• Author / Uploaded
• Pamela Astrid Barahona

Citation preview

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA INGENIERÍA INDUSTRIAL

PLANTA DE RECICLADO DE BOTELLAS PET EN ORURO PROYECTO DE GRADO AUTORA: PAMELA ASTRID BARAHONA SANTOS Para optar el grado académico de Licenciada en Ingeniería Industrial

06/06/2010

RESUMEN

No todo lo que brilla es oro, reza el dicho, pero un emprendedor visionario agregaría que el oro verdadero puede estar oculto en lo que a primera vista es poco atractivo y desgastado. Las oportunidades de negocio están presentes en todas las etapas de los procesos productivos, aun después de que un producto se fabricó, envasó, vendió y consumió. Lo anterior a dado pie para la generación de nuevos negocios en el ramo de la recolección, acopio, reciclado y venta de los residuos sólidos municipales (RSM). Actualmente

existen

plantas

pequeñas

que

trabajan

en

silencio

para

aprovechar los residuos de las ciudades, pero aún no existe una planta con la capacidad de reciclaje que pueda consumir los desechos y convertirlos en productos con valor agregado, es así que el presente proyecto analizará los diferentes estudios para una Planta de Reciclado de botellas PET en la ciudad de Oruro.

AGRADECIMIENTOS

A dios y a mi familia por todo el apoyo brindado

DEDICATORIA

A mi madre quien siempre fue una de mis grandes inspiraciones

ÍNDICE GENERAL

CAPITULO I: INTRODUCCIÓN...............................................................................1 1.1. Antecedentes.........................................................................................1 1.2. Planteamiento del problema..................................................................2 1.3. Objetivos................................................................................................2 1.3.1. Objetivo general...............................................................................2 1.3.2. Objetivos específicos........................................................................2 1.4. Justificación............................................................................................2 1.4.1. Justificación académica....................................................................2 1.4.2. Justificación económica....................................................................2 1.4.3. Justificación social............................................................................2 1.4.4. Justificación ambiental.....................................................................3 1.5. Alcances y limitaciones..........................................................................3 Capítulo II: Marco teórico....................................................................................4 2.1. Etapas para reciclar el plástico...............................................................4 2.1.1. Recolección......................................................................................4 2.1.2. Clasificación.....................................................................................4 2.1.3. Trituración, Lavado y Secado..........................................................5 2.1.4. Calefacción del material por medio de fricción y adición del aditivo de reacción...................................................................................................6 2.1.5. Separación de los plásticos no reaccionados...................................6 2.1.6. Filtrado y lavado de las sustancias ácidas.......................................6 2.1.7. Secado y Almacenaje del Acido Terephtalico..................................6 2.1.8. Recuperación de Ethyleneglycol y Almacenaje de Ethyleneglycol...6 2.1.9. Productos finalizados Acido Terephtalico y Ethyleneglycol.............6 2.2. Valor Presente Neto................................................................................6 2.3. Tasa Interna de Retorno (TIR)................................................................7 Capitulo III: desarrollo del proyecto....................................................................8 3.1. Estudio del mercado...............................................................................8 3.1.1. Proveedores.....................................................................................8 3.1.2. Competidores...................................................................................9 3.1.3. Cliente..............................................................................................9 3.1.4. Importación de PET a Bolivia..........................................................10 3.2. Características del producto.................................................................12 Anexos..............................................................................................................13

Anexos

INDICE DE TABLAS Tabla N° 1: Importación histórica de PET (resina + preforma)..........................10 Tabla N° 2: Características del producto...........................................................12 Tabla N° 2: Características del producto

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Diferentes tipos de envases plásticos..................................................1 Figura 2: Bloques compactados..........................................................................4 Figura 3: Cinta de transporte para clasificación y separación.............................5 Figura 4: Esquema y forma de un molino convencional para PET.......................5 Figura 4: Esquema y forma de un molino convencional para PET

INDICE DE GRÁFICOS Gráfico N° 1: Importación Total de PET a Bolivia..............................................10 Gráfico N° 2: Importación de PET por las ciudades más importantes...............11 Gráfico N° 3: Participación de importación de PET por departamento..............11 Gráfico N° 3: Participación de importación de PET por departamento

ÍNDICE DE ANEXOS ANEXO 1: Recomendaciones para el Reciclado del PET...................................13 ANEXO 1: Recomendaciones para el Reciclado del PET

