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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

PROYECTO DE FACTIBILIDAD PARA LA IMPLEMENTACION DE UNA PLANTA DESHIDRATADORA DE YESOS PARA USO ODONTOLOGICO Proyecto de Grado presentado para optar al diploma académico de Licenciatura en Ingeniería Industrial

Presentado por: JOSE ANTONIO ARIAN CRESPO Tutor: Ing. Omar Pérez Fuentes

COCHABAMBA-BOLIVIA.

Mayo, 2018

DEDICATORIA A mis queridos padres y a mis hermanos por brindarme su apoyo incondicional.

Agradecimientos A Dios, por permitirme llegar hasta estas instancias de la vida. A mis tribunales, por la ayuda generosa que brindaron y permitieron así, la culminación del presente proyecto. A mi familia, por ser un pilar importante a lo largo de mi vida brindándome un apoyo incondicional. A todos mis amigos y amigas que compartieron momentos inolvidables, y de dar palabras de ánimo y aliento en ciertas circunstancias de la vida. Y por último, a todas las personas que fueron de ayuda, proporcionando información valiosa de manera desinteresada para la elaboración del presente proyecto. ¡Muchas gracias!

FICHA RESUMEN El presente proyecto tiene por objeto realizar un estudio técnico financiero para la implementación de una planta industrial destinada a la producción de yesos de uso odontológico, yeso piedra y yeso parís. Se determinó a partir de un estudio de mercado las características de comercialización que actualmente se manejan, así mismo se cuantifico y proyecto la demanda total, en base a un consumo per cápita de los productos por parte de los odontólogos y a la tasa de crecimiento anual de los mismos. Precisando de esta manera la cantidad, calidad, y tipo de presentación que se debe producir, para el año 2017 la demanda total es de 230Tn. de yeso parís y 115Tn. de yeso piedra. Se definió la capacidad productiva de la planta que será de un 25.03% del total de la demanda actual, en función al comportamiento de la demanda proyectada, la tecnología, el financiamiento y la disponibilidad de la materia prima. Por otro lado también se determinó la localización más adecuada para la planta, la cual es la zona de Suticollo, esto se determinó mediante la calificación de valores cuantitativos. Se precisó la descripción, características y la disponibilidad de la materia prima e insumos necesarios para la producción de ambos productos, y se precisó que las reservas se encuentran en la zona andina del departamento. En el proceso de producción se determinó, la maquinaria y equipos a utilizar, además de calcular las cantidades de materia prima necesarias para los volúmenes de producción fijados y los insumos requeridos como los volúmenes de gas natural, agua y las proporciones de mezcla con otros insumos para lograr la calidad requerida. Se determinó el tipo de organización con la que contara la planta que contara con 3 departamentos y una gerencia general, determinando también los requerimientos de cantidad mano de obra y personal. Se analizó los posibles impactos ambientales tanto positivos como negativos que traen consigo la ejecución y funcionamiento de la planta, mostrando también las medidas mitigantes necesarias para minimizar al máximo los impactos considerados como negativos. En conclusión el proyecto se evaluó financieramente a través del uso de indicadores financieros como ser el TIR, VAN y la relación B/C. determinando así que la viabilidad del proyecto es positiva por contar con un VAN positivo, un TIR de 25,18% y una relación B/C de 1,39.

INDICE GENERAL CAPITULO 1 GENERALIDADES 1.1. Antecedentes .......................................................................................................... 2 1.1.1 Antecedentes generales ..................................................................................... 2 1.1.2 Antecedentes específicos ................................................................................... 3 1.2 Planteamiento del problema .................................................................................... 6 1.2.1 Identificación del problema. ............................................................................... 6 1.2.2 Descripción del Problema. .................................................................................. 8 1.2.3 Formulación del problema .................................................................................. 8 1.3. Objetivos. ................................................................................................................. 8 1.3.1. Objetivo general. ............................................................................................... 8 1.3.2. Objetivos específicos......................................................................................... 8 1.4 Justificación ............................................................................................................. 9 1.4.1 Justificación Técnica .......................................................................................... 9 1.4.2 Justificación Económica .................................................................................... 9 1.4.3 Justificación Social ............................................................................................. 9 1.4.4 Justificación Ambiental ....................................................................................... 9 1.5. Alcance .................................................................................................................. 10 1.5.1 Alcance Temático. ............................................................................................ 10 1.5.2. Alcance Espacial. ............................................................................................ 10 1.5.3 Alcance Temporal. .......................................................................................... 10 1.6. Metodología ........................................................................................................... 11 CAPITULO 2 MARCO TEORICO 2.1 El proyecto .............................................................................................................. 14 2.1.1 Etapas de un proyecto...................................................................................... 14 2.1.1.1 Fase de pre-inversión ................................................................................ 14 2.1.1.1.1 El perfil .................................................................................................... 15 2.1.1.1.2 Estudio de prefactibilidad ........................................................................ 15 2.1.1.1.3 Estudio de factibilidad ............................................................................. 15 2.1.1.2 Fase de operación ..................................................................................... 16 2.1.2 Tipos de evaluación de proyectos .................................................................... 16 2.2 Estudio de mercado ................................................................................................ 17 2.2.1 Proceso de una investigación de mercados. .................................................... 18 2.2.1.1 Encuestas .................................................................................................. 18 2.2.1.2 Muestra...................................................................................................... 18 2.2.2 Mercado ........................................................................................................... 19 2.2.2.1 Estructura de mercado ............................................................................... 19 2.2.2.2 Demanda potencial .................................................................................... 20 2.2.2.3 Marketing integral las 4P............................................................................ 21 2.3 Ingeniería del proyecto .......................................................................................... 21 2.3.1 Proceso de producción ..................................................................................... 22 2.3.2 Seguridad industrial .......................................................................................... 23 2.3.3 Control de calidad ............................................................................................ 23 2.3.4 Tamaño ............................................................................................................ 24 2.3.4.1 Factores que determinan el tamaño de un proyecto .................................. 24 2.3.5 Localización ..................................................................................................... 25 i

2.3.5.1 Macro localización ..................................................................................... 26 2.3.5.2 Micro localización....................................................................................... 27 2.3.5.3 Principios de localización ........................................................................... 27 2.3.5.4 Factores de localización............................................................................. 27 2.3.5.5 Técnicas de localización ............................................................................. 28 2.3.5.6 Método cuantitativo por puntos .................................................................. 29 2.3.6 Organización del proyecto ................................................................................ 30 2.3.6.1 Definición de organización ......................................................................... 30 2.3.6.2 Factores organizacionales ......................................................................... 30 2.3.6.3 Costo de personal ...................................................................................... 31 2.3.6.4 Inversiones en organización ...................................................................... 31 2.3.7 Planificación y puesta en marcha del proyecto ................................................. 31 2.3.8 Aspectos financieros ........................................................................................ 32 2.3.8.1 Inversiones ................................................................................................ 32 2.3.8.2 Inversión fija............................................................................................... 32 2.3.8.3 Inversión diferida........................................................................................ 32 2.3.9 Financiamiento ................................................................................................. 33 2.3.9.1 Recursos monetarios ................................................................................. 33 2.3.9.2 Aportes de capital ...................................................................................... 33 2.3.9.3 Prestamos diversos ................................................................................... 33 2.3.9.4 Estructura de financiamiento ...................................................................... 34 2.4 Evaluación económico-financiera........................................................................... 34 2.4.1 Evaluación de rentabilidad ............................................................................... 35 2.5 Impacto ambiental .................................................................................................. 35 2.6 Análisis técnico. ..................................................................................................... 36 2.6.1Procesos industriales ........................................................................................ 37 2.6.2 Deshidratación (calcinación)............................................................................. 37 CAPITULO 3 ESTUDIO DE MERCADO 3.1 Definición del producto ........................................................................................... 39 3.2 Análisis de la demanda ........................................................................................... 40 3.2.1 Diseño de la investigación ................................................................................ 41 3.2.1.1 Selección del tipo de investigación ............................................................ 41 3.2.1.2 Determinación de fuentes de información .................................................. 41 3.2.1.3 Determinación del universo poblacional y la muestra ................................ 42 3.3 Cálculo y proyección de la demanda ...................................................................... 44 3.3.1 Escenario Pesimista ......................................................................................... 44 3.3.2 Escenario optimista .......................................................................................... 45 3.4 Análisis de la oferta................................................................................................ 50 3.4.1 Características del mercado ............................................................................. 50 3.5 Balance de la oferta y demanda ............................................................................. 51 3.5.1 Conclusiones para las 4 Ps .............................................................................. 52 3.6 Grado de participación y análisis de comercialización y mercadeo ......................... 54 3.6.1 Comercialización y mercadeo........................................................................... 55 3.7 Estrategia de penetración en el mercado ................................................................ 56 CAPITULO 4 MATERIALES E INSUMOS 4.1 Descripción de la materia prima .............................................................................. 58 ii

4.1.1 El yeso mineral ................................................................................................. 58 4.1.2 Tipos o formas de yeso .................................................................................... 58 4.2 Características y propiedades de la materia prima ................................................. 61 4.2.1 Sulfato de calcio dihidratado (CaS .2 O) .................................................... 61 4.2.2 Caracterización química y mineralógica del yeso mineral ................................. 63 4.3 Deshidratación ........................................................................................................ 64 4.3.1 Mecanismos de deshidratación del yeso mineral.............................................. 65 4.3.2 Parámetros que influyen en la deshidratación del yeso mineral ....................... 67 4.3.3 Productos resultantes de la deshidratación de yeso mineral ............................ 67 4.3.4 Sulfato de calcio hemihidratado........................................................................ 68 4.3.4.1 Aspectos teóricos generales ...................................................................... 68 4.3.4.2 Métodos para la caracterización de materiales de yeso ............................. 72 4.3.4.3 Caracterización física y mecánica de los materiales de yeso ..................... 72 4.3.5 Clasificación de uso odontológico según su uso ........................................... 73 4.3.6 Requisitos para obtención de trabajos exactos y útiles de deben cumplir los yesos dentales....................................................................................................... 77 4.4 Yacimientos en Cochabamba ................................................................................. 80 4.4.1 Cuenca Pojo-Pasorapa .................................................................................... 80 4.4.2 Cuenca Orcoma Apillapampa ........................................................................... 80 4.4.3 Extracción ........................................................................................................ 81 4.5 Materiales e insumos .............................................................................................. 82 4.5.1 Colorantes ........................................................................................................ 82 4.5.1.1 Clasificación de los colorantes ................................................................... 83 4.5.2 Retardantes .................................................................................................. 84 4.5.3 Envases ........................................................................................................ 85 4.5.4 Agua ............................................................................................................. 86 CAPITULO 5 TAMAÑO Y LOCALIZACION 5.1 Tamaño del proyecto .............................................................................................. 88 5.1.1 Mercado ........................................................................................................... 88 5.1.2 Materia prima e insumos .................................................................................. 88 5.1.3 Tecnología ....................................................................................................... 88 5.1.4 Disponibilidad de recursos financieros ............................................................. 89 5.1.5 Definición de la capacidad de la planta ............................................................ 89 5.1.6 Determinación de los precios ........................................................................... 91 5.2 Localización del proyecto ........................................................................................ 91 5.2.1 Servicios básicos y energía .............................................................................. 93 5.2.2 Sistemas de comunicación ............................................................................... 93 5.2.3 Acceso a la materia prima ................................................................................ 93 5.2.4 Acceso a las zonas de comercialización y consumo......................................... 94 5.2.5 Condiciones climatológicas de la zona ............................................................. 94 5.2.6 Almacenamiento de la materia prima del producto terminado .......................... 94 5.2.7 Existencia de mano de obra ............................................................................. 95 5.2.8 Evaluación de la localización ............................................................................ 95 CAPITULO 6 INGENIERIA DEL PROYECTO 6.1 Descripción del proceso productivo ........................................................................ 98 6.1.1 Selección recepción y tratamiento de la materia prima ..................................... 98 iii

6.1.2 Triturado ........................................................................................................... 99 6.1.3 Deshidratado .................................................................................................. 100 6.1.3.1 Hemihidrato β (Yeso parís o blanco) ........................................................ 100 6.1.3.2 Hemihidrato α (Yeso piedra amarillo, azul) .............................................. 101 6.1.4 Molido fino ...................................................................................................... 101 6.1.5 Mezclado y homogenizado ............................................................................. 102 6.2 Maquinaria, equipo y tecnología para la producción ............................................. 103 6.2.1 Molino de martillos .......................................................................................... 103 6.2.2 Deshidratación ............................................................................................... 105 6.2.2.1 Proceso vía seca para la obtención de hemihidrato β .............................. 105 6.2.2.1.1 Horno rotario de contacto directo .......................................................... 105 6.2.2.2 Proceso vía húmeda para la obtención de hemihidrato α (yeso piedra) ... 110 6.2.2.2.1 Autoclave con una presión de trabajo de 2,5 atm.................................. 110 6.2.3 Molino de bolas de porcelana ......................................................................... 110 6.2.4 Unidad de mezclado y homogenizado con insumos, colorante y retardador ... 112 6.2.5 Unidad de envasado....................................................................................... 113 6.2.6 Unidad de control de proceso ......................................................................... 114 6.3 Costo de maquinaria y equipos ............................................................................. 114 6.4 Balance de masa y energía .................................................................................. 117 6.4.1 Balance de masas .......................................................................................... 117 6.4.1.1 Balance de materiales para el yeso parís (Hemihidrato β) ....................... 117 6.4.1.2 Balance de masas para el yeso piedra (hemihidrato α) ............................ 120 6.4.2 Balance de energía ..................................................................................... 123 6.4.2.1 Balance de energía para el hemihidrato β (yeso parís). ........................... 123 6.4.2.2 Balance de energía para el hemihidrato α (yeso piedra). ......................... 125 6.5 Obras civiles ......................................................................................................... 132 6.6 Distribución de planta ........................................................................................... 135 CAPITULO 7 ESTRUCTURA EJECUCION DEL PROYECTO

