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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS CARRERA DE INGENIERÍA
AUTOMOTRIZ
ESTUDIO DE PRE FACTIBILIDAD PARA LA
IMPLEMENTACIÓN DE UNA PLANTA RECICLADORA DE
CONVERTIDORES CATALÍTICOS DE AUTOS LIVIANOS EN
EL CANTÓN QUITO
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO
AUTOMOTRIZ
BYRON EDUARDO ROJAS FLORES
DIRECTOR: ING. CARLOS ROSALES MSc.
Quito, enero 2018
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2018
Reservados todos los derechos de reproducción
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO
PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 1721400073
APELLIDO Y NOMBRES: Rojas Flores Byron Eduardo
DIRECCIÓN: Jacinto de évia y bartolomé ruiz
EMAIL: [email protected]
TELÉFONO FIJO: 2598-976
TELÉFONO MOVIL: 0983508408
DATOS DE LA OBRA
TITULO: Estudio de pre factibilidad para la
implementación de una planta recicladora de
convertidores catalíticos de autos livianos en
el cantón Quito
AUTOR O AUTORES: Rojas Byron
FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN:
Enero 2018
DIRECTOR DEL PROYECTO DE
TITULACIÓN:
Ing. Carlos Rosales MSc.
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniero automotriz
RESUMEN: Mínimo 250 palabras El parque automotriz en Ecuador ha tenido un crecimiento importante en estos últimos años, razón por la cual en la misma medida se ha incrementado la contaminación emitida por fuentes propias del parque automotor. Para afrontar este problema se ha adoptado medidas ambientales para regular y controlar las emisiones peligrosas, es buena la gestión por parte de los entes reguladores, sin embargo existió y continua una gran preocupación en cuanto a la disposición final de ciertos elementos contaminantes, que al terminar su vida útil son desechados o cambiados y con el tiempo se acumula y genera riesgos ambientales. Entre estos elementos se encuentra el convertidor catalítico que es considerado un sólido peligroso por la ley y actualmente no existe un control ni una solución adecuada en el país, motivo por el cual surgió la necesidad de plantear soluciones eficaces. Actualmente se estimó que alrededor de 1.9 millones de automóviles circulan en el país, de este total
un 68% poseen catalizadores y para el año 2017, alrededor de 131 mil catalizadores serán desechados. Debido a los metales preciados que contiene como el platino, paladio y rodio la gestión más adecuada fue establecer una planta recicladora de este elemento; económicamente viable y ambientalmente sustentable según las características actuales del país. Conocer la pre factibilidad del proyecto siempre es necesario para tomar una decisión; financieramente hablando la inversión inicial requerida para este proyecto fue de 2.5 millones de dólares, con un costo de producción de 6.9 millones de dólares anuales, a pesar de sus elevados números, el análisis mediante los indicadores financieros reflejaron datos positivos para su desarrollo, un VAN de 3641151.02, con una TIR de un 68% y un EVA de 1956033.01. La planta recicladora con un horizonte de trabajo de 5 años genera utilidad y recupera la inversión, además forma parte de la solución ambiental para el país.
PALABRAS CLAVES: Convertidor catalítico
Reciclaje
Lixiviación
Metalurgia
Catálisis
ABSTRACT:
The automotive fleet in Ecuador has had an important growth in recent years, which is why the pollution emitted by the vehicle's own sources has increased to the same extent. To address this problem, environmental measures have been adopted to regulate and control hazardous emissions, management by the regulatory bodies is good, however there was and continues to be a great concern regarding the final disposal of certain contaminants, which upon completion Their useful life is discarded or changed and over time accumulates and generates environmental risks. Among these elements is the catalytic converter that is considered a dangerous solid by law and currently there is no control or adequate solution in the country, which is why the need arose to propose effective solutions. Currently it is estimated that around 1.9 million cars are circulating in the country, of this total 68% have catalysts and by 2017, around 131 thousand catalysts will be discarded. Due to the precious metals it contains such as platinum, palladium and rhodium the most appropriate management was to establish a recycling plant for this
DEDICATORIA
Dedico este trabajo al amor de mis padres Fabiola Flores y Gabriel Rojas por
su gran esfuerzo por darme las más grandes bendiciones y oportunidades
para que yo sea un hombre de bien. También a cada una de las personas
que supieron apoyarme en el transcurso de este camino para alcanzar esta
meta.
AGRADECIMIENTO
Todos mis agradecimientos y alabazas sean a Dios el Eterno Padre
primeramente, pues reconozco su mano y bendición en mi vida y por
haberme otorgado el privilegio de tener unos padres extraordinarios; a ellos
se los debo toda mi educación y cada cosa buena que tengo, los valores
son mi herencia y lo más grande que pude recibir de mis padres y siempre
daré gracias por mi familia. También a cada una de las personas que en
determinados momentos de este período fueron un gran apoyo y ayuda.
i
INDICE DE CONTENIDOS PÁGINA
RESUMEN………………………………………………………………………….1
ABSTRACT…………………………………………………………………………2
1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………..3
2. METODOLOGÍA……………………………………………………………….15
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………………....16
3.1 ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE CATALIZADORES DESECHADOS..16
3.2 PROCESO DE RECUPERACIÓN RECICLAJE………………………23
3.3 DETERMINACIÓN DE LAS MÁQUINAS………………………………26
3.4 ANÁLISIS FINANCIERO…………………………………………………32
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………………….41
4.1 CONCLUSIONES………………………………………………………...41
4.2 RECOMENDACIONES…………………………………………………..41
5. BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………….….43
GLOSARIO………………………………………………………………………..45
6. ANEXOS………………………………………………………………..………46
ii
INDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Propiedades de la gasolina extra…………………………………..…8
Tabla 2. Estructura general del estado de resultados………………………..11
Tabla 3. Estructura general del cuadro de recursos financieros…………….12
Tabla 4. Estructura general del balance proyectado………………………….12
Tabla 5. Ventas anuales por tipo de vehículo…………………………………17
Tabla 6. Total vehículos con catalizador hasta el año 2012…………………17
Tabla 7. Promedio anual de catalizadores…………………………………….18
Tabla 8. Establecimientos del sector automotriz dedicados al servicio de la
de la provincia de Pichincha………………………………………….21
Tabla 9. Establecimientos que declararon los cambios que realizaron del
del catalizador………………………………………………………….22
Tabla 10. Parámetros de operación según diseño de la planta para la
trituradora de cono……………………………………………………27
Tabla 11. Parámetros de operación según diseño para molino…………….28
Tabla 12. Parámetros de operación del tanque de lixiviación…………….…29
Tabla 13. Parámetros de operación de la celda bio-electrolítica……………30
Tabla 14. Máquinas herramientas de la línea de proceso…………………...30
Tabla 15. Balance de energía del proceso…………………………………….32
Tabla 16. Muebles de oficina……………………………………………………33
Tabla 17. Costo total de equipos y máquinas…………………………………34
Tabla 18. Costo total de equipos de informática…………………………...…34
Tabla 19. Costo total de vehículos……………………………………………...34
Tabla 20. Costo de producción anual de la planta……………………………35
Tabla 21. Costo suministros de oficina………………………………………...36
Tabla 22. Costo suministros de aseo…………………………………………..36
Tabla 23. Gastos de servicios………………………………………………......36
Tabla 24. Gastos administrativos………………………………..……………..36
Tabla 25. Costo mano de obra……………………………………………….…37
Tabla 26. Monto total de la inversión……………………………………….….37
Tabla 27. Proyección de ventas…………………………………………….…..38
Tabla 28. Ingresos según nivel de producción…………………………….….39
Tabla 29. Estado de resultados…………………………………………………39
Tabla 30. Flujo de caja…………………………………………………………...40
Tabla 31. Resultados de la TIR y VAN…………………………………………40
iii
INDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Convertidor catalítico………………………………………………..….5
Figura 2. Constitución de los metales en la porosidad del monolito…………6
Figura 3. Estructura esquemática de las fuentes y usos de fondos de
efectivo, desde el punto de vista del proyecto……………………..11
Figura 4. Número de vehículos matriculados en el país por año……………16
Figura 5. Actividades del sector automotriz……………………………………19
Figura 6. Establecimientos por provincia………………………………………20
Figura 7. Diagrama esquemático de un tanque reactor Pachuca con
agitación neumática…………………………………………………24
Figura 8. Diagrama de flujo del proceso de reciclaje y extracción
del platino, paladio y rodio…………………………………………..26
Figura 9. Trituradora de cono………………………………………………...…27
Figura 10. Molino…………………………………………………………………28
Figura 11. Tanque de lixiviación………………………………………………..29
Figura 12. Balance de masa del proceso………………………………...……31
iv
INDICE DE ANEXOS PÁGINA
Anexo 1. Características y cotización de las principales maquinas
herramientas………………………………………………………….46
Anexo 2. Plano de la planta recicladora………………………………….……49
Anexo 3. Tablas de cálculos financieros, amortización y depreciación…….50
1
RESUMEN
El parque automotriz en Ecuador ha tenido un crecimiento importante en
estos últimos años, razón por la cual en la misma medida se ha
incrementado la contaminación emitida por fuentes propias del parque
automotor. Para afrontar este problema se ha adoptado medidas
ambientales para regular y controlar las emisiones peligrosas, es buena la
gestión por parte de los entes reguladores, sin embargo existió y continua
una gran preocupación en cuanto a la disposición final de ciertos elementos
contaminantes, que al terminar su vida útil son desechados o cambiados y
con el tiempo se acumula y genera riesgos ambientales. Entre estos
elementos se encuentra el convertidor catalítico que es considerado un
sólido peligroso por la ley y actualmente no existe un control ni una solución
adecuada en el país, motivo por el cual surgió la necesidad de plantear
soluciones eficaces. Actualmente se estimó que alrededor de 1.9 millones de
automóviles circulan en el país, de este total un 68% poseen catalizadores y
para el año 2017, alrededor de 131 mil catalizadores serán desechados.
Debido a los metales preciados que contiene como el platino, paladio y rodio
la gestión más adecuada fue establecer una planta recicladora de este
elemento; económicamente viable y ambientalmente sustentable según las
características actuales del país. Conocer la pre factibilidad del proyecto
siempre es necesario para tomar una decisión; financieramente hablando la
inversión inicial requerida para este proyecto fue de 2.5 millones de dólares,
con un costo de producción de 6.9 millones de dólares anuales, a pesar de
sus elevados números, el análisis mediante los indicadores financieros
reflejaron datos positivos para su desarrollo, un VAN de 3641151.02, con
una TIR de un 68% y un EVA de 1956033.01. La planta recicladora con un
horizonte de trabajo de 5 años genera utilidad y recupera la inversión,
además forma parte de la solución ambiental para el país.
Palabras claves: Convertidor catalítico, Reciclaje, Lixiviación, Metalurgia,
Catálisis
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ABSTRACT
The automotive fleet in Ecuador has had an important growth in recent years,
which is why the pollution emitted by the vehicle's own sources has
increased to the same extent. To address this problem, environmental
measures have been adopted to regulate and control hazardous emissions,
management by the regulatory bodies is good, however there was and
continues to be a great concern regarding the final disposal of certain
contaminants, which upon completion Their useful life is discarded or
changed and over time accumulates and generates environmental risks.
Among these elements is the catalytic converter that is considered a
dangerous solid by law and currently there is no control or adequate solution
in the country, which is why the need arose to propose effective solutions.
