Trabajo Final Planta de Alginato de Sodio a partir de algas pardas.pdf

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR  DEPARTAMENTO DE PROCESOS Y SISTEMAS FORMULACIÓN Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS QUÍMICOS (PS-3216)

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PRODUCCIÓN DE ALGINATO DE SODIO A PARTIR DE ALGAS PARDAS SARGASSUM VULGARE

Profesor: Dimas Román Integrantes: Rafael Paiva 07-41305 Penélope Vilches 07-41656

Sartenejas Diciembre 2012

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INDICE DE CONTENIDOS

1.- Síntesis Síntesis del proyecto

4

2.- Aspectos generales del proyecto 2.1.- Objetivos y metas 2.2.- Ubicación dentro del marco de la economía economía y su relación con otros sectores

5 6

3.- Estudio de mercado 3.1.- Estudio de mercado de los productos 3.1.1.- Metodología Metodología utilizada 3.1.2.- Identificación de cada producto 3.1.2.1.- Alginato de Sodio 3.1.3.- Descripción de propiedades 3.1.3.1.- Especificaciones Especificaciones técnicas 3.1.4.- Usos y consumidores consumidores 3.1.5.- Productos Productos sustitutos 3.1.6.- Incentivo a la expo exportación rtación que pudiera obtenerse obtenerse 3.1.7.- Precios de cada producto pr oducto 3.1.7.1.- Precio del alginato de sodio 3.1.7.2.- Precios de productos sustitutos 3.1.8.- Oferta y demanda histórica de cada producto 3.1.9.- Proyecciones Proyecciones para los precios de productos 3.1.10.- Formas de comercialización del producto 3.2.- Estudio de mercado de la materia prima 3.2.1.- Metodología Metodología utilizada 3.2.2.- Identificación de la materia prima 3.2.2.1.- cido Clorhídrico 3.2.2.2.- Carbonato de Calcio 3.2.2.3.- Cloruro de Calcio 3.2.2.4.- Formaldehido 3.2.2.5.- Hipoclorito Hipoclorito de Sodio 3.2.2.6.- Algas Pardas 3.2.3.- Oferta y demanda histórica de la materia prima prima 3.2.4.- Precios de cada materia prima 3.2.2.1.- Algas Pardas 3.2.4.2.- Ácido Clorhídrico 3.2.2.3.- Formaldehido 3.2.4.4.- Cloruro de Calcio 3.2.4.5.- Carbonato de Calcio 3.2.2.6.- Hipoclorito Hipoclorito de Sodio

6 6 7 8 8 8 9 10 10 11 12 12 13 13 14 15 16 16 17 19 19 19 19 20 20

4.- Tamaño y Localización 4.1.- Definición de la capacidad de producción 4.2.- Definición de la localización para el proyecto

20 21

5.- Ingeniería del Proyecto 5.1.- Descripción Descripció n de las alternativas de proceso y tecnologías tecnolog ías 5.2.- Justificación del proceso seleccionado

21 24

3 5.3.- Descripción del proceso seleccionado

25

5.3.1.- Diagrama de flujo del proceso 5.3.2.- Balance de materia 5.3.3.- Dimensionamiento Dimensionamiento de los equipos equipos 5.3.4.- Materiales Materiales de construcción 5.4.- Descripción de los servicios servicios industriales industrial es y auxiliares auxiliar es 5.4.1.- Energía eléctrica 5.4.2.- Agua

29 31 34 36 36 37

6.- Análisis económico- financiero 6.1.- Costos y gastos de producción 6.1.1.- Costos variables 6.1.1.1.- Costos anuales de la materia prima 6.1.1.2.- Costos anuales por agua. 6.1.2.- Costos fijos 6.1.2.1.- Costos por servicios servicios 6.1.2.2.- Costos por sueldos sueldos y salarios 6.1.2.3.- Costos administrativos administrativos 6.2.- Ingresos por ventas en el primer año 6.3.- Estimación del costo total 6.3.1.- Costo del terreno y obras 6.3.2.- Costo de maquinarias y equipos 6.3.3.- Capital de trabajo 6.3.4.- Inversión inicial 6.4.- Financiamiento Financiamiento del proyecto 6.5.- Punto de equilibrio 6.6.- Proyecciones financieras 6.6.1.- Flujo de caja del proyecto 6.6.2.- Flujo de caja del inversionista 6.7.- Evaluadores económicos –  económicos  – financieros financieros 6.7.1.- Valor actualizado neto 6.7.2.- Tasa interna interna de retorno 6.7.3.- Tiempo de recuperación 6.8.- Análisis de sensibilidad sensibilidad 6.9.- Resumen del estudio técnico-económico

51 51 51 51 55

7.- Otros efectos del proyecto 7.1 Lay-out Lay-out de la planta para el primer, tercer y quinto año de producción

56

8.- Bibliografía. Bibliografía.

57

39 40 40 40 41 41 41 42 44 45 45 46 47 49 50

4

1.

SINTESIS DEL PROYECTO El ácido algínico, también conocido como alginato, es un polisacárido aniónico viscoso y

altamente higroscópico, capaz de absorber de 200 a 300 veces su peso en agua; dicho ácido se encuentra localizado en las paredes celulares de las algas marinas pardas,  principalmente  principalmente en las especies Laminaria hyperborea hyperborea, que prolifera en las costas de Noruega, donde incluso se recoge en forma

mecanizada

en

aguas

poco

profundas;  Laminaria

digitata,

presente

en

el

Cantábrico, Laminaria japonica , que se cultiva en China y Japón,  Macrocystis  Macrocystis pyrifera, de aguas del Pacífico, y algunas especies de los géneros  Lessonia, Ecklonia, Durvillaea y Ascophyllum. En Venezuela los géneros más abundantes son los Sargassum dentro de los cuales destacan las especies S. vulgare, S. cymosum y S. filipéndula ubicadas en el estado Sucre en el Golfo de Cariaco, en Nueva Esparta en la isla de Coche, y en las costas del estado Falcón. Todas las algas pardas contienen alginato, pero existen grandes diferencias entre la cantidad de alginato presente. Para que un alga sea considerada comercial, su peso seco en alginato debe ser  al menos el 20% de su peso (FAO, 2002). La calidad del alginato se basa en la viscosidad que  produce al ser disuelto en agua al 1%: mientras mayor sea la viscosidad, viscosidad, mejor será la calidad. La tendencia general indica que las algas pardas de aguas frías producen un alginato de buena calidad, mientras que las que crecen en aguas templadas y tropicales producen un alginato de calidad media. Para la producción de alginato de sodio se conocen dos métodos. El primero es el método de alginato de calcio, en donde la etapa de precipitación se lleva a cabo con una solución de cloruro de calcio para obtener un precipitado de alginato de calcio. El segundo método es el de ácido algínico, en el cual se emplea una solución de ácido fuerte (HCl o HSO,) para obtener ácido algínico. Se ha demostrado que ambos métodos poseen igual rendimiento, permitiendo así la libre escogencia de los mismos. Actualmente los alginatos son uno de los biopolímeros más versátiles para uso industrial, son usados para espesar soluciones, estabilizar suspensiones y emulsiones, para gelificar un amplio rango de mezclas y para formar películas sobre diferentes superficies. Aprovechando estas  propiedades,  propiedades, son usados en diferentes ramas de la industria; en el ámbito alimenticio [11], como aditivos por sus propiedades espesantes, emulsionantes (aceite-agua), estabilizantes, coloides  protectores y texturizantes en distintos distintos productos como helados, conservas, aderezos de ensaladas, embutidos, etc.; en la industria farmacéutica, como agente fijador y emulsificante emulsificante en la formulación de comprimidos y también como principio activo fundamentalmente en especialidades del tipo antiácido; en la industria textil como aprestos, impermeabilizantes de tejidos y espesantes en el

5 estampado; como estabilizante en pinturas al agua; y sobretodo en el área de prótesis e impresiones dentales. El objetivo de este proyecto es evaluar mediante un estudio de factibilidad económica y técnica la creación de una planta de producción de alginato de sodio a partir de algas pardas S e logró obtener  obtener  Sargassum vulgare propias del país. La planta se ha de ubicar en el estado Vargas. Se como resultado que el proyecto es factible con y sin financiamiento, con un V.A.N de 3.008.894 y de 7.795.959 respectivamente respectivamente y una T.I.R de 60,69% sin financiamiento financiamiento y de 47,77% para un horizonte económico de 5 años. Es un proyecto muy rentable que produce beneficios a un corto  plazo y que puede tener una muy buena aceptación en el mercado por la falta de competencia a nivel nacional; pero requiere bases sólidas en la industria de explotación de la materia prima (algas  pardas), pues de lo contrario se ve expuesto a muchos riesgos y a una inestabilidad inestabilidad que puede implicar un fracaso. En otras palabras, es un proyecto totalmente viable una vez se haya consolidado una industria sustentable de producción, extracción y comercialización de algas marinas en el país.

2. ASPECTOS GENERALES DEL PROYECTO 2.1 Objetivos y metas En Venezuela no existe una industria que procese algas marinas para la producción de alginatos, por consiguiente la demanda interna la satisfacen las importaciones en su totalidad. Por  esta razón, es factible disminuir esta dependencia a través de una producción limitada de alginatos de calidades medias para fines específicos, implementando las poblaciones de Sargassum ubicadas en las costas venezolanas de los estados costeros e insulares del país. El objetivo principal es realizar un estudio de factibilidad económica y técnica para la construcción de una planta productora de alginato de sodio a partir de algas pardas Sargassum vulgare autóctonas de Venezuela para satisfacer un porcentaje particular de la demanda total

nacional. Se implementa un estudio técnico para determinar la capacidad de producción y la mejor  estrategia de localización de la planta, para realizar un análisis económico financiero constituido por  la estimación del costo total, financiamiento del proyecto, costos y gastos de producción y finalmente la ganancia total.

6

2.2 Ubicación dentro del marco de la economía y su relación con otros sectores Los sectores económicos son la división de la actividad económica clasificándola según su tipo de producción. Estos se dividen en sector primario, el cual esta compuesto por todas aquellas actividades ligadas a la obtención de recursos del medio natural (materia prima), sector secundario integrado por aquellas industrias destinadas a transformar las materias primas en bienes productivos y por último el sector terciario constituido por los servicios (transporte, comercio etc.) La construcción de una planta para la producción de alginato de sodio se encuentra ubicada en el sector secundario pues la materia prima es transformada en un producto final que permite satisfacer las necesidades de otras industrias. Se relaciona con el sector primario ya que la materia  prima son las algas pardas, siendo estas un recurso natural; y con el sector terciario ya que luego de transformada la materia prima esta debe comercializarse a través de los distintos servicios.

3. ESTUDIO DE MERCADO 3.1 Estudio de mercado de los productos 3.1.1 Metodología utilizada Para la realización de este proyecto de prefactibilidad se empleó la metodología descriptiva  para definir claramente las propiedades del producto como sus potenciales usos. Mucha información esencial se obtuvo a través de la investigación del mercado, el cual es un método muy empleado para adquirir datos suficientes sobre cómo y dónde es mejor vender un producto y, sobretodo, que área específica del mercado se pretende abordar. Esta técnica se utilizó en conjunto con el método predictivo, para evaluar en el tiempo si la creación de la empresa es rentable o no por medio de la realización de un estudio económico que varía en tiempo.

3.1.2 Identificación de cada producto 3.1.2.1 Alginato de Sodio Es la sal sódica del ácido algínico, un polisacárido de origen natural, producido por diferentes algas marinas, específicamente las algas pardas o Phaeophyta.

7 Los alginatos juegan una parte importante en la vida cotidiana: constantemente y sin saberlo, son ingeridos, utilizados en la piel o incluso adheridos en las paredes de edificios. Estos  polisacáridos recuperados de algas pardas tienen numerosas aplicaciones en el campo de la medicina: por ejemplo, son usados para hacer impresiones dentales, y como excipientes de medicinas que deben ser lentamente absorbidas por el cuerpo. Son usados para emulsionar fármacos y complementos vitamínicos, para las cápsulas que envuelven medicinas y vitaminas. Pero no sólo con fines médicos son utilizados los alginatos. Por sus propiedades coloidales y no tóxicas, también han sido ampliamente utilizados en la industria alimenticia. El alginato de sodio es considerado el mejor coloide usado como estabilizador y agente cremoso para, entre otros  productos, los helados. Son implementados en muchas recetas, para sopas, cremas, salsas y aderezos (mostaza y mayonesa), como agentes que las hacen más espesas.

3.1.3 Descripción de propiedades .

Especificaciones técnicas Los alginatos son ampliamente usados en una gran diversidad de industrias, debido fundamentalmente a sus propiedades funcionales, entre las que destacan, su poder gelificante y viscosificante. Los alginatos poseen como una de sus propiedades más importantes, la de formar  geles instantáneamente, a través de una reacción con sales de calcio. Este producto y sus derivados son inocuos y pueden emplearse en productos comestibles, sin embargo no deben confundirse con los alginatos microbianos, que aún no han sido aprobados para el consumo humano. 

 Número C.A.S. 9005-38-3



Fórmula química (C6H7NaO6)n



Peso molecular: 10,000 – 600 000



Estado físico: polvo fibroso de color variable desde blanco a amarillo o marrón,inodoro o  prácticamente inodoro, insípido.





Grado de polimerización: 100 a 1000 unidades  pH: 5 – 11



Viscosidad: En soluciones de 2% a 25°C



Alta 14000cps



Media 3500cps



Baja 250cps

8 

Humedad: 10.21%



Solubilidad: baja solubilidad en agua, formando soluciones viscosas, insoluble en etanol y en éter.