ORGANIZACIONAL

Y

PLANIFICACION

DE

LA

7.1 Estructura organizativa ......................................................................................... 137 7.1.1 Organización de los recursos humanos .......................................................... 137 7.1.2 División funcional de tareas en la planta......................................................... 138 7.1.2.1 Funciones gerencia general .................................................................... 138 7.1.2.2 Funciones secretaria ................................................................................ 139 7.1.2.3 Funciones de administración ................................................................... 139 7.1.2.4 Funciones del departamento de comercialización .................................... 139 7.1.2.5 Funciones del departamento de producción............................................. 139 7.1.3 Costo de los recursos humanos ..................................................................... 140 7.2 Planificación de la ejecución del proyecto ............................................................. 144 7.2.1 Cronograma de actividades ............................................................................ 144 7.2.2 Calendario para la ejecución del proyecto ...................................................... 144 7.2.2.1 Gestión del proyecto ................................................................................ 145 7.2.2.2 Emplazamiento ........................................................................................ 145 7.2.2.3 Puesta en marcha .................................................................................... 145 CAPITULO 8 IMPACTO AMBIENTAL 8.1 Identificación y análisis de impactos ambientales positivos y negativos ................ 149 iv

8.1.1 Descripción del proyecto ................................................................................ 149 8.1.1.1 Marco general .......................................................................................... 149 8.1.1.2 Descripción de la fase de estudio ............................................................ 149 8.1.1.3 Descripción de la fase de implementación ............................................... 149 8.1.1.4 Descripción de la fase de operación y mantenimiento ............................. 149 8.1.1.5 Descripción de las actividades futuras y relacionadas ............................. 150 8.2 Valoración de los impactos ................................................................................... 150 8.2.1 Criterios de valoración de los impactos ambientales ...................................... 151 8.2.2 Categorización del proyecto ........................................................................... 154 8.3 Análisis de medidas de mitigación de los impactos negativos ............................... 156 CAPITULO 9 EVALUACION FINANCIERA 9.1 Costos totales de inversión ................................................................................... 162 9.1.1 Inversión activos fijos ..................................................................................... 162 9.1.2 Inversión activo diferido .................................................................................. 163 9.1.3 Inversión de capital de trabajo ........................................................................ 164 9.2 Financiamiento del proyecto ................................................................................. 166 9.3 Costos totales de producción ................................................................................ 167 9.3.1Departamento de producción .......................................................................... 167 9.3.1.1 Costo de Materia prima e insumos ........................................................... 167 9.3.2 Servicios .......................................................................................................... 171 9.4 Costos de comercialización .................................................................................. 172 9.4.1 Costos de transporte interdepartamental ........................................................ 173 9.5 Costos de administración ...................................................................................... 173 9.6 Costo de operación ............................................................................................... 174 9.7 Ingresos ................................................................................................................ 176 9.7.1 Evaluación financiera ..................................................................................... 176 9.7.2 Evaluación patrimonial del proyecto ............................................................... 176 9.7.3 Estructura del estado de resultados ............................................................... 176 9.8 Evaluación de la rentabilidad ................................................................................ 180 9.8.1 Flujo operativo de caja ................................................................................... 180 9.8.2 Indicadores de rentabilidad............................................................................. 180 9.8.3 Tasa mínima de aceptación de retorno (TMAR) ............................................. 180 9.8.4 Valor actual neto (VAN) .................................................................................. 181 9.8.5 Tasa interna de retorno (TIR) ......................................................................... 181 9.8.6 Relación beneficio costo................................................................................. 182 CAPITULO 10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 10.1 Conclusiones ...................................................................................................... 184 10.2 Recomendaciones .............................................................................................. 185 BIBLIOGRAFIA 11.1 Bibliografía .......................................................................................................... 187 ANEXOS ........................................................................................................................ 189

v

INDICE DE CUADROS

Cuadro 1. 1 Características cristalográficas de los diferentes tipos de yesos ..................... 5 Cuadro 1. 2 Uso y ventajas de los diferentes tipos de yesos .............................................. 6 Cuadro 1. 3 Matriz de diseño metodológico ..................................................................... 11 Cuadro 2. 1 Tipos de mercado ......................................................................................... 19 Cuadro 2. 2 Calificación ponderada para el proceso de localización ................................ 29 Cuadro 2. 3 Planilla de sueldos y salarios tomando en cuenta aportes patronales beneficios sociales y retenciones ..................................................................................... 31 Cuadro 2. 4 Estructura de financiamiento......................................................................... 34 Cuadro 3. 1 Usos y Aplicaciones del Yeso en Bolivia………………………………………..39 Cuadro 3. 2 Número de odontólogos colegiados en Cochabamba .................................. 42 Cuadro 3. 3 Numero de odontólogos inscritos en el Colegio Nacional de Odontólogos .... 44 Cuadro 3. 4 Demanda nacional de yesos ......................................................................... 45 Cuadro 3. 5 Demanda nacional de yesos ......................................................................... 45 Cuadro 3. 6 Demanda nacional de yesos ......................................................................... 46 Cuadro 3. 7 Demanda nacional de yesos ......................................................................... 46 Cuadro 3. 8 Tasas de crecimiento de odontólogos en los 3 departamentos ..................... 47 Cuadro 3. 9 Proyección del número de odontólogos en las ciudades del eje central del País .................................................................................................................................. 48 Cuadro 3. 10 Proyección de la demanda total de ambos productos en las 3 ciudades del eje central del País ........................................................................................................... 48 Cuadro 3. 11 Presentación de los productos que actualmente son comercializados ........ 52 Cuadro 3. 12 Precios de adquisición de los productos actualmente. ................................ 53 Cuadro 3. 13 Precios propuestos por el proyecto ............................................................. 53 Cuadro 3. 14 Porcentajes de participación en los diferentes departamentos .................... 55 Cuadro 4. 1 Entre las principales propiedades del sulfato de calcio dihidratado se tiene: 62 Cuadro 4. 2 Propiedades cristalográficas del sulfato de calcio dihidratado ....................... 63 Cuadro 4. 3 Características de los productos resultantes de la deshidratación del yeso mineral ............................................................................................................................. 68 Cuadro 4. 4 Propiedades de los hemihidratos .................................................................. 70 Cuadro 4. 5 Características físicas de las distintas fases del sistema CaS

.2

O ........ 72

Cuadro 4. 6 Características de los cristales de los yesos ................................................ 76 vi

Cuadro 5. 1 Producción de la planta al inicio de las operaciones .................................... 89 Cuadro 5. 2 Evolución de la cantidad de producción de la planta ..................................... 90 Cuadro 5. 3 Precios propuestos por el proyecto .............................................................. 91 Cuadro 5. 4 Evaluación cualitativa de las zonas para determinar la localización ............. 96 Cuadro 6. 1 Temperaturas y tiempo de estadio del Yeso en el horno rotatorio............... 108 Cuadro 6. 2 Especificaciones y características de funcionamiento de hornos rotatorios para la deshidratación de yeso mineral .......................................................................... 109 Cuadro 6. 3 Costo de las maquinarias............................................................................ 114 Cuadro 6. 4 Detalle de consumo de potencia de energía eléctrica ................................. 115 Cuadro 6. 5 Costo de los equipos auxiliares herramientas ............................................. 115 Cuadro 6. 6 Costo de equipos y muebles de oficina ....................................................... 116 Cuadro 6. 7 Composición según análisis químico de una Muestra de yeso mineral (en peso) .............................................................................................................................. 117 Cuadro 6. 8 Composición química considerando un 2% de humedad ............................ 118 Cuadro 6. 9 Composición según análisis químico del yeso mineral ................................ 121 Cuadro 6. 10 Temperaturas y tiempo de estadio promedio de yeso en el horno rotatorio .......................................................................................................................... 123 Cuadro 6. 11 Costo de terrenos, obras civiles y otros .................................................... 135 Cuadro 7. 1: Bono de antigüedad de los trabajadores .................................................... 141 Cuadro 7. 2 Detalle de costos de recursos humanos en el primer año del proyecto (Expresado en $us) ........................................................................................................ 142 Cuadro 7. 3 Proyección de costos de mano de obra (expresado en $us) ....................... 143 Cuadro 7. 4 Actividades de la planificación de la ejecución del proyecto........................ 146 Cuadro 8. 1 Criterios de valoración de los impactos ambientales ................................... 152 Cuadro 8. 2 Impactos Positivos y negativos del proyecto ............................................... 153 Cuadro 8. 3 Resumen de Impactos ................................................................................ 157 Cuadro 8. 4 Medidas mitigantes a factores negativos .................................................... 159 Cuadro 9. 1 Inversión activo fijos.................................................................................... 163 Cuadro 9. 2 Depreciación de los activos fijos ................................................................. 163 Cuadro 9. 3 Inversión en activo diferido (expresado en $us) .......................................... 164 Cuadro 9. 4 Amortización del activo diferido................................................................... 164 Cuadro 9. 5 Costo de inversión total requerida............................................................... 165 Cuadro 9. 6 Inversiones requeridas a lo largo de los 10 periodos .................................. 166 Cuadro 9. 7 Determinación del servicio a la deuda ........................................................ 167

vii

Cuadro 9. 8 Proyección de la producción en base al crecimiento proyectado de la cantidad de producción................................................................................................................. 168 Cuadro 9. 9 Demanda anual de la planta de yeso mineral ............................................. 169 Cuadro 9. 10 Costo total del colorante ........................................................................... 169 Cuadro 9. 11 Costo total de retardante........................................................................... 170 Cuadro 9. 12 Costo total por envases ............................................................................ 171 Cuadro 9. 13 Costos por energía eléctrica ..................................................................... 171 Cuadro 9. 14 Costo anual por agua................................................................................ 172 Cuadro 9. 15 Costos anuales por gas natural................................................................. 173 Cuadro 9. 16 Costo por flete interdepartamental. ........................................................... 174 Cuadro 9. 17 Costos de administración .......................................................................... 174 Cuadro 9. 18 costos de operación .................................................................................. 175 Cuadro 9. 19 Estimación de ingresos ............................................................................. 177 Cuadro 9. 20 Estado de resultados ................................................................................ 178 Cuadro 9. 21 Estado de resultados y flujo neto de efectivo ............................................ 179

viii

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. 1 Árbol de problemas .......................................................................................... 7 Figura 2. 1 Conceptos de macro y micro localización ....................................................... 26 Figura 2. 2 Efecto de las medidas de mitigación .............................................................. 36 Figura 3. 1 Proyección de la demanda del yeso parís y yeso piedra ................................ 49 Figura 3. 2 Diagrama de distribución ................................................................................ 54 Figura 3. 3 Proyección del grado de participación en el mercado propuesto por el proyecto ........................................................................................................................... 55 Figura 4. 1 Yeso mineral extraído de la cantera ............................................................... 61 Figura 4. 2 Grado de deshidratación del yeso en función de la temperatura .................... 65 Figura 4. 3 Mecanismo de Deshidratación de la partícula de yeso ................................... 66 Figura 4. 4 Cristales de sulfato de calcio hemihidratado ................................................... 75 Figura 4. 5 Ocre amarillo empleado como insumo ........................................................... 83 Figura 4. 6 Sal de boro (bórax) usado como retardante ................................................... 85 Figura 5. 1 Factores cualitativos de la localización ........................................................... 92 Figura 6. 1 Proceso de producción ................................................................................... 98 Figura 6. 2 Diagrama de funcionamiento del molino de martillos .................................... 103 Figura 6. 3 Paletas radiales internas .............................................................................. 106 Figura 6. 4 Zonas de transferencia de calor ................................................................... 106 Figura 6. 5 Presentación del producto terminado ........................................................... 113 Figura 6. 6 Flujo del proceso de producción y balance de masa por día ........................ 131 Figura 6. 7 Diseño de la planta ....................................................................................... 135 Figura 7. 1: Estructura Organizativa de la Planta Industrial ............................................ 138 Figura 7. 2 Diagrama de Gantt para la ejecución del proyecto ...................................... 146 Figura 7. 3 Diagrama CPM ............................................................................................. 147 Figura 8. 1 Representación gráfica de los impactos ambientales del proyecto ............... 154

ix

CAPITULO 1

GENERALIDADES

Generalidades / Capitulo 1 1.1. Antecedentes 1.1.1 Antecedentes generales El yeso se originó hace 200 millones de años como resultado de depósitos marinos cuando parte de lo que ahora son nuestros continentes eran inmensas extensiones oceánicas. Durante este período algunos mares se secaron dejando lechos de yeso que se recubrieron para ser descubiertos posteriormente por el hombre. El yeso es uno de los más antiguos materiales empleado en construcción. En el período Neolítico, con el dominio del fuego, comenzó a elaborarse yeso calcinando aljez, y a utilizarlo para unir las piezas de mampostería, sellar las juntas de los muros y para revestir los paramentos de las viviendas, sustituyendo al mortero de barro. En Çatal Hüyük, durante el milenio IX a. C., encontramos guarnecidos de yeso y cal, con restos de pinturas al fresco. En la antigua Jericó, en el milenio VI a. C., se usó yeso moldeado1. En el Antiguo Egipto, durante el tercer milenio a. C., se empleó yeso para sellar las juntas de los bloques de la Gran Pirámide de Giza, y en multitud de tumbas como revestimiento y soporte de bajorrelieves pintados. El palacio de Cnosos (Creta) contiene revestimientos y suelos elaborados con yeso. El escritor griego Teofrasto, en su tratado sobre la piedra, describe el yeso (gipsos), sus yacimientos y los modos de empleo como enlucido y para ornamentación. También escribieron sobre las aplicaciones del yeso Catón y Columela. Plinio el Viejo describió su uso con gran detalle. Vitruvio, arquitecto y tratadista romano, en sus Diez libros sobre arquitectura. Los Sasánidas utilizaron profusamente el yeso en albañilería. Los Omeyas dejaron muestras de su empleo en sus alcázares sirios, como revestimiento e incluso en arcos prefabricados. La cultura musulmana difundió en España el empleo del yeso, ampliamente adoptada en el valle del Ebro y sur de Aragón, dejando hermosas muestras de su empleo decorativo en el arte de las zonas de Aragón, Toledo, Granada y Sevilla.