Currently it is estimated that around 1.9 million cars are circulating in the
country, of this total 68% have catalysts and by 2017, around 131 thousand
catalysts will be discarded. Due to the precious metals it contains such as
platinum, palladium and rhodium the most appropriate management was to
establish a recycling plant for this element; economically viable and
environmentally sustainable according to the current characteristics of the
country. Knowing the pre-feasibility of the project is always necessary to
make a decision; financially speaking the initial investment required for this
project was 2.5 million dollars, with a production cost of 6.9 million dollars per
year, despite its high numbers, the analysis using financial indicators
reflected positive data for its development, a NPV of 3641151.02, with a TIR
of 68% and an EVA of 1956033.01. The recycling plant with a work horizon
of 5 years generates profit and recovers the investment, and is part of the
environmental solution for the country.
Keywords: Catalytic converter, Recycling, Leaching, Metallurgy, Catalysis
3
1. INTRODUCCIÓN
En la actualidad se puede observar el gran crecimiento del campo automotriz
en la ciudad de Quito y en el país en general, según los datos presentados
por el Instituto Nacional de Estadística y Censo (INEC) en el 2015 “Pichincha
fue la provincia con más vehículos matriculados con 492.568” y en todo el
país se “matricularon 1’925.368 vehículos motorizados”. Si se considera que
un gran porcentaje de estos vehículos motorizados poseen convertidores
catalíticos en sus sistemas de escape y que su vida útil es limitada, surge la
necesidad de planificar una gestión adecuada para la disposición final de
este elemento.
El convertidor catalítico es implementado en los sistemas de escape como
un agente regulador que ayuda a evitar la contaminación por emisiones
peligrosas generadas por el ciclo de funcionamiento de los motores. En su
composición los catalizadores poseen metales preciosos, elementos
conocidos y considerados del grupo del platino, los MGP por sus siglas en el
español, los cuales son: platino (Pt), paladio (Pd), rodio (Rh), metales
realmente preciados para el desarrollo de la industria en especial la
automotriz y que en el mundo occidental se ha estimado que “2,20 millones
de oz de MGP se utiliza en la fabricación de catalizadores de escape de
automóviles” (Andrade Estrella, 2015).
Debido a esta potencial creciente del campo automotriz y de la necesidad
del adecuado manejo ambiental de desechos sólidos, así como de
emisiones peligrosas; el reciclaje se plantea como una solución adecuada y
eficaz tanto para la disposición final de los catalizadores, como también para
la obtención de la materia prima para la fabricación de los mismos, muy
demandada en la actualidad debido a su escasez. Resulta insostenible un
nivel alto de consumo de cualquier elemento que se halle en la naturaleza, y
se inicia una desigualdad entre la producción y el consumo, además de tener
presente que existe un punto máximo, donde las fuentes naturales de
obtención se agotan y es indispensable la búsqueda de nuevas fuentes, las
que una vez fueron dejan de ser y se adopta la necesidad de reciclar, debido
a que ahora la basura por decirlo así, es la mayor fuente de muchos
elementos necesarios para continuar produciendo. Los datos estadísticos del
país así como el crecimiento en aumento del parque automotor impulsan a
formar parte de la solución ambiental y estimar la pre factibilidad de una
planta recicladora de convertidores catalíticos.
Este trabajo tiene por objetivo general estudiar la pre factibilidad para la
implementación de una planta recicladora de convertidores catalíticos de
autos livianos en el cantón quito. En los objetivos específicos primero se
obtuvo los datos estadísticos de cuantos convertidores catalíticos al año son
desechados o cambiados, de que tipo se usa y lugar de almacenamiento de
los mismos, para la estimación de capacidad de la planta, luego como
4
segundo objetivo se identificó qué tipos de máquinas herramientas se
necesitan para cubrir la demanda de trabajo de la planta por medio del
análisis de los datos estadísticos, finalmente en el tercer objetivo se elaboró
el análisis financiero del proyecto para su posible desarrollo en el país, por
medio de la estimación de la inversión de equipos y herramientas, terrenos,
infraestructura y mano de obra necesaria.
Los convertidores catalíticos son parte del sistema de escape del mundo de
los automóviles, del tipo ciclo Otto de combustión interna y actualmente
algunos catalizadores son implementados en los del tipo Diesel. El
convertidor catalítico surgió de la necesidad de cuidar el ambiente; fue una
medida legislativa de las naciones lo que impulso al parque automotriz a
encontrar soluciones técnicas para mejorar la eficiencia de sus motores y su
cuidado con el ambiente. El problema ambiental surge como resultado de
varias condiciones de producción en todos los ámbitos, y también de varias
negligencias cometidas a lo largo del tiempo, pero el punto de mayor
volumen en la actualidad entre estas variantes conocidas es el crecimiento
del parque automotor, que se está dando de manera igualitaria y en algunos
casos en proporciones mayores al crecimiento de la población, esto se
refleja en casos particulares y comunes, hoy en día una familia posee
mínimo de uno a dos automóviles, y esto se da por motivo, de que dejo de
ser un lujo y paso a ser una necesidad el poseer un automóvil.
El convertidor catalítico como se observa en la figura 1, en su función ayuda
a reducir las emisiones contaminantes producidas por la combustión de los
motores. En teoría cuando se genera una combustión perfecta se obtiene
como resultado que los gases expulsados por el sistema de escape estén
conformados por dióxido de carbono y agua, adicionalmente el nitrógeno
“que con las concentraciones que tiene al salir del escape, son inofensivos”
(CEAC, 2006, pág. 236), por otro lado, en la realidad el resultado es muy
diferente, debido a que la combustión no siempre es la misma por motivo de
varias condiciones y que además se debe considerar todas las pérdidas de
energía a través del calor entre otras, en este aspecto se pude hablar de una
mezcla rica o de una mezcla pobre, que básicamente hace referencia a la
relación de aire/combustible, esta variación en la combustión da como
resultado “diversas proporciones de hidrocarburos sin quemar, monóxido de
carbono, óxido de nitrógeno y restos de plomo procedentes del aditivo
antidetonante” (CEAC, 2006, pág. 236), aunque en la actualidad se ha
logrado grandes avances en la elaboración del combustible con la
eliminación del plomo y otros elementos usados como aditivos que
envenenan el catalizador como se verá más adelante en este estudio. La
función principal del convertidor es transformar todos los gases nocivos
mediante reacciones químicas, una de sus características es que se logra
variar la velocidad en la que reaccionan químicamente sin ser consumidos o
perderse en la misma.
5
Figura 1. Convertidor catalítico
(Marza, 2015)
En su estructura el convertidor catalítico está constituido por un catalizador
cerámico o monolito provisto de varias celdillas para aumentar la superficie
de contacto, el diseño de las celdillas es única y permite que la superficie
total en el monolito sea superior por cuatro veces más a la superficie de un
campo de futbol reglamentario, la carcasa y el aislante de fijación son los
elementos que componen al convertidor catalítico. Es importante resaltar
que la ubicación de este elemento debe ser muy bien estudiado y colocado
de forma casi perfecta para que funcione en óptimas condiciones; la
temperatura de funcionamiento del convertidor se activa “a los 250°C,
alcanzando un máximo de rendimiento a los 400°C, y a una temperatura de
más de 800°c se inutiliza” (CEAC, 2006, pág. 237), por tal motivo, va
montado a la salida del colector de escape y entre el pre-silenciador por lo
general. El cuerpo cerámico como se observa en la figura 2 es de silicato de
aluminio y magnesio que van revestidos por una fina capa de óxido de
aluminio sinterizado y sobre esta un recubrimiento final de metales nobles
como el platino, el rodio y el paladio los ya mencionados anteriormente MGP
que pueden ir separados o combinados y son los de mayor importancia para
que se produzca la catálisis, sin ellos no se llevaría a efecto la función
principal y ninguna de las reacciones químicas se podrían desarrollar a gran
velocidad como se lo hace en tiempos muy cortos de trabajo. (CEAC, 2006,
pág. 237). Aunque se muestra cierta prioridad en grado de importancia a los
MGP es importante mencionar que toda la estructura en conjunto hace
posible la eficacia y la eficiencia a la hora de trabajar del convertidor
catalítico.
6
Figura 2. Constitución de los metales en la porosidad del monolito
(Andrade Estrella, 2015)
En la clasificación de los catalizadores se puede encontrar de diferentes
tipos; tenemos los de oxidación y reducción. Los de oxidación básicamente
tienden a captar electrones, son los más comunes por su precio y estos
ayudan a reducir de una manera efectiva dos elementos considerados
nocivos, el monóxido de carbono y los hidrocarburos. Los de reducción
actúan de manera contraria, estos en su función van cediendo electrones y
son efectivos para la reducción o transformación de los elementos nocivos
como el nitrógeno. En cuanto a la clasificación de los convertidores tenemos
convertidores de una vía, de dos vías y hasta de tres vías, esto únicamente
hace referencia al número de elementos que es capaz de reducir o en otras
palabras transformar; es decir el catalizador de una vía reduce el gas nocivo
conocido como monóxido de carbono, mientras que el catalizador de dos
vías añade además del monóxido de carbono a los hidrocarburos y el
catalizador de tres vías añade además de monóxido de carbono y los
hidrocarburos a los óxidos de nitrógeno.
Mundialmente desde hace algunos años atrás “los convertidores catalíticos
de tres vías son un estándar para más del 80% de los automóviles nuevos
en el mundo” (Marza, 2015), en el país el resto del porcentaje lo ocupa los
catalizadores de dos vías. No es nada nuevo que los convertidores
catalíticos formen parte de los sistemas de escape de los automotores para
la reducción de las emisiones de gases peligrosos, en Estados unidos la
medida fue adoptada en 1975 pero en el Ecuador se desarrolló después de
varios años. Geo Ecuador 2008 en su informe sobre el estado del medio
ambiente menciona que en el año 1998 el INEN convocó a diferentes
instituciones para revisar y aprobar los límites acerca de las emisiones;
como resultado de esta convocatoria en 1999 se empezó a utilizar gasolina
7
sin plomo con el fin de implementar el uso de los convertidores catalíticos en
los vehículos a gasolina, así lo informó el Ministerio de Ambiente en su
Diagnóstico preliminar gestión calidad del aire Ecuador.
Como todo elemento el catalizador está sujeto a un intervalo de tiempo de
funcionamiento, donde cumple eficazmente su trabajo. Llega el momento en
que necesita ser reemplazado o sustituido, en este caso “los fabricantes
indican que en términos generales, los catalizadores tienen una vida útil de
al menos 80000 km, o bien 5 años” (Marza, 2015) , en términos generales y
con un uso considerado normal del automotor, es decir que en promedio
este es el tiempo recomendado para realizar el cambio del mismo. Sin
embargo es necesario destacar que el tiempo de vida útil del catalizador se
reduce cuando las circunstancias no son las normales; en términos
generales influye mucho el mantenimiento mecánico del automóvil, sino se
tiene un correcto funcionamiento de todos los sistemas del automóvil ,lo que
acontece es que la maquinaria empieza a trabajar de manera forzada lo que
provoca mayor consumo de energía y un mayor desgaste en los diferentes
sistemas, sea esta una falla mínima o grande en cualquiera de los casos se
trabaja forzadamente, otro aspecto muy importante y que incluso se lo puede
clasificar como el de mayor importancia tanto para la vida útil del catalizador
así como del rendimiento del automóvil es el tipo de combustible y aditivos
que se utilice, ya que ciertas impurezas tales como: “plomo, azufre, zinc y
fosforo pueden envenenar el catalizador, “provocando un bloqueo de los
sitios en que están contenidos los metales activos” (Chanatasi Basantes &
Pullupaxi Chuquirima, 2013). Si se observan las propiedades de la gasolina
en el Ecuador, que básicamente se clasifica en dos tipos; por una parte la
gasolina extra y por otro lado la gasolina súper, que como se aprecia en sus
nombres se destaca el grado de pureza por así decirlo del combustible,
siendo la primera la gasolina extra relativamente baja en cuanto a costos por
un menor grado de tratamiento que se propicia en sus características y la
gasolina súper con un costo superior a esta, debido a su mayor calidad y
pureza en su constitución; se aprecia que la gasolina extra mantiene cierto
porcentaje de azufre en sus propiedades como se observa en la tabla 1,
elemento que como se describió anteriormente es capaz de generar
envenenamiento en los catalizadores automotrices. Se puede mencionar que
el grado de porcentaje de azufre es relativamente mínimo y que puede ser
menospreciado por su bajo nivel, se estima considerar este aspecto, porque
así como al ser humano quizás no le mate de manera inmediata estar
expuesto a gases tóxicos relativamente bajos con el tiempo estos empiezan
a producir grandes afectaciones de salud que en su mayor parte generan la
muerte, de esta misma manera se va dando en el catalizador y con el tiempo
esto causa la perdida de rendimiento del convertidor catalítico y surge la
necesidad de producir la sustitución del mismo.