3.1.4 Usos y consumidores

A continuación se presenta una tabla con algunos de los diversos usos del alginato de sodio y las industrias donde tiene mayor demanda. Tabla 1. Aplicaciones en la industria del alginato de sodio Aplicación Impresión de textiles Tratamiento de papel Tratamiento de agua Producción de alimentos Farmacéutica Producción de barras de soldadura

Función Fijación de color y brillo Mejoramiento de la superficie Interviene en el proceso de floculación Agente espesante, estabilizante y gelificante Agente espesante, estabilizante y gelificante Recubrimiento de materiales para protección

3.1.5 Productos sustitutos Aparte del alginato existe una amplia gama de espesantes, gelificantes y estabilizantes. Entre ello, los más utilizados que compiten en el mercado del alginato son:

Tabla 2: Potenciales sustitutos para el alginato de sodio Nombre Agar- Agar Carragenatos Goma Guar Goma Tragacanto Pectina Goma Arábiga Goma Gellan Goma Xantana

Algunos usos Helados, gelatinas, yogures, golosinas Leche en polvo, helados, salsas Cremas, lápiz labial Cremas Mermeladas, bebidas lácteas Emulsificante, estabilizador, agente protector en  pastillas Gelatinas, lácteos, puré de papa Helados, alimentos de baja caloría, espesante en  bebidas

3.1.6 Incentivo a la exportación que pudiera obtenerse Antes de plantearse la idea de exportación, la empresa debe tiene como objetivo fundamental lograr afianzarse dentro del país; es importante destacar que el producto final ofrecido debe cumplir 

9 en su mayoría las diversas exigencias del consumidor. Una vez alcanzada esta meta, pensada en un horizonte de 5 años, se piensa en la expansión de la empresa y del producto, pero para esto se debe de hacer un estudio mucho más riguroso y detallado del mercado en el cual se desea incursionar a nivel internacional, evaluando indicadores macroeconómicos como por ejemplo riesgo país, inflación, control de cambio etc. Es importante acotar que las cifras de producción alginato a nivel del continente americano favorecen a Argentina y a Chile, quienes cuentan con reservas de algas mucho mayores a Venezuela, que además permiten una extracción de alginato de mejor calidad,  pues son especies de aguas frías (FAO, 2002). Por último, es de vital importancia, para asegurar parte del éxito en el mercado, realizar  campañas de concientización y fomentar el cultivo de algas marinas para evitar la explotación desenfrenada de las mismas, ya que a pesar de ser un recurso renovable, es importante proteger el ecosistema marino. El desarrollo previo de granjas marinas que aumenten la biomasa de algas en las costas venezolanas es un factor elemental que favorecería ampliamente el establecimiento de una industria productora de alginatos.

3.1.7 Precios de cada producto 3.1.7.1 Precio del alginato de sodio Dado que la producción venezolana de alginato de sodio o cualquier tipo de producto derivado de algas es nula, no existen precios referenciales nacionales para el producto. Sin embargo, son numerosas las empresas proveedoras de productos químicos que importan el material  para su venta al detal a laboratorios, restaurantes y lugares de comidas artesanales. Es posible conseguir presentaciones desde 1kg, hasta sacos de 25kg para consumidores de mayor espectro, como fabricantes de alimentos: helados, sopas, cremas y bebidas. Su uso a nivel odontológico, para la preparación de pastas de impresión dental, tampoco se ha visto atacado por empresa alguna a nivel nacional y todas las preparaciones usadas son marcas comerciales extranjeras, por l o que no se considera esta rama del uso de alginato. Por medio de cotizaciones solicitadas a distribuidores de Alginato de Sodio a nivel nacional, se consiguió que el precio de la competencia oscila entre 1.200-1.600 BsF por kilogramo, en las presentaciones de 1kg. Para presentaciones mayores, de 5kg el precio es menor (con descuentos cercanos al 25%), llegando el saco de 25kg a los 800 BsF/kg. En base a este estudio de la competencia, y teniendo en consideración que por ser un  porducto importado, el valor debe ser mayor para contrarrestar los pagos de impuesto, se estima que

10 el precio de venta del alginato de sodio que se producirá sea 1000 BsF más IVA por kilogramo; sin embargo a partir de pedidos mayores a se realizarán descuentos. La presentación del saco de 25kg se estima en 650BsF/kg más IVA, y la presentación de 10kg en 850 BsF/kg más IVA. De esta forma, al ser más económico que la competencia importada, será atractivo para las empresas que requieren un alto consumo de espesantes para la fabricación de sus productos. Por otra parte, las sales de cloro que se obtienen como producto secundario del proceso  pueden venderse como materia prima para la recuperación de potasio. También, los restos sólidos de las algas pueden servir como materia prima para las industrias de procesamiento de alimentos  para animales. Sin embargo, como estas industrias no se han desarrollado en el país, y las ganancias que podrían generar no son comparables con las del alginato, no se tomarán en cuenta para este estudio.

3.1.7.2 Precios de productos sustitutos A continuación se presentará una tabla con los precios de los productos vendidos a través de  portales de internet ó tiendas de repostería debido a que la mayoría no se fabrican en Venezuela y son importados por pequeñas empresas.

Tablas 3. Precio de productos sustitutos Producto Agar  – Agar Carragenatos Goma Guar Peptina Goma Arábiga Goma Tragacanto Goma Gellan Goma xantana

Precio BsF/kg 1.200 1.375 2.000 1.100 800 1.500 3.000 350

3.1.8 Oferta y demanda histórica de cada producto Actualmente en Venezuela no existe registro de algún estudio realizado sobre la oferta y demanda histórica del alginato de sodio y que empresas lo utilizan, sin embargo en el presente el  proyecto se hará una extrapolación basándonos en el crecimiento y producción de la industria heladera, ya que uno de los principales usos del alginato es para la fabricación de helados tomando entonces que la oferta y demanda del alginato de sodio será proporcional a la industria de helados. Para este caso tomaremos como referencia la producción de helados EFE de Empresas Polar.

11 Productos EFE, S.A. forma parte de Empresas Polar desde agosto de 1987, cuando su  portafolio de productos y marcas líderes se incorporó a la organización, lo que permitió fortalecer  su posición competitiva en el mercado. Actualmente se encuentra adscrita al negocio de Alimentos. La operación de Productos EFE cuenta con una planta ubicada en el Municipio Chacao del área metropolitana de Caracas y tiene 12 sucursales comerciales a lo largo del territorio nacional. Desde ellas se distribuye y vende a miles de clientes, que son atendidos de manera directa EFE ostenta 62 por ciento del mercado. Por su parte, Tío Rico tiene aproximadamente 40  por ciento de participación. Ambos sostienen que el mercado está en pleno crecimiento con un consumo pér capita anual de un litro. El consumo de helados se extiende a todas las edades. Sin embargo, el target principal al que se dirigen los esfuerzos de comunicación de Efe es el de los niños de 6 a 12 años. EFE es una empresa de capital abierto cuyas acciones se cotizan en la Bolsa de Valores de Caracas desde mediados de los años 40. en 1987, Empresas Polar grupo líder nacional en la fabricación de alimentos y bebidas, adquirió la mayoría accionaría de productos EFE s.a, así que hoy en día, forma parte de su unidad estratégica de negocios de alimentos. Actualmente, EFE tiene la mejor tecnología de helados del país, y tiene una capacidad de 30 millones de litros anuales. Para el período del 2007-2008 EFE alcanzó una producción de aproximadamente 26, millones de litros de helados y debido a la actual crisis económica que se está viviendo en el país su  productividad ha disminuido que las cifras registradas el año del 2010 al 2011 fue de 16,6 millones de litros. Esto ha ocurrido debido a la escasez de materia prima en el país ocasionado que gran  parte de las mismas se tengan que importar ocasionando un aumento en el precio de sus productos. Con todo esto cómo base y a pesar de que la empresa ha presentado un decrecimiento en los últimos años, se pretende abastecer el 15%

de alginato de sodio usado como espesante y

estabilizante para la producción de helados disminuyendo entonces los precios de sus productos, debido a la compra de un bien no sujeto a impuestos por importación.

3.1.9 Proyecciones para los precios de productos El precio del producto estará sujeto cada año a la situación del país en conjunto con la inflación de Venezuela y los costos de producción. Se estima que si el producto lograr alcanzar un buen posicionamiento el precio variará de manera proporcional.

12 Actualmente la inflación en Venezuela se encuentra alrededor de un 30% del valor del  producto, por lo tanto un estimado del precio considerando dicho valor no aumentará para el horizonte económico, se tiene la siguiente evolución.

Tabla 4 Estimación del precio de Alginato de sodio para 5 años

Precio incluye I.V.A Alginato de sodio 1 kilogramo 10 kilogramos 25 kilogramos

1 1120 9520 18200

2 1456 12376 23660

3 1893 16089 30758

4 2461 20916 39986

5 3199 27191 51982

3.1.10 Formas de comercialización del producto El producto será vendido inicialmente a la industria de helados EFE, de Empresas Polar, en forma de sacos de 25kg. Anualmente se van a producir la cantidad de 25,8 toneladas al año de alginato de sodio en  polvo. El 77,52% de la producción total será destinado a sacos de 25kg con el fin de cubrir el 15,38% de la cantidad de espesante anual requerido por la empresa para fabricar sus helados. Del  porcentaje restante, se estiman producir 3000 sacos de 1 kg (11,63%) y 2800 sacos de 1 kg para otros fines (10,85%). El producto contará con una amplia gama de publicidad apuntando principalmente al sector  alimentario del país. Se contará con promotores con suficiente información como para dar conocer  las ventajas de poder elegir un producto de excelente calidad y totalmente nacional sobre un  producto importado.

3.2 Estudio de mercado de la materia prima 3.2.1.- Metodología utilizada El mismo método de estudio de mercado usado para el producto de la planta se aplicó para la materia prima, es decir, una técnica descriptiva y predictiva para tener información sobre los  precios y costos, y su consecuente aplicación al proceso de producción de alginato de sodio.

13 3.2.2 Identificación de la materia prima 3.2.2.1 Ácido clorhídrico Propiedades, características de la materia prima y usos El ácido clorhídrico es una disolución acuosa del cloruro de hidrogeno que se disocia completamente. Es sumamente corrosivo y ácido por lo que es empleado como reactivo químico. A temperatura ambiente es más pesado que el aire y posee un olor altamente irritante.

Tabla 5. Propiedades del ácido clorhídrico Propiedad Fórmula molecular Peso molecular Punto de Ebullición Punto de Fusión Color

Rango HCl 36,46 g/mol 81,21 °C 97,58 °C Líquido amarillento

Entre los principales usos podemos nombrar: 

Limpieza y galvanización de metales.



Síntesis de cloruros orgánicos



En la industria metalurgia se utiliza para disolver la capa de óxido que recubre un

metal para procesos como galvanizado extrusión entre otras 

Refinación y manufacturación de diversos productos

Proveedores 

Petroquímica de Venezuela S.A



PRODUVEN



PROQUIM C.A

3.2.2.2 Carbonato de Sodio El carbonato de sodio o antiguamente carbonato sódico es una sal blanca y translúcida. Es conocido comúnmente como barrilla, natrón, soda Solvay, ceniza de soda y sosa (no confundir con la sosa cáustica o la soda cáustica). Puede hallarse en la naturaleza u obtenerse artificialmente, gracias a un proceso ideado y  patentado en 1791 por el médico y químico francés Nicolás Leblanc.

14

Tabla 6. Propiedades del carbonato de sodio. Propiedad Fórmula molecular Peso molecular Punto de Ebullición Punto de Fusión Color 

Entre alguno de sus usos podemos nombrar:



En la fabricación de detergentes

Rango Na2CO3 105.9 g/mol 1600 °C 851 °C Sólido blanco



En tratamiento de aguas de la industria, así como en los procesos de flotación.



Cerámica, jabones, limpiadores, ablandador de aguas duras, refinación de petróleos,

 producción de aluminio, textiles, pulpa y papel. 

Procesamiento metalúrgico, preparación de productos farmacéuticos, sosa cáustica,

 bicarbonato de sodio, nitrato de sodio y varios otros usos.

Proveedores 

PROQUIM C.A



SODA QUIMICA S.Q C.A

3.2.2.3 Cloruro de calcio El cloruro de calcio es un compuesto químico, inorgánico y mineral. Es un cristal incoloro, altamente higroscópico, reacciona fuertemente con el agua produciendo una reacción exotérmica.

Tabla 7. Propiedades del cloruro de calcio. Propiedad Fórmula molecular Peso molecular Punto de Ebullición Punto de Fusión Color

Rango CaCl2 110,98 g/mol 1935 °C 772 °C Sólido blanco

Entre sus principales usos están: 

En la industria química es utilizado como fuente de calcio para la producción de sales de

calcio. 

Por sus cualidades higroscópicas, es muy utilizado como deshumificador para aire y gases.

15 

En la construcción es utilizado como aditivo para el concreto, especialmente en estaciones

frías, con el fin de acelerar el fraguado. 

En la industria papelera.



En el tratamiento de aguas residuales.



En el tratamiento de los desechos aceitosos, debido a su capacidad para romper las

emulsiones oleosas. 

También se le utiliza en la elaboración de queso, ya que tiene como función darle mayor 

firmeza mecánica a la cuajada.

