/sobra de energia ficam a cargo dos agentes compradores. Os contratos por disponibilidade geralmente estão associados a usinas termelétricas as quais recebem uma remuneração fixa para manter-se disponíveis caso haja necessidade de utilização. Aqui, há a separação entre o custo fixo de se manter uma usina disponível para utilização e também o custo de combustível caso realmente ela seja utilizada. Quando há de fato o despacho de usinas com esse tipo de contrato, fica a cargo das distribuidoras pagar os custos variáveis associados, que posteriormente são repassados ao consumidor final.
2.3 PROGRAMAS DO GOVERNO
Apesar da geração de energia solar fotovoltaica no Brasil ainda apresentar resultados tímidos com relação ao resto do mundo, existem diversos incentivos governamentais para o aproveitamento dessa fonte. São apresentados a seguir os principais incentivos existentes, conforme (NASCIMENTO, 2017):
○ Desconto de 80% na Tarifa de Uso dos Sistemas de Transmissão (TUST) e na Tarifa de Uso dos Sistemas de Distribuição (TUSD) para empreendimentos cuja potência injetada nos sistemas de transmissão e distribuição seja menor ou igual a 30.000 kW e que entraram em operação até 31 de dezembro de 2017. O desconto diminui para 50% a partir do décimo primeiro ano de operação da usina e para os empreendimentos que iniciaram a operação a partir de 01 de janeiro de 2018;
○ Venda Direta a Consumidores Especiais (carga entre 500 kW e 3.000 kW) para geradores de energia de fonte solar e demais fontes renováveis, com potência injetada inferior a 50.000 kW;
○ Sistema de Compensação de Energia Elétrica para a Micro e Minigeração Distribuídas: instituído pela Resolução Normativa ANEEL nº 482, de 17 de abril de 2012, permite que consumidores com geração de até 5 MW a partir de fonte solar ou demais fontes renováveis compensam a energia elétrica injetada na rede com a energia elétrica consumida (sistema net-metering);
○ Convênio nº 101, de 1997, do Conselho Nacional de Política Fazendária (CONFAZ): isenta do Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços (ICMS) as operações que envolvem vários equipamentos destinados à geração de energia elétrica por células fotovoltaicas e por empreendimentos eólicos; não abrange, no entanto, alguns equipamentos utilizados pela geração solar, como inversores e medidores;
○ Regime Especial de Incentivos para o Desenvolvimento da Infraestrutura (REIDI): instituído pela Lei nº 11.488, de 15 de junho de 2007, suspende, por cinco anos após a habilitação do projeto, a contribuição para o PIS/PASEP e Cofins, no caso de venda ou de importação de máquinas, aparelhos, instrumentos e equipamentos novos, de materiais de construção e de serviços
utilizados e destinados a obras de infraestrutura, entre as quais as do setor de energia;
○ Debêntures Incentivadas: instituído pela Lei nº 12.431, de 24 de junho de 2011, isenta rendimentos de pessoas físicas de Imposto de Renda sobre rendimentos relacionados à emissão de debêntures, por sociedade de propósito específico, e outros títulos voltados para a captação de recursos para projetos de investimento em infraestrutura ou pesquisa e desenvolvimento, entre os quais os destinados a geração de energia elétrica por fonte solar; ○ Redução de Imposto de Renda: projetos de setores prioritários (entre os quais o de energia) implantados nas áreas de atuação da Superintendência do Desenvolvimento do Nordeste (SUDENE), da Superintendência do Desenvolvimento da Amazônia (SUDAM) e da Superintendência do Desenvolvimento do Centro-Oeste (SUDECO) têm redução de imposto de renda;
○ Condições Diferenciadas de Financiamento:
○ BNDES: financiamento para o setor de energia elétrica com taxas de juros abaixo das praticadas pelo mercado (TJLP). Para a fonte solar, o BNDES financia até 80% dos itens financiáveis, contra 70% para as demais fontes de energia renováveis;
○ Fundo Nacional sobre Mudança do Clima (FNMC): vinculado ao Ministério de Meio Ambiente (MMA), o Fundo visa a assegurar recursos para apoio a projetos ou estudos e financiamento de empreendimentos que visem à mitigação da mudança do clima e à adaptação à mudança do clima;
○ Inova Energia: uma iniciativa destinada à coordenação das ações de fomento à inovação e ao aprimoramento da integração dos instrumentos de apoio disponibilizados pela Finep, pelo BNDES, pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), sendo uma de suas finalidades apoiar as empresas brasileiras no desenvolvimento e domínio tecnológico das cadeias produtivas das seguintes energias renováveis alternativas: solar fotovoltaica, termosolar e eólica para geração de energia elétrica;
○ Recursos da Caixa Econômica Federal (CEF): a CEF disponibiliza linha de crédito por meio do Construcard que permite compra de equipamentos de energia solar fotovoltaica para uso residencial;
○ Projetos de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D): fonte de recursos para projetos realizados pelas empresas do setor elétrico e aprovados pela ANEEL relacionados com desenvolvimento da geração de energia solar fotovoltaica no Brasil;
Observa-se que são muitos e variados os incentivos proporcionados pelo governo federal de maneira a fomentar o aumento da capacidade instalada da fonte solar no país. Apesar do grande número de incentivos e dos animadores resultados dos últimos anos, ainda há muito a ser feito para que a energia solar fotovoltaica se consolide na matriz energética nacional.