8
Tabla 1. Propiedades de la gasolina extra
Requisitos Unidad Mínimo Máximo Método de ensayo
Numero de octano
Ron 81.0 - NTE INEN 2102
Destilación 10% C° - 70 NTE INEN 926
50% C° 77 121 -
90% C° - 189 -
Punto final C° - 215 -
Residuo de destilación
% - 2 -
Relación vapor agua a 60°
- - 20 NTE INEN 932 ASTM D 5188
Presión de vapor
KPa^A - - NTE INEN 982 ASTM D 4953
Corrosión a la lámina de cobre
3h a 50°
- - 1 NTE INEN 927
Contenido de gomas
mg/100 cc - 3 NTE INEN 933
Contenido de azufre
% - 0.075 NTE INEN 929 ASTM D 4294D
Contenido de aromáticos
% - 30 NTE INEN 2 252D
ASTM D 6730
Contenido de benceno
% - 1.0 ASTM D 3606 C
ASTM D 5580 D
ASTM D 6277
Contenido de olefinas
% - 18 NTE INEN 2 252D
ASTM D 6730
Estabilidad a la oxidación
Min - - NTE INEN 934
Contenido de oxígeno
% - 2.7E ASTM D 4815 D
ASTM D 5845
Contenido de plomo
mg/l - Ver notas F y G ASTM D 3237 ASTM D 5185
Contenido de magnesio
mg/l - Ver notas F y H ASTM D 3831 ASTM D 5185
Contenido de hierro
mg/l - Ver notas F y I ASTM D 5185
(Vasquez Ojeda, 2014)
Como los datos presentados por el Instituto Nacional de Estadísticas y
Censos (INEC) carece de una clasificación es necesario segmentar el
número total de vehículos matriculados en el país y determinar el número de
vehículos livianos a gasolina, que cumplan con la característica de uso del
convertidor catalítico en sus sistemas de escape.
En el país los talleres automotrices para realizar su operación y mantenerse,
como mínimo necesitan “la certificación por una declaración ambiental” (Díaz
Espinel & Ramos Rubianes, 2012) que se encuentra contemplada en la
Ordenanza Municipal No 0213, es decir, deben manejarse de acuerdo a la
9
legislación y mantener buenas prácticas ambientales, para generar un
desarrollo sustentable que no comprometa a generaciones futuras. Existen
tres tipos de desechos que se generan en el taller automotriz; los desechos
sólidos, líquidos y gaseosos, entre estos desechos los convertidores
catalíticos forman parte del grupo de solidos peligrosos y su gestión para la
disposición final según la Ordenanza Municipal 0332 sobre Gestión Integral
de Residuos Sólidos en su artículo 25 menciona que “los generadores de
este tipo de residuos necesariamente deberán contratar el servicio con las
empresas prestadoras de la recolección (gestores autorizados por la
secretaria de ambiente)”. Los gestores ambientales autorizados son los
encargados de realizar la recolección y almacenaje del convertidor catalítico
además de otros desechos peligrosos, siguiendo los lineamientos
establecidos en la Norma Nacional INEN 2266 de almacenamiento y
transporte y tomando en cuenta también el Convenio de Basilea para
movimiento de desechos. Tienen como obligación que cumplir con
“presentar anualmente a la Secretaria de Ambiente un informe detallado
sobre sus actividades junto con un registro de la gestión de residuos que
contemple la siguiente información: estadística del peso, volumen y tipo de
material reciclado, así como el destino de los mismos” como se contempla
en la Ordenanza Metropolitana No 332 en su artículo 93. Entre las
operaciones que realizan los gestores ambientales se considera el
almacenaje por un cierto periodo de tiempo, en el caso de que no exista una
adecuada disposición final, hasta encontrar un tratamiento adecuado.
Los metales del grupo del platino (MGP) se los pueden encontrar y extraer
de yacimientos naturales, pero existe una limitación o en otras palabras
escases de dichas fuentes, la extracción y producción de los MGP de
yacimientos naturales “se concentra principalmente en Sudáfrica” (Guidiño
Guzmán, 2010). Debido a que va en aumento la demanda de los MGP
principalmente por parte del sector automotriz, es necesaria la búsqueda de
nuevas fuentes de obtención de estos metales, por tal motivo el reciclaje es
una opción importante para la recuperación de los MGP. Para la
recuperación y reciclaje se emplean básicamente dos tipos de procesos
metalúrgicos, el más innovador en la actualidad es la piro metalurgia el cual
involucra un proceso en el que básicamente se realiza la fusión del monolito
cerámico previamente triturado en un horno de plasma, seguido de ciertos
procedimientos de refinamiento de los elementos recuperados. Hensel
recycling es una empresa alemana que se dedica a la recuperación de los
MGP, llevan un proceso particularmente ecológico debido a que la fusión se
realiza con un plasma eléctrico. Otro tipo de proceso es conocido como la
hidrometalurgia, “este método parte del hecho de que los metales pueden
llevarse a su forma iónica solvatada en el licor primario” (Guidiño Guzmán,
2010), esto con la ayuda de procesos de lixiviación mediante agua regia y
finalmente con la purificación y refinado. Existen varios estudios
experimentales realizados, en cuanto a la recuperación a través del reciclaje
10
de los MGP, que se basan en la hidrometalurgia y los resultados en cuanto a
eficiencia son bastante viables en términos técnicos.
Para estimar la pre factibilidad de un proyecto es necesario conocer los
diferentes indicadores financieros, estos varían dependiendo del enfoque, ya
sea financiero o con un enfoque económico, estos indicadores sirven como
herramientas económicas esenciales para disminuir los riesgos al momento
de la toma de decisiones y conocer el rumbo al que se dirige el proyecto, ya
sea hacia el fracaso; donde el proyecto no es viable o hacia el camino del
éxito donde es cierta la factibilidad del proyecto. Algunos autores proponen
distintas clasificaciones para los indicadores financieros, estos permiten
definir lo que se desea y se necesita saber de un proyecto, estos son sus
valores tanto de los ingresos como de los egresos que este tendrá en una
línea de tiempo de operación, hablando del enfoque económico del proyecto;
llegar a ese punto requiere tomar un largo camino donde se deben trazar o
alcanzar metas importantes que debe ir en conjunto apoyado de un
conocimiento previo de aspectos como: conocer el mercado, definir el
proyecto tanto su tamaño como su ubicación, el financiamiento, la ingeniería
del proyecto, su organización entre otros. La base fundamental para realizar
las proyecciones financieras de un proyecto parte de los datos numéricos de
la inversión, costo de operación y del financiamiento del proyecto, estos son
el sustento para avanzar en los probables resultados de la posible o
existente empresa; a saber se establecen los siguientes pasos a desarrollar:
Estado de resultados o estado de pérdidas y ganancias
Flujo de caja del proyecto o cuadro de fuentes y usos de fondos de
efectivo.
Balance proyectado
Indicadores financieros
Punto de equilibrio
El estado de resultados tiene como primer paso especificar en qué términos
se va a realizar el análisis de cada uno de los resultados; si en términos
corrientes o en términos constantes. Se denomina corrientes cuando a cada
uno de los valores expresados se toma en cuenta la inflación respectiva de
cada año. En términos constantes si se toma como base un solo año
dejando de lado la inflación de los años posteriores. Para el desarrollo del
estado de resultados se debe definir los valores de ingresos ya sea por
concepto de ventas u otros, costos de operación en los que se toma en
cuenta tanto los costos de ventas, así como los gastos operativos, y por
último los costos de financiamiento. El resultado final refleja dos valores de
los siguientes datos importantes; valor de los impuestos esperados y el valor
de las utilidades. (Arboleda Velez, 2013). En la tabla 2 se puede observar
una estructura general del estado de resultados.
11
Tabla 2. Estructura general del estado de resultados
Fase Inversión Operacional
Año 1…. ..n
Programa de producción
ingreso por concepto de ventas mas otros ingresos
menos costos de operación y financiación
menos otros egresos utilidad antes de impuestos
menos impuestos utilidad neta
menos dividendos utilidades no repartidas utilidades no repartidas acumuladas (reservas)
(Arboleda Velez, 2013, pág. 301)
El flujo de caja básicamente se enfoca en sincronizar las entradas y salidas
del efectivo de manera eficiente y efectiva para evitar pérdidas que se
puedan generar por distintos factores como demoras en tiempos de
abastecimientos, entre otros aspectos. Se planifica y se desarrolla un cuadro
como se indica en la tabla 3 para conocer los recursos financieros que
dispone el proyecto; donde se toma en cuenta las fases de inversión, la fase
operacional; en este punto todos los gastos y costos deben cubrirse en su
totalidad por los ingresos obtenidos de las ventas del bien o servicio que se
genere. En la figura 3 se puede observar una estructura esquemática de las
fuentes de ingresos, como las diferentes salidas del efectivo de manera más
clara.
Figura 3. Estructura esquemática de las fuentes y los usos de fondos de efectivo, desde el
punto de vista del proyecto.
(Arboleda Velez, 2013)
12
Tabla 3. Estructura general del cuadro de recursos financieros
Fase Inversión Operacional
Año 1… …n
Programa de producción
Aportes de capital (capital social)
Crédito de los abastecedores
Préstamos bancarios
Rendimientos financieros
Incremento de los pasivos corrientes
Otros recursos (arrendamientos, participaciones, etc.)
(Arboleda Velez, 2013, pág. 303)
El balance proyectado tiene como fin establecer las partidas básicas del
mismo en aspectos como; balance de dinero en efectivo y otros activos
corrientes, activos fijos, capital etc. En simples palabras el balance trata de
manera general definir el estado de la empresa en todo su patrimonio. En la
tabla 4 se puede observar una estructura general con los diferentes aspectos
que se toma en cuenta para el balance proyectado.
Tabla 4. Estructura general del balance proyectado
Fase Inversión Operacional
Año 1… …n
Programa de producción
Activos
Activos corrientes
Efectivo
Cuentas por cobrar
Inventario de materias primas
Inventario de productos en proceso
Inventario de productos terminados
Inventario de repuestos y suministros
Total de activos corrientes
Activo fijos
No despreciables
Terrenos
Despreciables
Edificios
Maquinaria y equipos
Muebles y enseres
Vehículos
Herramientas
Total activos fijos
Activos diferidos
Gastos operativos
Total activos diferidos
Pasivo y patrimonio
Pasivo
Pasivos corrientes
Préstamos a corto mediano plazo
13
Tabla 4. Estructura general del balance proyectado ..… continuación
Total pasivo
Patrimonio
Capital social
Reservas
Total patrimonio
(Arboleda Velez, 2013, pág. 305)
Los indicadores financieros se usan para realizar la evaluación del proyecto
netamente con un enfoque financiero y estos se clasifican en dos métodos
como lo demuestra German Arboleda en su libro de proyectos, el primer
método no tiene en cuenta el valor del dinero en el tiempo pero no es muy
recomendable como método para situaciones de toma de decisiones y se
compone de los siguientes indicadores como:
El período de recuperación de la inversión (PR)
Entradas de efectivo por dólar invertido (EEDI)
Tasa de retorno contable (TRC)
Relación entre los ingresos netos menos la depreciación y el cargo por
depreciación (IN-D)/D
Relación entre los ingresos netos y el valor en libros de la inversión
IN/VL.