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN

CAPITULO I: INTRODUCCIÓN 1.1.Antecedentes El PET es un material caracterizado por su gran ligereza y resistencia mecánica a la compresión y a las caídas, alto grado de transparencia y brillo, conserva el sabor y aroma de los alimentos, es una barrera contra los gases, reciclable 100% y con posibilidad de producir envases reutilizables, lo cual ha llevado a desplazar a otros materiales como por ejemplo, el PVC. Su empleo actual es muy diverso; como envase, quizás el uso más conocido, se emplea en bebidas carbónicas, aceite, aguas minerales, zumos, tés y bebidas isotónicas, vinos y bebidas alcohólicas, salsas y otros alimentos, detergentes y productos de limpieza, productos cosméticos, productos químicos, lubricantes y productos para tratamientos agrícolas. La fabricación de estos envases se consigue en un proceso de inyección-estiradosoplado que parte de la resina de PET. En los últimos años no solo ha aumentado el peso y el volumen de los desechos sino que además, se ha producido un cambio más significativo en la composición de los mismos. En este sentido, se ha generalizado el uso de distintos tipos de plásticos (Figura 1.1) que sustituyen total o parcialmente a los papeles, cartones y vidrios. En este caso hacemos referencia al uso generalizado d envases descartables de botellas de plástico, botellas de vidrio, bolsas hueveras de plástico, cajas tetra brick (conformadas por capas de cartón, plástico y aluminio) y latas de acero o de aluminio, donde se envasan las cervezas, jugos, gaseosas, etcétera. Figura 1: Diferentes tipos de envases plásticos Fuente: La Razón

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos

1

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN

1.2.Planteamiento del problema Debido a la falta de empresas que cuenten con las condiciones necesarias en el reciclaje de botellas PET, es necesario realizar un estudio en la ciudad de Oruro, que pueda resolver las demandas necesarias de la población.

1.3.Objetivos 1.3.1.Objetivo general Evaluar el proyecto de inversión en una planta de reciclaje de envases PET para determinar

la

viabilidad

de

la

misma

en

el

departamento

de

Oruro,

específicamente en la ciudad de Oruro. La aprobación y puesta en marcha de esta planta significaría un beneficio ecológico y económico para la región. 1.3.2.Objetivos específicos –

Determinar el tamaño de la inversión necesaria para la planta.

–

Evaluar y especificar el mercado meta.

–

Proyectar flujos de efectivo y costos relacionados con la operación

–

Análisis de riesgos en el proyecto de inversión.

–

Emitir un juicio sobre la viabilidad o no del proyecto.

1.1.Justificación 1.1.1.Justificación académica Las características de estabilidad física y química del PET que son de gran utilidad para los productos y de las cuales se hace alusión en los siguientes capítulos, hace que su degradación sea sumamente difícil (hasta 500 años) cuando se

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos

1

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN convierten en residuos, además de los grandes volúmenes que ocupan dentro de las celdas de disposición final. 1.1.2.Justificación económica Se calcula que sólo se recupera un 1.5 % del total desechado anualmente en nuestro país, por lo que se traduce en costos por manejo de desechos y un desperdicio en la generación de recursos, empleos y divisas. 1.1.3.Justificación social Tan sólo en nuestro país se generaron 550.000 toneladas de desechos sólidos en el año 2002 (NegBas, 2003). En cuanto al consumo de envases PET en el ramo refresquero, se estima que Bolivia es uno de los consumidores principales, la demanda estimada por Coca Cola es de 3.000 millones de litros por año (EMBOL, 2007), sin tomar en cuenta otro tipo de alimentos envasados en este material. 1.1.4.Justificación ambiental El constante crecimiento de consumo de RESINA DE PET para la producción de botellas de envase de refrescos en el ámbito nacional y local, generan un problema ambiental, que es necesario reducir.

1.2.Alcances y limitaciones El alcance de este proyecto comprende la investigación de maquinaria y equipos requeridos para la planta así como el espacio necesario para la construcción y operación de la misma. Los costos involucrados para la puesta en marcha, la inversión inicial, flujos de efectivo proyectados al tiempo de vida del proyecto. Se limitará a la evaluación de una empresa encargada de acopio, recolección y reciclado de los envases PET. La elaboración de productos terminados a base de esta resina está fuera de este proyecto debido a sus altos costos y a su variedad de usos. Por otra parte, el análisis de financiamiento necesario para poner en marcha el proyecto, también queda fuera del estudio.