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Arias, A. J. Yesos odontológicos (GYPSO), Revista de actualización clínica

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Generalidades / Capitulo 1 Durante la edad Media, principalmente en la región de París, se empleó el yeso en revestimientos, forjados y tabiques. En el Renacimiento para decoración. Durante el periodo Barroco fue muy utilizado el estuco de yeso ornamental y la técnica del staff, muy empleada en el Rococó. En el siglo XVIII el uso del yeso en construcción se generaliza en Europa. Lavoisier presenta el primer estudio científico del yeso en la Academia de Ciencias. Posteriormente Van t'Hoff y Le Chatelier aportaron estudios describiendo los procesos de deshidratación del yeso, sentando las bases científicas del conocimiento ininterrumpido posterior. 1.1.2 Antecedentes específicos El yeso puro es un mineral blanco, pero debido a impurezas puede tornarse gris, castaño o rosado. Se denomina sulfato de calcio dihidratado

+2

O y su estructura

cristalina está constituida por dos moléculas de agua y por una de sulfato de calcio2. El yeso es un material abundante en la superficie terrestre se presenta en forma de una piedra denominada aljez, la que sometida a deshidratación puede ser usada en el manejo de modelos de odontología por ser un material que permite la reproducción fina de detalles de una estructura física Los términos aljez, gipsum y escayola provienen de la palabra de distinto origen pero del significado único el primero procede de origen árabe "algiss", al igual que el nombre que se le ha dado a este material "yeso", aunque fueron concedidos por vías distintas, mientras la palabra y gipsum es de origen latín Por las ventajas que tiene fue uno de los primeros materiales empleados también en la construcción de edificaciones y elementos decorativos La aplicación de yeso para toma de impresiones y el desarrollo y uso de los compuestos dentales de ordenamiento para el mismo objeto comienza en la mitad del siglo XX este producto ocupó un lugar importante en términos materiales de impresión y no tuvo rival hasta la aparición de productos hidrocoloide alrededor de 1920

2

Arias, A. J. Yesos odontológicos (GYPSO), Revista de actualización clínica

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Generalidades / Capitulo 1 El yeso dental es un material que está en el mercado hace muchos años pero no se inició originalmente en el área odontológica, se lo empleo basándose en las características esenciales de manipulación. Es en este campo donde se fue mejorando sus propiedades, de este modo es que mediante la deshidratación y añadiéndose en fábricas determinadas acciones y otras sustancias químicas fue que se obtuvieron yesos con condiciones especiales para cada uso, ya sea en consultorio y o laboratorio dental. Tipos de yeso dental (uso odontológico)3 La deshidratación del yeso mineral se lo realiza por medio de calcinación, luego se lo tritura para obtener una forma de polvo, el cual se denomina yeso dental, escayola o sulfato de calcio hemihidratrado (

.½

O).

Cuando el yeso dental se mezcla con el agua se obtiene un yeso fraguado o cristalizado y calor:

.½

O+1½

O

.2

O. + Calor

Es una reacción exotérmica, inversa al proceso de fabricación. Yeso Paris, Corriente o Tipo I Es el más débil de los yesos, debido al tamaño y forma de sus partículas. Se genera calentando en horno abierto a más de 100 ºC. Es el que necesita más cantidad de agua, y por lo mismo es más poroso y débil. También llamado "Taller". Yeso Piedra o Tipo II Es un poco más compacto y duro que el Tipo I. Se genera horneando en autoclave cerrado a 120 ºC. Sus partículas son más pequeñas y regulares que el tipo I, por lo mismo, menos poroso y frágil. También llamado "Piedra".

3

Philips, R. W. La ciencia de los materiales dentales

4

Generalidades / Capitulo 1 Yeso Extra duro 

Tipo III o Taller: se calienta a más de 120 ºC y se le agregan sales minerales. Es aún más duro que el tipo II, con partículas más regulares y finas, por lo que necesita menos agua para fraguar. Es mucho menos poroso que los otros dos, menos frágil, por lo que se usa para trabajar en él.



Tipo IV o Densita: Es igual al yeso tipo III, pero se le agregan algunas resinas que le mejoran características como porosidad, porcentaje de absorción de agua, etc.



Tipo V o de mayor resistencia y expansión: Es el más duro de todos con un porcentaje resinoso alto, sus características son óptimas, es decir, altamente duro y resistente, no es poroso y no absorbe mucha agua. Cuadro 1. 1 Características cristalográficas de los diferentes tipos de yesos

Tipo de Yeso Yeso París

Características de los Cristales Sus cristales son porosos, grandes, poco densos e irregulares. Son de forma romboidal y presentan

Yeso Piedra

una menor porosidad, más chicos y más densos.

Densita

Cristales tensos, cúbicos y más chicos. Casi libres de poros y más densos.

Fuente: La ciencia de los materiales dentales, 1993

5

Generalidades / Capitulo 1 Cuadro 1. 2 Uso y ventajas de los diferentes tipos de yesos

Tipo de Yeso

Uso

Ventajas

Material de impresión para prótesis completas.

Capacidad de absorber la humedad bucal (impresión muy exacta)

de Impresión Posicionar modelos en el articulador.

París

Para realizar montajes en articulador y para realizar los enmuflados de cocción en la confección de prótesis. Modelos Preliminares.

Taller

Modelos de trabajo definitivos, de estudio y de laboratorio

Densita

Modelos de trabajo de ortodoncia, restauraciones de mucha precisión (pernos muñones y coronas)

Fraguado rápido y poca expansión Económico. Es más poroso y menos resistente. Dureza y exactitud dimensional. Resistente a la abrasión. Máxima precisión y resistencia. Menor cambio dimensional. Mayor resistencia.

Fuente: La ciencia de los materiales dentales, 1993 1.2 Planteamiento del problema 1.2.1 Identificación del problema. El problema central que impulsa al desarrollo del proyecto se muestra a continuación en el árbol de problemas. Tal como se muestra en la siguiente figura:

6

Generalidades / Capitulo 1

Figura 1. 1 Árbol de problemas

EFECTOS

ALTO NIVEL DE DESEMPLEO

Bajo aporte a la generación de empleo formal

Salida de divisas

Precios

Poca inversión en actividades de producción nuevas

fluctuantes

Altos índices de Importación

Dependencia producción externa

Limitado aprovechamiento de la materia prima

PROBLEMA

Deficiente producción de yesos odontológicos por parte de empresas nacionales

PRINCIPAL

Limitado conocimiento

Alto nivel de

del proceso productivo

consumo de

Elevada inversión

Pocos emprendedores en sectores no tradicionales

energía Deficiente acceso a la información

Tecnología nacional

Deficientes políticas

limitada

estatales para el fomento a

CAUSAS

1

de

la inversión privada

7

Generalidades / Capitulo 1 1.2.2 Descripción del Problema. En nuestro país los productos derivados del yeso piedra en su

mayoría son de

deshidratado artesanal en grandes hornos de adobe alargando más el procesos de producción y sin generar un mayor valor agregado por lo tanto el aprovechamiento del yeso mineral para la obtención de diversos productos es mínimo, el alto costo de máquinas que solo se pueden importar sumado al poco fomento por parte del gobierno a la investigación y al fomento de la inversión privada, hace que los empresarios no decidan arriesgarse a nuevos emprendimientos por los altos costos de inversión y el conocimiento limitado en nuevos sectores industriales. Todos estos factores adversos hacen que no haya empresas nacionales dedicadas a la producción de yeso odontológico dependiendo netamente de las empresas importadoras y de la producción externa y debiendo aceptar el precio y la calidad que se les impone, siendo esta situación nada favorable para el desarrollo del país llevando las divisas al exterior y no generando empleos. 1.2.3 Formulación del problema ¿El proyecto de factibilidad para la implementación de una planta de producción de yeso odontológico permitirá otorgar nuevas alternativas a la oferta de yesos odontológicos? 1.3. Objetivos. 1.3.1. Objetivo general. Desarrollar un proyecto de factibilidad para la implementación de una planta deshidratadora de yesos para uso odontológico ubicada en la ciudad de Cochabamba. 1.3.2. Objetivos específicos. 

Realizar un estudio de mercado en el departamento de Cochabamba, para analizar la demanda y oferta de yesos para uso odontológico.



Determinar el tamaño y localización del proyecto.



Realizar la ingeniería del proyecto para establecer los procesos productivos, requerimientos de maquinaria, insumos y distribución de la planta.

8

Generalidades / Capitulo 1 

Establecer la estructura organizacional de la empresa para determinar los cargos y recursos humanos necesarios para su funcionamiento.



Realizar una evaluación de impacto ambiental del proyecto, para identificar los efectos en el medio ambiente.



Determinar la viabilidad del proyecto mediante una evaluación financiera, en función de los indicadores TIR , VAN y B/C

1.4 Justificación 1.4.1 Justificación Técnica Este estudio permitirá investigar y aplicar un nuevo proceso al yeso mineral y así obtener un nuevo producto que aportara información sobre la maquinaria y tecnología necesaria para todo el proceso mostrando de incursionar en este tipo de productos debido a la adaptabilidad de la tecnología 1.4.2 Justificación Económica Respecto al ámbito económico, la realización del proyecto generará un mayor valor agregado en cuanto al uso del yeso mineral, respecto a los productos que existen actualmente en la producción nacional, por tanto generará un impacto económico favorable para los inversionistas. 1.4.3 Justificación Social Considerando el aspecto social el presente proyecto pretende impulsar la dinámica productora del país mostrando un nuevo sector de inversión que pueda ser atractivo para los empresarios, de esta manera generar nuevos empleos. 1.4.4 Justificación Ambiental En cuanto al aspecto ambiental el aportar con un nuevo proceso ayudara disminuir la sobre explotación de las canteras de yeso mineral, y siendo menor el uso de la cantidad se reducirá en la emisión de gases durante el proceso de deshidratado.

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Generalidades / Capitulo 1 1.5. Alcance 1.5.1 Alcance Temático. Muestra las áreas

de conocimiento a las cuales se recurrirán a lo largo de todo el

desarrollo del proyecto.  Investigación de mercados.

Para obtener datos de información sobre las

necesidades o deseos que tengan los consumidores o clientes potenciales de las características del producto y su grado de disposición para satisfacer sus necesidades y la toma de decisiones.  Costos industriales. Determina todos aquellos costos necesarios para producir los productos.  Preparación y evaluación de proyectos. Define los objetivos, las actividades que se desarrollaran, además el horizonte y la evaluación del proyecto.  Ingeniería Económica. Para determinar el rendimiento del proyecto mediante la TIR VAN y el B/C  Procesos industriales I y II. Para la elaboración del flujo de procesos  Planificación y control de la producción. Para la correcta planificación y control de la disponibilidad de todos los insumos y materia prima necesarios para la obtención del producto final.  Gestión Estratégica. Para poder implementar y evaluar decisiones de diferentes funcionalidades que permitirán a las organizaciones alcanzar sus objetivos. 1.5.2. Alcance Espacial. El alcance geográfico, para la obtención de la materia prima abarca el departamento de Cochabamba la zona andina, la región de Llavini, de donde obtendremos la materia prima denominada yeso mineral, El producto final se producirá en el departamento de Cochabamba y se comercializara en las ciudades del eje troncal de Bolivia. 1.5.3 Alcance Temporal. La duración del estudio de factibilidad tendrá un tiempo de duración de 7 meses aproximadamente. El horizonte temporal del proyecto será de 10 años.

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Generalidades / Capitulo 1 1.6. Metodología Cuadro 1. 3 Matriz de diseño metodológico Objetivos Específicos

Unidad de análisis

Realizar un estudio de mercado para analizar la demanda y oferta de yesosa para uso odontológico.