El segundo método si toma en cuenta el valor del dinero en el tiempo, que
para fines de este estudio son de gran importancia, se toma en
consideración los siguientes indicadores financieros como:
El valor actual neto (VAN)
La tasa interna de retorno (TIR)
Valor económico agregado (EVA)
El VAN es un indicador que permite establecer las relación beneficio/costo,
en otras palabras todo proyecto debe cubrir sus costos de operación más la
inversión con la entrada de dinero que este genere, los beneficio. Este
indicador determina la riqueza adicional que el proyecto es capaz de generar
después de cubrir sus costos, en una línea de tiempo conocido como el
horizonte de tiempo del proyecto; si el VAN resulta en un valor negativo, la
inversión no es recomendable; si el resultado es igual o mayor a cero la
inversión es viable y se acepta el proyecto.
La tasa interna de retorno (TIR) examina y evalúa el proyecto bajo una base
de una única tasa de rendimiento por periodo; conocido también como la
tasa de descuento, capaz de hacer que el VAN sea cero, es decir que los
valores generados por los flujos de caja sean iguales al valor de la inversión
del proyecto. El TIR busca la rentabilidad obtenida siempre en proporción
directa al valor del capital invertido. Algunos autores proponen que el TIR
14
representa el valor máximo que estamos dispuestos o en condiciones para
pagar a los inversionistas, además de cubrir los gastos de inversión. No se
debe dejar de lado un punto muy importante, este es la tasa mínima
aceptable de rendimiento (TMAR) como las fuentes de financiamiento por lo
general provienen ya sea de inversionistas o de entidades bancarias, todos
estos tienen un motivo en común y es el ganar dinero; es así que la TMAR
se expresa de la siguiente manera:
TMAR= índice inflacionario + premio al riesgo
Se debe tomar en cuenta el horizonte de trabajo para analizar un índice
inflacionario estándar que se aproxime lo máximo posible al real en esa línea
de tiempo. Es verdad que se presenta cierta dificultad para definir el índice
inflacionario, por lo que algunos autores recomiendan utilizar como referente
la tasa de interés que cobra el banco por el préstamo realizado.
El valor económico agregado (EVA) es un indicador que refleja el
desempeño total de la empresa en base al valor que es capaz de generar,
considerando el costo de financiamiento de los pasivos. Su definición es
relativamente fácil al igual que su aplicación; compara la rentabilidad con el
costo de los recursos utilizados. Matemáticamente se representa de la
siguiente manera:
EVA= rentabilidad – costo de capital * capital
El capital son todos los recursos utilizados para generar su actividad
(pasivos y patrimonio) mientras que el costo de capital representa el valor
del costo de esos recursos. (Valencia, 2011).
Si se basa en los indicadores financieros la rentabilidad es igual a la utilidad
antes de gastos financieros y después de impuestos (UAIDI). Por esta razón
también se puede expresar el EVA de la siguiente manera:
EVA= UAIDI – costo de capital * capital
15
2. METODOLOGÍA
La metodología aplicada se dirigió a realizar una investigación bibliográfica
de trabajos científicos que analizan diferentes puntos de interés que
anteceden al presente estudio. El análisis y el cálculo mediante fórmulas
financieras se emplearon en el desarrollo de los resultados importantes para
el actual trabajo.
Los estudios estadísticos desarrollados por parte del Instituto Nacional de
Estadística y censos (INEC), que muestran el número de vehículos
matriculados que circulan en el país y los anuarios presentados por la
Asociación de Empresas Automotrices del Ecuador (AEADE) donde se
determina y se da a conocer todas las ventas a nivel nacional por tipo de
vehículo y por año, además de la investigación de los actuales
componentes, normas, reglamentos de la ley y diferentes directrices que
brinda para el manejo de desechos peligrosos en el cual recae el convertidor
catalítico, de forma conjunta estos datos y resultados fueron la base donde
se sustentó y se desarrolló el primer objetivo.
Los procesos a emplearse en la planta, mediante la investigación
bibliográfica de diferentes estudios científicos y experimentales, se tomó
como método de recuperación y reciclaje la hidrometalurgia; se establece
cada paso del proceso y con ello se estima que tipo de máquina y
herramienta se necesita así como el dimensionamiento de cada una de los
mismos determinando el espacio a ocupar para cubrir de inicio a fin el
proceso de reciclaje según el volumen de trabajo de la planta.
Para el estudio financiero, se realizó por medio de la investigación y
cotización de los valores reales actuales de todos los activos del proyecto.
Se tomó en consideración las resoluciones gubernamentales para temas
como; el lugar del terreno o uso de suelo, ya que existen zonas establecidas
por las autoridades de gobierno, para el presente caso es una zona industrial
para la normal operación de la planta. En base a los indicadores financieros
de interés de la investigación bibliográfica, con sus respectivas fórmulas y
los valores totales de inversión se obtienen y analiza la rentabilidad del
proyecto propuesto en el país.
16
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE CATALIZADORES
DESECHADOS
Se inició determinando que el convertidor catalítico requiere de un cambio o
sustitución después de cumplir su tiempo de vida útil, se toma en promedio
el tiempo de 5 años, mencionado anteriormente como una estimación de los
fabricantes, para el análisis estadístico del volumen de vehículos con
catalizador y el volumen actual de los catalizadores desechados. En el último
informe del INEC entre los años 2014 hasta el 2015 existió un crecimiento
anual del 9.8% como se observa en la figura 4, teniendo un total de
vehículos en el año 2015 de 1’925.368.
Figura 4. Número de vehículos matriculados en el país por año
(INEC, Ecuador en Cifras, 2015)
Además se determinó en el presente reporte del INEC un 28.1% del total de
vehículos tiene más de doce años (2004 y anteriores), por otra parte, los
vehículos menores a doce años de antigüedad conforman el 72%, es decir
modelos que van de los años 2005 al 2016.
Partiendo de la resolución en 1999 de eliminar el plomo como aditivo de la
gasolina para introducir los catalizadores como medida ambiental en los
automóviles, se analizó el número aproximado de vehículos circulando en el
país desde el año 2000 en adelante, en los segmentos de interés para este
estudio; automóviles, vehículos deportivos o sus siglas en inglés (SUV) o
todo terreno y furgonetas (VANS) los cuales cumplen las características
requeridas. La AEADE quien lleva un reporte estadístico de sus ventas, en
su último anuario publicado, con datos hasta el año 2015 en la que se
destaca las ventas anules por tipo de vehículo como se observa en la tabla
17
5, la cual tiende a variar por diversas características propias del mercado; se
determina que en estos años el porcentaje de vehículos según la
clasificación descrita los que cumplen con un catalizador en sus sistemas es
de un 69%, que anualmente tiene una variación entre un rango de 64% a
71%.
Tabla 5. Ventas anuales por tipo de vehículo.
(AEADE, 2015)
Para el presente año y teniendo en consideración los 5 años de vida útil del
catalizador, se toma en cuenta solo los vehículos desde los años 2000 hasta
el 2012 que se estima realizaron el cambio o sustitución de los convertidores
catalíticos hasta la actualidad. Determinando el porcentaje de vehículos
vendidos hasta el año 2012 y en conjunto con los datos del INEC se puede
obtener el promedio estimado actual de vehículos con catalizadores que
debieron haber realizado el cambio o sustitución del convertidor en el país
como se muestra en la tabla 6.
Tabla 6. Total vehículos con catalizador hasta el año 2012
Vehículos (por unidad) Porcentaje
Datos AEADE entre los años (2000-2012)
1123256 -
Datos AEADE vehículos con catalizador entre los años (2000-
2012)
766229 68%
Datos INEC total (2015) 1925368 -
Total vehículos con catalizador actual
1313390 -
Además se determina el promedio anual estimada de convertidores
catalíticos desechados, sin pasar por alto el análisis que los vehículos del
año 2000 realizan el cambio de catalizador por segunda vez en el año 2010,
18
y para ese mismo año se le suma también los vehículos del año 2005 que
realizan su cambio por primera vez y así en adelante se suman los vehículos
de mayor antigüedad con los de menor antigüedad, siguiendo el análisis de
tiempo de vida útil del catalizador como se muestra en la tabla 7.
Tabla 7. Promedio anual de catalizadores
Datos AEADE Vehículos con catalizador (por unidad)
Promedio anual desde los años 2000-2009
65721
Promedio anual desde los años 2010-2014
131442
Promedio anual Pichincha desde los años 2010-2014
52576
Estos datos presentados permiten apreciar un panorama en general de lo
que se puede dar en el país. Como se observa en la tabla anterior, los datos
que figuran en la provincia de Pichincha surgen del porcentaje de
participación que ha tenido esta provincia según la AEADE en el campo
automotriz del 40% en estos 15 años. Para fines de este estudio es
fundamental estudiar y analizar la realidad del marco temático planteado
referente a la estadística de cuantos cambios de catalizadores de los
sistemas de escapes de los vehículos a gasolina en la ciudad de Quito se
realizan en el periodo de un año.
Las características del sector automotriz en el país, varían en distintos
aspectos, tales como; la economía en sus distintos niveles, diferentes
decretos o leyes propias del país, las características del combustible en sus
diferentes clasificaciones, que determinan su calidad y el ingreso de las
marcas y modelos que ofrece el sector automotriz mundial, entre otras
características. Sin embargo se puede apreciar que en el estudio del análisis
sectorial presentado en la publicación de Infoeconomia del primero de
noviembre del 2012, realizado por el INEC, establece que tanto la provincia
de Pichincha y la provincia del Guayas lideran y forman parte importante en
el desarrollo del mercado del sector automotriz; todo esto viene dado a su
elevado número de población y desarrollo en varios aspectos económico
sociales, lo cual las convierte en las principales provincias donde no solo se
desarrolla el sector automotriz sino también la industria en general. En el
país la participación del sector automotriz forma parte principal en la
economía, debido a que todas sus diligencias comerciales y además todas
las actividades que guardan alguna relación cercana, generan grandes
resultados tanto en plazas de empleos como por otra parte en la
recaudación de impuestos, que ayudan al desarrollo del país. Se estima un
valor que va alrededor de los 400 millones de dólares como resultado de la
participación del parque automotor. Al sector automotriz se lo divide en tres
grandes actividades económicas, en un orden de importancia de acuerdo al
número de establecimientos se tiene: comercio, manufactura y servicios
(INEC, Peña, & Pinta, infoeconomía, 2012). En la figura 5 se puede observar
19
un diagrama de la división en estas tres actividades económicas del sector
automotriz.