3 O GERENCIAMENTO DE PROJETOS
Tendo como base o guia PMBOK (PMBOK, 2013), referência mundial no tema de gerenciamento de projetos, definimos aqui um projeto como sendo um conjunto de tarefas a serem planejadas, executadas, controladas e encerradas as quais demandam algum tipo de recurso com o objetivo final de atingir alguma determinada meta. Dentre todas as categorias as quais podemos classificar os distintos tipos de projetos, podemos citar: obras civis, marketing, administração, pesquisa, etc. Ainda, segundo (PMBOK, 2013) , os processos gerenciais estão divididos em nove áreas de conhecimento: prazo, custo, qualidade, escopo, aquisição, comunicações, riscos, recursos humanos, integração e as partes interessadas.
Figura 6 - As nove áreas de conhecimento dos processos gerenciais Fonte: PMBOK (2013)
(PMBOK, 2013)) infere que Escopo, Tempo, Custo e Qualidade são os principais processos gerenciais que determinam o objetivo de um projeto. Aquisições e Recursos Humanos são inputs para produzir o trabalho demandado. Comunicações e Riscos devem ser constantemente levados em consideração manter o rumo do projeto e a Integração abrange todos os outros aspectos.
O gerenciamento de um projeto consiste em executar os processos gerenciais sobre as áreas de conhecimento supracitadas durante todo o seu ciclo de vida. (PMBOK, 2013) divide os processos em cinco grupos: Iniciação, Planejamento, Execução, Monitoramento/Controle e Encerramento. Tais grupos podem ser entendidos como fases de um projeto as quais não são estanques e nem sucessivas, mas que se superpõem em algum momento, no decorrer do projeto, havendo mudanças de prioridades e/ou avanço em velocidades diferentes de determinadas tarefas. A figura 6 dá uma ideia da dinâmica envolvida entre as diferentes fases.
Figura 7 – Grupos de processos gerenciais Fonte: PMBOK (2013)
As categorias ou grupos, de acordo com o (PMBOK, 2013) são:
○ Grupo de processos de iniciação: Os processos executados para definir um novo projeto ou uma nova fase de um projeto existente através da obtenção de autorização para iniciar o projeto ou fase.
○ Grupo de processos de planejamento: Os processos necessários para definir o escopo do projeto, refinar os objetivos e definir a linha de ação necessária para alcançar os objetivos para os quais o projeto foi criado.
○ Grupo de processos de execução: Os processos realizados para executar o trabalho definido no plano de gerenciamento do projeto para satisfazer as especificações do projeto.
○ Grupo de processos de monitoramento e controle: Os processos exigidos para acompanhar, analisar e controlar o progresso e desempenho do projeto, identificar quaisquer áreas nas quais serão necessárias mudanças no plano, e iniciar as mudanças correspondentes;
○ Grupo de processos de encerramento: Os processos executados para finalizar todas as atividades de todos os grupos de processos, visando encerrar formalmente o projeto ou fase.
Todo projeto será composto por atividades que estejam relacionadas entre si, diretamente ou não, que serão desenvolvidas sequencial ou simultaneamente. Controlar a duração dessas atividades é crucial para o bom andamento e seguimento do projeto e consiste num dos objetivos mais difíceis no que diz respeito ao gerenciamento de projetos. Usualmente, se tratando de projetos pequenos em quantidade de tarefas ou tempo, a utilização de gráficos de barras (diagrama de Gantt) é bem aceita. O diagrama de Gantt funciona em função da duração estimada das tarefas e é suficiente para realizar um bom acompanhamento do andamento das atividades bem como o controle das operações e dos recursos.