Importadores y consumidores de yeso odontológico

Tipo y Fuentes de Información Primaria Encuestas, entrevistas y observación Secundaria INE. Odontólogos y técnicos dentales.

Técnicas de Análisis Determinación de la muestra. Tipo de recolección de información.

Resultados a conseguir Precio Demanda y oferta del yeso odontológico.

Análisis de información recolectada.

IBCE, casas dentales. Determinar el tamaño y localización del proyecto.

Secundaria Cochabamba. Demanda proyectada.

Realizar la ingeniería del proyecto para establecer los procesos productivos, requerimientos de maquinaria, insumos y distribución de la planta.

Información tecnológica. Proveedores de maquinaria

Establecer la estructura organizacional de la empresa para determinar los cargos y recursos humanos necesarios para la planta.

Estudio de los aspectos de la estructura organizacional con base en la ingeniería del proyecto

Libros, internet,

Secundaria Libros, internet, manuales Fichas técnicas

Secundaria Libros, manuales

Método cualitativo por puntos

Tamaño y localización eficiente del proyecto

Determinación del orden del proceso más adecuado

Maquinaria e insumos para el proceso productivo.

Comparación técnica y económica de la maquinaria

Análisis de información recolectada organigramas y esquemas sistémicos.

Estructura organizativa.

11

Generalidades / Capitulo 1 Realizar una evaluación de impacto ambiental del proyecto, para identificar los efectos en el medio ambiente

Máquinas que intervienen en el proceso Emisión de gases y desperdicios

Secundaria Libros, reportes de contaminación Revistas, internet

Región de Cochabamba

Determinar la Estados viabilidad del proyecto financieros y mediante una flujo de caja evaluación financiera, en función de los indicadores TIR , VAN y B/C

Identificación de impactos Normas ambientales. Manual de gestión ambiental.

Calculo de Primaria Cuadros de costos, ingresos e inversiones.

indicadores

Categorización del nivel de impacto ambiental. Análisis de medidas de mitigación.

Indicadores Financieros TIR, VAN y B/C

Análisis de resultados

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CAPITULO 2

MARCO TEORICO

Marco Teórico / Capitulo 2 2.1 El proyecto La finalidad del proyecto, como documento de análisis, es aportar elementos de juicio para tomar decisiones sobre el apoyo que se debiera prestar a su realización para ello deben analizarse problemas técnicos, económicos, financieros, administrativos e institucionales. Estos aspectos se correlacionan en cada estudio parcial que compone la justificación del proyecto4. 2.1.1 Etapas de un proyecto Todos los proyectos siguen su propio ciclo. Existen muchas versiones acerca de lo que es el “ciclo” de un proyecto. Lo que debe tenerse en cuenta es que la comprensión del ciclo de un proyecto es un aspecto fundamental para poder ubicar la evaluación dentro el conjunto de actividades a realizar. En su forma general el ciclo del proyecto comprende tres etapas a saber: o

Pre-inversión

o

Inversión

o

Operación

Las etapas constituyen un orden cronológico de desarrollo del proyecto en las cuales se avanza sobre la formulación, ejecución y evaluación del mismo. 2.1.1.1 Fase de pre-inversión Se inicia en el momento en el que surge la idea del proyecto. Se establece así la base sobre la cual se elaborará el estudio que nos permitirá emitir juicios de valor para asumir la decisión de llevar o no a cabo la inversión. También denominada fase de preparación en sus diferentes niveles, ésta pretende demostrar la viabilidad de una posible inversión (PAREDES, 1999). En esta etapa se realizarán los distintos estudios de viabilidad del perfil, prefactibilidad y factibilidad, los cuales serán explicados a continuación.

4

Sapag, C. N. Preparación y evaluación de proyectos

14

Marco Teórico / Capitulo 2 2.1.1.1.1 El perfil La etapa de pre-investigación consiste en un proceso secuencial de preparación y evaluación de proyectos de inversión. Por tanto, el perfil del proyecto viene a ser el primer paso de la fase del estudio de proyectos, el cual proviene de la identificación de ideas o la búsqueda de iniciativas de inversión detectada a través del análisis preliminar de datos secundarios respecto al mercado, tecnología, inversiones, costos de operación e ingresos ligados a la inversión proyectada (ANDRADE 1999). El perfil es elaborado para actividades que requieren de poca inversión y comprende en términos generales: una visión preliminar del mercado, tamaño, localización, ingeniería, cálculos generales de las inversiones, costos e ingresos y además el funcionamiento. 2.1.1.1.2 Estudio de prefactibilidad Denominado también "anteproyecto preliminar", esta segunda fase de estudio se elabora cuando el perfil del proyecto da lugar a dudas sobre la ventaja o desventaja de inversiones. Su elaboración se basa principalmente en la información de fuentes secundarias. Abarca aspectos más profundos y amplios que el perfil del proyecto, por tanto, permite determinar con mayor nivel de certeza la existencia de por lo menos una alternativa viable de inversión (PAREDES, 1999). El estudio de prefactibilidad, además de revelar la conveniencia inmediata de inversión, se puede detallar la misma procediendo a identificar la alternativa viable de tecnología, tamaño, localización y organización del proyecto. 2.1.1.1.3 Estudio de factibilidad Esta fase es un conjunto de antecedentes que permite definir por lo una alternativa óptima de inversión, respecto a oportunidades similares, con la cual se toma la decisión de la ejecución, o no ejecución. El tipo de información utilizada es de origen primario, su estructura está formada por los mismos aspectos incluidos en la fase de prefactibilidad, con la diferencia de la información empleada y la información de alternativas de inversión definidas (PAREDES, 1999). 15

Marco Teórico / Capitulo 2 Fase de inversión o ejecución conformada por un conjunto de estudios de carácter definitivo, esta fase permite la operación racional de inversiones a largo, mediano y corto plazo mediante la asignación de recursos monetarios tanto para la inversión fija como para el capital de operación. Esta etapa se caracteriza por integrar, armonizar y actualizar los diferentes elementos que provienen del estudio técnico, económico, financiero y organizacional (ANDRADE, 1999). En esta fase del proyecto se constituye una realidad física con la ejecución de las inversiones fijas, diferidas y capital de trabajo. Paralelamente, se realizan los contactos y coordinaciones de la financiación de créditos con la banca nacional y extranjera. 2.1.1.2 Fase de operación Consiste en un conjunto de actividades de carácter operativo y administrativo, cuya interrelación orgánica y funcional de recursos monetarios, reales y humanos permite iniciar la operación normal del proyecto o empresa, que culmina con la liquidación de los activos de la firma. Esta fase se caracteriza por interpretar y aplicar correctamente los dispositivos legales; así como, las normas y funciones de organización y administración de la sociedad, que exigen el funcionamiento de la empresa en los campos de acción: físico, económico e institucional (ANDRADE 1999). 2.1.2 Tipos de evaluación de proyectos La evaluación de proyectos pretende permitir ciertas magnitudes cuantitativas del estudio del proyecto, y dan origen a operaciones matemáticas que permiten obtener diferentes coeficientes de evaluación social. Cada tipo de evaluación tiene un campo de acción ya definido, pero utilizan técnicas e indicaciones similares. La diferencia de uno a otro es el manejo de precios, ya sea precio corregido, precio de mercado o precio social (ANDRADE, 1999). Existen diferentes tipos de evaluación de proyectos; en el caso particular del presente trabajo se utilizará la siguiente: La evaluación financiera de proyectos es una técnica que permite medir el valor del proyecto a precios de mercado, considerando el financiamiento de créditos internos y 16

Marco Teórico / Capitulo 2 externos y todos los factores que por ello implique, vale decir el pago de la deuda y los intereses de la misma (ANDRADE, 1999). 2.2 Estudio de mercado5 El estudio de mercado para un proyecto específico no se debe confundir con los estudios por productos que realizan fuera del contexto de cualquier proyecto. En el caso de un proyecto, la finalidad del estudio de mercado es probar que existe un número suficiente de individuos, empresas u otras entidades económicas, que dadas ciertas condiciones, presentan una demanda que justifica la puesta en marcha de un determinado programa de producción de bienes o servicios, en un cierto periodo. El estudio debe incluir asimismo las formas específicas que se utilizaran para llegar a los demandantes. Cada sociedad, no importa en qué lugar ni en qué tiempo, tiene ciertos objetivos colectivos que perseguir. Estos objetivos generales (mejore niveles de vida, mayor justicia social, más oportunidades para sus miembros, etc.) constituye en realidad anhelos muchas veces inconscientes y pocas veces explícitos. (SAPAG, 2007). Es la investigación de carácter exploratorio que pretende determinar principalmente aspectos diversos del comportamiento humano, como: motivaciones, actitudes, intenciones, creencias, gustos, disgustos y preferencias (POPE, 1994). Las personas a las que se les aplica esta investigación representan a las clases sociales de una determinada colectividad. Las técnicas empleadas en estas investigaciones se llaman: técnicas cualitativas. Es la obtención, registro y análisis de todos los hechos acerca de los problemas relativos a la transferencia y venta de bienes y servicios desde el productor hasta el consumidor. 1.- el uso de la investigación de mercados es la única herramienta imprescindible para poder aplicar el concepto de marketing en una empresa. En otra palabra, sin hacer estudios de mercados no se puede hacer marketing, ya que su implantación exige la

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Terrazas, R. Diseño de la investigación

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Marco Teórico / Capitulo 2 necesidad inexcusable de conocer objetivamente al consumidor final, lo cual solo es posible de conseguirlo atreves de la investigación de mercados. 2.- la investigación de mercados tiene la función de ayudar al directivo a tomar decisiones. En este sentido contribuye, a disminuir el riesgo de la toma de decisiones, en base a aportar información objetiva sobre el mercado (NADAL, 1997). 2.2.1 Proceso de una investigación de mercados6. Permite cuantificar la información, a través de muestras representativas, a fin de tener la proyección a un universo específico. Refleja lo que ocurre realmente en un mercado; es decir, ofrece respuestas al qué, cuándo, cuánto, dónde y cómo suceden los hechos en segmentos definidos. Esta investigación es estructurada y determinante, sigue una secuencia lógica descendente y se realiza entre un gran número de sujetos entrevistados individualmente. Proceso de investigación de mercados. (TERRAZAS, 2009) 2.2.1.1 Encuestas La encuesta se puede definir como una técnica primaria de obtención de información sobre la base de un conjunto objetivo, coherente y articulado de preguntas, que garantiza que la información proporcionada por una muestra pueda ser analizada mediante métodos cuantitativos y los resultados sean extrapolables con determinados errores y confianza a una población. 2.2.1.2 Muestra Una muestra es un subconjunto de casos o individuos de una población estadística. En diversas aplicaciones interesa que una muestra sea una muestra representativa y para ello debe escogerse una técnica de muestreo adecuado que produzca una muestra aleatoria. Ventajas de elección de una muestra a) reducción de costos

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Montgomery, C. D. Probabilidad y estadística aplicadas a la ingeniería

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Marco Teórico / Capitulo 2 b) rapidez c) viabilidad 2.2.2 Mercado Se entiende por mercado el área en que coinciden las fuerzas de la oferta y demanda para realizar las transacciones de bienes y servicios a precios determinados. Es cualquier conjunto de transacciones o acuerdos de negocios entre compradores y vendedores, en contraposición con una simple venta, el mercado implica el comercio formal y regulado, donde existe cierta competencia entre los participantes. El mercado es también, el ambiente social (o virtual) que proporciona las condiciones para el intercambio. En otras palabras, debe interpretarse como la institución u organización social a través de la cual los ofertantes (productores y vendedores) y demandantes (consumidores o compradores) de un determinado tipo de bien o servicio, entran en estrecha relación comercial a fin de realizar abundantes transacciones comerciales. (BACA, 2003). Existen diferentes tipos de mercado.  Mercado real. Es aquel mercado que se encuentra conformado por la totalidad de los clientes reales o actuales de la empresa.  Mercado potencial. Se encuentra conformado por los posibles clientes de la empresa.  Mercado objetivo o meta. Se encuentra compuesto por la totalidad de los clientes reales y potenciales de la empresa (POPE, 1994).

2.2.2.1 Estructura de mercado Define la estructura y el comportamiento del mercado asociado al bien o al servicio, el cuadro 2.1 muestra los tipos de mercado tanto de compradores como de vendedores.

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Marco Teórico / Capitulo 2 Cuadro 2. 1 Tipos de mercado

Tipos de mercado

Vendedores (oferta)

Compradores (demanda)

Monopolio

Único

Muchas

Oligopolio

Pocos

Muchas

Monopsonio

Muchos

Único

Oligopsonio

Muchos

Pocos

Fuente: preparación y evaluación de proyectos un enfoque sistémico e integral 2006. 2.2.2.2 Demanda potencial Se entiende por demanda la cantidad de bienes y servicios que el mercado requiere o solicita para buscar la satisfacción de una necesidad específica a un precio determinado. (BACA, 2003). Se llama demanda potencial a la cantidad de bienes o servicios que es probable que el mercado consuma en años futuros, sobre la cual se ha determinado que ningún productor actual podrá satisfacer si prevalecen las condiciones en las cuales se hizo el cálculo. (BACA, 2003). Oferta El termino oferta se refiere a la relación completa que existe entre la cantidad ofrecida de un bien o servicio y su precio. Así como los consumidores pretenden comprar distintas cantidades a precios diferentes, los proveedores trataran de vender cantidades a distintos precios. A medida que el precio va aumentando la cantidad que los productores están dispuestos a poner en el mercado también aumenta y viceversa. Análisis de los precios Es la cantidad monetaria a la que los productores están dispuestos a vender, y los consumidores a comprar un bien o un servicio, cuando la oferta y la demanda están en equilibrio (BACA, 2003).