Figura5: Actividades del sector automotriz
(INEC, Peña, & Pinta, infoeconomía, 2012)
La actividad de comercio como se observa en la figura anterior abarca casi
el total de todas las actividades del sector automotriz con un porcentaje del
98% del total, de acuerdo al Censo Nacional Económico 2010, se divide en
dos aspectos primordiales, el primero con un porcentaje del 70% del total
comprende todos aquellos establecimientos dedicados únicamente a realizar
mantenimiento y reparación de los automotores, y el resto del porcentaje que
lo conforman el 30% es la segunda división, los cuales son todos aquellas
entidades o establecimientos dedicados exclusivamente a la venta de partes,
piezas y accesorios automotrices, es decir las comúnmente conocidas
importadoras, a pesar de manejarse un porcentaje medianamente pequeño,
son las que generan un gran movimiento de dinero superando por el doble el
valor de lo que generan los establecimientos dedicados a mantenimiento y
reparación, sin embargo de manera conjunta como se señaló anteriormente
este sector de la economía, en impuestos anuales llega a un valor alrededor
de los 400 millones de dólares destacando que el 98% de su valor consiste
en mantenimiento y ventas de repuestos (INEC, Peña, & Pinta,
infoeconomía, 2012). En la figura 6 se muestra el total a escala nacional del
número de establecimientos divido por cada provincia. Es lógico que las
ciudades con mayor número de población lideren este listado como lo es la
provincia del Guayas y la provincia de Pichincha, en concordancia con esa
misma lógica, es ciertamente en estas provincias donde se centra el mayor
flujo de partes y piezas automotrices importadas y por ende el mayor flujo de
desechos automotrices que requieren una adecuada disposición final, entre
ellos los sólidos peligrosos donde se encuentra señalado el convertidor
catalítico como uno de ellos elemento importante para el estudio actual.
20
Figura 6: Establecimientos por provincia
(INEC, Peña, & Pinta, infoeconomía, 2012)
Como se puede apreciar en la figura anterior, la provincia de Pichincha tiene
un total de 6362 establecimientos dedicados al sector automotriz. Sin
embargo este sigue siendo un dato muy en general, por lo que en
concordancia con los porcentajes presentados anteriormente de la división
tripartita (comercio, manufactura, servicio) de las actividades económicas del
parque automotor, se pudo analizar en conjunto con el porcentaje de
participación de establecimientos dedicados al comercio, específicamente
establecimientos de servicio en reparación y mantenimiento del sector
automotriz de la provincia de Pichincha, se elaboró la tabla 8 donde se
determina el número aproximado de establecimientos dedicados al
mantenimiento y reparación de los automotores que continúan prestando sus
servicios, comúnmente conocidos por la población como talleres
automotrices. Todos estos establecimientos son de principal importancia ya
que son la fuente potencial de los convertidores catalíticos desechados o
sustituidos, que son en esencia la materia prima del proceso de producción
de la planta recicladora motivo de este estudio, se toma en cuenta el
concepto o término de producción, como la recuperación de los metales
preciosos para la industria del mundo actual como lo son el platino, el
paladio y el rodio, elementos que han llegado a ser vitales para muchos
21
sectores no solo en la movilidad, ya que ayudan al desarrollo y sustento de
las actividades humanas.
Tabla 8: Establecimientos del sector automotriz dedicados al comercio de la provincia de
Pichincha
Establecimientos % Unidades
Talleres de mantenimiento y reparación de automotores
70 4453
Establecimientos dedicados a la venta de repuestos, accesorios y venta de
vehículos
30 1909
Existen diferentes tipos de establecimientos de servicio automotriz, es decir
varían en la asistencia que ofrecen a los usuarios, algunos son
especializados en un área específica o enfocados en uno de los diferentes
sistemas auxiliares del automotor como por ejemplo; asistencia
especializada en los sistemas eléctricos y electrónicos, sistema de
refrigeración, sistema de transmisión ya sea automática o manual, sistema
de alimentación, sistema de escape entre otras. Esta última clasificación los
talleres especializados en sistemas de escape es de mayor interés para este
estudio, debido a que son los establecimientos que realizan el mayor número
de cambios de catalizadores en el país. Sin embargo la gran mayoría de
talleres presta asistencia de manera general o el comúnmente llamado taller
multitarea o multimarca, no se cuenta con un análisis del número de talleres
automotrices por su clasificación, sin embargo es de conocimiento general
que un cambio de catalizador se lo puede realizar en casi cualquier taller
automotriz. Como se observa en la tabla 9, se realizó un análisis del número
de catalizadores que se cambian anualmente en los diferentes talleres
automotrices de la ciudad de Quito, es importante mencionar que los datos
presentados son de los establecimientos que si declararon su información en
cuanto a los trabajos realizados con este elemento importante del sistema de
escape de los automotores como lo es el convertidor catalítico, mayormente
conocido como catalizador. Muchos se reservan este dato debido a que no
existe una adecuada gestión en la disposición final del convertidor catalítico
y también debido a que podría ejecutárseles una sanción por mal manejo de
los desechos peligrosos, en la mayoría de los casos es incierto cuál es su
manejo después de ser desechado o en su defecto se lo desecha de igual
forma junto con los desechos comunes, aunque es de su conocimiento que
es un elemento catalogado como sólido peligroso. Mencionado estos
antecedentes importantes en la gestión que se realiza en el país en cuanto a
este elemento, se tiene un número inferior al estimado en este estudio de los
cambios realizados en el presente año de los convertidores catalíticos
automotrices.
22
Tabla 9. Establecimientos que declararon los cambios que realizaron del catalizador.
Establecimientos especializados en escapes cercanos a las revisiones
vehiculares
Cambios realizados mensualmente
Cambios realizados anualmente
Mecánica 1 (sector san isidro) 14 168
Mecánica 2 (sector san isidro) 15 180
Mecánica 3 (sector san isidro) 15 180
Mecánica 4 (sector san isidro) 20 240
Mecánica 5 (sector san isidro) 10 120
Mecánica 6 (sector san isidro) 4 48
Mecánica 7 (sector carapungo) 15 180
Mecánica 8 (sector carapungo) 14 168
Mecánica 9 (sector carapungo) 15 180
Mecánica 10 (sector carapungo) 15 180
Mecánica 11 (sector carapungo) 10 120
Mecánica 12 (sector carapungo) 10 120
Mecánica 13 (sector carapungo) 12 144
Mecánica 14 (sector carapungo) 14 168
Mecánica 15 (sector carapungo) 10 120
Mecánica 16 (sector carapungo) 14 168
Mecánica 17 (sector la pulida) 10 120
Mecánica 18 (sector la pulida) 32 384
Mecánica 19 (sector la pulida) 40 480
Mecánica 20 (sector la pulida) 25 300
Mecánica 21 (sector la pulida) 10 120
Mecánica 22 (sector la pulida) 12 144
Mecánica 23 (La pulida) 10 120
Mecánica 24 (sector la pulida) 10 120
Mecánica 25 (sector la pulida) 10 120
Mecánica 26 ( vía al valle puente 2)
10 120
Mecánica 27 ( vía al valle puente 2)
3 36
Mecánica 28 ( vía al valle puente 2)
30 360
Mecánica 29 ( vía al valle puente 2)
10 120
Mecánica 30 ( vía al valle puente 2)
5 60
Establecimientos especializados fuera de las zonas de revisión vehicular
Tecnoescapes - 1000
Mecánica 31 (av. Del maestro) - 100
Mecánica 32 (av. 10 de agosto) 14 168
Mecánica 33 (álamos y guayabos)
15 180
Gran escape 4 48
Establecimientos multitarea
Vallejo Araujo chevrolet 3 36
Recordmotor volkswagen 3 36
Honda 2 24
Servi-centro 3 36
S&J servicio 3 36
Total - 6752
23
Con los presentes datos se identificó dos escenarios bien definidos de la
realidad del país, la cual es la base principal para el sustento del presente
estudio de pre factibilidad de la planta recicladora del convertidor catalítico.
El primer escenario es, realizar el análisis con los valores a nivel nacional
para el presente año, el número estimado de catalizadores automotrices
desechados son de 131442 como se presentó anteriormente, este panorama
surge con la condicionante del cumplimiento de la ley establecida para
manejo de desechos peligrosos, con el Ministerio de Ambiente del Ecuador
(MAE) como ente regulador y responsable del cumplimiento total de la
misma. El segundo escenario, se enfocó en lo que realmente sucede en la
ciudad de Quito en base al número estimado de establecimientos que
prestan el servicio al parque automotor y que si declararon sus operaciones
en cuanto al volumen de trabajo anual, así se tiene que 6752 catalizadores
en promedio serian desechados en el periodo de este año en la provincia de
Pichincha.
3.2 PROCESO DE RECUPERACION Y RECICLAJE
Para el proceso de recuperación de los elementos preciados del convertidor
catalítico, de la planta recicladora, se determinó usar el método de
hidrometalurgia. Este proceso se basa en encontrar una diferencia
específica y única de los elementos de interés o elementos a recuperar en
este caso el platino, paladio y rodio en sus propiedades físicas o químicas
como por ejemplo tamaño, densidad, conductibilidad, entre otras
propiedades. Todo esto se debe llevar acabo ya que tanto en la naturaleza
como en los catalizadores automotrices, los elementos como el platino no se
encuentran en su estado puro o en otras palabras de manera individual, lo
que hace necesario separar los elementos importantes de los no tan
importantes, conocidos en metalurgia como la mena material valioso y la
ganga material no valioso. Este método de recuperación se realiza por
medio de tres pasos principales; la reducción de tamaño a nivel de partícula
fina que más adelante se detallan sus valores y dimensiones, es esencial por
lo que requiere de la trituración y la molienda para alcanzar un polvo fino,
posteriormente la lixiviación que por lo general se lleva acabo con agua regia
o con concentraciones elevadas de los diferentes ácidos que actúan como
agentes lixiviantes, tiene lugar en 3 o 4 tanques en serie con volúmenes
variables, a escala industrial la lixiviación con agitación y presión a través de
medios mecánicos o neumáticos con la inyección de aire como se muestra
en la figura 7, a temperaturas de 60° a 70°C, reduce tiempos y
consecuentemente costos (Andrade Estrella, 2015). La agitación es
fundamental en este punto del proceso, existen variaciones en el uso de
inyección de aire o a su vez sin esta característica.
24
Figura 7. Diagrama esquemático de un tanque reactor Pachuca con agitación neumática
(Andrade Estrella, 2015)
Como último paso se efectúa la refinación de los elementos por separado, al
hablar de refinación; se trata específicamente del momento donde los
elementos deseados aún se encuentran químicamente en forma de
aleaciones o en otras palabras no se encuentran en su estado puro, para
ello se realiza la refinación, por medio de diferentes procesos, estos pueden
ser; procesos químicos únicamente o electroquímicos donde se emplea la
combinación de ambos; este paso busca romper estas aleaciones para
lograr obtener como resultado los elementos del grupo del platino en su
estado puro como único elemento, de manera más significativa se busca
obtener el mayor porcentaje de platino por su gran cotización en el mercado
y su gran variedad y necesidad en muchos de los procesos industriales.
Debido a las diferentes variantes y circunstancias del volumen estadístico de
convertidores catalíticos desechados en la ciudad de Quito, en base a los
25
datos obtenidos, tanto de la parte real de los talleres automotrices dedicados
al servicio de mantenimiento, que declararon sus trabajos con el mencionado
catalizador elemento del sistema de escape, así como también de la mano
de los datos estadísticos del número de vehículos que poseen catalizadores
en su sistema de escape en la provincia de pichincha, que permiten
establecer ciertas proyecciones, se tomó en cuenta realizar el estudio en
base a las estimaciones de catalizadores desechados a nivel nacional y no
solo a nivel de la provincia de pichincha para el diseño de una planta de
hidrometalurgia para el reciclaje del convertidor catalítico automotriz y la
extracción del platino, paladio y rodio con agentes lixiviantes de ácidos
inorgánicos, con una capacidad de trabajo y procesamiento de 500 Kg/día,
en un estimado de jornadas de trabajo 8 horas, en los días laborables
teniendo como resultado mensual una capacidad de trabajo de 10 toneladas.