Proveedores 

P&M Químicos C.A



Metal Chimia C.A



Químicos la Barraca C.A



OLIVENCA C.A

3.2.2.4 Formaldehído El formaldehído o metanal es un aldehído (el más simple de ellos) altamente volátil y muy inflamable. Se obtiene por oxidación catalítica del alcohol metílico. A temperatura normal es un gas incoloro de un olor penetrante, muy soluble en agua y en ésteres. Las disoluciones acuosas al 40 % se conocen con el nombre de formol, que es un líquido incoloro de olor penetrante y sofocante.

Tabla 8. Propiedades del formaldehído. Propiedad Fórmula molecular  Peso molecular Punto de Ebullición Punto de Fusión Color Entre sus principales usos podemos nombrar: 

Cómo desinfectante en el área de hospitales.



Como conservante.



Industria papelera.



Industria fotográfica.

Rango CH2O 30,026 g/mol -21 °C -92 °C Gas incoloro

16 

Industria textil.

Proveedores 

DISTRIBUIDORA QUIMISOL C.A



INTEQUIM C.A



CORQUIVEN C.A

3.2.2.5 Hipoclorito de sodio El hipoclorito de sodio conocido también como lejía es un compuesto químico fuertemente oxidante de fórmula es NaClO; existe sólo sólido en forma de sal pentahidratada En disolución acuosa sólo es estable a pH básico. Al acidular en presencia de cloruro libera cloro elemental, que en condiciones normales se combina para formar el gas dicloro, tóxico.

Tabla 9. Propiedades del hipoclorito de sodio Propiedad Fórmula molecular Peso molecular Punto de Ebullición Punto de Fusión Color

Rango NaClO 74,44 g/mol 101 °C 18 °C Sólido blanco

3.2.2.6 Algas pardas Las algas pardas son organismos morfológicamente diversos, que se encuentran en aguas marinas, y con formas que van desde algas filamentosas de estructura sencilla hasta macroalgas que  pueden alcanzar varios metros de longitud y con estructuras muy complejas. Las algas pardas son organismos dominantes en aguas frías en ambos hemisferios. A partir  de ellas se extrae un compuesto denominado alginato, correspondiente a las sales del ácido algínico que constituyen sus estructuras. La especie trabajada en esta investigación, Sargassum vulgare, es un alga de aguas tropicales. Esto indica que el rendimiento en la extracción de alginato no es tan alto como para algas de zonas frías. De acuerdo a diversos estudios, este oscila entre el 20% y el 30% del peso del alga seca.

17 Los principales usos de las algas radican en las industrias de Fertilizantes, Filocoloides y gomas industriales, la farmacéutica y la alimenticia.

3.2.3. Oferta y demanda histórica de la materia prima Actualmente en Venezuela no existe registro de algún estudio realizado sobre la oferta y demanda histórica de las materias primas utilizadas para la producción de alginato; sin embargo, se  presentan continuación gráficos que reflejan la tendencia general de los productos químicos no  petroleros producidos en el país. El sector químico, dada la sofisticación de sus productos y componentes, es crucial para todas aquellas industrias que compran su producción como insumos o como consumo intermedio. Asimismo, el potencial de crecimiento de este sector en Venezuela se vincula con el hecho de ser un  país petrolero, donde no sólo los costos de producción y de transporte se ven reducidos, sino que se genera la posibilidad de integrar de manera vertical los distintos eslabones que componen la cadena de producción y comercialización, otorgándole al sector importantes ventajas competitivas estratégicas. El sector químico tiene una participación promedio de 2% en el producto interno bruto total de la nación, dicha participación no ha presentado variaciones sustanciales en los últimos diez años.

Fig.1 Estadística del PIB Nacional para el 2010 fuente CONAPRI Este sector tan importante ha presentado tasas de crecimientos positivas a partir del año 2004 y a pesar de que esta tendencia se mantuvo por varios años, ha mostrado una desaceleración en su ritmo de crecimiento durante los últimos 3 años. Esto puede comprobarse ya que para el año 2007, el sector obtuvo un crecimiento del 7%, 3 puntos porcentuales por debajo al registrado durante el año anterior siendo entonces la producción registrada para el año 2007 de alrededor 3.106 millones de dólares.

18

Fig.2 Tasa del crecimiento PIB en el sector Químico 2007 fuente CONAPRI Respecto a las algas pardas utilizadas para la fabricación de alginato, estas no llevan ningún tipo de registro ya que no existe ninguna compañía en Venezuela que las distribuya cómo materia  prima. Se comercializan directamente con los pescadores de las costas dónde ellas crecen: estados Sucre, Falcón, Nueva Esparta y Vargas. Los registros indican que entre los años 1998 y 2003 existió en el país la compañía Cultivos y Biotecnología Marina C.A. Biotecmar, una empresa encargada del cultivo y la recolección de algas marinas en las costas venezolanas, que tras sus 4 años de producción se fue a la quiebra debido a la inestabilidad económica de la nación. Fue establecida tras investigaciones minuciosas de diversos científicos y biólogos, quienes concluyeron que Venezuela cuenta con condiciones ideales  para el establecimiento de granjas marinas; con el apoyo de una inversión de 400.000 $. El cultivo de algas fue hecho en las costas de los estados Sucre (Península de Araya) y  Nueva Esparta (Isla de Coche), y en su último año de funcionamiento, la producción anual estimada fue cercana a las 60 toneladas de algas frescas. Sin embargo, hay que tener en cuenta que esta empresa cultivaba algas rojas, que no son tan abundantes en el país como las pardas. Por lo tanto,  para que la planta que se diseña en este trabajo pueda funcionar sin inconvenientes, depende claramente de un proyecto previo de esta índole, para abastecer los requisitos de materia prima anual.

19 3.2.4 Precios de cada materia prima 3.2.4.1 Algas pardas Sargassum vulgare El precio de las algas pardas Sargassum vulgare no está registrado en ningún organismo del estado que permita la referencia. Viene dado por el contacto directo con los pescadores de las regiones donde el alga es abundante. Dado que es un alga fácil de extraer debido a su capacidad de flotación en las aguas marinas, y es muy común en las costas de Venezuela, el precio de la misma que le han dado los pescadores es alrededor de 20 BsF/kg. Es en base a este precio promedio que se hace el análisis económico.

3.2.4.2 Ácido Clorhídrico El material es comercializado a nivel industrial por lotes mínimos de 1 tonelada métrica. Se dispone en bidones de polietileno de alta densidad, con 200 litros de ácido (250kg). El precio CIF  promedio estimado, de acuerdo a varias empresas que lo importan desde China, es de 5.300 BsF la tonelada métrica. El precio de la presentación de 2,5 litros, de acuerdo a las cotizaciones del laboratorio de Química de la Universidad Simón Bolívar es 230 BsF más IVA. Considerando su densidad y comparando el precio por kg con el cloruro de calcio, la tendencia es la misma tanto al mayor como al detal.

3.2.4.3 Formaldehído Al detal, el precio del formaldehído para los laboratorios de Química de la Universidad Simón Bolívar varía desde 218,40 BsF más IVA por la presentación de 4 litros hasta 500 BsF por 5 litros, dependiendo de la marca y la pureza. A nivel industrial, de acuerdo a diversos proveedores que importan esta sustancia consultados a través de portales virtuales. El precio CIF promedio es 3.180 BsF por tonelada métrica, y viene en barriles de 250 kg.

3.2.4.4 Cloruro de Calcio De acuerdo a una cotización vigente de la empresa Olivieri Industriales de Venezuela C.A. (OLIVENCA), el cloruro de calcio viene anhidro en sacos de 32kg con 94% de pureza. Se vende en  bultos de al menos 30 sacos, de 36,3 kg cada uno con un valor de 190 BsF más IVA. Esto implica 6.384 BsF por 1,089 toneladas del producto.

20 A nivel de laboratorio, los datos suministrados por la Universidad Simón Bolívar indican que el kilogramo cuesta 260 BsF más IVA.

3.2.4.5 Carbonato de Sodio El precio al menor del Carbonato de Sodio, suministrado por la oficina de administración de los laboratorios de Química de la Universidad Simón Bolívar es de 260 BsF más IVA. Sin embargo, este precio varía drásticamente a nivel industrial ya que la compra se hace al mayor. De acuerdo a proveedores que importan el producto, éste viene en presentaciones de 25, 50 o incluso 750 kg, pero debe ordenarse en lotes de al menos 1 tonelada métrica. El precio CIF calculado para este producto es en promedio 2.760 BsF por tonelada, que puede aumentar o disminuir de acuerdo a la cantidad que se ordene.

3.2.4.6 Hipoclorito de Sodio Es comercializado a nivel industrial en tambores plásticos de 25kg, en lotes de al menos 1 tonelada métrica. El precio CIF registrado para soluciones con un 10% de pureza, de acuerdo a datos de varios proveedores que lo importan desde China, es de 10.600 BsF por tonelada métrica.

Tabla 10. Precios de la Materia prima Materia Prima Ácido Clorhídrico Cloruro de Calcio Formaldehído Hipoclorito sodio Carbonato de Sodio Algas pardas

Precio BsF/kg 5,30 5,86 3,18 10,60 2,76 20

4. TAMAÑO Y LOCALIZACIÓN 4.1 Definición de la capacidad de producción Teniendo como base que la producción anual de EFE es de 26 millones de litros de helados y que para fabricarlos se necesita el 0,5% de espesante y estabilizante por cada litro, se estimó que  para esa cantidad se necesita aproximadamente 130 toneladas de estabilizantes. Con el fin de abastecer el 15% de lo requerido para la fabricación de helados por dicha empresa, se produce un total de 25,8 toneladas de alginato de sodio al año, a partir de algas pardas Sargassum vulgare

21 autóctonas, siendo una limitación la cantidad de algas que se puedan explotar anualmente sin causar  un impacto ambiental desfavorable. Tomando en cuenta que la planta operará únicamente los días hábiles del año (260 aproximadamente), la producción real diaria será de 108 kg.

4.2 Definición de la localización para el proyecto Para la ubicación de la planta se utilizó el método de la matriz cualitativa por puntos dónde,  basándonos en un estudio previo de las localidades más cercanas a la materia prima principal y la cercanía al mercado que se pretende abarcar, se escogieron cuatro zonas potenciales para la colocación de la planta. Para apreciar mejor este método se expone a continuación la matriz cualitativa por puntos desarrolla para cuatro estados, en dónde el rango del puntaje fue del l al 100 siendo 1 la más baja y 100 la mas alta. Se obtuvo que la mejor zona para localizar la planta fue el estado Vargas con un puntaje de 85 puntos. La calidad de los servicios no es excelente en Vargas, pero por estar cerca de la región capital, tiende a presentar menos fallas que en las zonas del interior del país. Las costas del estado Vargas son una fuente de la materia prima, por lo que los costos del transporte hasta la planta se reducen muchos al ubicarla en la zona. Además, por ser el estado con el segundo puerto más importante del país y el primer aeropuerto internacional, hay mayor facilidad y accesibilidad para el transporte de equipos y maquinarias que deban importarse, con precios de transporte reducidos también por motivo de la corta distancia.

5. INGENIERÍA DEL PROYECTO 5.1 Descripción de las alternativas de proceso y tecnologías La obtención del alginato de sodio se ha hecho desde los inicios con mecanismos similares  basados en reacciones por las que se obtienen sales orgánicas. Se han ido modificando con el paso del tiempo conforme a las características de las algas, o a la mejora en el rendimiento bajo otros  parámetros termodinámicos en el proceso. Se puede segmentar el proceso de obtención de alginato de sodio en tres etapas fundamentales: la primera es la preparación de las algas, que incluye el secado y el corte de las algas en pequeños trozos para la extracción; es seguida de la extracción del alginato de sodio crudo o impuro, donde se usa ácido clorhídrico con la finalidad de eliminar iones

22

Tabla 12 Matriz cualitativa por puntos

Factores Calidad de los Servicios: Agua Electricidad Tratamiento Desechos Comunicaciones Mano de Obra: Costo (más económica) Disponibilidad Calidad de vida Capacitación Geográficos: Cercanía a la Materia Prima Cercanía al Mercado Condición de las vías de acceso Clima y condiciones ambientales Terreno para la construcción: Disponibilidad Vías de acceso Precios Seguridad de la zona TOTAL

Peso

Sucre Falcón Vargas Carabobo Puntos Calificación Puntos Calificación Puntos Calificación Puntos Calificación