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Marco Teórico / Capitulo 2 2.2.2.3 Marketing integral las 4P Producto Cualquier cosa que sea posible ofrecer a un mercado para su atención, su adquisición, su empleo o consumo y que podría satisfacer un deseo o una necesidad (KOTLER, 1998). Precio Tiene que ver con las distintas modalidades que toma el pago de esos bienes o servicios, sea a través de precios tarifas o subsidios. Plaza Todo circuito de distribución desempeña un cierto número de tareas o funciones necesarias para el ejercicio de intercambio. De una manera general, el papel de la distribución es el de reducir las disparidades que existen entre los lugares, los momentos y los modos de fabricación y de consumo, para la creación de utilidades de lugar, tiempo y estado que constituyen lo que se ha denominado el valor añadido de la distribución. (TAYLOR, 1994) Promoción “La promoción está integrada por aquellas actividades diferentes de la venta, la publicidad y la propaganda, estimula el deseo de compra de los consumidores la efectividad de los comerciantes mediante exhibidores, demostraciones exposiciones y diversos esfuerzos de venta no repentinos”. (TAYLOR, 1994) 2.3 Ingeniería del proyecto7 El objetivo general del estudio de ingeniería del proyecto es todo lo concerniente a la instalación y el funcionamiento de la planta. Desde la descripción del proceso, adquisición de equipo y maquinaria se determina la distribución óptima de la planta, hasta definir la estructura jurídica y de organización que tendrá la planta productiva (BACA, 2003)

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Sapag, C.N. Preparación y Evaluación de Proyectos

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Marco Teórico / Capitulo 2 El estudio de ingeniería del proyecto debe determinar la función de producción óptima para la utilización eficiente y eficaz de los recursos disponibles la producción del bien o servicio deseado. Para ello deberán analizarse las distintas alternativas y condiciones en que se puedan combinar los factores productivos, identificando, a través de la cuantificación y proyección tiempo de los montos de inversión de capital, los costos, y los ingresos de operación asociados con cada una de las alternativas de producción (SAPAG CHAIN, 2000). De la selección del proceso productivo óptimo se derivaran las necesidades de equipos y maquinaria. De la determinación de su disposición en planta (layout) y del estudio de los requerimientos del personal que nos operen, así como su movilidad, podrían definirse las necesidades de espacio y obras. Los proveedores son un eslabón importante en el sistema en el sistema general de la compañía de “entrega de valor” al cliente .Proporcionan los recursos que necesita la compañía para producir sus bienes y servicios. Los desarrollos de los proveedores pueden afectar seriamente la mercadotecnia. (KOTLER, 1998). La ingeniería de proceso trata de desarrollo, evaluación de diseño de productos. Aunque muchas empresas subdividan la ingeniería del proceso en departamentos de desarrollo, análisis económico y de diseño, no es nada fuera de lo común que un solo ingeniero de proceso origine un nuevo proceso y lo continúe, a través de las distintas etapas de diseño, hasta la construcción de la planta completa (ANDRADE, 1999). 2.3.1 Proceso de producción "El proceso de producción se define como la forma en que una serie de insumos se transforman en productos mediante la participación de una determinada tecnología (combinación de mano de obra, maquinaria, métodos y procedimientos de operación, etc.)" (SAPAG CHAIN, 2000). Los

procesos de producción pueden clasificarse en dos maneras: según su flujo

productivo o el tipo de producción, teniendo en cada caso efectos distintos en el flujo de caja del proyecto.

22

Marco Teórico / Capitulo 2 Según el flujo del proceso puede ser una serie, por pedido o por proyecto. Es en serie cuando ciertos productos, cuyo diseño básico es relativamente estable en el tiempo y que están destinados a un gran mercado, permiten su producción para existencias. En un proceso por pedido la producción sigue secuencias diferentes, que hacen necesarias su flexibilización, a través de mano de obra y equipos suficientemente dúctiles para adaptarse a las características del pedido. Finalmente, un proceso de producción por proyecto corresponde a un producto complejo de carácter único que, con tareas bien definidas en términos de recursos y plazos, da origen, normalmente, a un estudio de factibilidad complejo (SAPAG CHAIN, 2000). 2.3.2 Seguridad industrial En el latín es donde encontramos el origen etimológico de las dos palabras que dan forma al termino seguridad industrial emana del vocablo securitas que puede definirse como “cualidad de estar sin cuidado”. Mientras, industrial procede del latín industria que se traduce como “laboriosidad” y que está conformado por un prefijo indu, el verbo struo que es sinónimo de “construir” y el sufijo ia que indica cualidad. La seguridad industrial es un área multidisciplinaria que se encarga de minimizar los riesgos en una industria. Parte del supuesto de que toda actividad industrial tiene riegos inherentes que necesitan de una correcta gestión. Los principales riegos en la industria están vinculados a los accidentes, que pueden tener un importante impacto ambiental y perjudicar a regiones enteras, aun mas allá de la empresa donde ocurre el siniestro. La seguridad industrial, por lo tanto, requiere de la protección de los trabajadores (con las vestimentas necesarias, por ejemplo) y su monitoreo médico, la implementación de controles técnicos y la formación vinculada al control de riesgos. (HENAO, 2013). 2.3.3 Control de calidad El control de calidad es un proceso crucial para cualquier proceso productivo, ya que es a través de este que se garantiza la correcta realización de los procesos llevados a cabo y

23

Marco Teórico / Capitulo 2 se asegura que lo producido cumpla con sus correspondientes legislaciones y objetivos planteados. 2.3.4 Tamaño “Tamaño es la capacidad de producción que tiene un proyecto durante todo el ´periodo de funcionamiento. Se define como capacidad de producción al volumen o número de unidades que se puedan producir en un día, mes, año, dependiendo del tipo de proyecto que se está formulando” (PAREDES, 1999). La importancia de definir el tamaño que tendrá el proyecto se manifiesta entre los efectos que tiene sobre el nivel de las inversiones y costos que se calculan, por consiguiente, sobre la estimación de la rentabilidad que podría generar su implementación.. 2.3.4.1 Factores que determinan el tamaño de un proyecto La determinación del tamaño corresponde a un análisis interrelacionado de una serie de variables de un ´proyecto: demanda, disponibilidad de insumos, localización y plan estratégico comercial de desarrollo futuro de la empresa que se crearía con el proyecto, entre otras. La cantidad demandada proyectada a futuro sea quizás el factor condicionante del tamaño, aunque este no necesariamente deberá definirse en función de un crecimiento esperado del mercado. Luego deberá ir adecuándose a mayores requerimientos de operación para enfrentar un mercado creciente. Es necesario que se evalúe esa posibilidad contra la de definir un tamaño con una capacidad ociosa inicial que posibilite responder oportunamente a una demanda creciente en el tiempo. La disponibilidad de insumos tanto de recursos humanos como materiales y financieros, es otro factor que condiciona el tamaño del proyecto. En efecto, los insumos podrían no estar disponibles en la cantidad deseada, lo que limitaría la capacidad de uso del proyecto, aumentar los costos de abastecimiento y podrían incluso hacer recomendable abandonar la idea que originó el proyecto. La disponibilidad de insumos se interrelaciona a su vez con otro factor determinante del tamaño: la localización del proyecto, mientras más lejos este de las fuentes de insumos, 24

Marco Teórico / Capitulo 2 más alto será el costo de abastecimiento, produciendo una des economía de escala; es decir, mientras más aumenta el nivel de operación, mayor será el costo de los insumos. . Por lo tanto los proveedores son un eslabón importante en el sistema en el sistema general de la compañía de “entrega de valor” al cliente .Proporcionan los recursos que necesita la compañía para producir sus bienes y servicios. Los desarrollos de los proveedores pueden afectar seriamente la mercadotecnia. (KOTLER, 1998). Finalmente, el tamaño muchas veces deberá someterse, más que a la cantidad demandada del mercado, a la estrategia comercial que se defina como la más rentable o segura para el proyecto. Por ejemplo, es posible que, concentrándose en un segmento de mercado, se logre maximizar la rentabilidad del proyecto. Por lo tanto, la función del plan comercial es la de proveer la información para poder decidir el tamaño óptimo económico (PAREDES, 2000). El dimensionamiento del tamaño de un proyecto relaciona factores técnicos y económicos; éstos condicionan la capacidad de uso Los factores fundamentales son: -

La cuantía de la demanda

-

La disponibilidad de los insumos

-

La tecnología

-

La capacidad financiera de los inversionistas

-

La organización

2.3.5 Localización El objetivo del estudio de localización es identificar la ubicación más conveniente para el proyecto de un conjunto de alternativas, La selección considera factores determinantes o condicionantes La elección de la alternativa no solo considerará criterios económicos, sino criterios técnicos, estratégicos e institucionales

25

Marco Teórico / Capitulo 2 El estudio de localización (al igual que otros estudios), parte de la premisa que existe más de una solución probable para el proyecto. Existen dos etapas para su determinación La localización de la planta para un estudio de factibilidad viene como resultado de una decisión de largo mediano plazo, que tiene repercusiones económicas de consideración, por la misma exigencia de realizar un proyecto o análisis integrado y profundo de la interrelación de los factores de localización y las principales variables del proyecto, de demanda creciente, tecnología y un transporte y costos de operación. "La localización adecuada es aquel lugar que cuyos servicios y condiciones satisfagan los requisitos exigidos por la planta, donde además los beneficios netos generados por el proyecto sean superiores s los de cualquier otro sitio". La elección de la localización adecuada se efectúa en dos niveles diferentes denominados macrolocalización y microlocalizacion. (PAREDES, 1999). Figura

2. 1 Conceptos de macro y micro localización

Localización

Macro localización

Micro localización

Preselección de un área, región o zona geográfica de mayor conveniencia.

Definición puntual del sitio para el proyecto

Criterios: político

económico,

social

o

Criterios: factores físicos, geográficos y urbanísticos

2.3.5.1 Macro localización "La macro localización se refiere a la elección de la región geográfica donde se va a localizar la planta o área de producción. En este nivel la selección de la región responde a criterios económicos, sociales y políticos que se asume de acuerdo a la naturaleza privada o pública del proyecto" (PAREDES, 1999).

26

Marco Teórico / Capitulo 2 2.3.5.2 Micro localización La micro localización consiste en la elección del sitio y la delimitación precisa del espacio físico en que se instalará la planta. En esta etapa del estudio o análisis, además de los criterios económicos, se consideran los factores físicos, geográficos urbanísticos como por ejemplo la disponibilidad de área del terreno y la conformidad del uso del suelo basado en los planos regulados, política y urbanística vigente (ANDRADE, 1999) 2.3.5.3 Principios de localización La selección del lugar y el sitio donde deberá funcionar la planta deben efectuarse de acuerdo con los objetivos del proyecto, estableciendo los principios básicos de localización que permiten un adecuado emplazamiento, estos principios son los siguientes: 1) Determinación objetiva de las condiciones la localización de la planta, que ofrezca su propia combinación sobre las condiciones reales y los servicios apropiados del requerimiento de equipos e instalaciones. Esto consiste en la elección del sitio que cuenta con servicios básicos que satisfagan los requerimientos mínimos de la planta. 2) Fijación objetiva de las características de la localización del sitio en concordancia con la naturaleza y características de la planta, para de ese modo no afectar la eficiencia de operación por falta de materiales e insumos. 3) Evaluación de las distintas alternativas de conformidad con las exigencias de la planta, según la priorización de factores de localización, para de ese modo optar por aquella que ofrece las mejores ventajas. 4) Aprovechar los talentos específicos y las técnicas de localización necesarias para concluir y completar de manera más eficiente las distintas fases del problema ocasional (ANDRADE, 1999). 2.3.5.4 Factores de localización "establecer los factores de localización consiste en el manejo apropiado de los factores de elección de planta dentro de una localidad, que se inicia con la elección de criterios que puedan inducir a la localización respectiva" (ANDRADE, 1999). Los factores que en la

27

Marco Teórico / Capitulo 2 actualidad ejercen influencia sobre un gran número de empresas modernas, son las siguientes: 1. Ubicación de la población objetivo 2. Localización de materias primas e insumos 3. Disponibilidad y costo de mano de obra 4. Transporte: costo, facilidad de acceso, demoras 5. Existencia de vías de comunicación, de medios de transporte y costos de transporte 6. Facilidades de infraestructura y de servicios básicos (energía, agua, alcantarillado, teléfono, etc.) 7. Disponibilidad y precio de la tierra 8. Condiciones topográficas y calidad de suelos 9. Condiciones climáticas, ambientales y de salubridad 10. Control ecológico 11. Estructura impositiva y legal 12. Posibilidad de desprenderse de desechos 13. Planes reguladores municipales y de ordenamiento urbano 14. Tendencias espaciales de desarrollo del municipio 15. Políticas explícitas de desarrollo local 16. Intereses y presiones político-comunales 17. Protección y conservación del patrimonio histórico cultural 2.3.5.5 Técnicas de localización Para determinar la localización de un proyecto existen diferentes métodos cuantitativos que se caracterizan por analizar un conjunto de factores subjetivos no cuantificados. Debido a las características del presente proyecto, se ha determinado que el mejor método para determinar la localización es el método cualitativo por puntos que será explicado a continuación. 28

Marco Teórico / Capitulo 2 2.3.5.6 Método cuantitativo por puntos "Este método consiste en definir los principales factores determinantes de una localización, para asignarles valores ponderados de un peso relativo, de acuerdo con la importancia que se les atribuye" (SAPAG CHAIN, 2000). Los pasos que se deben de seguir para la determinación de la localización son: 1. Identificar los factores de localización necesarios. Estos se denominan también atributos o variables.