Esta capacidad de trabajo es apropiada y se maneja dentro del promedio de
las proyecciones estimadas a nivel nacional, para su funcionamiento
adecuado dentro de las primeras etapas del proyecto.
En la figura 8 se muestra el diagrama de flujo del proceso de la planta
establecido para la recuperación o reciclaje y cumplir el rango de
operaciones necesarios y la carga de trabajo establecida. Si se observa con
detenimiento, se puede identificar que también se encuentran incluidos los
valores de la reducción de tamaño del material o materia prima del proceso,
primer paso establecido y necesario para el correcto y eficaz funcionamiento
de la línea de proceso, también se puede observar los aspectos de
recirculación que ayudan a que el proceso alcance mayores niveles de
eficiencia, sin permitir que se generen grandes desperdicios, ya que estos
generan costos que consecuentemente representan perdidas en dinero a la
empresa, por tal motivo se debe trabajar de manera que se puedan evitar en
lo más mínimo los desperdicios. Este diagrama de flujo es fundamental y la
base para los balances de masa dentro de la planta, es decir permite el
desarrollo de los dimensionamientos de los diferentes equipos y
herramientas a utilizar dentro del proceso, y estimar las condiciones de
trabajo y los índices necesarios para establecer cada uno de los mismo, así
como sus diferentes cotizaciones dentro del mercado actual y la variedad de
ellos para el desarrollo del monto de la inversión inicial. Un aspecto
importante que es necesario resaltar, es que la carga de trabajo o la
producción diaria o mensual de la planta es relativamente pequeña; las
plantas establecidas y dedicadas a trituración y molienda ya sea en el área
de la minería o en aspectos como el reciclaje en su capacidad mínima de
operación de sus equipos es de 1 tonelada/ hora, que sobre pasa muy por
encima la producción diaria de la planta de establecida en este estudio, aun
mas muy por encima de la producción mensual. Por tal motivo la búsqueda
de los equipos se enfocó en equipos de producción a nivel de laboratorios
los cuales cumplen de manera eficiente la capacidad de trabajo de la planta
recicladora del presente estudio.
26
Figura 8. Diagrama de flujo del proceso de reciclaje y extracción del platino, paladio y rodio
(Andrade Estrella, 2015)
3.3 DETERMINACION DE LAS MÁQUINAS
La trituradora de cono es el primer paso en la etapa de reducción de tamaño
del catalizador automotriz a reciclar; las dimensiones de este elemento
varían entre los 20 a 30 centímetros depende de algunos factores propios de
fabricación, modelo y función, en el anexo 1 se puede observar más detalles
de las maquinas herramientas. Es importante destacar que es el monolito
cerámico el elemento que ingresa en la línea de proceso no toda la
estructura del catalizador, ya que los elementos a reciclar se hallan en el
interior del monolito cerámico por lo que la carcasa de desprecia o en otras
palabras se deja de lado en un aspecto secundario.
27
En la figura 9 se puede apreciar la trituradora de cono seleccionada para
cumplir la carga de trabajo que cumpla con los objetivos de la planta. En la
tabla 10 se muestra las características de operación de acuerdo al diseño.
Figura 9. Trituradora de cono
Tabla 10. Parámetros de operación según diseño de la planta para la trituradora de cono
Parámetro Valor
Tamaño de ingreso del material 20-30 (cm)
Capacidad de trabajo 500 (kg/día)
Tamaño de salida del material 0.5 – 2 (cm)
Material a pulverizar Catalizadores
Dureza del material Blando
Como se puede observar en la tabla anterior en la capacidad de trabajo, la
trituradora de cono cumple con la producción diaria de 500 kg/día sin
ninguna dificultad, así como en los dos parámetros restantes que son un
valor establecido según el diseño de operación. Existen muchos parámetros
o condiciones de operación que se pueden tomar en cuenta pero en el caso
28
de selección de equipos de este tipo, estos son los aspectos más
importantes para determinar la selección del equipo necesario.
El siguiente paso en el proceso de reducción de tamaño es la molienda, en
la figura 10 se puede observar el molino Pulverisette 9 seleccionado de la
marca Fritsch. Las condiciones de operación del equipo se muestran en la
tabla 11.
Figura 10. Molino
Tabla 11. Parámetros de operación según diseño para molino
Parámetro Valor
Tamaño de entrada del material 12 (mm)
Tamaño de salida del materia 10 – 20 (µm)
Capacidad de trabajo 500 kg/día
Dureza del material Blando
Completado el proceso de reducción de tamaño, se inicia con la lixiviación
para ello se necesita de tanques especiales que cumplan con la capacidad
de trabajo según el diseño de la planta. Para ello se muestra en la tabla 12
los parámetros de operación de los tanques seleccionados, cabe destacar
que debido a sus características de trabajo se los suelen llamar también
reactores, aunque su principio de trabajo siempre será el mismo. Los
29
tanques deben determinarse de manera minuciosa ya que estos serán los
que contengan los diferentes elementos químicos de elevada concentración
y sin un manejo de adecuado de alta peligrosidad.
Tabla 12. Parámetros de operación del tanque de lixiviación
Parámetro Valor
Tamaño de partícula 450 (µm)
Porcentaje de solidos 10 %
Tiempo de lixiviación 4 horas
Capacidad de volumen 5 (m³)
Concentración del agente lixiviante 80%
Velocidad de agitación 500 (rpm)
(Andrade Estrella, 2015)
En la figura 11 se puede apreciar el tanque de lixiviación seleccionado de la
marca Zhengzhou. Con un motor para su agitación y rotación en
determinado momento de la lixiviación si así se lo requiere.
Figura 11. Tanque de lixiviación
Terminado el proceso de lixiviación, se debe realizar el último paso y el más
importante para obtener el platino, el paladio y rodio de manera separa para
su posterior venta. Este proceso es el de refinación o separación de los
elementos a través de una celda bi-electrolítica, que realiza el proceso
electroquímico mencionado anteriormente o como se detalla en la figura 8 en
el diagrama de flujo del proceso, la electrodeposición que como resultado
final se obtiene las concentraciones de los elementos por separado en su
estado puro sin ninguna aleación. En la tabla 13 se detalla los parámetros de
operación de la celda bi-electrolítica. Parte importante a destacar es que
30
este punto final del proceso genera grandes consumos de energía, sin
embargo la refinación del platino mientras mayor grado de pureza tenga,
mayor será su costo en el mercado, por tal motivo se debe realizar un
trabajo de refinación de la más alta calidad.
Tabla 13. Parámetros de operación de la celda bi-electrolítica
Parámetro Valor
Densidad de corriente 600 (A/m²)
Tiempo de operación 25 (min)
Separación de los electrodos 4 (cm)
Conductancia eléctrica 5000 µΩˉ¹
Concentración de solución de ácido sulfúrico
1 M
(Andrade Estrella, 2015)
Se describió la línea de proceso tomando en cuenta los aspectos más
importantes para la recuperación y extracción de los elementos a reciclar
como lo son el platino, paladio y rodio. Sin embargo en el proceso se
requiere de otros elementos importantes para la correcta operación de la
planta como se detalla en la tabla 14, se puede observar que son elementos
con una función importante dentro de la línea de proceso de extracción y
reciclaje pero para fines de este proyecto no es particularmente importante
describir sus funciones y parámetros, pero de manera oportuna se destaca
que como en todo sistema o línea de proceso todo elemento es importante,
mas no se hace énfasis ni se entra en detalles con los mismos.
Tabla 14. Máquinas herramientas de la línea de proceso
Elemento Cantidad
Tamiz vibratorio 2
Tanque filtrador 1
Caldero 1
Chaquetas de calentamiento 3
Filtro prensa 1
Balanza industrial 1
Bombas 11
Bandas transportadoras 100 (metros)
En conformidad a la producción diaria o la capacidad de trabajo de la planta,
el balance de masa del proceso se lo puede observar en la figura 12. Todo el
proceso debe estar en armonía al diseño y al hablar del balance de masa se
detallan aspectos como las cantidades requeridas de agua, los valores de
ingreso en cada aspecto importante de la línea del proceso y los valores de
salida de cada uno de ellos. Esto ayuda a tener un enfoque del gasto de los
diferentes recursos a usar en la línea de producción, para posteriormente
analizar el costo que tendrá la producción, parte fundamental en el análisis
financiero del proyecto planteado para poder determinar su pre-factibilidad o
no de la planta recicladora del convertidor catalítico en la ciudad de Quito.
31
Figura 12. Balance de masa del proceso
(Andrade Estrella, 2015)
32
En concordancia con la línea de proceso, el balance de energía del proceso
de los equipos principales de la planta es el que se muestra en la tabla 15.
Tabla 15. Balance de energía del proceso
Equipo cantidad Energía (KWh) Tiempo de trabajo (h)
Energía consumida (KWh/día)
Trituradora 1 1 8 8
Molino 1 1.2 8 9.6
Tanque de lixiviación
3 2.2 4 26.4
Filtro prensa 1 5.5 0.5 2.75
Celda bi-electrolítica
10 34 465.10 5/12
143604.58
Bombas 4 12 4 192
Total 143843.33
El resultado final es de 143843.33 kWh/día aproximadamente de gasto
energético, se hace referencia a que no se toma en cuenta el consumo
relativamente mínimo de la parte administrativa y de las demás áreas
complementarias de la planta.
3.4 ANÁLISIS FINANCIERO
Se determinó el análisis financiero una vez establecido la capacidad y
maquinas herramientas necesarias para cubrir dicha carga de trabajo de la
planta. Son dos los aspectos relevantes en resumidas cuentas de un
proyecto para su análisis financiero; la fase de inversión y la fase
operacional, dicho en otras palabras por una parte se realizaron la
estimación de la inversión y complementario también se estimó el costo de la
línea de producción que se detallan a continuación.
En la fase de la inversión el primer factor que se consideró fue el terreno
para la edificación de la planta. Debido a que en su línea de proceso la
planta trabaja con ciertos productos químicos y procesos que involucran un
grado de peligrosidad en la parte ambiental, el terreno según la clasificación
realizada por la entidad competente; en este caso el Municipio Metropolitano
de Quito clasifica el uso de suelos según las características de las empresas
para generar impactos ambientales, en dichas descripciones la planta
recicladora planteada se encuentra entre zona industrial de mediano impacto
y zona industrial de alto impacto. Que hace referencia a las empresas que
generen impactos ambientales moderados y que requieren de ciertas
características especiales para contención en caso de existir
derramamientos y otros accidentes industriales que generen en algún grado
impacto en el ambiente.
El terreno seleccionado en conformidad a lo anteriormente mencionado y de
acuerdo a la necesidad del espacio requerido para el buen funcionamiento
de la planta, tiene las siguientes características:
33
Clasificación: Terreno de uso industrial de alto impacto I3
Provincia: Pichincha
Cantón: Quito
Sector: Ponceano alto
Área total: 1316 m²
Posee todos los servicios básicos y para la industria
Costo: 330.000 dólares
Una vez determinado el terreno y su valor, se procedió a la cotización de la
edificación de la planta. En base a las necesidades del diseño y para la
seguridad y correcta operación, se consideraron a criterio del arquitecto las
medidas de seguras necesarias y los materiales a usar en conformidad con
las normas establecidas. En el anexo 2 se puede observar el plano.
El diseño de la edificación se costeó con un criterio de doce dólares el metro
cuadrado, lo que dio como resultado el costo total de la edificación con un
valor de $289.758,89 para la fase de ejecución de la edificación se debe
tomar en cuenta un 10% adicional del valor total.