7.5 7.5 5.625 3.75

6 6 8 8

4.5 4.5 4.5 3

7 6 10 9

5.25 4.5 5.625 3.375

10 8 9 9

7.5 6 5.0625 3.375

8 10 8 10

6 7.5 4.5 3.75

3.75 4.375 5.625 5

10 7 5 7

3.75 3.0625 2.8125 3.5

9 7 8 9

3.375 3.0625 4.5 4.5

8 10 8 8

3 4.375 4.5 4

6 8 10 10

2.25 3.5 5.625 5

8.75 8.125

9 7

7.875 5.6875

8 9

7 7.3125

10 10

8.75 8.125

5 9

4.375 7.3125

6.875

5

3.4375

10

6.875

7

4.8125

8

5.5

4.375

9

3.9375

9

3.9375

9

3.9375

10

4.375

7.5 6.25 8.125 6.875 100

6 8 10 8

4.5 5 8.125 5.5 74

7 9 5 10

5.25 5.625 4.0625 6.875 81

9 9 5 7

6.75 5.625 4.0625 4.8125 85

10 10 4 5

7.5 6.25 3.25 3.4375 80

23 y producir ácido algínico, que reacciona posteriormente con carbonato de calcio en condiciones de agitación formando la sal de sodio deseada, y culminando con la hidratación de la sustancia para facilitar su separación; y finalmente la etapa de purificación, donde se busca precipitar la sal mediante la agregación de una sustancia adicional, con la idea de suprimir los contaminantes con el cambio de fase, transformando la sal en ácido algínico y, una vez separados, de vuelta a alginato de sodio, el cual es filtrado, prensado y secado para su comercialización. Básicamente existen dos procedimientos principales (Arvizu-Higuera, 1996): el método del ácido algínico descrito por Hernández-Carmona et al. (1999), donde se emplean soluciones de ácidos muy fuertes (HCl o H 2SO4) con el fin de obtener precipitar el ácido algínico que luego es transformado en alginato de sodio; y el método del alginato de calcio, en el cual se añade cloruro de calcio para precipitar la sal de calcio, que luego es transformada a ácido algínico y finalmente a una sal de sodio. En la etapa de purificación de la sal, específicamente en la transformación final de ácido algínico a alginato de sodio, surgen dos metodologías alternativas. La primera incluye añadir  alcohol etílico con el fin de crear una suspensión acuosa donde las partículas sólidas de ácido algínico se dispersan y a la vez reaccionan en un medio básico con partículas de carbonato de sodio  bajo agitación constante. Mientras que la segunda obvia la utilización del alcohol, y la reacción ocurre al añadir una solución de carbonato de calcio que permita llegar a las condiciones de  basicidad requeridas. Vale acotar que es necesario añadir más alcohol si la metodología empleada  para precipitar el alginato es utilizando ácidos fuertes, y menor cantidad para la precipitación con cloruro de calcio. Cuando ya el alginato de sodio se ha formado, dado que no es soluble en el alcohol, la separación es sencilla. El alcohol etílico es una sustancia costosa, por lo que siempre debe ser  recuperada y reutilizada; sin embargo, siempre existen pérdidas del material que se traducen en mayores costos de inversión para dicha materia prima y utilización de equipos secundarios en un lazo de recuperación y reciclo. Por otro lado, si no se emplea alcohol, el alginato que se forma  pierde la consistencia que tenía en su forma de ácido algínico, y se forma entonces una pasta que es difícil de manejar; para su manejo óptimo se requiere un equipo adicional, un extrusor, que permita convertirla en gránulos o pellets. Ambos mecanismos, al ser muy similares, requieren prácticamente los mismos equipos para la obtención del alginato de sodio: molinos, filtros, reactores de tanque agitado. Estos están basados en  procesos de separación usados ampliamente en la industria y que se listan a continuación:

24 

Tamizado: El Tamizado es un método físico para separar mezclas. Consiste en hacer pasar 

una mezcla de partículas sólidas de diferentes tamaños por un tamiz. Las partículas de menor  tamaño pasan por los poros del tamiz atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo. El tamiz consiste de una superficie con perforaciones uniformes por donde pasará parte del material y el resto será retenido por él. Para llevar a cabo el tamizado es requisito que exista vibración para  permitir que el material más fino traspase el tamiz. 

Filtración con medios porosos: Consiste en la separación de un sólido de un fluido por 

acción de un medio filtrante y un gradiente de presión, la filtración por medio porosos se caracteriza los sólidos se depositan sobre el medio filtrante formando una pasta. 

Secado de sólidos: La operación de secado es una operación de transferencia de masa de

contacto gas-sólido, donde la humedad contenida en el sólido se transfiere por evaporación y por  gradientes de concentración hacia la fase gaseosa, en base a la diferencia entre la presión de vapor  ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente gaseosa.

5.2.- Justificación del proceso seleccionado Para el diseño de la planta de alginato, se considerará el método del alginato de calcio. A pesar  que la metodología incluye un paso adicional, que puede traducirse en mayores gastos en la inversión para la materia prima (cloruro de calcio) y equipos adicionales, las ventajas sobre el otro método en cuanto a la naturaleza del proceso son mucho mayores. Al precipitar ácido algínico empleando ácidos fuertes como HCl y H 2SO4 se obtiene una masa gelatinosa que resulta muy difícil de separar, y que a la vez puede retener líquidos en su interior, por  lo que suele requerirse alcohol para extraerlo; es decir, puede generar muchas pérdidas del producto  por etapa de separación y aumenta los gastos de inversión para la producción por el hecho de tener  que adquirir el alcohol y equipos asociados a su implementación. La transformación a alginato de calcio implica la formación de una sal sólida en forma de fibras que pueden ser separadas sin dificultad alguna. Cuando esta estructura se transforma en ácido algínico, se mantienen las características fibrosas y, por ende, tampoco resulta complicado separar  esta sustancia. Vale acotar que, por lo general, los restos de alginato de calcio en el producto deseado no son perjudiciales y, en muchas ocasiones, son permisibles porque constituyen un mecanismo que regula la viscosidad en las soluciones acuosas preparadas con el alginato de sodio.

25 5.3.- Descripción del proceso seleccionado La producción de alginato de sodio a partir de algas pardas Sargassum vulgare se resume en tres etapas fundamentales:  I.  Preparación de la materia prima

Incluye el tratamiento de las algas desde que llegan a la planta hasta el momento antes de extraer el alginato. 

Secado principal: Las algas son expuestas a un secador de bandejas con el fin de remover la

humedad más externa de los sólidos y gran parte de la interna de las algas. La temperatura del aire del secador, por tanto, debe ser cercana a los 100°C con el fin de aumentar la transferencia de masa con el aire y promover la evaporación simultáneamente. 

Molienda: una vez secas, ingresan a un molino de cuchillas con el fin de cortarlas en

 pequeños trozos uniformes de los que resultará más fácil extraer el alginato. 

Tamización: con el fin de remover arena o cualquier otro tipo de material sólido distinto a

las algas, se introducen a un tamiz vibratorio que trabaja por cargas. La arena y otras impurezas sólidas de menor tamaño son enviadas a una corriente de desecho, mientras que los trozos de algas se disponen en una cinta transportadora para ser llevadas a la siguiente etapa.  II. Extracción del Alginato crudo:

Abarca la remoción del alginato de las algas, permitiendo así descartar las estructuras sólidas de soporte, y conservar la sal de sodio del alginato en su estado más crudo, para una sucesiva etapa de purificación.



Hidratación con Formaldehído: estudios de laboratorio han demostrado que un lavado

 previo de las algas con una solución de formaldehído diluida (0,1%) evita el cambio de la coloración del alginato durante su extracción. Los compuestos fenólicos del alga que le dan su coloración marrón, tienden a extraerse también y provocan un tono marrón en la sal de sodio obtenida; pero al lavar los sólidos con formaldehído, estos compuestos quedan fijos al alga, removiendo compuestos fenólicos solubles. El procedimiento debe hacerse por lotes, con un tiempo de residencia superior a las 12 horas; esto implica que debe utilizarse un equipo cuya capacidad sea al menos la necesaria para satisfacer la producción diaria. Luego, la solución de formaldehído debe drenarse y puede ser  reutilizada varias veces.

26 

Pre-extracción ácida: con el fin de eliminar cationes de las sales de ácido algínico presentes

en las algas, tales como Ca ++, Mg++, K +, Na+, las algas son tratadas con una solución de ácido clorhídrico 1N suficiente para tener un pH 4, bajo agitación durante 1 hora. La condición de alta acidez en el tanque es propicia para que ocurra una reacción química de sustitución, donde los mencionados cationes de las sales de ácido algínico (M) forman cloruros en solución, y además aparece el ácido algínico como un gel muy viscoso. Se resume en la ecuación química:       

De acuerdo a investigaciones previas realizadas, el rendimiento del proceso es mayor  cuando en este paso se realizan tres lavados sucesivos, pues se eliminan más partes de sales no deseadas y se produce más ácido algínico. La solución con las sales de cloruro es drenada y eliminada del proceso principal. Es importante tener en cuenta que esta solución es rica en potasio, pues es un elemento abundante en las algas pardas en general, así que la corriente de descarga se considera un producto secundario con valor económico apreciable. El ácido algínico se arrastra hasta la siguiente unidad de tratamiento usando agua destilada. 

Extracción alcalina: utilizando una solución acuosa al 10% de carbonato de sodio, se

transforma el ácido algínico que ingresa al reactor en alginato de sodio. La reacción debe llevarse a cabo bajo condiciones de agitación constante por 2 horas, a una temperatura cercana a los 80°C y  bajo condiciones básicas de pH 10; y es descrita según la ecuación:            

La solución de ácido carbónico es eliminada, y el alginato de sodio obtenido en forma de un gel pastoso es diluido con agua destilada a 70°C, para poder ser transportado a un filtro rotatorio de vacío con tierras diatomeas como pre-capa filtrante. La torta en el filtro se compone por las estructuras del alga que contenían las sales de ácido algínico, y por tanto son eliminadas. Dado a su contenido proteico, la pasta puede servir como materia prima para procesos de fabricación de abonos o incluso alimentos para animales en base a harinas de algas, por lo que se considera un producto secundario. La solución que contiene el alginato de sodio también presenta sustancias que resistieron los ataques ácidos y básicos de los pasos anteriores (Zambon et al., 1998). La sal que se extrajo se halla impura, y por lo tanto es necesario un proceso de purificación.

27  III.Purificación del producto:

Con el fin de obtener alginato de calcio con la menor cantidad de contaminantes e impurezas, se emplea una metodología basada en un cambio de fase de la sal de líquido a sólido,  para facilitar su separación mediante técnicas mecánicas. 

Precipitación con cloruro de calcio: se usa una solución acuosa de cloruro de calcio al 10%,

que reacciona con la solución acuosa del alginato de sodio; el calcio remplaza al sodio y se obtiene entonces una solución de cloruro de sodio y alginato de calcio, que es insoluble y precipita.           

La reacción debe llevarse a cabo bajo condiciones de agitación controlada y variable; comenzando con una agitación medias que eviten la formación de coágulos muy grandes o de  partículas muy pequeñas que sean difíciles de recuperar posteriormente, y con un aumento  progresivo a medida que el tanque de agitación se va llenando. El proceso se lleva a cabo por lotes, donde los dos reactivos se deben ir añadiendo simultáneamente en el reactor, con caudales muy pequeños que garanticen la buena formación de las fibras. La solución acuosa al final se descarga por el fondo del tanque y las fibras sólidas se acumulan con una malla metálica al fondo del tanque, por gravedad. Después que se extraen se disponen en un nuevo tanque para su blanqueamiento. 

Blanqueamiento del alginato de calcio: usando un transportador helicoidal, se transfieren las

fibras de alginato de calcio a un tanque con una solución acuosa de hipoclorito de sodio al 5% y suficiente agua como para garantizar la suspensión total de las fibras y el mayor contacto posible con el hipoclorito. El tanque se mantiene bajo agitación continua por 15 minutos, y luego se descarga la solución líquida. Las partículas sólidas de alginato blanqueado sedimentan en una malla en el fondo del tanque, similar a la del tanque anterior, y son transportadas al siguiente equipo para su posterior tratamiento. Extracción ácida (acidificación): se debe transformar el alginato de calcio en ácido algínico, y  para ello se agrega solución de ácido clorhídrico 1M suficiente como para alcanzar un pH 2. Para que el proceso ocurra de forma óptima, se mantiene una agitación constante durante 15 minutos (McHugh, 1987). La reacción vendría expresada como:           

Para que la transformación a ácido algínico sea mayor, se ha establecido que la acidificación debe realizarse tres veces consecutivas, a pH 2, 1.8 y 1.8 (Arvizu-Higuera et al.,

28 1996). Por lo tanto se disponen tres tanques con agitación, en serie, con el ácido y el sólido en contracorriente. El sólido es alimentado al primer tanque utilizando un transportador helicoidal, mientras que el ácido clorhídrico alimentado proviene del segundo tanque; y la alimentación de éste a su vez proviene del tercer tanque, donde el ácido entra fresco. Las fibras que salen del transportador al final son lavadas con abundante agua en un tanque  por lotes, y luego filtradas como en tanques anteriores. Siempre quedan residuos de alginato de calcio en las fibras de ácido algínico, pero son despreciables y no se consideran como contaminantes A estas partículas de ácido algínico se les remueve la mayor cantidad de humedad posible, empleando una prensa hidráulica con tornillo. 

Extracción alcalina (neutralización): las fibras de ácido algínico prensadas se añaden en

tanque de mezclado conjuntamente con una solución de carbonato de calcio anhidro, al 10% p/v. Ocurre una alcalinización del medio, y se debe establecer un pH básico cercano a 10. Se debe tener  en cuenta que se mantiene una agitación constante durante 10 minutos en el reactor, para que se lleve a cabo la transformación descrita en la siguiente ecuación:             

El producto obtenido es una solución acuosa de ácido carbónico e impurezas, que es fácilmente removible del alginato de sodio formado. La sal pierde algo de consistencia, por lo que se recolecta luego del lavado y se constituye como un sólido muy pastoso. Debe ser introducida a un extrusor, con el fin de formar partículas sólidas más manejables. 

Preparación final: las partículas sólidas de alginato formadas todavía conservan humedad al

ingresar a esta etapa, por lo que deben ser secadas empleando un secador de cinta transportadora con aire caliente a entre 50 y 60°C por un tiempo de alrededor 2,5 horas. Con el fin de estandarizar el tamaño de las partículas secas, y obtener un tamaño de grano  promedio de 250 micrones (0,25 mm) equivalente a 60 mallas, se emplea un molino de turbina o de martillos. Una vez obtenido el producto como un sólido pulverizado, debe ser empacado para su futura comercialización con una empacadora de polvo de algas especializada, siguiendo las  presentaciones previamente establecidas.