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos

2

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos

2

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 1. 2. 2.1.Etapas para reciclar el plástico 1.1.1.Recolección Todo sistema de recolección diferenciada que se implemente descansa en un principio fundamental, que es la separación, en el hogar, de los residuos en dos grupos básicos: residuos orgánicos por un lado e inorgánicos por otro; en la bolsa de los residuos orgánicos irían los restos de comida, de jardín, y en la otra bolsa los metales, madera, plásticos, vidrio, aluminio. Estas dos bolsas se colocarán en la vía pública y serán recolectadas en forma diferenciada, permitiendo así que se encaucen hacia sus respectivas formas de tratamiento. En un centro de reciclado se reciben los residuos plásticos mixtos compactados (Figura 2) en fardos que son almacenados a la interperie. Existen limitaciones para el almacenamiento prolongado en estas condiciones, ya que la radiación ultravioleta puede afectar a la estructura del material, razón por la cual se aconseja no tener el material expuesto más de tres meses. Figura 2: Bloques compactados Fuente: Instituto Mexicano del Plástico Industrial

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos

3

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 1.1.2.Clasificación Luego de la recepción se efectúa una clasificación de los productos por tipo de plástico y color. Si bien esto puede hacerse manualmente, se han desarrollado tecnologías de clasificación automática, que se están utilizando en países desarrollados. Este proceso se ve facilitado si existe una entrega diferenciada de este material, lo cual podría hacerse con el apoyo y promoción por parte de los municipios. Figura 3: Cinta de transporte para clasificación y separación Fuente: NAVARINI, Tecnología y equipos para reciclado PET

1.1.3.Trituración, Lavado y Secado El material viene transportado hacia la máquina de lavado y trituración, que lava y tritura a la vez al tamaño requerido. Las etiquetas de papel vienen eliminadas en el proceso de lavado. A continuación el material viene secado en la

máquina secadora centrifuga

dinámica. La máquina de trituración y la centrifuga tienen sus propios circuitos de agua. Figura 4: Esquema y forma de un molino convencional para PET Fuente: EUROTECHNO S.A., equipos para reciclado PET

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos

4

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

1.1.4.Calefacción del material por medio de fricción y adición del aditivo de reacción El material viene rescaldado en una extrusora especial VULCANO y el ingrediente de reacción viene adjunto. La cadena molecular del PET se rompe y se produce una materia que se disuelve en agua. Debido a la diferencia de valencias químicas de la cadena molecular del PET hace falta agregar un extra cantidad de Ethyleneglycol en un circuito cerrado. El producto resultante viene se disuelve en agua destilada 1.1.5.Separación de los plásticos no reaccionados El material plástico que no reacciona viene separado de la solución fluida y puede ser tratado en un proceso diferente. El aditivo de reacción causa la separación química de Acido Terephtalico de Ethylenglycol. El Acido Terephtalico entra en unión con el aditivo de reacción 1.1.6.Filtrado y lavado de las sustancias ácidas Por adjuntar un ácido fuerte se libera el Acido Terephtalico, el aditivo de reacción se une con el acido, ambos vienen recuperados. Este proceso viene efectuado con una centrifuga con filtros especiales. 1.1.7.Secado y Almacenaje del Acido Terephtalico La recuperación y secado / cristalización de Acido Terephtalico viene efetuado en un horno de microondas. En continuación viene almacenado en silos para la venta.

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos

5

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 1.1.8.Recuperación

de

Ethyleneglycol

y

Almacenaje

de

Ethyleneglycol La solución de Ethyleneglycol en agua bien destilada y recuperado y el Ethyleneglycol liquido viene en almacén para la venta. 1.1.9.Productos finalizados Acido Terephtalico y Ethyleneglycol De este modo los dos ingredientes básicos del PET, Acido Terephtalico (70-73%) y Ethyleneglycol (27-30%) vienen recuperados en condición limpia química.

1.2.Valor Presente Neto “Como se ha mencionado, el valor presente neto o VPN es uno de los criterios económicos más ampliamente utilizados en la evaluación de proyectos de inversión” (Coss Bu, p.61). Será utilizado para determinar la equivalencia en el tiempo cero de los flujos de efectivo futuros que genera el proyecto y comparar esta equivalencia con el desembolso inicial (Ibidem). Para calcularlo se usarán diferentes herramientas ya que se calculará en primera instancia con los datos que se obtengan de la investigación de mercado, para establecer los flujos de efectivo en un ambiente sin cambios y suponiendo que se comportará de la misma manera durante el tiempo de vida del proyecto.

1.3.Tasa Interna de Retorno (TIR) Este índice de rentabilidad es conocido también como tasa interna de rendimiento o TIR, está definida como la tasa de interés que reduce a cero el valor presente neto. Se utilizará la función TIR para calcular el valor de la tasa interna de retorno.