A continuación se detallan en la tabla 16 los muebles de oficina que se
estableció para la operación de la empresa según su diseño.
Tabla 16. Muebles de oficina
Muebles de oficina
Detalle Cantidad Valor unitario Valor total
Escritorio 14 150 2.100
Archivadores 8 89 712
Estanterías y repisas 8 100 800
Juego de sillones 3 500 1.500
Mesa de juntas 1 300 300
Total 5.412
En la tabla 17 se puede apreciar el desglose de los diferentes equipos y
maquinas necesarios para la producción de recuperación, es decir el
reciclaje de los elementos valiosos del convertidor catalítico como el platino,
paladio y rodio. Algunos de ellos ya se han mencionado con anterioridad; los
principales de ellos, mostrando sus características y relevancia, todo de
acuerdo al diseño establecido de capacidad de operación de la planta. Se
realizó de esta manera tomando en cuenta los tres pasos principales ya
mencionados con anterioridad en este estudio como lo son:
La reducción de tamaño; para alcanzar las características necesarias del
polvo fino se requiere tanto de la trituración como de la molienda en esta
etapa del proceso
La lixiviación; proceso químico
La refinación por separado de los elementos para su posterior venta
34
Tabla 17. Costo total de equipos y maquinas
Equipos/Máquinas
Detalle Cantidad Valor unitario Valor total
Trituradora de cono 1 9.600 9.600
Molino de discos 1 17.657 17.657
Tanque de lixiviación 5 2.698 13.490
Silo de almacenamiento
2 500 1.000
Tamiz vibratorio 2 6000 12.000
Tanque filtrador 1 800 800
Caldero 1 40.000 40.000
Chaquetas de calentamientos
3 3000 9.000
Filtro prensa 1 3000 3.000
Balanza industrial 1 200 200
Bombas 5 400 2.000
Bandas transportadoras (metros)
100 4 400
Total 109.147
Los equipos de informática se detallan en la tabla 18, se tomó en
consideración únicamente los elementos básicos para que la empresa pueda
seguir su marcha correctamente. Si fuera necesario se debe adaptar con el
tiempo un presupuesto para la adquisición de nuevos elementos informáticos
según surja la necesidad en la marcha del trabajo, con la base establecida
inicialmente la empresa cubre sus necesidades sin ningún problema.
Tabla 18. Costo total de equipos de informática
Equipos de informática
Detalle Cantidad Valor unitario Valor total
Computadoras de escritorio
14 800 11.200
Copiadora multifunciones
3 1.700 5.100
Total 16.300
Se consideró en el aspecto de movilidad un camión; su función es de
recolectar la principal materia prima por mencionarlo así, que son los
convertidores catalíticos desechados, y también se consideró una camioneta
para movilidad como se detalla en la tabla 19.
La empresa por su actividad de reciclaje y tratamiento de este elemento
actuará en el país como un gestor ambiental, por tal motivo la recolección
del convertidor catalítico es parte de la función de la empresa.
Tabla 19. Costo total de vehículos
Vehículos
Detalle Cantidad Valor unitario Valor total
Camión 1 28.990 28.990
Camioneta 1 36.990 36.990
Total 65.980
35
Toda empresa o entidad necesita un capital de trabajo para desarrollar sus
actividades laborales con normalidad y que no existan paras innecesarias
que suelen ser perjudiciales, para este estudio se consideró como parte de
la inversión inicial el costo del capital de trabajo para el primer trimestre,
posterior a ello la empresa debe cubrir esos gastos con la producción. Se
pueden considerar varios aspectos de acuerdo a la activad de la empresa,
para fines de este estudio el capital de trabajo está compuesto por; el valor
de costo de producción, gastos administrativos, remuneraciones o costo de
mano de obra y gastos de ventas, los cuales se detallan a continuación.
Los gastos de ventas se consideró el marketing necesario, que en este caso
se manejara por página web y con clientes productores; se estimó un valor
de 1500 dólares mensuales.
El costo de producción estimado se muestra en la tabla 20, para la
producción en el periodo de un año. Se consideran todos los aspectos como,
materia prima y energía necesaria, sin embargo son estimaciones que se
realizan en base a los datos y es importante recordar que se estableció el
diseño de la planta con una recirculación de los ácidos, por lo que los
valores reales únicamente se pueden estimar con la empresa ya en
funcionamiento.
Tabla 20. Costo de producción anual de la planta
Detalle Cantidad Valor unitario Valor total
Ácido clorhídrico 6.000 L 193 USD/L 1’158.000
Ácido nítrico 4.000 L 292 USD/L 1’168.000
Ácido sulfúrico 4.500 L 260 USD/L 1’170.000
Energía 34’522.399.2 kWh/año
0.072 USD/kWh 2’485.612.7
Agua 700.000 m³ 0.72 USD/m³ 504.000
Total 6’485.612.7
Los gastos administrativos se estimaron de acuerdo a tres puntos;
suministros de oficina, suministros de aseo y servicios, como internet y
telefonía. Es importante destacar que los gastos administrativos aunque a
primera vista no reflejan un aspecto de gran importancia dentro del proceso,
pero para el desarrollo administrativo correcto y para mostrar una imagen
empresarial de seriedad y compromiso es parte fundamental y necesaria.
Para los suministros de oficina se consideró los siguientes detalles como se
muestra en la tabla 21, todo esto de conformidad con la estimación de lo
necesario para solventar las necesidades mensuales, sin embargo a medida
que se implemente la empresa y corra su marcha de funcionamiento, de
acuerdo a las necesidades que se vayan presentando se debe implementar
un plan para cubrir estos gastos adicionales si así se requiere.
36
Tabla 21. Costo suministros de oficina
Detalle Cantidad Valor unitario Valor total
Carpetas (archivadoras)
30 8 240
Perforadoras 14 10 140
Grapadoras 14 6 84
Cuadernos 20 2 40
Tinta (para la impresora)
1 14 14
Papel bond (75g) Resma 4.50 4.50
Otros 1 100 100
Total 622.5
Los costos para suministros de aseo de detallan en la tabla 22, se estimó los
productos necesarios de limpieza.
Tabla 22. Costos de suministros de aseo
Detalle Cantidad Valor unitario Valor total
Escoba 6 4 24
Trapeador 6 6 36
Fundas de basura Paquete 3 3
Desinfectante 10(litros) 4 40
Jabón líquido de baño
2(litros) 6 12
Pala 6 2 12
Otros 1 100 100
Total 227
Finalmente se determinó el costo de los servicios que se detallan en la tabla
23.
Tabla 23. Gastos de Servicios
Detalle Cantidad Valor unitario Valor total
Internet 1 60 60
Teléfono 1 50 50
Total 110
En conjunto con estos valores definidos como se mencionó anteriormente
forman parte de los gastos administrativos de la empresa como se observa
en la tabla 24, se suman los valores totales de cada uno de los detalles para
obtener el valor total general tanto mensual como anual.
Tabla 24. Gastos administrativos
Detalle Costo mensual (USD) Costo anual (USD)
Suministros de oficina 622.5 7470
Suministros de aseo 227 2724
Servicios 110 1320
Total 959.5 11514
La mano de obra que forma parte importante en el cuerpo de la empresa, así
es como lo estiman algunos analistas al recurso humano, se define a
37
continuación en la tabla 25, con sus respectivos sueldos y derechos que le
otorga la ley hasta el presente año.
Tabla 25. Costo de mano de obra
Una vez que se obtuvo estos datos, se calculó la inversión inicial del
proyecto en la tabla 26 se puede observar el desglose del valor total de la
inversión de los diferentes elementos necesarios para el funcionamiento de
la empresa.
Tabla 26. Monto total de la inversión
Detalle Valor total (USD)
Terreno 330.000
Edificación 289.758,89
Muebles 5.412
Equipos/Máquinas 109.147
Equipos de informática 16.300
Vehículos 65.980
Capital de trabajo 1’740.841
Gastos de constitución 4.800
Total 2’562.239
Los gastos de constitución se estimaron de acuerdo a los honorarios por
abogados y trámites necesarios para la legalización de la empresa. En este
caso la planta recicladora se la constituye como gestor ambiental con las
respectivas licencias y demás términos de ley.
La estimación de las ventas, para su cálculo se tomó como base la
capacidad de trabajo y el diseño de producción de la planta. Si su eficiencia
MANO DE OBRA SUELDO
APORTE AL
IESS
FONDOS DE
RESERVA VACACIONES
DECIMO
TERCERO
DECIMO
CUARTO TOTAL
Gerente 5000 472,5 416,5 2500 416,67 31,25 8836,92
Secretaria 600 56,7 49,98 300 50 31,25 1087,93
Contador 900 85,05 74,97 450 75 31,25 1616,27
Asistente de
contabilidad 650 61,43 54,145 325 54,17 31,25 1175,99
Asistente ventas 600 56,70 49,98 300 50,00 31,25 1087,93
Ingenieros de planta (3) 6000 567 499,8 3000 500 31,25 10598,05
Supervisores (2) 3000 283,5 249,9 1500 250 31,25 5314,65
Jefe de producción 2500 236,25 208,25 1250 208,33 31,25 4434,08
igeniero de control de
calidad 1800 170,1 149,94 900 150 31,25 3201,29
Costo mensual 21050 37353,11
Costo anual 252600 448237,28
38
fuera del 100% las recuperaciones de los elementos reciclados
aproximadamente serian de 1300 onzas en total; los resultados de
laboratorio según el diseño planteado el resultado fue de aproximadamente
900 onzas en total de producción, divididas en dos partes 600 onzas de
concentración de platino, paladio y rodio y las 300 onzas restantes
corresponden a los lodos. (Andrade Estrella, 2015). Considerando el precio
actual del platino que es de 926 USD/oz, con un rango de variación en los
últimos doce meses, desde 900 USD/oz en su pico inferior y de 1000
USD/oz en su máximo valor. El precio actual del paladio es de 992 USD/oz,
con un rango de variación en los últimos doce meses pudiendo subir o bajar
(recycling, 2016). El precio actual del rodio es de 1.325 USD/oz manteniendo
una variación mínima en estos últimos doce meses. El valor promedio según
el precio de estos tres elementos es de 1.081 USD/oz. En el caso de la
concentración de lodos generados por el proceso, debido al valor de los
diferentes elementos que contiene, en el mercado llega a un precio de 600
USD/oz. Referente a estos datos se obtuvo la estimación de las ventas como
se puede apreciar en la tabla 27.
Tabla 27. Proyección de ventas
Además de los ingresos por ventas, como se mencionó anteriormente la
planta actúa también como un gestor ambiental, lo que significa que se capta
ingresos por prestación de servicios. En la tabal 28 se puede observar la
estimación de los ingresos por prestación de servicios, según el nivel de
producción de la planta. Se consideró cobrar un valor de 10 dólares por cada
catalizador que se deseche más el costo de flete, en el caso de retirar 10 o
más catalizadores por establecimiento, se elimina el costo de flete. En los
casos fuera de la ciudad de Quito se cobra por catalizador más el costo de
flete, en el caso de 100 catalizadores o más para establecimientos fuera de
la ciudad no se cobra el costo de flete.
Los valores por captación de servicios fueron estimaciones de acuerdo al
servicio que se ofrece, sin embargo los valores determinados pueden variar
no son valores fijos y esto lo determina las necesidades de la empresa y los
servicios que esta ofrezca con un estudio del mercado de la diferentes
determinantes que permitan elevar o disminuir los valores a cobrar.