29

5.3.1.- Diagrama de flujo del proceso

30

Leyenda para el DFP: CM-1 CM-2 EX-1

HX-2 M-1

Molino de cuchillas Molino de martillos Extrusor de alginato de sodio Prensa hidráulica de tornillo para el ácido algínico Prensa hidráulica de tornillo para el alginato de sodio Calentador de la solución de Carbonato de Sodio Calentador de Agua Mezclador agua-alginato

T-6 T-7 T-8

Tanque de dilución Na 2CO3 Tanque de recuperación del carbonato de sodio Tanque de dilución CaCl 2

T-9

Tanque dilución NaClO

T-10

Tanque de recuperación del hipoclorito de sodio

T-11

Tanque recuperación de HCl

T-12 TD-1

Tanques de agua destilada (2 unidades) Secador de bandejas para las algas frescas

MF-1 MF-2 MF-3 MF-4

Tamiz vibratorio Filtro malla para T-1 Filtro malla para ST-1 Filtro malla para ST-2

TD-2 VF-1 WD-1 ST-5a

Secador de cinta transportadora para el alginato de sodio Filtro rotatorio de vacío Destilador de agua industrial Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio

MF-5 MF-6

Filtro malla para ST-3 Filtro malla para ST-4

ST-5b ST-5c

Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio

MF-7a MF-7b

Filtro malla para ST-5a Filtro malla para ST-5b

ST-6 T-1

Tanque para la extracción alcalina purificada Tanque de hidratación con formaldehído

MF-7c MF-8

Filtro malla para ST-5c Filtro malla para ST-6

T-2 T-3

Tanque de dilución del formaldehído Tanque para la recuperación del formaldehído

PK-1 ST-1 ST-2 ST-3 ST-4

Empaquetadora Tanque pre-extracción ácida Tanque extracción alcalina Tanque precipitación CaCl 2 Tanque de blanqueamiento Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio Tanque para la extracción alcalina  purificada Tanque de hidratación con formaldehído Tanque de dilución del formaldehído Tanque para la recuperación del formaldehído Tanque de dilución del HCl Tanque de recuperación de sales de cloro

T-4 T-5 T-6 T-7 T-8

Tanque de dilución del HCl Tanque de recuperación de sales de cloro Tanque de dilución Na 2CO3 Tanque de recuperación del carbonato de sodio Tanque de dilución CaCl 2

T-9

Tanque dilución NaClO

T-10

Tanque de recuperación del hipoclorito de sodio

T-11

Tanque recuperación de HCl

T-12

Tanques de agua destilada (2 unidades)

TD-1

Secador de bandejas para las algas frescas

TD-2

Secador de cinta transportadora para el alginato de sodio

VF-1

Filtro rotatorio de vacío

WD-1

Destilador de agua industrial

HP-1 HP-2 HX-1

ST-5a ST-5b ST-5c ST-6 T-1 T-2 T-3 T-4 T-5

31

5.3.2.- Balance de materia kg/día

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Algas

1667

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Algas Secas

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Algas Secas Limpias

-

-

-

417

-

-

208

-

208.3

-

-

-

-

-

-

-

Formaldeído

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Ácido Clorhídrico

-

-

-

-

-

-

-

38

6.4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Carbonato de Sodio

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Cloruro de Calcio

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Ácido Algínico

-

-

-

-

-

-

-

-

174

-

173.6

-

43.4

43.4

43.4

-

43.4

-

-

-

Alginato de Calcio Alginato de Sodio Sales de cloro (Mg, Na, K)

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

128.3 128

-

128

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

14.45

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

134

-

-

-

-

-

-

-

32.81

-

-

-

Ácido Carbónico

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1756

-

-

-

-

-

-

-

Hipoclorito de Sodio Agua

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Desechos sólidos

-

-

-

-

Total

542 542

417 417

3.78 3.78

3765 3765 -

-

208.3 208.3

833.3 798.8

144.5 144.5 144.5

-

4183 4183 4183 1736 8300 8300

-

67.6 67.6

-

-

-

-

208 176.9

1.46 1.46

830 25847 2072 27919 2792 29.1 2821 -

-

-

-

-

-

-

1667 542 542 417 3769 4186 417 4289 4773 4183 2118 9133 11251 1226 26035 2280 28315 2920 30.5 2951

32

kg/día

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

Algas

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Algas Secas

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Algas Secas Limpias

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Formaldeído

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Ácido Clorhídrico

-

-

-

-

38

36.7

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Carbonato de Sodio

-

-

-

-

-

-

-

-

Cloruro de Calcio

-

-

-

-

-

-

-

-

Ácido Algínico

-

-

-

-

Alginato de Calcio

128

-

128.3

Alginato de Sodio

-

-

Sales de cloro (Mg, Na, K)

-

Ácido Carbónico Hipoclorito de Sodio

32.2 17.26 -

-

-

36.7 32.2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

4.1

17.8

-

-

4.097

-

-

-

82.03

82

-

107

107

-

114

114

114

-

17.1 17.1

17.1

17.1 17.1 17.1

-

38.5

38.5

-

11.5 11.5

-

3.465 3.465 3.465

-

3.46 3.46

3.46

3.46 3.46 3.46

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

108

108

108

108 108 108

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

15

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Agua

282 8300 8582 2699 11281 1948 4183 6132 1485 4183 5668 1707 426.8 1038 1464 Desechos sólidos 67.6 67.64 67.6 67.6 67.6 67.64 -

732 -

732 -

183 14.7 14.7 -

Total

410 8300 8710 2816 11549 2069 4292 6368 1603 4289 5894 1825 544.3 1142 1686 860

860

311 143

17.8 63.28

104.2 78.5 -

143

33 Suposiciones y estimaciones hechas para el Balance de Masa:



Corriente 5: Proporción de agua para la hidratación con formalina 1:9 respecto a las algas secas.

La solución es al 0,1% p/v. 

Corriente 8: La preextracción acida es con HCl 1M en agua. 10 litros de agua por cada kg de

alga seca. El HCl es 36% de pureza. Se necesitan 0,0001 litros de solución de HCl 1M para que el  pH de 1l de agua sea 4 por lo cual se diluye en un tanque previamente La densidad del ácido clorhídrico 1M es de alrededor 1,05 kg/l 

Corriente 9: La reacción de extracción ácida ocurre con un 50% de conversión. Por cada 100kg

de alga seca, 50kg no reaccionan. Los otros 50 kg se convierten totalmente en ácido algínico. Por  cada mol de alga se produce 1 mol de ácido 

Corriente 10: Se lavan con agua en proporción 1:10 respecto a las algas secas



Corriente 11: El ácido álginico como gel absorbe 10 veces su peso seco.



Corriente 12: Se usan 17 l de agua por 1kg de alga seca. La solución de carbonato debe estar al

10% p/v para garantizar el pH10. 

Corriente 13: Se convierte el 75% del ócielos álginico a alginato de sodio.



Corriente 14: Antes de entrar al filtro se diluyen con 10 litros de agua por kg de alga seca a

70°C. 

Corriente 15: El 10% del agua queda retenida en las fibras que forman la torta en el filtro



Corriente 16: Se usa una solución al 10%p/v de CaCl 2. Se utiliza el doble de masa de este

compuesto que la masa de alginato esperado (104 kg/día esperado) 

Corriente 17: La reacción de precipitación ocurre con un90% de conversión.



Corriente 18: Se estima que el sólido tendrá un 10% de agua total.



Corriente 19: Se usan 70 ml de solución por kg de alga. La solución es al 5%p/v



Corriente 21: El alginato de calcio en la corriente 21 retiene el 10% del agua total



Corriente 22: Se diluye con 20 litro de agua por cada kilogramo de alga seca utilizada.



Corriente 25: La extracción ácida ocurre con un 70% de conversión



Corriente 28: La extracción ácida ocurre con un 70% de conversión



Corriente 30: La acidificación con el HCl emplea 10 litros de agua por cada kilogramo de alga

seca utilizada. Se necesitan 0,0016 litros de solución de HCl a 1M para que el pH de 1 litro de agua sea 1.8

34 

Corriente 31: La extracción ácida ocurre con 70% de conversión, el filtro remueve todos los

líquidos y queda una humedad retenida en el alginato de calcio y el ácido álginico. Para el alginato de calcio es un10% mientras que el ácido álginico puede retener hasta 10 veces su peso. 

Corriente 32: La prensa hidráulica remueve un75% del agua que tienen las fibras.



Corriente 34: Se agregan 0,25kg de ácido carbónico por cada kilogramo de alga seca



Corriente 35: La extracción alcalina ocurre con un 85% de conversión



Corriente 36: El agua que queda retenida en las fibras sólidas será aproximadamente el 50% del

agua total. 

Corriente 37: La prensa hidráulica remueve un 75% de la humedad en las fibras sólidas.



Corriente 38: El secador de bandejas remueve humedad hasta que esta representa un 12%del

 peso total que es el valor óptimo.

5.3.3.- Dimensionamiento de los equipos principales Tabla 13. Dimensionamiento de los equipos principales

Código

Equipo

ST-1 ST-2 ST-3 ST-4

Tanque pre-extracción ácida Tanque extracción alcalina Tanque precipitación CaCl 2 Tanque de blanqueamiento Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio Tanque para la extracción alcalina purificada Tanque de hidratación con formaldehído Tanque de dilución del formaldehído Tanque para la recuperación del formaldehído Tanque de dilución del HCl Tanque de recuperación de sales de cloro Tanque de dilución Na 2CO3

ST-5a ST-5b ST-5c ST-6 T-1 T-2 T-3 T-4 T-5 T-6

Volumen de Operación (L) 237 1014 566 59

DIMENSIONES Diámetro (m) Largo (m) 0.56 1.12 0.91 1.81 0.75 1.49 0.35 0.70

231

0.55

1.11

127

0.45

0.91

118

0.44

0.88

34

0.29

0.58

2500

1.05

3.16

2270

1.02

3.06

2270

1.02

3.06

215

0.47

1.42

340

0.55

1.65

413

0.59

1.76

35 Tanque de recuperación del carbonato de sodio Tanque de dilución CaCl 2 Tanque dilución NaClO Tanque de recuperación del hipoclorito de sodio Tanque recuperación de HCl Tanques de agua destilada (2 unidades)

T-7 T-8 T-9 T-10 T-11 T-12

452

0.60

1.81

105 2

0.37 0.09

1.11 0.27

128

0.40

1.19

472

0.61

1.84

3690

3,50

2,10

Heurísticas utilizadas: 

En tanques de capacidades menores a los 500 galones (≈1,5m 3) el volumen de seguridad

empleado fue el 15% del total. Para tanques de volumen superior, el volumen de seguridad fue del 10%. 

Para los tanques de almacenamiento, se busca una relación diámetro/longitud de 3. Esto

garantiza una proporción viable, donde los tanques resultan más largos que anchos, y se establecerán de forma horizontal. 

Para los tanques de agitación, se busca mantener una relación diámetro/longitud de 2, ya

que estos deben erigirse verticalmente. El fin es implementar equipos un poco más proporcionales en cuanto a su altura y su diámetro. Además, estos deben contar con un motor de agitación en su  parte más alta, de 1HP en promedio y se debe considerar el volumen que ocupan las aspas del agitador. 

La densidad del agua para la temperatura ambiente de la zona es ρ=996 kg/l. Para corrientes

muy diluidas, se mantuvo esta densidad. Para corrientes con carbonato de calcio al 10% se empleó una densidad de ρ=1106 kg/l. Para corrientes con carbonato de calcio y ácido carbónico, la densidad empleada fue ρ=1110 kg/l. La solución con hipoclorito de sodio al 5% tiene una densidad de ρ= 1005 kg/l. La densidad de los sólidos (algas y alginatos de sodio y de calcio) se estimó en promedio como ρ=1100 kg/l. 

El dimensionamiento de las bombas arrojó equipos de potencia menor a 1HP, por lo que se

considerarán todas las necesarias iguales a la hora de un análisis económico. Las variaciones vendrán dada por el material con el que se construyan. 

Los intercambiadores de calor no se consideran equipos principales para el

dimensionamiento porque no implican cambios importantes de temperatura. El calentador de agua se estima en base al caudal al que se debe elevar la temperatura.

36 5.3.4.- Materiales de construcción Los valores de temperatura y presión a los que se lleva a cabo el proceso no representan características que impliquen la utilización de materiales de gran resistencia. Se trabaja a presión atmosférica y las temperaturas más altas que requieren los equipos no superan los 100°C. Sin embargo, se toma en consideración que es necesario trabajar con materiales que toleren un amplio rango de acidez, desde pHs muy ácidos alrededor de 2 hasta pHs básicos que lleguen a 10. Por ello, los equipos que conforman las etapas de extracción ácida, así como los tanques de mezclado de ácido clorhídrico, deben estar hechos de hierro al silicio (acero eléctrico), el cual resiste la corrosión que podría causar el ácido clorhídrico al acero comercial. Esto influye  principalmente en los precios de los tanques, pues el material es mucho más costoso que el acero comercial y que el acero inoxidable. Las bombas que se van a usar para transportar las soluciones de ácido clorhídrico a los tanques (se estiman sean 4) también representan equipos especializados que resistan la corrosión,  por lo que su material debe ser el recomendado por los fabricantes de las mismas; y por esta razón son mucho más costosas que las bombas convencionales. Los equipos de secado, prensado, molienda, destilación de agua y filtrado están sujetos a las capacidades reportadas por los fabricantes. Su selección viene dada de acuerdo a la cantidad de material que pueden procesar en el tiempo requerido por la planta y, en el caso de los discos de filtrado, en base a los diámetros de los tanques.