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos

6

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos

7

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

CAPITULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO 2. 2.1.Estudio del mercado Si bien inicialmente el material reciclado en hojuelas de ½’ de tamaño estará orientado al mercado externo, es necesario desarrollar mercados usuarios del RPET en el país a mediano y largo plazo, añadiendo más valor al material reciclado. Un punto clave para el buen funcionamiento del sistema y que permita cerrar el ciclo de vida del PET es desarrollar mercados internos capaces de absorber el RPET producido. Los principales mercados y su situación se reflejan a continuación: a) Fibra textil –

Principalmente en forma de artículos de relleno de productos tales como sacos de dormir, cojines, almohadillas y otros accesorios

–

Fibras para correas, tejeduras, cinchas y almohadillas de limpieza y fregado.

–

Fibras para alfombras, fabricación de moquetas y suelos sintéticos, tejidos para tapizados.

a) Flejes –

Cintas de ligar y atar, principalmente para balas, cajas rígidas.

a) Piezas / productos industriales –

Producción de tapones de frascos de aceites, detergentes.

–

Producción de piezas auto motivos (retrovisores, piezas de los equipos de audio)

a) Envases Como se comprenderá la utilización del material reciclado para la producción de artículos de mayor valor agregado no es posible de momento en Bolivia por la falta de tecnología de inyección de PET. Sin embargo, se están haciendo algunos esfuerzos para lograr adecuar tecnologías existentes para inyectar PET (caso Papelera de La Paz).

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos

8

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO 1.1.1.Proveedores Nuestra empresa contara con un proveedor máximo que es el de la Empresa Municipal de Aseo Oruro, conjuntamente con la recolección de materiales Pet dentro del relleno sanitario de Huajara, también se contara con la recolección en Colegios donde se depositaran centros de acopio solo de este material, de manera que también se concientice a los estudiantes de este nivel a la selección de materiales desechables creando un mejor tratamiento ambiental y mejora en la calidad de vida. 1.1.2.Competidores En la ciudad de Oruro no se tienen competidores dentro del rubro. En Bolivia existen

solo tres empresas dedicadas a este trabajo, como ejemplo citaremos

algunas: FORPLAST (Cbba.) Se dedica al reciclaje de productos plásticos y en especial a las botellas plásticas PET, esta empresa no ha seleccionado sus preferencias de intercambio. BIORECIC (Sta. Cruz) Empresa dedicada al reciclaje, importación, exportación y aprovechamiento de plásticos caso especial PET. Esta empresa tampoco ha seleccionado sus preferencias de intercambio. RECICLANDO (Sta. Cruz) Reciclaje de botellas PET y plástico en general. Acopio y procesamiento

Venta de PET limpio y seleccionado, al igual que las dos

anteriores tampoco ha seleccionado su preferencia de intercambio. 1.1.3.Cliente Existe un amplio mercado en Lima, pero la empresa que consume más es MUNDO VERDE S.A. del Perú, que estarían dispuestos a comprar o intermediar con sus clientes de Asia para el consumo del material reciclado. Determinación del consumo aparente de PET en Bolivia: IMPORTACIÓN + PRODUCCIÓN = EXPORTACIÓN + CONSUMO También sabemos que Bolivia no produce PET, por tanto en la ecuación PRODUCCIÓN = 0 IMPORTACIÓN = CONSUMO

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos

9

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO Podríamos afirmar que toda la materia importada y transformada en Botellas, potencialmente es la materia prima para el proyecto de reciclado.

1.1.4.Importación de PET a Bolivia

Tabla N° 1: Importación histórica de PET (resina + preforma)

Ciudad de ingreso COCHABA MBA LA PAZ ORURO SANTA CRUZ TARIJA

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

19175 0 59748 5

54493 0

10030 60

50310 7 35496 5 58319 0 13823 54 1909

61784 8 57860 2 33282 50 30570 93 11994 4

58030 7 58229 1 24802 70 26562 57

0

97187 0 45470 5 25978 70 30570 93 25333 0

70521 4 60212 4 30542 00 25624 25 10214 2 28014 5 73062 50

68451 4799538 2 65142 3914709 5 31524 16999262 62 28404 18895067 66 15046 1215663 5 30142 829005 0 77807 46653244 50

0

93112 18030 20 23363 19 58787 3

PANDO TOTAL

TOTAL (Kg.)