2. Realizar la asignación de un peso coeficiente de ponderación a cada factor de localización. Esta asignación debe ser directamente proporcional a su importancia relativa. Generalmente estos factores dependen del criterio y experiencia de la instancia evaluadora.

3. Asignar un valor estimado como puntaje de cada alternativa de localización por cada atributo definido,

4. Posteriormente se debe multiplicar el puntaje de cada alternativa de localización por su coeficiente de ponderación respectivo.

A continuación mediante el cuadro siguiente, se esquematiza la relación del análisis de calificación ponderadas, donde se ilustrará la forma de elegir un lugar óptimo para el proyecto. Cuadro 2. 2 Calificación ponderada para el proceso de localización

Factores

Totales

Peso (%)

Zona A Calificación

Zona B

Zona C

Ponderación Calificación Ponderación Calificación Ponderación

100%

Fuente: Elaboración propia

29

Marco Teórico / Capitulo 2 2.3.6 Organización del proyecto En la etapa operativa del proyecto se debe adoptar un tipo de organización que nos permite desarrollar todas las actividades necesarias para la producción y venta de productos. La organización es la manera en que se dispone el trabajo y se asignan las tareas al personal con la finalidad de alcanzar eficientemente los objetivos del estudio (PAREDES, 1999). 2.3.6.1 Definición de organización La organización es el proceso donde se determina la estructura orgánica, los procedimientos, los sistemas de trabajo y la distribución adecuada de los recursos humanos, es decir, identificar los niveles de autoridad y responsabilidad, definiendo las funciones administrativas, las actividades, deberes, obligaciones y atribuciones que corresponden a cada parte de la empresa. En síntesis, la organización nos señala quienes, donde y como debemos de realizarse las elecciones productivas para el funcionamiento del proyecto (PAREDES, 1999). 2.3.6.2 Factores organizacionales Los factores organizacionales más relevantes, que deben tenerse en cuenta cuando trata de preparación del proyecto, se agrupan en cuatro áreas decisionales específicas:  Participación de unidades externas al proyecto  Tamaño de la estructura organizativa  Tecnología administrativa  Complejidad de las tareas administrativas

El análisis de estos factores será posible detectar con mayor precisión el efecto sobre las inversiones, especialmente en obras físicas, como también en el equipamiento requerido. Cabe resaltar que la complejidad de los procedimientos administrativos y de la organización pueden convertirse en factores determinantes del diseño de las estructuras organizativas, ya que en la diversidad de tareas tiende a incrementar otro tipo de necesidades como las de comunicaciones verticales y requiere de una mayor extensión de las divisiones jerárquicas (SAPAG CHAIN, 2000).

30

Marco Teórico / Capitulo 2 2.3.6.3 Costo de personal Una vez determinada la forma de organización del proyecto, es necesario precisar los costos que corresponden a las diferentes responsabilidades adquiridas. Por lo tanto, de debe elaborar una planilla de salarios y retenciones laborales, y también una planilla que refleje los aportes patronales fijados por ley. La planilla será ilustrada en el siguiente cuadro. Cuadro 2. 3 Planilla de sueldos y salarios tomando en cuenta aportes patronales beneficios sociales y retenciones

Cargo

Total ganado

Retenciones, aportes patronales y beneficios 41,71%

Costo Total

Fuente: Elaboración propia 2.3.6.4 Inversiones en organización El cálculo de las inversiones derivadas de la organización está basado directamente en los resultados de la estructura organizativa diseñada. Su dimensionamiento y la definición de las funciones que le corresponden a cada unidad definirán los efectos sobre las inversiones en obra física, equipamiento y capital de trabajo (SAPAG CHAIN, 2000). 2.3.7 Planificación y puesta en marcha del proyecto Cuando se concluye los estudios de prefactibildad y factibilidad previos a la operación del ´proyecto y una toma de decisión de inversión, se debe desarrollar necesariamente un conjunto de actividades que preceden a la etapa de operación, funcionamiento y puesta en marcha del proyecto (TERRAZAS, 2006). a) actividades previas a la puesta en marcha Las actividades previas a la ejecución de un proyecto son las siguientes: 31

Marco Teórico / Capitulo 2 

Diseño final



Cotizaciones y negociaciones



Regulaciones legales



Selección de la entidad financiera



Construcción de obras civiles



Compra de maquinaria y equipos



Recepción e instalación de maquinaria y equipos



Compra de materiales, materia prima e insumos



Contratación de personal



Capacitación de personal



Pruebas de funcionamiento y puesta en marcha

2.3.8 Aspectos financieros 2.3.8.1 Inversiones Las inversiones de un proyecto son todos aquellos valores de los recursos asignados a la producción de bienes o servicios. Las inversiones se descomponen en fijas, diferidas y capital de trabajo. 2.3.8.2 Inversión fija Denominada también inversión de activos tangibles, la inversión fija comprende todos aquellos bienes que se adquieren durante la etapa de instalación del proyecto. Estas inversiones son bienes materiales que se tocan y se pueden ver; intervención en el proceso de transformación de la materia prima o van de apoyo a las actividades productivas del proyecto. Este tipo de inversión se deprecia, termino contable que demuestra la pérdida de valor durante la vida útil del proyecto. 2.3.8.3 Inversión diferida Denominada también activo intangible, la inversión diferida no se toca ni se ve, pero su consideración es necesaria para la puesta en marcha del proyecto. Esta clase de inversión no se halla sujeta al desgaste físico, pero igual pierde su valor en el tiempo, lo 32

Marco Teórico / Capitulo 2 cual es denominado como activos susceptibles de ser recuperados generalmente durante el periodo de vida útil de proyecto (PAREDES, 1999). 2.3.9 Financiamiento 2.3.9.1 Recursos monetarios son aquellos recursos que provienen de las instituciones financieras como: la banca comercial, el banco central de reserva, los bancos de fomento y la bolsa de valores, los cuales sirven para crear, costear y adelantar fondos a través del acto de financiamiento; el cual consiste en la obtención de recursos reales y financieros para la ejecución de proyectos (ANDRADE,2000). La financiación es la que se ocupa de la búsqueda de capital a través de las diferentes mecanismos de obtención de recursos financieros y de la especificación de los diferentes flujos de origen y uso de fondos para un periodo de tiempo estipulado. 2.3.9.2 Aportes de capital El aporte de capital es la suma algebraica de los recursos reales y financieros que son contribuidos en forma de acciones preferidas por un grupo de personas naturales o jurídicas a favor del ´proyecto. Los aportantes tienen derecho a una parte proporcional de la propiedad, de acuerdo al porcentaje de aportaciones, así como de los excedentes económicos que son generados por el proyecto y de la gestión financiera y patrimonial del mismo. Se conoce como acciones a un conjunto de valores de que se componen el capital de una compañía. Son títulos que acreditan a la persona natural o jurídica y representa el valor de cualquiera de las partes de la compañía. 2.3.9.3 Prestamos diversos De acuerdo a las políticas de las instituciones financieras, los prestamos diversos para el estudio, implementación y operación de los proyectos son de largo plazo (1 a 10 años), mediano plazo (1 a 5 años) y finalmente de corto plazo o créditos corrientes (1 a 2 años), (ANDRADE, 2000).

33

Marco Teórico / Capitulo 2 2.3.9.4 Estructura de financiamiento La estructura de financiamiento consiste en definir el porcentaje de crédito y aporte propio que se necesitan para las inversiones totales. Dicha estructura es resultado de un análisis extenso sobre las posibles fuentes de financiamiento. Por lo general, el porcentaje de crédito es mucho mayor el porcentaje de aporte propio, en el siguiente cuadro se detallara la estructura del financiamiento. Cuadro 2. 4 Estructura de financiamiento Descripción

Aporte %AP Propio(AP)

Crédito(CR) %CR

Total

Terrenos Maquinaria Equipos Activos diferidos Capital de trabajo Edificios Totales Fuente: Elaboración propia 2.4 Evaluación económico-financiera8 Conocido también como evaluación desde el punto de vista del inversionista, la evaluación financiera mide la rentabilidad de los recursos propios o méritos internos y externos del proyecto, y considera explícitamente las fuentes de financiamiento, es decir, tomar en cuenta la forma como se obtienen y cancelan los recursos financieros, como se cubren los intereses y la pre-operación, como se efectúa la amortización del préstamo y la recuperación del aporte propio.

8

Baca, G. Evaluación de proyectos

34

Marco Teórico / Capitulo 2 El análisis de este tipo de evaluación tiene como propósito mostrar la capacidad del proyecto para hacer frente a las obligaciones financieras como tercero y medir la rentabilidad de los recursos propios invertidos en dicho proyecto, es decir, evaluar si el prestatario será capaz o no de reembolsar su préstamo y aun quedar con un beneficio a su favor (PAREDES, 1999). 2.4.1 Evaluación de rentabilidad 2.4.1.1 Flujo de caja El flujo de caja de un proyecto es la medida esencial para mostrar las entradas, salidas e inversiones, con la finalidad de determinar la rentabilidad del mismo y su rendimiento (TERRAZAS, 2006). 2.4.1.2 Indicadores de rentabilidad la evaluación financiera de proyectos de inversión se caracteriza por determinar las alternativas factibles u optimas de inversión haciendo uso de los siguientes indicadores: a) Tasa de rentabilidad mínima atractiva (TREMA) b) El valor actual neto financiero (VAN) c) La tasa interna de retorno (TIR) d) Factor beneficio/costo (B/C)

Estos indicadores son suficientes para decidir la ejecución del proyecto y su posterior implementación productiva o de servicio. 2.5 Impacto ambiental9 La evaluación de impacto ambiental es el conjunto de estudios y análisis técnicos que permiten valorar los efectos de la ejecución de un determinado proyecto puede causar sobre el medio ambiente. En el caso de las infraestructuras, estos efectos suelen afectar extensas partes del territorio que tenía usos diferentes.

9

Conesa, F.V. Guía para la evaluación del impacto ambiental

35

Marco Teórico / Capitulo 2 La evaluación de impacto ambiental de proyectos constituye el instrumento más adecuado para preservar los recursos naturales y defender el medio ambiente. Esta técnica introducir la variable ambiental en la forma de decisiones sobre los proyectos con una incidencia importante en el medio ambiente y se ha manifestado como la forma más eficaz de evitar las agresiones contra la naturaleza. Proporciona mayor fiabilidad y confianza de cara a las decisiones que deban adoptarse, ya que permite elegir, entre las diferentes alternativas posibles, lo que salvaguarde mejor los intereses generales desde una perspectiva global e integrada y teniendo en cuenta todos los efectos derivados de la actividad proyectada. Medidas de mitigación La implementación o aplicación de cualquier política, estrategia obra o acción tendiente a eliminar o minimizar los impactos adversos que pueden presentarse durante la diversas etapas de ejecución del proyecto y mejorar la calidad ambiental aprovechando las oportunidades existentes. Figura 2. 2 Efecto de las medidas de mitigación

Fuente: Elaboración propia 2.6 Análisis técnico. Comprende toda la información técnica relacionada al proceso de producción, desde la descripción del proceso, adquisición de equipos y maquinarias, estimación de costos de producción e inversión, hasta la distribución optima de la planta. Entre los requerimientos técnicos y de procesamiento tenemos maquinaria y equipos materias primas e insumos, mano de obra directa e indirecta, obras civiles e instalaciones. (TERRAZAS, 2004).