Uma ferramenta importante dentro do escopo de ferramentas para o gerenciamento de projetos é a Linha de Base ou Baseline. A Linha de Base, de acordo com o (PMBOK, 2013) refere-se a uma versão aprovada de um modelo de cronograma que pode ser mudada somente mediante procedimentos de controle formais, e que é usada como uma base para a comparação com os resultados reais. Tal referência tem por objetido gerar um “antes e depois” durante a execução das atividades e proporcionar uma ideia de andamento do projeto facilitando assim o seguimento do mesmo.
Na figura 8 pode-se ver como acontece o seguimento das tarefas pelo diagrama de Gantt bem como a referência da Linha de Base.
Figura 8 - Exemplo de seguimento de projeto através de um diagrama de Gantt Fonte: O autor (2019)
A partir do momento em que o volume de tarefas cresce, torna-se interessante utilizar outras ferramentas para fazer o seguimento do projeto e manter um controle mais efetivo sobre as tarefas ditas críticas. Para isso, (PMBOK, 2013) indica a utilização de algumas ferramentas:
○ Método do Caminho Crítico (CPM - Critical Path Method): baseado em uma sequência lógica das atividades já especificadas, com datas de início e fim, o Método do Caminho Crítico busca identificar quais atividades possuem menor flexibilidade para ajustes e assim determinar o que seria o caminho crítico do projeto (valor mais provável), ou seja, quais grupos de atividades devem receber maior atenção devido a sua criticidade;
○ Programa de Avaliação e Revisão Técnica (PERT - Program Evaluation and Review Technique): também faz uso de sequência lógica de atividades para determinar a duração total do projeto. Diferentemente no método CPM, o método PERT faz uma estimativa por média ponderada (distribuição de média e valor esperado) para calcular a duração do projeto.
Outra maneira de visualizar o projeto como um todo e que torna mais fácil a identificação e o seguimento das atividades é através do uso de uma estrutura analítica do projeto EAP que nada mais é do que um diagrama com classes
hierárquicas formado pelos pacotes de atividades que fazem parte do projeto analisado.
A figura 9 apresenta um frame do EAP do projeto de construção da usina solar fotovoltaica que foi estudada neste trabalho.
Figura 9 - Exemplo de seguimento de projeto através de EAP Fonte: O autor (2019)
Assim mesmo, munido de ferramentas de seguimento de modo a controlar e auxiliar a gestão integral de projetos, algumas pesquisas acabam mostrando que a incidência de problemas nessa área ainda é grande e que muito precisa ser feito para tentar mudar o panorama atual.
O “Estudo de Benchmarking em Gerenciamento de Projetos” de (Barcuí, 2012) identificou que as empresas pesquisadas focam seus esforços em três principais áreas de conhecimento: prazo (98%), escopo (96%) e custos (85%). Apesar dos esforços desprendidos pelos gestores de modo a mitigar os possíveis problemas relacionados a esses grupos, o mesmo estudo de (Barcuí, 2012) expõem os principais problemas evidenciados no gerenciamento de projetos. Na figura 10 são apresentadas principais situações apontadas pelas organizações e suas respectivas taxas de ocorrência.
Figura 10 - Problemas identificados com maior frequência na gestão de projetos Fonte: Adaptado de Lopes (2014)
Outro estudo realizado por (LYNEIS; COOPER; ELS, 2001) resultou em que menos da metade dos projetos de pesquisa e desenvolvimento atendiam os seus objetivos em relação ao cronograma previsto e o custo planejado. No mesmo sentido, uma pesquisa da KPMG de 2003 envolvendo 1450 projetos de TI de organizações públicas e privadas indicou que mais de 61% dos projetos analisados apresentaram problemas de cronograma e/ou custo.
Ainda, (WANG; YUAN, 2017) elencaram em seu estudo os principais riscos que impactam no cronograma de uma obra de infraestrutura, já na fase construtiva, dentre eles:
1. Solicitações de mudança de engenharia pelos clientes: tais solicitações podem aumentar as tarefas do projeto, e consequentemente, a duração de tempo de execução do projeto;
2. Pagamento do projeto atrasado: o pagamento atrasado ou inadequado dos clientes aos contratados pode atrasar o fornecimento de materiais, afetando diretamente o progresso das atividades de construção;
3. Pressão devido ao cronograma apertado de projeto: a medida mais provável para mitigar este risco seria a adoção de horas extras, a qual tem como resultantes a fadiga do trabalhador e o aumento do retrabalho de projeto, impactando assim no tempo de execução das atividades;
4. Informações imprecisas sobre a investigação do local: informações sobre o local interferem diretamente sobre as atividades reais de construção, portanto, quaisquer informações novas poderão mudar as atividades, aumentando assim a taxa de retrabalho do projeto;
5. Falta de mão-de-obra experiente: não encontrar mão-de-obra experiente implicará na contratação de mão-de-obra sem experiência, e desta forma, afetará diretamente a qualidade das tarefas, e diminuindo a taxa de aceitação de trabalho concluído;
6. Má gestão dos contratados: existem várias causas para esta má gestão, mas o fator mais importante considerado por (WANG; YUAN, 2017) é a subestimação ou superestimação dos serviços ou produtos contratados, que impactarão nas atividades remanescentes do projeto.