5.4.- Descripción de los servicios industriales y auxiliares 5.4.1.- Energía eléctrica El abastecimiento de energía eléctrica queda a cargo de la Corporación Eléctrica Nacional CORPOELEC. El estado Vargas está asociado directamente con el centro de apoyo nacional de la Gran Caracas, de acuerdo con la distribución regional suministrada por la compañía. Las tarifas del Sector Eléctrico son reguladas por el Estado, a través del Ministerio del Poder Popular para la Energía Eléctrica, y tienen vigencia las publicadas en la Gaceta Oficial Nro. 37.415 del 03 de Abril de 2002. Las tarifas estipuladas para el sector de Industrias, Comercios y Áreas comunes de Inmuebles se enumeran a continuación:

37 

Servicio: demanda no mayor a 10 KVA. Cargo por demanda 2.872,39 Bs/KVA. Cargo por 

energía 76,25 Bs/Kwh. Corriente alterna de 60 Hz, en baja tensión. 

Servicio General 2 (T-05): Para Demanda asignada contratada entre 10 y 30 KVA. Cargo por 

demanda 3.573,53 Bs/KVA. Cargo por energía 64,57 Bs/Kwh. Corriente alterna de 60 Hz, en baja tensión. 

Servicio General 3 (T-06): Para Demanda asignada contratada entre 30 y 100 KVA. Cargo por 

demanda 7.243,49 Bs/KVA. Cargo por energía 39,81 Bs/Kwh. Corriente alterna de 60 Hz en media tensión. Tensiones de suministro: 4.8 KV, 8.12 KV, 12.47 KV, 30 KV. 

Servicio General 4 (T-07): demanda asignada contratada entre 100 y 1000 KVA. Cargo por 

demanda 5.392,54 Bs/KVA. Cargo por energía 37,14 Bs/Kwh. Corriente alterna de 60 Hz en alta tensión. Tensiones de suministro: 69 KV. 

Servicio General 5 (T-08): Para Demanda asignada contratada entre 1000 y 10000 KVA . Cargo

 por demanda 4.582,65 Bs/KVA. Cargo por energía 35,15 Bs/Kwh. 

Servicio General 6 (T-09): Para Demanda asignada contratada mayor a 10000 KVA. Cargo por 

demanda 2.149,58 Bs/KVA. Cargo por energía 28,36 Bs/Kwh. Cargo por Subestación 909,22 Bs/KVA. Las tarifas se calculan sobre la base de 30 días. Además de las tarifas, existe el FAP (Factor  de Ajuste de Precios) y CACE (Cargo por Ajuste de Combustible y Energía) que se agregan al monto estipulado. Los montos están expresados en Bolívares antiguos ya que por reconversión monetaria el redondeo se aplica sólo a los totales en cada caso. Asimismo, los grandes consumidores (industrias) se ven regulados por la Ley de uso racional y eficiente de la energía  publicada en la Gaceta Oficial Nro. 39.823 del 19 de diciembre de 2011. El suministro de energía eléctrica es de suma importancia en la puesta en marcha de la  planta, pues todos los equipos empleados para la producción del alginato la necesitan para efectuar  su función.

5.4.2.- Agua El agua es un servicio indispensable en la empresa ya que el mismo se utilizará para el  proceso de transformación del alginato de sodio, para la estructura física y limpieza de la empresa. Es un servicio de amplio consumo en la planta. Empresa hidrológica de la Región Capital, desde su fundación, el 11 de abril de 1991, es la encargada de administrar, operar, mantener, ampliar y rehabilitar los sistemas de distribución de

38 agua "potable", y los sistemas de recolección y disposición de aguas servidas, en el Distrito Capital y en los estados Miranda y Vargas, estado dónde se encuentra localizado nuestra empresa. Los costos del servicio se encuentran en la nueva providencia N° 3 del 21 de Octubre de 2011  publicada en gaceta N° 39.788 de fecha 28 de Octubre de 2011. En donde se define Precio Medio Referencial (P.M.R. residencial): 1,55 Bs./m3 y Precio Medio Referencial Comercial e Industrial (P.M.R. comercial e industrial): 1,90 Bs./m3.

Tabla 14. Tarifas de Hidrocapital regidas por la providencia N° 3

Usos

Cargo fijo

INDUSTRIAL A

Mínimo 50 m3/mes (2,5 ó 3,0) x PMR

INDUSTRIAL B

Mínimo 40 m3/mes (2,25 ó 2,50) x PMR

COMERCIAL A

Mínimo 30 m3/mes (2,0 ó 2,25) x PMR

COMERCIAL B

Mínimo 20 m3/mes(1,5 ó 2,0) x PMR

Cargo Variable (Hasta la dotación)

Exceso 1 (Dotación has ta 1,5*Dotación)

Exceso 2 (1,5*Dotació n en adelante)

(2,5 ó 3,0) x PMR 

4,00 x PMR

7,00 x PMR 

(2,25 ó 2,50) x PMR 

4,00 x PMR

7,00 x PMR 

(2,0 ó 2,25) x PMR 

4,00 x PMR

7,00 x PMR 

(1,5 ó 2,0) x PMR 

4,00 x PMR

7,00 x PMR 

Para satisfacer la producción anual esperada, de 25,8 toneladas de alginato de sodio, se estima que se necesiten unos 1240 m 3 de agua al mes, a lo que debe sumársele el consumo estimado de agua de las instalaciones sanitarias y de mantenimiento (aproximadamente un 40% del consumo total). Por lo tanto, se estima que el consumo de agua de la planta sea 2000 m 3/mes en el primer año de producción.

39

6. ANÁLISIS ECONÓMICO FINANCIERO 6.1.- Costos y gastos de producción Para la producción del alginato de sodio deben tenerse en cuenta los costos de las materias  primas y de los servicios que garanticen el buen funcionamiento de la planta, así como el costo del recurso humano que va a mantener operativa la unidad de producción.

6.1.1.- Costos variables Se consideran costos variables, principalmente la materia prima, los servicios de agua y electricidad, pues a medida que aumenta la producción aumentará el consumo de la energía eléctrica y del agua para el proceso.

6.1.1.1.- Costos anuales de la materia prima Con el fin de satisfacer la capacidad de producción de la planta estimada para un año, que corresponde con 25,8 toneladas de alginato de sodio, se requieren entonces:

Tabla 15 Costo de materia prima Materia Prima Algas Frescas cido Clorhídrico Carbonato de Sodio Hipoclorito de Sodio Formaldehído Cloruro de Calcio Empaques(sacos)

Cantidad Requerida (ton MP/ton P) 15,51 2,67 8,72 0,01 0,04 1,93

Cantidad Requerida (ton/año) 400 68,99 225 0,35 0,91 50 3.900

Precio por tonelada (BsF/ton) 20.000 5.300 2.760 10.600 3.180 5.860 Total 0,5 Total

Precio Anual (BsF/año) 8.000.000 365.647 621.000 3.710 2.894 293.000 9.286.251 1.950 9.288.201

Vale acotar que, a menos que el proveedor disponga la materia prima en lotes menores a 1 tonelada métrica, en el primer año la inversión para el hipoclorito y para el formaldehido deberá realizarse para una tonelada completa, lo que implicaría 7.176 BsF adicionales. Como es una cifra  baja respecto al monto total, no se tomará en cuenta esta particularidad para cálculos posteriores.

40 6.1.1.2.- Costos anuales por agua El agua se tomará como un costo semivariable debido a que depende de la producción de alginato. Sin embargo hay que tomar en cuenta un consumo fijo por uso de sanitarios y mantenimiento de equipos y maquinarias. Tomando las tarifas de Hidrocapital el consumo de agua  para producir alginato será 3287,44 BsF/ton.

6.1.2.- Costos fijos Se consideran en este punto los costos por servicios, los costos del recurso humano, es decir, los salarios y los paquetes anuales de los empleados y los costos administrativos. Además, los costos estimados de mantenimiento de los equipos y las maquinarias.

6.1.2.1.- Costos por servicios Tabla 16. Costo por servicios Servicio Agua Electricidad Total

Costo Anual (BsF/año) 51.984 30.016 82.000

6.1.2.2.- Costos por sueldos y salarios A continuación se presenta una tabla con el personal requerido para la operación de la empresa con sus respectivos salarios y paquete anual.

Tabla 17. Salarios para cada empleado Cargo Ingeniero de  planta Administrativo Técnico de maquinaria Representante de ventas Personal de limpieza Transportista

Cantidad

TOTAL

Salario Mensual con utilidades (BsF) Paquete anual (BsF)

1

9500

120.000

2

6000

150.000

10

6000

750.000

3

4000

150.000

2

4000

96.000

3

3000

110.000

15

29500

1.376.000

41 6.1.2.3 Costos administrativos Los costos administrativos incluyen la parte publicitaria que se le va a dar al producto. En este caso es un producto que es utilizado como materia prima, por lo que se utilizará el tipo de  publicidad de carpetas y folletos para ser entregados a las distintas empresas que requieran del  producto. Incluye además gastos por reuniones, teléfono, fax y otras comunicaciones. El costo estimado para estos gastos será de 100.000BsF /año.

6.2.- Ingresos por ventas en el primer año Se estima que anualmente, para el primer año, las ganancias por ventas sean:

Tabla 18. Ingresos por ventas Producto Alginato (1kg) Alginato (10kg) Alginato (25kg)

Cantidad (kg/año) 2.800 3.000 20.000

Precio Unitario (BsF) 1.000 8.500 16.250 Total

Ingreso (BsF/año) 2.800.000 2.550.000 13.000.000 18.350.000

6.3.- Estimación del Costo Total 6.3.1.- Costo del terreno y obras Implementando los portales virtuales de compra y venta de inmuebles disponibles en el país, un terreno en el estado Vargas de unos 2200 m 2 cuesta 3.600.000 BsF. Esto coincide para las localidades de Catia la Mar y Maiquetía. Equivale a 1.600 BsF/m 2. Por otro lado, el precio de mercado de un galpón de unos 800m 2 en las mismas zonas oscila entre los 6.000.000 y los 8.000.000 BsF. Por lo que se puede asumir que el precio de las obras es aproximadamente 5.500 BsF/m2. De acuerdo a la cantidad de equipos y al tamaño que estos ocupan, una estructura de 500m 2 de construcción es más que suficiente para edificar la planta piloto de extracción de alginato de sodio. Esto indica que un terreno del doble de área, 1000m 2, sería adecuado con el fin de disponer espacios adicionales para inventario y almacenamiento, estacionamientos para los vehículos y estructuras afines, que se resumen en 100m 2 más de construcción. Esto implica que las cifras manejadas serán las que se resumen en la siguiente tabla:

42 Tabla 19. Costo de Terrenos Terreno Infraestructura

Precio/ m2 (BsF/m2) 1.600 5.500

Área (m2) 1000 600 Total

Precio (BsF) 1.600.000 3.300.000 4.900.000

La depreciación de las obras físicas se estimará por el método lineal con el 5% del valor inicial de las mismas. Al final del horizonte económico, se espera que el terreno haya aumentado su valor  en un 20%.

6.3.2.- Costo de maquinarias y equipos Se tiene en consideración para el costo de los equipos que: 

Los precios FOB se obtuvieron de portales electrónicos como alibaba.com y matche.com de

acuerdo a los materiales de construcción y a las dimensiones o capacidades de trabajo estimadas. 

El precio CIF se estimó tomando en cuenta un 10% del precio del producto como monto del

seguro y un flete de transporte marítimo de 3000 BsF/m 3 del equipo. 

Para equipos de menor tamaño, como filtros y bombas, el flete de transporte se estima como

el 10% de su valor FOB. 

Se considera un impuesto del 5% del valor FOB del equipo.



Las conversiones de dólares a bolívares se hicieron considerando el precio del dólar 

otorgado por el SITME (5,3 BsF/$).