36

Marco Teórico / Capitulo 2 2.6.1Procesos industriales10 Un proceso es comprendido como todo desarrollo sistemático que conlleva una serie de pasos ordenados u organizados, que se efectúan o suceden de forma alternativa o simultánea, los cuales se encuentran estrechamente relacionados entre sí y cuyo propósito es llegar a un resultado preciso. Desde una perspectiva general se entiende que el devenir de un proceso implica una evolución en el estado del elemento sobre el que se está aplicando el mismo hasta que este desarrollo llega a su conclusión. De esta forma, un proceso industrial acoge el conjunto de operaciones diseñadas para la obtención, transformación o transporte de uno o varios productos primarios. De manera que el propósito de un proceso industrial está basado en el aprovechamiento eficaz de los recursos naturales de forma tal que éstos se conviertan en materiales, herramientas y sustancias capaces de satisfacer más fácilmente las necesidades de los seres humanos y por consecuencia mejorar su calidad de vida. 2.6.2 Deshidratación (calcinación) En el proceso de calentar una sustancia a temperatura elevada, para provocar la descomposición térmica o un cambio de estado en su construcción física o química. Este proceso que suele llevarse a cabo en hornos, tiene a menudo el efecto de volver frágiles las sustancias. Los objetivos de esta calcinación o deshidratación suelen ser: o

Eliminar el agua presente con humedad absorbida, agua de cristalización o agua de constitución ártica.

o

Para oxidar una parte o toda la sustancia principalmente para la recuperación de metales

o

10

Para reducir metales a partir de sus menas

Santos, J. Planificación de procesos industriales

37

CAPITULO 3

ESTUDIO DE MERCADO

Estudio de Mercado / Capitulo 3 3.1 Definición del producto Dentro de los productos derivados del yeso que se emplean en odontología están los yesos de alta resistencia (yeso piedra o piedras artificiales). Son productos por la deshidratación parcial del mineral cristalino yeso (dihidratado de sulfato de calcio, ) y son suministrados como polvos finos y pigmentados a fines de identificarlos. Cuando se los mezcla con agua, en proporciones adecuadas, forman una pasta, que fragua y después se produce una masa rígida. Cuadro 3. 1 Usos y Aplicaciones del Yeso en Bolivia Uso industrial  Yesos para moldes y vaciados industriales  Yesos para ortopedia y odontología  Vendas de yeso y enyesados para cirugía  Yesos de alfarería  Estatuaria

Uso en construcción   Prefabricados  Molduras y relieves  Revoques y enlucidos

Fuente: Elaboración propia El presente proyecto tiene como finalidad la producción de yeso hemihidrado de tipo α y β comúnmente llamado yeso piedra y yeso parís respectivamente. De la deshidratación del yeso dihidrato se obtiene el yeso hemihidratado que de acuerdo al proceso de deshidratado se obtiene dos tipos de hemihidrato uno de tipo α de fraguado rápido. y el otro de tipo β de fraguado lento. La diferencia entre los dos tipos yace en la naturaleza física de los polvos la que es el resultado de las diferencias en la fabricación. Las impresiones y los modelos de yeso parís (hemihidratoβ) son débiles y pueden resultar fácilmente dañados, debido a la gran cantidad de agua necesaria para la mezcla, a la porosidad de las partículas, a la inhabilidad de las partículas de unirse estrictamente debido a la forma irregular de su superficie. Este tipo de yeso es más usado para el enmuflado, empaquetado de resinas acrílicas montadas y base de modelos para prótesis removibles

39

Estudio de Mercado / Capitulo 3 El yeso piedra (hemihidrato α) es utilizado en lugar del yeso parís para el estudio de modelos de diagnóstico, de estudio y correr modelos de trabajo, por tener una mayor resistencia un menor desgaste y como aglutinante de muchos revestimientos debido a su alta resistencia. El yeso piedra posee un menor tiempo de fraguado y eso peso que necesita ser adecuado para un mejor trabajo, se le añade bórax11 como retardante en una proporción de 0.4 a 1% y un colorante para diferenciarlo del yeso parís que es de color blanco.

Modelo a base de yeso parís

modelo a base de yeso piedra

3.2 Análisis de la demanda De acuerdo a la información recolectada y analizada del mercado de yeso hemihidratado tipo α. Se llegó a las siguientes conclusiones:  A diferencia de otro tipo de yesos, este es un producto que cuya demanda es compleja de determinar, porque su uso está distribuida entre varios sectores de consumo.  Existe muy poca información disponible acerca de la demanda del yeso hemihidratado tipo α.

11

Phillips, R. W. (1993). La ciencia de los materiales dentales. Madrid, España: Interamericana.

40

Estudio de Mercado / Capitulo 3  la determinación de la demanda total del yeso hemihidratado tipo α, es la suma de las demandas parciales de los siguientes sectores de consumo. 

Odontólogos



Técnicos Dentales



Empresas que fabrican vendas enyesadas



Hospitales que realizan enyesados para cirugía

3.2.1 Diseño de la investigación 3.2.1.1 Selección del tipo de investigación El tipo de investigación que se empleó es la investigación cuantitativa el cual nos describe los problemas de mercadotecnia, especifica aspectos como el potencial del mercado para un producto o la demografía y actitudes de los consumidores, y además nos permite recopilar datos primarios o específicos. En el proyecto se seleccionó este tipo de investigación, ya que se recopilo información primaria y datos específicos, de tal forma que la información obtenida sea fundamental para la empresa. El método aplicado para la recolección de información fue la encuesta personal, para ello primeramente se diseñó la encuesta debidamente estructurada, en base a los requerimientos de información necesarios para determinar la demanda de los productos. 3.2.1.2 Determinación de fuentes de información Fuentes primarias. Las fuentes primarias para la obtención de datos, fueron las encuestas que se realizaron a odontólogos de la ciudad durante el primer semestre del año 2017, los cuales fueron seleccionados al azar. Se aplica el cuestionario estructurado que es un instrumento de recopilación de información compuesto de un conjunto limitado de preguntas mediante el cual la persona

41

Estudio de Mercado / Capitulo 3 proporciona información del producto y su uso. La encuesta para obtener la información se aplicara a una determinada muestra que se determinara más adelante. Concluida la encuesta se prosiguió con el análisis e interpretación de los resultados para verificar el grado de aceptación de los consumidores con respecto al nuevo producto a incursionar en el mercado. Fuentes secundarias. Como fuentes secundarias se utilizó el Colegio de Odontólogos de Cochabamba y el Colegio de Odontólogos de Bolivia. Se realizó una visita a las oficinas del colegio de odontólogos de Cochabamba, para obtener el universo o

población de la muestra, es decir la cantidad de odontólogos

colegiados. 3.2.1.3 Determinación del universo poblacional y la muestra Hasta inicios del año 2017 se encuentran afiliados al colegio de odontólogos de Cochabamba 2935 odontólogos, distribuidos en su gran mayoría en el eje metropolitano de la ciudad, en el siguiente cuadro se detalla la información obtenida. Cuadro 3. 2 Número de odontólogos colegiados en Cochabamba

Municipio Cercado

Cantidad de odontólogos 1849

Quillacollo

650

Sacaba

380

Punata

56

TOTAL

2935

Fuente: Colegio de Odontólogos de Cochabamba

42

Estudio de Mercado / Capitulo 3 Al ser conocido el tamaño de la población, se utilizó la siguiente ecuación12. Para la determinación de la muestra.

(

)

Dónde: n = tamaño de la muestra σ = valor de intervalo de confianza N = universo o población p = probabilidad de que ocurra el evento q = probabilidad de que no ocurra el evento s = error de estimación En la práctica generalmente se trabaja con un nivel de confianza del 95% y máximo de error de 10%, ya que variaciones mayores hacen dudar de la validez de la información, Cuando no se conoce, o no se tiene una idea clara acerca de la situación del mercado, se dan los valores máximos a la probabilidad de que ocurra el evento y a la probabilidad de que no ocurra (0.50 y 0.50), entonces se tiene: σ = 1,96 N =2935 p = 0,5 q = 0,5 s = 0,05 n=

12

(

)

= 400 encuestas

Fuente: Marcela Benassini, “Introducción a la Investigación de Mercados”,

43

Estudio de Mercado / Capitulo 3 3.3 Cálculo y proyección de la demanda Según los datos obtenidos, un odontólogo realiza entre 8 a 15 modelos al mes, y para ello emplea regularmente de 1 a 1,5 libras por modelo, de yeso piedra y de 2 a 3 libras de yeso parís para la confección de la prótesis13, o modelo, vale la pena indicar que para la confección de las prótesis dental, se requiere la intervención de protesistas o mecánicos dentales. Tomando en cuenta la información se planteó dos escenarios uno pesimista y el otro optimista, para la elaboración de ambos escenarios se empleó los datos del cuadro 3.3, en donde se encuentra el total de odontólogos inscritos en el colegio nacional de odontólogos de las ciudades del eje central del país (La Paz, Cochabamba, Santa Cruz) como se puede ver a continuación. Cuadro 3. 3 Numero de odontólogos inscritos en el Colegio Nacional de Odontólogos Cantidad Departamento

de Odontólogos

Cochabamba

2935

La Paz

3700

Santa Cruz

3900

TOTAL

10535

Fuente: Colegio Nacional de Odontólogos 3.3.1 Escenario Pesimista En este escenario se toma en cuenta el consumo menor del rango es decir que un odontólogo realiza 8 modelos al mes y para ello emplea una libra de yeso piedra y 2 libras de yeso parís. Para hallar la demanda total se multiplica el consumo percapita por el número total de odontólogos colegidos en las ciudades del eje central del país, La Paz, Cochabamba y Santa Cruz, los resultados se muestran en el cuadro 3.4

13

Valores determinados por medio de encuestas a los dentistas y protesistas mecánicos dentales.

44

Estudio de Mercado / Capitulo 3 -

Realiza 8 modelos y se emplea 1lbr por modelo ( Yeso piedra)

-

Realiza 8 modelos y se emplea 2 libras, por modelo (Yeso parís) Cuadro 3. 4 Demanda nacional de yesos (expresado en libras) Cantidad de odontólogos

Yeso piedra

Yeso parís

Mes

Año

Mes

Año

84280

1011360

168560

2022720

10535

Fuente: Elaboración propia Cuadro 3. 5 Demanda nacional de yesos (Expresado en kg) Cantidad de odontólogos

Yeso piedra Mes

Año

Yeso parís Mes

Año

10535 38309,0909 459709,091 76618,1818 919418,182 Fuente: Elaboración propia 3.3.2 Escenario optimista Para este escenario se toma en cuenta el consumo mayor del rango es decir que un odontólogo realiza 15 modelos al mes y para ello emplea 1.5 libras de yeso piedra y 3 libras de yeso parís. Para hallar la demanda total se multiplica el consumo percapita por el número total de odontólogos colegidos en las ciudades del eje central del país, La Paz, Cochabamba y Santa Cruz, los resultados se muestran en el cuadro 3.6 -

Realiza 15 modelos y se emplea 1.5 libras. por modelo ( Yeso piedra)

-

Realiza 15 modelos y se emplea 3 libras, por modelo (Yeso parís)

45

Estudio de Mercado / Capitulo 3 Cuadro 3. 6 Demanda nacional de yesos (Expresado en libras) Cantidad de odontólogos

Yeso piedra

Yeso parís

Mes

Año

Mes

Año

237037,5

2844450

474075

5688900

10535

Fuente: Elaboración propia Cuadro 3. 7 Demanda nacional de yesos (Expresado en kg) Cantidad de odontólogos 10535

Yeso piedra Mes

Año

Yeso paris Mes

Año

107744,318 1292931,82 215488,636 2585863,64 Fuente: Elaboración propia 3.3.3 Proyección de la demanda La proyección de la demanda es uno de los factores muy importantes, porque nos sirve para ver cómo se va desarrollando el creciendo el mercado y esto nos posibilita determinar el tamaño del proyecto. Para el presente proyecto se realizara la proyección de la demanda a 10 años plazo, considerando un crecimiento vegetativo del número de odontólogos en los próximos años, y para ello se tomara en cuenta los índices de crecimiento para cada departamento que se muestran el cuadro siguiente.

46

Estudio de Mercado / Capitulo 3 Cuadro 3. 8 Tasas de crecimiento de odontólogos en los 3 departamentos

Departamento

Crecimiento de odontólogos por año

tasa de crecimiento anual

Cochabamba

134

4,57%

La Paz

169

4,57%

Santa Cruz

179

4,57%

Fuente: Facultad de odontología, Elaboración propia Los índices de crecimiento están basados en la cantidad de titulados que se tiene en la Facultad de odontología de la Universidad Mayor de San Simón, según su decano Marcial Fernández, titularon anualmente entre 134 a 25014 odontólogos durante el periodo de 2007 a 2014. Por lo tanto se estima un crecimiento de un 4.57% tomando en cuenta en valor menor del rango asumiendo un escenario pesimista, para el total de odontólogos en el país, al igual que en los departamentos de La Paz y Santa Cruz, tomando en cuenta estos índices y los datos actuales de odontólogos inscritos en el colegio nacional de odontólogos, se proyectó el crecimiento de los odontólogos cuadro 3.9 y tomando en cuenta los datos del escenario pesimista, se elaboró la proyección de la demanda total de ambos productos, tal como se puede ver en el cuadro 3.10 y la figura 3.1.