1998

17922 95

28255 25

53652 54

73348 68

77017 37

0 24744 0 65465 65

Fuente: INE

Gráfico N° 1: Importación Total de PET a Bolivia

Fuente: INE

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos 10

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO Gráfico N° 2: Importación de PET por las ciudades más importantes

Fuente: INE

Gráfico N° 3: Participación de importación de PET por departamento

Fuente: INE

De los diferentes gráficos se puede deducir lo siguiente: Los últimos tres años la importación anual del PET está alrededor de 7000 TM/año, si se transformará en número de botellas de 2 litros tendríamos 145.8 millones de botellas (18 botellas/hab Año en Bolivia). El último año (2005) hay un descenso del 2%. Estos datos estadísticos nos indican que el proyecto tiene garantizada la provisión de materia prima (botellas posconsumo), hasta un límite de por lo menos 4200 TM/Año, que representa un 60 % del total impostado y que se asume en muchos países como la cantidad que inexorablemente va a parar a los botaderos o son descartados como residuos sólidos urbanos (RSU), potencialmente recuperables por los diferentes métodos de acopio para su reciclado.

1.2.Características del producto Tabla N° 2: Características del producto

PRODUCTO PET RECICLADO GRADO BOTELLA CODIGO: RPET - BO001 PROVEEDOR: RECICLIN

PROPIEDADES Densidad Color Transparencia

UNID AD g/cm3 %

Forma física

N/A

Tamaño (máximo) Origen (material)

mm N/A

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos 11

VALOR TÍPICO 1,33 cristal 85 Hojuela (flakes) 12 Botellas

METODO PRUEBA D 1505 D 1746 +/- 2

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO Resistencia Kgf/c 55,89 +/-5 tracción m2 Módulo de Kgf/c 599,96 +/-50 elasticidad m3 Elongación a la % 200 D 882 rotura Fuente: Elaboración propia y RECICLIN

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos 12

ANEXOS

ANEXOS ANEXO 1: Recomendaciones para el Reciclado del PET

Recomendaciones para el Reciclado del PET La tapa, el arillo de seguridad y su empaque (liner o sello):

Se recomienda que el arillo de seguridad se desprenda del cuello del envase y el empaque de la tapa (liner) se quede en la tapa a la hora de abrir el envase. También es mejor si la tapa, el arillo de seguridad y el liner sean de: - Polipropileno (PP) - Polietileno de alta densidad (HDPE) Estos materiales son preferibles al aluminio y a otros materiales. El PVC no es recomendable porque una pequeña cantidad de PVC puede contaminar grandes cantidades de PET dispuesto para su reciclado por su diferente temperatura de fusión o ablandamiento. Las etiquetas: Es preferible usar etiquetas de alguno de los siguientes materiales: - Polipropileno (PP) - Polietileno orientado (OPP) - Polietileno de alta, media o baja densidad (HDPE, MDPE, LDPE) - Papel Las etiquetas metalizadas dificultan el reciclado de cualquier plástico, pues al contener metales lo contaminan. Las etiquetas deben poder desprenderse en el proceso de lavado del reciclador, por lo que es importante seleccionar un adhesivo conveniente y evaluar las etiquetas termo ajustables o a presión. Los Univ. Pamela Astrid Barahona Santos 13

ANEXOS sistemas de impresión serigráfica provocan que el PET reciclado y granulado tenga color, disminuyendo sus posibilidades de uso, mercados y precio. Se recomienda evitar pigmentos de metales pesados. El color: La botella de PET transparente sin pigmentos tiene mejor valor y mayor variedad de usos; sin embargo, con una separación adecuada, el PET pigmentado tendrá ciertos usos. Las multicapas o recubrimientos: Las capas que no son de PET en los envases multicapa, así como los recubrimientos de otros materiales, reducen la reciclabilidad del PET. Es necesario separar esta clase de envases de los de PET simple. Las bandas de seguridad (mangas) y sellos: Estos son generalmente incluidos en el diseño del producto envasado en PET, cuando se consideran necesarios, pero contaminan el PET para reciclar si no son removidos del envase desde la selección y separación del mismo. Se recomienda NO USAR PVC para fabricar estos elementos. El diseño: Actualmente, los diseñadores tienen la oportunidad y la responsabilidad de entender el ciclo de vida y el impacto de los productos de PET. Por ello, la base de un buen diseño de envases es que sea lo más adecuado para su propósito, integrando lo más conveniente para el consumidor y asegurando una segunda vida útil. Ejemplo: Diseño de botella de PET transparente, sin pigmento, con tapa que arrastre su arillo al abrir, etiqueta de polietileno desprendible, sello termo encogible suajado para su desprendimiento y de tipo colapsable (que pueda aplastarse en vacío al final de su uso). Esto permite que el PET ocupe menos espacio y se logre mayor acopio, así como que sea más fácil de precisar y se logre un mejor reciclado.

Univ. Pamela Astrid Barahona Santos 14