Fica claro aqui que a abordagem empregada na gestão de projetos ainda possui algumas deficiências as quais carecem de melhorias para que o avanço seja contínuo e a busca pela qualidade total não cesse.
4 DINÂMICA DE SISTEMAS
Publicado pelo engenheiro eletricista Jay W. Forrester (MIT – Massachusetts Institute of Technology) entre as décadas de 1950 e 1960, o livro Industrial Dynamics apresentou uma abordagem inovadora para o entendimento de sistemas complexos. Através da análise e compreensão das partes que compõe um sistema, Forrester desenvolveu uma metodologia interativa e de fácil assimilação onde a abordagem leva em consideração o sistema como um todo buscando entender como todas as variáveis presentes interagem entre si. O que a dinâmica de sistemas tenta fazer é compreender a estrutura básica de funcionamento dos sistemas e antecipar o comportamento do mesmo ao longo do tempo, comportamento esse justificado por ações isoladas mas que produzem reações (causa e consequência) geralmente distanciadas temporalmente, já que as variáveis estão interligadas por malhas de retroalimentação (SERRA; RODRIGUES; PAQUETE, 2000). Isso permite testar os vários tipos de comportamento que o sistema real pode experimentar, o que torna viável a análise e identificação das potenciais melhorias.
Figura 11 – O processo de modelagem e sua iteratividade Fonte: STERMAN (2000)
Ainda, segundo (SERRA; RODRIGUES; PAQUETE, 2000) , os sistemas são formados por quatro propriedades características:
1. Agregação: pode-se agrupar os sistemas em categorias as quais podem ser agrupadas em conjuntos de maior dimensão;
2. Não linearidade: o todo não é igual à soma das partes. Uma dada ação pode resultar em possíveis soluções completamente desproporcionais relativas a ação inicial;
3. Fluxos: as redes conectam os indivíduos como agentes de um sistema. Pode-se originar dois fenômenos importantes advindos dos fluxos no interior da rede: efeitos multiplicadores e efeitos de reciclagem;
4. Diversidade: cada agente ocupa um espaço no sistema que posteriormente poderá ser ocupado por outro. Isso irá depender de sua interdependência em relação aos outros agentes do sistema.
Para (ANDRADE, 1997), os sistemas podem ser representados em sua estrutura por enlaces de feedback que interagem entre si. Para esse entendimento são utilizados dois tipos de notação: Diagrama de Enlace Causal (modelagem soft) e Diagrama de Estoque e Fluxo (modelagem hard). Tais notações, soft e hard, podem ser associadas, na maioria dos casos, a ideias de qualitativo e quantitativo, respectivamente. (BLOIS; SOUZA, 2008) afirma que apesar da grande importância da modelagem soft (Diagramas Causais), tal método não é apto para simulações de estruturas sistêmicas ao longo do tempo. Também argumenta que para esse tipo de situação faz-se mais adequada a utilização de uma abordagem quantitativa, ou seja, a modelagem baseada em Diagramas de Estoque e Fluxo. Ainda segundo (ANDRADE, 1997), a abordagem quantitativa proporcionada pelos Diagramas de Estoque e Fluxo permite que sejam equacionadas as relações de causa e efeito entre os agentes do sistema.
Na ótica da dinâmica de sistemas, todo e qualquer modelo pode ser construído através de relações entre quatro elementos:
a. Estoques ou níveis (stocks): representam a ação de acumular algum recurso; b. Fluxos (flows): positivos ou negativos. Representa o movimento de materiais ou informações dentro do sistema culminando no acréscimo ou decréscimo de níveis de estoques;
c. Auxiliares (conversores e constantes): podem ser fontes externas ao sistema ou ainda componentes utilizados para realizar operações algébricas.
d. Conectores: enlaces de informações que descrevem as relações entre estoques, fluxos e auxiliares.