Tabla 20. Costos de los equipos CÓDIGO CM-1 CM-2

EQUIPO

PRECIO FOB PRECIO FOB ($) (BsF) 3000 15900 3000 15900

Molino de cuchillas Molino de martillos Extrusor de alginato de EX-1 4000 21200 sodio Prensa hidráulica de tornillo HP-1 3000 15900  para el ácido algínico Prensa hidráulica de tornillo HP-2 3000 15900  para el alginato de sodio Calentador de la solución de HX-1 1000 5300 Carbonato de Sodio HX-2 Calentador de Agua 2000 10600 M-1 Mezclador agua-alginato 1300 6890 CÓDIGO EQUIPO PRECIO FOB PRECIO FOB

PRECIO CIF (BsF) 28365 31785 36380 21165 21285 9095 15190 8524 PRECIO CIF

43

MF-1 MF-2 MF-3 MF-4 MF-5 MF-6 MF-7a MF-7b MF-7c MF-8 P-1→P-15

($) 3000

(BsF) 15900

Tamiz vibratorio Filtro malla para T-1 Filtro malla para ST-1 Filtro malla para ST-2 1500 (15 c/u Filtro malla para ST-3 en empaque de Filtro malla para ST-4 7950 mínimo 100 Filtro malla para ST-5a  piezas) Filtro malla para ST-5b Filtro malla para ST-5c Filtro malla para ST-6 Bombas Centrífugas 60 c/u 4770 Bombas para ácido P-16/P-17 250 c/u 5300 clorhídrico PK-1 Empaquetadora 5000 26500 ST-1 Tanque pre-extracción ácida 8700 46110 ST-2 Tanque extracción alcalina 4100 21730 ST-3 Tanque precipitación CaCl 2 3000 15900 ST-4 Tanque de blanqueamiento 500 2650 Tanque de extracción ácida ST-5a 8700 46110  para el alginato de calcio Tanque de extracción ácida ST-5b 5100 27030  para el alginato de calcio Tanque de extracción ácida ST-5c 5100 27030  para el alginato de calcio Tanque para la extracción ST-6 500 2650 alcalina purificada Tanque de hidratación con T-1 2500 13250 formaldehído Tanque de dilución del T-2 2500 13250 formaldehído Tanque para la recuperación T-3 2500 13250 del formaldehído T-4 Tanque de dilución del HCl 2600 13780 Tanque de recuperación de T-5 2600 13780 sales de cloro T-6 Tanque de dilución Na 2CO3 1900 10070 Tanque de recuperación del T-7 2000 10600 carbonato de sodio T-8 Tanque de dilución CaCl 2 900 4770 T-9 Tanque dilución NaClO 50 265 Tanque de recuperación del T-10 900 4770 hipoclorito de sodio T-11 Tanque recuperación de HCl 2100 11130 Tanques de agua destilada (2 T-12 3350 c/u 35510 unidades) CÓDIGO EQUIPO PRECIO FOB PRECIO FOB

(BsF) 19875

9293

5963 6625 33475 53927 27990 20085 3348 53627 31685 31685 3348 22738 21238 21238 16447 16747 12781 13690 5786 331 5786 14300 100837

PRECIO CIF

44

TD-1 TD-2 VF-1 WD-1

Secador de bandejas para las algas frescas Secador de cinta transportadora para el alginato de sodio Filtro rotatorio de vacío Destilador de agua industrial

($)

(BsF)

(BsF)

2500

13250

21238

10000

53000

72950

5000 10000

26500 53000

39475 66950

647.395

925.238

Costo total de equipos

La depreciación para equipos se estima por el método lineal y tomando en cuenta que todos  poseen una vida útil cercana a los 10 años. El valor equivale al 5% de su valor inicial para cada uno de los mismos. En cuanto a la maquinaria utilizada, es imprescindible al menos un camión 350 para el transporte de las algas desde su punto de extracción local hasta la fábrica, y otro para el transporte del producto terminado hacia sus destinos de comercialización. Los precios se estiman en función a vehículos del año 2012.

Tabla 21 Costos de Maquinaria Vehículo Camión Camión

Modelo Ford F-350 Mitsubishi Fuso Total

Precio (BsF) 450.000 400.000 950.000

Dado que estos vehículos son muy duraderos se les estima una vida útil de 15 años, con un valor de desecho del 10% de su valor inicial. Los montos anuales de depreciación serán 27.000 y 24.000 respectivamente, es decir 51.000 en total.

6.3.3 Capital de trabajo El capital de trabajo incluye los costos administrativos y de ventas, como los costos de  producción fijos y variables que debe cubrir la empresa en los primeros 6 meses de trabajo. Se asume que en este lapso de tiempo la empresa no ha de generar beneficios y por ende todos los gastos deben preverse para garantizar el buen funcionamiento de la planta.

45

Tabla 22. Capital de Trabajo Gastos desembolsables Costos Fijos Servicios Sueldos y Salarios Costos Variables Materia Prima Agua Costos Administrativos Capital de Trabajo

Costos Anuales (BsF) 82.000 1.376.000 9.296.361 3.287 100.000 5.428.824

6.3.4 Inversión inicial El monto de inversión inicial para el establecimiento de la planta productora de alginato de sodio viene dado por la suma del capital de trabajo y los costos del terreno, las obras de infraestructura, los equipos de la planta y la maquinaria de transporte.

Tabla 23. Inversión inicial Factores Costo del Terreno e Infraestructura Costo de Equipos de planta Costo de vehículo Capital de Trabajo Inversión Inicial

BsF 4.900.000 925.238 950.000 5.428.824 12.204.062

6.4 Financiamiento del proyecto

Para financiar el proyecto se solicitará un préstamo del 53% de la inversión inicial al Banco Central de Venezuela el cual posee una tasa de interés anual del 24% para créditos comerciales. Es  préstamo requerido será de 6.500.000 BsF. el cual se cancelará en un período de 9 años.

Dado los altos las altas sumas que se deben cancelar por intereses en los primeros cinco años se tratarán de amortizar a capital en el tercer año por el 50% del saldo deudor. De esta forma los pagos por intereses disminuirían permitiendo cancelar el préstamo antes del plazo establecido.

46

Tabla 24 Financiamiento del proyecto Año 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Cuota anualizada

Interés

1.823.025 1.823.025 1.823.025 1.823.025 1.823.025 1.823.025 1.823.025 1.823.025 1.823.025

1.560.000 1.496.874 1.418.598 1.321.535 1.201.177 1.051.934 866.872 637.395 352.844

Amortización a capital

Saldo deudor 6.500.000 6.236.975 5.910.823 5.506.396 5.004.905 4.383.057 3.611.966 2.655.812 1.470.182 0

263.025 326.151 404.428 501.490 621.848 771.092 956.154 1.185.630 1.470.182

6.5 Punto de equilibrio   

       

Tabla 25 Punto de equilibrio sin financiamiento Año Ingresos por venta Costos fijos Costos variables P.E Precio de venta

1

2

3

4

5

18.350.000

23.855.000

35.663.225

46.362.135 72.325.110

1.558.000 1.458.000 1.692.476 65,60

1.558.000 1.458.000 1.659.423 64,32

2.242.300 2.137.300 2.385.248 80,39

2.242.300 2.137.300 2.350.666 79,23

2.967.463 2.857.213 3.089.515 86,77

Tabla 26 Punto de equilibrio con financiamiento Año Ingresos por venta Costos fijos Costos variables P.E Precio de venta

1

2

3

4

5

18.350.000

23.855.000

35.663.225

46.362.135

72.325.110

1.558.000 9.373.765 3.184.999 123,45

1.558.000 11.696.002 3.056.674 118,48

2.242.300 16.788.259 4.236.704 142,79

2.242.300 20.960.939 4.092.635 137,94

2.967.463 31.412.820 5.245.908 147,34

47

6.6 Proyecciones financieras 6.6.1 Proyecciones de ventas El monto de ingresos por ventas se estimará de acuerdo a los precios ya establecidos para el alginato de sodio en conjunto con su proyección para 5 años. Se supuso que los porcentajes de ventas respecto a los sacos se mantuvieron constantes durante este período, es decir el 77,52% para las presentaciones de 25 kg, 11,63 % para las presentaciones de 10 kg y 10,85% para las  presentaciones de 1 kg, respecto a la producción total anual. Durante los primeros 2 años la producción de alginato se mantuvo igual, sin embargo se  presenta un incremento de la producción del 15% para el tercer año y de un 20% de su última  producción para el quinto año. El incremento en el tercer año viene dado por una inversión en equipos de producción correspondiente 20% del costo total de los mismos en el primer año. Por otra parte la inversión en maquinaria se ve reflejada por adquisición de 2 camiones adicionales, equivalente a sus precios de mercado en ese tiempo (considerando una inflación del 25% anual); así como un peñero que se utilizará para la recolección de materia prima adicional y el manejo en general de la misma, cuyo valor se estima sean 300 millones de bolívares y su depreciación vendrá dada por el método lineal, como 10% del valor del vehículo. Los costos de producción se verán incrementados por la contratación de nuevo personal y los salarios asociados a los mismos: 3 transportistas y 5 técnicos de maquinarias. Para este año, se considera un aumento de los paquetes anuales de los empleados en un 10%. Además, el aumento en los costos de mantenimiento de la planta también se refleja en un 5% más en los costos administrativos. El aumento de los servicios se estima en un 10%, y el incremento en los costos de materia prima y agua vendrá dado por el alza en la producción. El incremento del quinto año vendrá dado por una inversión previa en equipos, del 30% del costo total para el año cero. La maquinaria también incrementará, con la adquisición de un camión y otro peñero, cuyos valores vendrán dado por los aumentos causados por la inflación. En el quinto año se pronostica la contratación de un ingeniero adicional, 3 técnicos de planta y dos transportistas, y un aumento en los paquetes anuales del 10%. Se estima también un 5% más gastos administrativos y 10% en los servicios fijos. Cabe destacar que todos los costos de materia prima esta expuesta a los aumentos de inflación del 25% anual.

48

Tabla 27. Ingreso por ventas anuales Año

Tipo de presentación (kg)

Precio

1

1 10 25

1.000 8.500 16.250

2

1 10 25

1.300 11.050 21.125

3

1 10 25

1.690 14.365 27.463

4

1 10 25

2.197 18.675 35.701

5

1 10 25

2.856 24.277 46.412

Cantidad Vendida (kg) 2.800 3.000 20.000 Total 2.800 3.000 20.000 Total 3.220 3.450 23.000 Total 3.220 3.450 23.000 Total 3.864 4.140 27.600 Total

Total de Ventas 2.800.000 2.550.000 13.000.000 18.350.000 3.640.000 3.315.000 16.900.000 23.855.000 5.441.800 4.955.925 25.265.500 35.663.225 7.074.340 6.442.875 32.844.920 46.362.135 11.035.584 10.050.678 51.238.848 72.325.110

49

6.6.1 Flujo de caja del proyecto Año Ingresos por ventas Costos fijos Servicios Sueldos y salarios Costos Variables Materia prima Agua Costos administrativos D. Obras físicas D. Maquinaria D. Equipos Utilidad Bruta I.S.L.R  Utilidad Neta D. Obra física D. Maquinaria D. Equipos Terreno Obras fisicas Equipos Maquinaria Capital de Trabajo Valor de Desecho Flujo de caja

0

1 18.350.000

2 23.855.000

3 35.663.225

4 46.362.135

5 72.325.110

-82.000 -1.376.000

-82.000 -1.376.000

-90.200 -2.047.100

-90.200 -2.047.100

-99.220 -2.757.993

-9.288.949 -84.816 -100.000 -150.000 -51.000 -46.262 7.170.974 -2.151.292 5.019.681 150.000 51.000 46.262

-11.611.186 -84.816 -100.000 -150.000 -51.000 -46.262 10.353.736 -3.106.121 7.247.615 150.000 51.000 46.262

-16.690.720 -97.538 -105.000 -150.000 -160.688 -55.514 16.266.465 -4.879.939 11.386.525 150.000 160.688 55.514

-20.863.400 -97.538 -105.000 -150.000 -160.688 -55.514 22.792.695 -6.837.808 15.954.886 150.000 160.688 55.514

-31.295.774 -117.046 -110.250 -150.000 -266.156 -69.393 37.459.277 -11.237.783 26.221.494 150.000 266.156 69.393

-1.600.000 -3.300.000 -925.238 -950.000 -5.465.882

-1.161.119

-185.048 -1.628.125 -2.888.278

-2.086.340

-277.571 -1.567.383 -5.588.522

-12.241.120

4.105.825

2.793.426

9.666.387

8.887.409

17.190.142 9.040.888 52.938.073

50

6.6.2 Flujo de caja del inversionista Años Ingresos por ventas Costos fijos Servicios Sueldos y salarios Costos Variables Materia prima Agua Costos administrativos D. Obras físicas D. Maquinaria D. Equipos Utilidad Bruta I.S.L.R  Utilidad Neta D. Obra física D. Maquinaria D. Equipos Terreno Obras fisicas Equipos Maquinaria Capital de Trabajo Valor de Desecho Pago del Financiamiento Amortización a capital Flujo de caja

0

-1.600.000 -3.300.000 -925.238 -950.000 -5.465.882

-12.241.120

1 18.350.000

2 23.855.000

3 35.663.225

4 46.362.135

5 72.325.110

-82.000 -1.376.000

-82.000 -1.376.000

-90.200 -2.047.100

-90.200 -2.047.100

-99.220 -2.757.993

-9.288.949 -84.816 -100.000 -150.000 -51.000 -46.262 7.170.974 -2.151.292 5.019.681 150.000 51.000 46.262

-11.611.186 -84.816 -100.000 -150.000 -51.000 -46.262 10.353.736 -3.106.121 7.247.615 150.000 51.000 46.262

-16.690.720 -97.538 -105.000 -150.000 -160.688 -55.514 16.266.465 -4.879.939 11.386.525 150.000 160.688 55.514

-20.863.400 -97.538 -105.000 -150.000 -160.688 -55.514 22.792.695 -6.837.808 15.954.886 150.000 160.688 55.514

-31.295.774 -117.046 -110.250 -150.000 -266.156 -69.393 37.459.277 -11.237.783 26.221.494 150.000 266.156 69.393

-1.161.119

-185.048 -1.628.125 -2.888.278

-2.086.340

-277.571 -1.567.383 -5.588.522

-1.823.025

-1.823.025

2.282.800

970.401

-1.823.025 -2.955.412 4.887.951

17.190.142 9.040.888

-1.823.025

-1.823.025

7.064.586

51.115.048

51 6.7 Evaluadores económicos  –  financieros 6.7.1 Valor actualizado neto El V.A.N. para el proyecto, considerando los efectos de la inflación del 25% y considerando las  proyecciones hechas con anterioridad sin financiamiento, da superior a cero para una rentabilidad esperada del 40%. El valor de este evaluador es 7.795.859 para el quinto año de producción. El V.A.N. considerando los efectos de la inflación del 25%, las proyecciones hechas con anterioridad y además un financiamiento por 6.500.000 BsF resulta superior a cero para una rentabilidad esperada del 40%. Por lo tanto, puede decirse que el proyecto es factible y rentable. El valor de esta variable en este caso es 3.008.894; lógicamente será menor que para un proyecto no financiado, pero aun así poner en ejecución el proyecto sería una decisión inteligente.