ConceptoCantidad
(oz)
Precio
(USD/oz)
Venta por
mes (USD)
Año Base
(USD)
Venta año 1
(USD)
Venta año 2
(USD)
Venta año
3(USD)
Venta año 4
(USD)
Venta año 5
(USD)
Concentración de
los MGP 600 1081 648600 7783200 4669920 6226560 7783200 7783200 7783200
Concentración de
lodos 300 600 180000 2160000 1296000 1728000 2160000 2160000 2160000
828600 9943200 5965920 7954560 9943200 9943200 9943200
0,6 0,8 1 1 1
Total ventas
Indice de proyección
39
Tabla 28. Ingresos según nivel de producción
Con un 100% de producción los ingresos por prestación de servicios para la
disposición final de los catalizadores es de 1.2 millones de dólares anuales.
En las proyecciones financieras para el análisis de pre factibilidad de la
planta se desarrolló en base a los datos obtenidos tanto de inversión, costos
de producción, costo de financiamiento y las estimaciones de los ingresos de
la planta. Como se puede observar en la tabal 29 se desarrolló el estado de
resultados de la empresa en un horizonte de 5 años.
Tabla 29. Estado de resultados
NIVEL DE PRODUCCIÓN
CANTIDAD
CATALIZADORES
USADOS
COSTO
(USD)VALOR TOTAL
60% DE PRODUCCION 72000 10 720000
80% DE PRODUCCION 96000 10 960000
100% DE PRODUCCION 120000 10 1200000
1 2 3 4 5
0,6 0,8 1 1 1
Ingresos por ventas 11143200 6685920 8914560 11143200 11143200 11143200
Costos de producción 6527649,7 3933404,6 5230527,2 6527649,7 6527649,7 6527649,7
Costos fijos de
producción 42037 42037 42037 42037 42037 42037
Depreciación 18488,93 18488,93 18488,93 18488,93 18488,93 18488,93
Mano de obra 23548,07 23548,07 23548,07 23548,07 23548,07 23548,07
Costos variables de
producción 6485612,7 3891367,6 5188490,2 6485612,7 6485612,7 6485612,7
Energía 2485612,7 1491367,6 1988490,2 2485612,7 2485612,7 2485612,7
Materia prima 4000000 2400000 3200000 4000000 4000000 4000000
Utilidad Bruta 4615550,3 2752515,4 3684032,8 4615550,3 4615550,3 4615550,3
Gastos operacionales 35880,03 35880,03 35880,03 35880,03 35880,03 35880,03
Administrativos 17880,03 17880,03 17880,03 17880,03 17880,03 17880,03
Mano de obra 13805,03 13805,03 13805,03 13805,03 13805,03 13805,03
Depreciación 4075 4075 4075 4075 4075 4075
Mercadeo y ventas 18000 18000 18000 18000 18000 18000
Utilidad operacional 4579670,3 2716635,4 3648152,8 4579670,3 4579670,3 4579670,3
Gastos financieros 0 584190,49 467352,39 350514,3 233676,2 116838,1
Utilidad antes de
impuesto 4579670,3 2132444,9 3180800,4 4229156 4345994,1 4462832,2
15% distribución
empleados 0 319866,73 477120,06 634373,4 651899,11 669424,83
Impuestos a la renta
(25%) 1144917,6 533111,22 795200,11 1057289 1086498,5 1115708Utilidad Neta 3434752,7 1279466,9 1908480,3 2537493,6 2607596,4 2677699,3
AÑO
AÑO BASE
ESTADO DE
RESULTADOS
40
Los resultados reflejan las utilidades proyectadas que en el último año la
empresa tendría una utilidad neta de 2.67 millones de dólares.
En la tabla 30 se puede apreciar el flujo de caja que se lo realizo en base al
estado de resultados de cada año.
Tabla 30. Flujo de caja
La recuperación de los activos fijos no depreciables (RAFND) es únicamente
el valor del terreno, con estos datos se obtuvo el flujo neto de caja (FNC)
como se puede observar la deuda se paga en cada uno de los años del
horizonte proyectado de la empresa además de generar ingresos mayores
que cubren la deuda y los gastos y costos.
Tanto el estado de resultados como el flujo neto de caja son los dos pilares
fundamentales para el análisis financiero de la planta recicladora de
catalizadores automotrices. En el anexo 3 se puede observar mayores
detalles de los cálculos. El TIR y el VAN son dos indicadores financieros
importantes para la toma de decisiones para el desarrollo de un proyecto. En
la tabla 31 se puede observar los resultados que reflejaron ambos
indicadores.
Tabla 31. Resultados de la TIR y VAN
El EVA es un indicador no financiero como se mencionó anteriormente que
refleja si el proyecto agrega o destruye valor. Para el presente proyecto el
EVA es de 1956033.01 dólares.
0 1 2 3 4 5
Utilidad neta del
ejercicio 1279466,9 1908480,3 2537493,6 2607596,4 2677699,3
Inversión -2562239
Capital de trabajo 6963364
Depreciación 22563,93 22563,93 22563,93 22563,93 22563,93
Valor de salvamento 49209,75RAFND 330000
Amortización de la
deuda -512447,8 -512447,8 -512447,8 -512447,8 -512447,8FNC -2562239 789583,05 1418596,4 2047609,7 2117712,6 9530389,2
FLUJO NETO DE
CAJA
AÑOS
VAN 3641151,02
TIR 64%
41
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4.1 CONCLUSIONES
Para este año de acuerdo al análisis estadístico a nivel nacional se estima
131442 catalizadores desechados, los cuales no tienen un manejo adecuado
para su disposición final. Con la capacidad operativa de la planta recicladora
se puede cubrir el 91.3% de las unidades desechadas para el presente año
de manera efectiva y en cumplimiento de la ley.
El catalizador de dos y de tres vías son los más usados en el país y la
gestión de su disposición final según lo estipula la ley no se cumple, debido
a que el ente regulador desconoce y ha descuidado el tema. Por tal motivo
se desconoce donde se los almacena y cuál es el proceso para su
disposición final.
A nivel industrial la capacidad operativa de la planta es demasiado baja, la
capacidad mínima de trabajo de una maquina industrial es 1 tonelada/hora,
lo cual supera la capacidad de trabajo de la planta en base a los datos
estadísticos. Por tal motivo los equipos y herramientas principales son de
características de producción a nivel laboratorio y que cumplen con la
capacidad de trabajo 500 kg/día que requiere la planta recicladora.
El presente proyecto tiene un VAN de 3641151.02 dólares, lo que indica que
en relación costo/beneficio la empresa cubre los costos y además genera
beneficios. La TIR tiene un resultado del 64% lo que indica que el proyecto
cubre el interés del capital y lo supera, financieramente con estos resultados
el proyecto es viable.
El EVA es de 1956033.01 dólares, esto quiere decir que la empresa es
capaz de agregar valor fuera del enfoque financiero. El dinero no se está
acumulando y no genera desperdicios ni pérdida de valor.
42
4.2 RECOMENDACIONES
La industria de la metalurgia está en constante renovación y existen
innovadores procesos para la recuperación y extracción de los elementos a
reciclar como los del grupo del platino y otros, que son más amigables con el
ambiente y generan menos escoria, es importante que puedan realizarse
estudios sobre estos nuevos procesos.
Se puede trabajar en coordinación con el gobierno Ecuatoriano para mejorar
el servicio eléctrico a nivel industrial y reducir costos que permitan incluir
procesos de recuperación de los metales con hornos de plasma, que
reducen tiempos y costos.
Se puede realizar estudios estadísticos de los países vecinos para conocer
la realidad del volumen de catalizadores desechados de su país y temas en
cuanto a la disposición final de este elemento. Para ofrecer los servicios de
la planta y aumentar la capacidad de trabajo y extenderse a nivel
internacional con este previo a análisis.
La refinación de los elementos es parte fundamental del proceso de
reciclaje, los procesos continuamente se mejoran. Se puede realizar un
estudio de los nuevos procesos de refinación que tienen mayor eficiencia y
una tecnología mejorada que se pueden implementar como renuevo en la
planta recicladora.
El proceso de producción instalada de la planta permite la posibilidad de
trabajar con otros materiales y recuperar cualquier tipo de elementos
químicos. Se pueden realizar estudios que analicen el volumen de los
desechos electrónicos en el país y desarrollar el reciclaje de los mismos,
para que la empresa trabajo en varios campos de manera eficiente.
43
5. BIBLIOGRAFÍA
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45
GLOSARIO
Convertidor catalítico: Elemento del sistema de escape que controla y
reduce los gases nocivos.
Reciclaje: Volver a obtener los elementos de partida.
Lixiviación: Extracción del material soluble de una mezcla mediante la
acción de un disolvente líquido.
Metalurgia: Técnica de extracción y tratamiento de los metales.
Catálisis: Proceso que aumenta la velocidad de una reacción química.
46
6. ANEXOS
Anexo 1
Características y cotización de las principales maquinas
herramientas
TANQUE LIXIVIANTE
47
TRITURADORA DE CONO
48
MOLINO
49
Anexo 2
Plano de la planta recicladora
43
28,02
S -101
TR-102
T-102
H-101
R-101 F-102
T-103
C-102
C-101
F-101
M-101
S-101
TR-102
F-101
M-101
C-101
H-101
R-101
F-102
T-102
C-102
T-103
SILO DE MATERIA PRIMA
TRITURADORA DE CONO
BANDAS DE TRANSPORTE
MOLINO DE DISCOS
CALDERO
HIDROCICLÓN
REACTOR DE LIXIVIACIÓN
FILTRO
TANQUE DE ACIDO
CELDA ELECTRONICA
TANQUE DE ACIDO
NOMENCLATURA
PROYECTO:
DISEÑO:
ESCALA:
Jorge A. Poma B,
a r q u i t e c t o
CONTIENE: PROPIETARIO: FECHA:
DIBUJO:
LÁMINA:
Arq. Jorge A. Poma B.
/1
SEP 2017
Sr. Byron Rojas
Arq. Jorge A. Poma B.
PLANTA RECILADORA DE CATALIZADORES AUTOMOTRICES
(ANTEPROYECTO)
INDICADAS
PLANTA BAJA
2da PLANTA
1
50
Anexo 3
Tablas de cálculos financieros, amortización y depreciación
DEPRECIACIONES
AMORTIZACIONES
AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5
Maquinaria y
equipo 109147 8186,025 8186,025 8186,025 8186,025 8186,025
Muebles y
enseres 5412 405,9 405,9 405,9 405,9 405,9
Vehículos 65980 9897 9897 9897 9897 9897
18488,93 18488,93 18488,93 18488,93 18488,93
ACTIVOS FIJOS
DEPRECIABLES VALOR (USD)
VALOR DEPRECIACIÓN
TOTAL
AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5
Software y
Hadware 16300 4075 4075 4075 4075 4075
VALOR DEPRECIACIÓNACTIVOS FIJOS
DEPRECIABLES VALOR (USD)
valor de salvamento 25%
total 49209,75
AÑO SALDO
AMORTIZACIÓN
DEUDA INTERÉS ANUAL PAGO TOTAL
0 2562239 0,228
1 2049791,2 512447,8 584190,49 1096638,292
2 1537343,4 512447,8 467352,39 979800,1936
3 1024895,6 512447,8 350514,30 862962,0952
4 512447,8 512447,8 233676,20 746123,9968
5 0 512447,8 116838,10 629285,8984
APORTACION (%) TMAR PONDERACION
ACCIONISTAS 0,4 0,3 0,12
BANCO 0,6 0,18 0,108
0,228TMAR GLOBAL
%INFLACION PREMIO AL RIESGO
0,2 0,1ACCIONISTA