Figura 12 – Os quatro elementos da DS Fonte: O autor (2019)
Cabe ainda explorarmos aqui uma definição mais precisa dos termos Sistema e Dinâmica, já que serão largamente utilizados ao longo desse trabalho. De acordo com (BUENO, 2010), os sistemas geralmente são conjuntos de elementos organizados intencionalmente pela ação humana ou que simplesmente se auto organizam para cumprir propósitos específicos. Uma terceira possibilidade é um sistema composto pelas duas condições anteriores, ou seja, pode envolver elementos de intencionalidade e auto organização simultaneamente. Sobre a complexidade dos sistemas, (BUENO, 2010) comenta que os três tipos de sistemas supracitados apresentam graus distintos de complexidade, mas somente os sistemas que possuem parte auto organizáveis irão apresentar graus variados de complexidade dinâmica.
A complexidade dinâmica é entendida aqui como uma propriedade inerente a sistemas que respondem de forma não intencional a informações ou excitações exógenas a si, confirmando assim sua capacidade de auto organização. Dessa maneira, (BUENO, 2010) completa afirmando que sistemas com extrema complexidade de detalhes podem ser dinamicamente simples uma vez que não possuam agentes capazes de responder a novas informações, ao passo em que sistemas relativamente simples em detalhes podem ser dinamicamente complexos devido a sua propriedade de auto organização.
Em seu livro, (STERMAN, 2000) afirma que a complexidade dinâmica não só desacelera o loop de aprendizagem como também reduz o ganho de conhecimento em cada iteração.
Uma vez definidas tais relações, passar-se-á a discutir os elementos que compõem a dinâmica de sistemas e como acontecem as interações entre eles.
4.1 MODELO CONCEITUAL
Partindo de um modelo simplificado do modelo final, é necessária a criação de um modelo conceitual no qual são apresentadas as conexões entre as entidades do sistema. Na construção do modelo conceitual são utilizados os diagramas de laços causais ou CLD - Causal Loop Diagram. Por sua vez, os diagramas causais são compostos pelas relações causais.
A relação causal, ou de causa e efeito, é representada pela conexão de duas ou mais variáveis através de uma seta, de acordo com a figura 13.
Aqui podem ser identificadas três tipos de variáveis: variável causa, variável afetada e também uma variável que é causa e afetada ao mesmo tempo. A seta indica a direção de causalidade entre as variáveis, estando a variável causa no início da flecha e a variável afetada na ponta dela.
Figura 13 - Relação causal entre variáveis de uma população Fonte: Adaptado de SANTOS (2006)
No exemplo da figura 13 verifica-se que o total de morte influi na diminuição da população de uma determinada espécie. Observa-se aqui a variável morte como causa e a variável população como afetada negativamente (utiliza-se o sinal negativo para identificar essa relação). Ao passo em que o total de indivíduos vivos dessa mesma população, contribui diretamente para o aumento do número de nascimentos, tendo aí uma relação causal positiva (sinal positivo). Nesse caso, a variável população é a causa e a variável nascimentos é a afetada.
O próximo passo para a elaboração de modelos através da Dinâmica de Sistemas é a construção de diagramas causais, ou causal loops, os quais, segundo (SANTOS, 2006), representam as relações de interdependência entre as variáveis do sistema.
Um exemplo de diagrama causal é o comportamento do crescimento da população de uma determinada espécie. Partindo da relação causal entre mortes,
população e nascimentos, onde o número de mortes afeta negativamente a população total e a população total por sua vez afeta positivamente o número de nascimentos. Nessa situação pode-se ainda verificar o comportamento inverso, ou seja, a número de nascimento contribui para o aumento da população bem como o aumento da população faz crescer a quantidade de mortes. Caso tivéssemos somente o loop população-nascimentos, por exemplo, a tendência seria o crescimento infinito dessa população já que mais indivíduos geram mais nascimentos e assim por diante. Da mesma forma que se houvesse somente o loop população-mortes, a tendência seria a extinção dessa população de indivíduos.
A figura 14 mostra como estão relacionadas as variáveis supracitadas. A variável população possui duas entradas, sendo influenciada positivamente pela variável nascimentos e negativamente pela variável mortes. A mesma variável população ainda possui duas saídas as quais afetam positivamente as variáveis nascimentos e mortes.
Figura 14 - Exemplo de loop causal da população de uma determinada espécie Fonte: Adaptado de SANTOS (2006)
Para saber se a população total irá aumentar ou não ao longo do tempo, faz-se necessário saber qual das duas variáveis domina as relações causais: nascimentos ou mortes, já que essas possuem diferentes polaridades.
4.2 MODELO DE ESTOQUES E FLUXOS
As variáveis de estoque, da maneira como serão utilizadas nas simulações, representam acumulações de materiais ou de informações. Tais acúmulos podem gerar atrasos devido às diferenças entre o fluxo de entrada e o fluxo de saída de um determinado processo. De maneira mais visual, podemos entender as variáveis de estoques como banheiras, onde o fluxo de informação/materiais que chega ao