6.7.2 Tasa interna de retorno El valor de la T.I.R. para la proyección a un horizonte económico de 5 años sin financiamiento es 60,69%. 56,13. Para la proyección con financiamiento del 50% de la inversión, es 47,77%. Es decir, existen altas tasas que podrían atraer la atención de inversionistas y que, a pesar de la inflación, traen ganancias provechosas.

6.7.3 Tiempo de recuperación Al final del horizonte económico se recupera la inversión hecha en el año cero, pero no se recuperan todas las inversiones sucesivas que han de hacerse en los años posteriores. Esto ocurre  para ambos casos (con financiamiento y sin financiamiento), con la diferencia de que sin financiamiento se obtiene una mayor ganancia con respecto al caso contrario. La diferencia, sin embargo, no es muy grande, por lo que es válido asegurar que para el sexto año de producción (1 año después del horizonte económico) se recuperarán todas las inversiones hechas, incluyendo el capital de trabajo de ese año.

6.8 Análisis de sensibilidad Se puede establecer la sensibilidad del proyecto con respecto al precio de venta del  producto en sus diferentes presentaciones, y de esta manera observar cómo influye esta variable en la rentabilidad del mismo. Asumiendo que el precio de venta disminuye en 150 BsF cada presentación, es decir, que la versión de 1kg en el año 1 cueste 850 BsF, la de 10kg cueste 650 BsF y la versión de

52 25 kg llegue a 500 BsF, el flujo de caja del proyecto y del inversionista quedan como se  presentan a continuación. Puede verse que los números disminuyen mucho con respecto al flujo de caja con el precio de venta real. Tras calcular los valores de valores actualizados netos a una tasa del 40%, tal como se hizo para el caso del estudio real, para ambos casos se obtuvieron cifras negativas, por lo que a esos precios de venta, no resulta rentable el proyecto. La tendencia fue la misma, donde el caso financiado es mucho menos rentable que el no financiado. Las tasas de retorno TIR están por debajo del 40% para ambos casos, siendo 25,98%  para el caso con financiamiento, y 34,54% para el otro caso. Esto indica que, bajo las condiciones de alta inflación que existen en el país, que llevan a los inversionistas a buscar  tasas mayores al 40%, para que el proyecto sea rentable y factible, los precios de venta no  pueden bajar a tal extremo. Y además, en el horizonte económico de 5 años no se logra recuperar todo el capital invertido en los años posteriores. Con este análisis de sensibilidad, llevado a cabo ceteris paribus, sólo afectando la variable precio de venta, puede estimarse cuál sería el precio mínimo al que se pueden vender los productos con el fin de cumplir las expectativas de los inversionistas. Esto, claro está, implicaría que para ese precio, el VAN se anularía (considerando una tasa esperada del 40%). El flujo de caja del proyecto indica que, si se desea mantener las proporciones del descuento por kilogramo fijadas inicialmente (0,65 del precio base para sacos de 25kg, y 0,85 del precio base para sacos de 10kg), se cumplen las expectativas para un precio mínimo de 825,42 BsF/kg, 701,61 BsF cada saco de 10kg y 536,52 BsF cada saco de 25kg. Mientras que para el caso con un financiamiento de 6.500.000 BsF, el precio mínimo debe ser 900,1 BsF/kg, 766 BsF cada saco de 10kg y 586 BsF cada saco de 25kg. En conclusión, dado que el precio estimado para el alginato fue estimado en base al valor del mercado dado por la competencia, existen las posibilidades de tener que reducir el  precio de venta inicialmente con el fin de aumentar la demanda. No obstante, gracias a un análisis de este tipo, es posible saber cuál es el límite al que se puede llegar sin generar   pérdidas de inversión.

53

Flujo de caja del proyecto para un precio de venta menor Año Ingresos por ventas Costos fijos Servicios Sueldos y salarios Costos Variables Materia prima Agua Costos administrativos D. Obras físicas D. Maquinaria D. Equipos Utilidad Bruta I.S.L.R  Utilidad Neta D. Obra física D. Maquinaria D. Equipos Terreno Obras fisicas Equipos Maquinaria Capital de Trabajo Valor de Desecho Flujo de caja

0

-1.600.000 -3.300.000 -925.238 -950.000 -5.465.882

-12.241.120

1 14.329.836

2 18.628.787

3 27.850.036

4 36.205.047

5 56.479.874

-82.000 -1.376.000

-82.000 -1.376.000

-90.200 -2.047.100

-90.200 -2.047.100

-99.220 -2.757.993

-9.288.949 -84.816 -100.000 -150.000 -51.000 -46.262 3.150.810 -945.243 2.205.567 150.000 51.000 46.262

-11.611.186 -84.816 -100.000 -150.000 -51.000 -46.262 5.127.523 -1.538.257 3.589.266 150.000 51.000 46.262

-16.690.720 -97.538 -105.000 -150.000 -160.688 -55.514 8.453.276 -2.535.983 5.917.293 150.000 160.688 55.514

-20.863.400 -97.538 -105.000 -150.000 -160.688 -55.514 12.635.607 -3.790.682 8.844.925 150.000 160.688 55.514

-31.295.774 -117.046 -110.250 -150.000 -266.156 -69.393 21.614.041 -6.484.212 15.129.829 150.000 266.156 69.393

-1.161.119

-185.048 -1.628.125 -2.888.278

-2.086.340

-277.571 -1.567.383 -5.588.522

1.291.710

-864.923

4.197.155

1.777.650

17.190.142 9.040.888 41.846.408

54

Flujo de Caja del Inversionista para un precio de venta menor Años Ingresos por ventas Costos fijos Servicios Sueldos y salarios Costos Variables Materia prima Agua Costos administrativos D. Obras físicas D. Maquinaria D. Equipos Utilidad Bruta I.S.L.R  Utilidad Neta D. Obra física D. Maquinaria D. Equipos Terreno Obras fisicas Equipos Maquinaria Capital de Trabajo Valor de Desecho Pago del Financiamiento Amortización a capital Flujo de caja

0

-1.600.000 -3.300.000 -925.238 -950.000 -5.465.882

-12.241.120

1 14.329.836

2 18.628.787

3 27.850.036

4 36.205.047

5 56.479.874

-82.000 -1.376.000

-82.000 -1.376.000

-90.200 -2.047.100

-90.200 -2.047.100

-99.220 -2.757.993

-9.288.949 -84.816 -100.000 -150.000 -51.000 -46.262 3.150.810 -945.243 2.205.567 150.000 51.000 46.262

-11.611.186 -84.816 -100.000 -150.000 -51.000 -46.262 5.127.523 -1.538.257 3.589.266 150.000 51.000 46.262

-16.690.720 -97.538 -105.000 -150.000 -160.688 -55.514 8.453.276 -2.535.983 5.917.293 150.000 160.688 55.514

-20.863.400 -97.538 -105.000 -150.000 -160.688 -55.514 12.635.607 -3.790.682 8.844.925 150.000 160.688 55.514

-31.295.774 -117.046 -110.250 -150.000 -266.156 -69.393 21.614.041 -6.484.212 15.129.829 150.000 266.156 69.393

-1.161.119

-185.048 -1.628.125 -2.888.278

-2.086.340

-277.571 -1.567.383 -5.588.522

-1.823.025

-1.823.025

-531.315

-2.687.948

-1.823.025 -2.955.412 2.374.130

-1.823.025

-45.375

17.190.142 9.040.888 -1.823.025

41.846.408

55 6.9 Resumen del estudio técnico-económico

En base al minucioso estudio de mercado que se llevo a cabo, se pudo determinar que la industria del procesamiento de algas pardas para la extracción de alginatos no tiene presencia en el  país, y que todo este material que es usado por las grandes compañías productoras de alimentos, como EFE para su fabricación de helados, debe importarse, por lo que su valor de mercado es alto. La biomasa de algas pardas que aún no han sido explotadas de las costas venezolanas es un recurso natural de gran valor, que lamentablemente no ha podido procesarse debido a la inestabilidad política y económica en la última década. Es una fuente potencial de ganancias, que sólo requiere la oportunidad y la inversión correcta para ponerse en marcha. El establecimiento de una empresa para producir alginato de sodio a partir de algas pardas en el estado Vargas puede resultar un negocio altamente rentable, que requiere un monto de inversión relativamente bajo (12 millones de bolívares), que es fácilmente recuperable en un lapso no mayor a 6 años, haciendo las inversiones correctas, en el caso del estudio, para el tercer y quinto año de  producción. Con una tasa interna de retorno superior al 40%, es factible generar muchas ganancias, incluso si existe un endeudamiento por préstamo de capital para la inversión. Con el fin de cubrir tan sólo el 15% de la cantidad de estabilizantes para helados requeridos por  la EFE, la producción alcanza las 25,8 toneladas para el primer año, y al final del horizonte económico de 5 años, asumiendo que la producción de EFE no varía, se eleva la producción a 35,6 toneladas, equivalentes al 21,23% del total necesario para la compañía. El hecho de que no exista actualmente un sistema organizado de explotación y comercialización de las algas pardas en Venezuela, es un fuerte factor limitante en la expansión de la posible planta, e incluso del éxito de la misma, ya que tampoco existen regulaciones o valores de mercado para la materia prima, sino que es un monto arbitrario que fijan los pescadores. Para garantizar el éxito total del proyecto, debe ir de la mano de una idea de proyecto semejante a la compañía Biotecmar, que no logró perdurar en el país por crisis económica. En resumen, el proyecto es factible y rentable bajo los parámetros fijados en este trabajo, en cuanto a recurso humano, equipos, maquinarias y localización. No obstante, no es recomendable  ponerlo en marcha sin un respaldo en la obtención de la materia prima fundamental. Una solución  podría ser la importación de las mismas, pero esto afectaría el objetivo principal del proyecto: emplear las algas autóctoas de las regiones costeras.

56

7. OTROS EFECTOS DEL PROYECTO 7.1 Lay-out de la planta para el primer año de producción

Claramente se observa que las instalaciones poseen espacio suficiente como para adquirir más equipos en años posteriores (años 3 y 5), sin la necesidad de modificar la infraestructura. Es un terreno de 1000m 2 (40x25) con una construcción de 600m 2.

57 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Gustavo Hernández-Carmona, Dennis J. McHugh, Dora L. Arvizu-Higuera1 & Y. Elizabeth Rodriguez-Montesinos, “Pilot plant scale extraction of alginate from Macrocystis  pyrifera. 1. Effect of pre-extraction treatments on yield and quality of alginate “Cent ro interdisiplinario de Ciencias Marinas [2]

Calvo,

Miguel,

“Alginato”

Bioquimica

de

los

alimentos

Disponible

en:

http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/azucares/alginato.html [3] Brito, Leonor “Extracción de alginato de sodio a partir de Sargassum vulgare (FUCALES, PHAEOPHYTA), Universidad de Oriente Cumana [4] Depósitos de documentos de la FAO, “La industria de las algas marinas” Departamento de Pesca. [5] Dora Luz Arvizu-Higuera’ Gustavo Hernández-Carmona*’Y. Elizabeth Rodríguez-Montesinos, “Departamento de Ingeniería Química e Ingeniería Bioquímica” ,Universidad Autónoma de Baja California, Departamento de Ciencias Marinas. [6] Alfio A. Zambon a, Manuel M. Rodríguez b, Víctor U. Miguel b y Alberto F. Errazu b “Producción de alginatos comerciales a partir de algas pardas Patagónicas” [7] Gran Enciclopedia Virtual Islas Canarias “ Estructura Sectorial Econónimca”Disponible en : http://www.gevic.net/info/contenidos/mostrar_contenidos.php?idcat=21&idcap=151&idcon=594 [8] “Proyecto algas pardas y sus usos” Disponible en : http://www.algaspardas.cl/usos.htm [9] Alfio A. Zambon , Manuel M. Rodríguez , Víctor U. Miguelb y Alberto F. Errazu, “ Producción de Alginatos comerciales a partir de alguas pardas” [10] “Productos EFE” Negocios y Marcas Empresas Pol ar Disponible en: http://www.empresas polar.com/negocios-y-marcas/secciones/productos-efe_61.html [11] Brennan, J. et a. 1980. Las operaciones de la ingeniería de los alimentos. 2° ed. Ed. Acribia, S.A.Zaragoza (España). pp 319

[12] Siraj Omar, Norasmah Ahmad y Fashihuddin Ahmad, “Composition of Aiginates”from Brown Seaweeds, Sargassum and Padina spp.” Departamento de Química Facultad de Ciencias y Recursos  Naturales [13]ASOQUIM “ Encuesta de cuyuntura del sector quimico y petroquímico asociado” Disponible en: http://www.asoquim.com/ [14] }Hong, Christina “ Biotecmar” VenEconomía Hemeroteca Vol 19 No5 Disponible en : www.veneconomía.com