14

Revollo P. Melissa. (30 de mayo de 2016). Solo tres de cada diez matriculados se titula en la UMSS. Opinión. Recuperado de http://www.opinion.com.bo/articulos/2016/0530/noticias.php?id=19

47

Estudio de Mercado / Capitulo 3

Cuadro 3. 9 Proyección del número de odontólogos en las ciudades del eje central del País Años

Departamento

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Cochabamba

2935

3069

3209

3356

3509

3669

3837

4012

4195

4386

La Paz Santa Cruz

3700 3900

3869 4078

4046 4264

4230 4459

4423 4663

4625 4875

4837 5098

5057 5331

5288 5574

5530 5829

10535

11016

11519

12045

12595

13170

13771

14400

15057

15745

Total

Fuente: Elaboración propia Cuadro 3. 10 Proyección de la demanda total de ambos productos en las 3 ciudades del eje central del País (Expresado en Toneladas) Años Producto 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

yeso piedra

459,71

480,70

502,64

525,59

549,59

574,68

600,92

628,35

657,04

687,04

yeso parís

919,42

961,40

1005,29

1051,19

1099,18

1149,36

1201,84

1256,71

1314,08

1374,08

Fuente: Elaboración propia

48

Estudio de Mercado / Capitulo 3 Figura 3. 1 Proyección de la demanda del yeso parís y yeso piedra

1400,00 1200,00

Toneladas

1000,00 800,00

600,00

yeso piedra yeso paris

400,00 200,00 0,00

Años

Fuente: Elaboración propia

49

Estudio de Mercado / Capitulo 3 3.4 Análisis de la oferta 3.4.1 Características del mercado El mercado de los productos de yesos dentales, se caracteriza por su estructura oligopólica, esto principalmente por qué existen pocos oferentes y varios compradores. En la realidad la oferta de los productos de para uso odontológico, proviene de dos sectores: importaciones y contrabando. Y lamentablemente se cuenta con muy poca información acerca de las importadoras y los volúmenes de importación que manejan estas empresas. a) Importaciones

El principal problema con el que se tropieza para obtener la información histórica de las importaciones de estos productos es la diversidad de los mismos, motivo por el cual tanto los medios de información formal como ser: INE, Cámara Nacional de Comercio, ASOFAR, e INPEX, globalizan los datos dentro lo que se denomina productos farmacéuticos y medicinales, como es el caso de los productos del presente proyecto incluidos Al interior de este grupo de productos farmacéuticos y medicinales podemos encontrar por ejemplo guantes, artículos análogos, impregnados o recubiertos de sustancias farmacéutica escayolas y compuestos a base de escayolas, algodón hidrofolico, gasas, vendas no adhesivas, esparadrapos(cinta adhesiva), venditas adhesivas(curitas) y otras, también se clasifican a los yesos cocidos (escayolas) especialmente preparadas para usos odontológicos o protesicodentales (huellas, moldes, usos quirúrgicos, etc.). Por lo que determinar una cantidad o porcentaje a yeso piedra o yeso parís es muy difícil y estimarlas es subjetivo, Se tropieza con los ítems globales, registrados en la Aduana Nacional, que agrupan bajo un conjunto global y sin la especificación respectiva ni en las pólizas de importación, por lo que el detalle solo se encontraría en las facturas comerciales de origen, documento solo para los importadores y de acceso muy restringido. En base a la poca información que se obtuvo mediante las casas dentales se logró identificar algunos de los importadores a nivel nacional de yesos dentales que son:

50

Estudio de Mercado / Capitulo 3 o

G-Dental

o

Insumos dentales Mechy

o

Tamiva

b) Contrabando Otro de los grandes inconvenientes dentro de los productos farmacéuticos es que otro gran oferente es el contrabando, que copa un sector muy importante del mercado nacional, puesto que agentes importadores particulares traen pequeñas cantidades de yeso piedra y vendas enyesadas provenientes de Argentina, Brasil y chile; pero lo hacen frecuentemente para obtener ganancias en la circulación de sus divisas. 3.5 Balance de la oferta y demanda Por la versatilidad que presenta la oferta de internar productos al país y manejar altos volúmenes de importación, y es por eso que puede abastecer el mercado según los requiera la demanda. De esta manera podemos decir que el mercado se encuentra satisfecho, por lo tanto el proyecto propone una demanda por sustitución es decir desplazar a las importaciones. Desde este punto de vista el proyecto justifica su existencia debido a las siguientes razones:  Pretende aprovechar la gran cantidad de materia prima existente en nuestro departamento.  Pretende aprovechar su emplazamiento ubicado en Cochabamba, lugar estratégico, para realizar la comercialización de los productos tanto en la región de La Paz como de Santa Cruz.  Pretende capturar el mercado sustituyendo las importaciones, introduciendo un producto de calidad, uniforme y peso exacto  Pretende ingresar con un producto que tiene la garantía de estar libre de desperdicios al tener el almacenamiento y manejo adecuado, impidiendo el contacto con ambientes húmedos.  Pretende ofrecer un producto de disponibilidad inmediata por contar con stocks almacenados y además de que el proceso de producción dura como máximo un 51

Estudio de Mercado / Capitulo 3 día. En comparación a las importaciones por depender de los volúmenes de producción en los demás países para su disponibilidad o el tiempo de traslado desde los lugares de producción.  Pretende ofrecer un producto a precio competitivo fijo y menor en un 10% al precio que actualmente se está comercializando, en comparación a la fluctuación de precios de los productos importados, por estar sujetos a la variación del tipo de cambio.  Pretende capturar el mercado mediante el uso de marca País y el lema hecho en Bolivia, consumo lo nuestro, para lograr la preferencia en el mercado, por el empleo de mano de obra nacional y generando empleos.  Elaborar un producto que reúna las características de calidad y exigencias del mercado expresados en parámetros de tiempo de fraguado, resistencia, finura y pureza. 3.5.1 Conclusiones para las 4 Ps Producto Mediante un sondeo de preguntas a las casas dentales, se pudo determinar los tipos de productos y pesos en los que se comercializan actualmente los productos. Las casas dentales adquieren los productos de la siguiente manera: Cuadro 3. 11 Presentación de los productos que actualmente son comercializados

Producto

Tipo de envase

Peso

Bolsa papel

de

Bolsa Yeso piedra papel

de

Yeso parís

25 Kg

25 Kg

Fuente: Elaboración propia De acuerdo a estos resultados, se determinó que los productos a elaborar y comercializar son iguales a los detallados en la tabla anterior. 52

Estudio de Mercado / Capitulo 3 Precio También mediante al sondeo a las casas dentales se pudo averiguar el precio al que

actualmente se comercializan los productos y se detallan en el cuadro siguiente. Cuadro 3. 12 Precios de adquisición de los productos actualmente. Precio (BS)

Producto

Precio ($us)

Yeso parís

120

17,24

Yeso piedra

138

19,83

Fuente: Elaboración propia Considerando los costos de producción y los impuestos correspondientes como el IVA e IT, se planea ofrecer el producto a un 10% menos al que actualmente se lo comercializa, Como se detalla en el siguiente cuadro. Cuadro 3. 13 Precios propuestos por el proyecto

Producto

Precio (BS)

Yeso parís Yeso piedra

Precio ($us)

108

15,52

124,2

17,84

Fuente: Elaboración propia Plaza o promoción Se pudo identificar el actual sistema de distribución que emplean las importadoras, y se muestran en la figura 3.2. Se determinó que la mejor forma para un sistema de distribución es la entrega directa a las casas dentales. Quienes a su vez preceden a reembolsar los productos en envases de plástico en un peso de una libra cada uno. Y los comercializan en 4Bs yeso parís y 5 Bs yeso piedra.

53

Estudio de Mercado / Capitulo 3 Figura 3. 2 Diagrama de distribución

Consumidor final Casa dental Consumidor final

Importadora Casa dental

Consumidor final

Fuente: Elaboración propia La forma de promoción por parte de las importadoras o distribuidoras es mediante el ofrecimiento directo a las diferentes casas dentales de los departamentos. 3.6 Grado de participación y análisis de comercialización y mercadeo El grado de penetración en el mercado local dependerá fundamentalmente de una buena campaña de promoción de los productos a través de los diferentes medios de difusión tanto oral, visual y escrito. Para determinar la el grado de participación del proyecto en el mercado, en un principio se tomara en cuenta un 25,03% del escenario pesimista en los mercados de Cochabamba, La Paz y Santa cruz, cuadro 3.14, y posteriormente ir aumentado este grado de participación en el mercado a medida que también va incrementado la capacidad productiva de la planta. Este grado de participación propuesto, se determinó gracias a la encuesta, en la cual un 25,03% del total de encuestados respondió que sí estaría dispuesta a probar un producto nuevo en el mercado y de producción nacional. Tomando en cuenta lo antes mencionado la proporción de la participación en el mercado en la demanda total se observa en la figura 3.3 en donde las proporciones en color amarillo son el grado de participación que se propone tenga el proyecto.

54

Estudio de Mercado / Capitulo 3 3.6.1 Comercialización y mercadeo La producción del presente proyecto se pretende comercializar en los departamentos del eje central del País. (La Paz, Cochabamba y Santa Cruz), Habiéndose elegido estos mercados en base a su densidad poblacional, tasa de crecimiento y además de considerar las posibilidades de comunicación transporte y distancia entre los diferentes mercados mencionados. Cuadro 3. 14 Porcentajes de participación en los diferentes departamentos

Departamento

Porcentaje

Cochabamba

40%

La Paz

30%

Santa Cruz

30%

Total

100%

Fuente: Elaboración propia Figura 3. 3 Proyección del grado de participación en el mercado propuesto por el proyecto 700,00

600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Fuente: Elaboración propia

55

Estudio de Mercado / Capitulo 3 3.7 Estrategia de penetración en el mercado Para la introducción del producto en el mercado, y de esta manera buscar una ventaja competitiva frente a los demás productos ya vigentes en el mercado se aplicara la estrategia de liderazgo en costos. Al ofrecer el producto a un precio más bajo al que ofrecen las Distribuidoras o importadoras actualmente a las casas dentales. Además que se resaltara las características de calidad, precio, propiedades y la posibilidad

de

una

disponibilidad

inmediata,

a

través

de

una

estrategia

de

comercialización y distribución de venta directa a las diferentes casas dentales y su y tiendas q comercializan productos e instrumentos para uso odontológico.

56

CAPITULO 4

MATERIALES E INSUMOS

Materiales e Insumos / Capitulo 4 4.1 Descripción de la materia prima 4.1.1 El yeso mineral15 Es un mineral puro o sulfato de calcio dihidratado (CaS

.2

O) comprende 79,1% de

sulfato de calcio y un 20,9 % de agua. Este mineral también conocido como aljez, en sus variedades laminar, fibrosa y ordinaria, está compuesta por Sulfato Cálcico, dihidratado generalmente acompañado por impurezas de tipo arcilloso. El aljez en ciertos yacimientos contiene pequeñas cantidades de anhidrita soluble o sulfato cálcico, que para los procesos de fabricación se puede considerar como impurezas. El yeso presenta diversas variedades que son ampliamente usadas en el comercio. Si el yeso mineral se presenta en grandes cristales incoloros transparentes y recibe el nombre de selenita. Si es en una masa sacaroidea, translúcida y cerosa recibe el nombre de alabastrina yesoso o alabastrina; pero si es una masa fibrosa con brillo sérico recibe el nombre de yeso fibroso sericolita. El yeso es un mineral muy blando y fácilmente triturable, poco soluble en agua, alcanzando su máxima solubilidad la temperatura de 38 °C. Conforme va subiendo la temperatura de calcinación de la piedra de yeso se va obteniendo productos diferentes que, si bien es verdad que todos son sulfatos cálcicos, sus propiedades y usos son distintos. 4.1.2 Tipos o formas de yeso Las rocas de yeso que nos ofrece la naturaleza, presentan numerosas variedades y aparecen bajo diversas formas y aspectos. Con respecto a su estructura aparece en yeso crudo, unas veces cristalizado en forma estratificada, aglomerada y otras en forma reticular o fibrosa, dando lugar a diversos tipos, más o menos puros. Debido a la diversidad de formas, consideraremos tres de las especies principales y perfectamente definidas:

15

Jaldín, Katusia. (1997) Deshidratación del Yeso Mineral Para la Obtención del Yeso Hemihidratado β”(Tesis de pregrado).

58

Materiales e Insumos / Capitulo 4 a) Anhidrita o karstenita Esta variedad está constituida por sulfato de calcio anhidro

, desprovisto de agua de

cristalización. Se encuentra en capaz finísimas en los yacimientos de sal gema y en grandes masas rocosas de aspecto blanco, grisáceo, negro, a su lado o rojizo en los terrenos intermediarios. Una característica de la karstenita es que cristaliza en el sistema rómbico y tiene una densidad de 2,96 gr/cm3 . Es compacta, de aspecto sarcoide y se parece al mármol estatuario. El sulfato de calcio anhidro funde a los 700 °C aproximadamente, sin descomponerse y temperaturas más elevadas pierde ácido sulfúrico y se solidifica formando una estructura cristalina al enfriarse. El agua lo endurece con mucha lentitud. Se emplea tal como se obtiene en la cantera para la construcción de paredes y muros. b) La piedra de yeso o algez El yeso natural o aljez es un mineral constituido esencialmente de sulfato de calcio con dos moléculas de agua de cristalización, conocido comúnmente como sulfato de calcio dihidratado (CaS

.2

O) y su composición química equivale aproximadamente a: sulfato

de calcio 79% y agua en combinación 21%. A veces contiene impurezas como arcilla, hierro y sílice. Se halla en forma de rocas más o menos compactas en capas de gran espesor. Al ser un mineral blando, es fácil mente desmenuzable, poco soluble en el agua, y alcanza la mayor solubilidad a los 40 °C. Es insoluble en el alcohol, tiene una densidad de 2,33 gr/cm3, y se raya fácilmente con la uña por ser uno de los minerales más blandos, segundo en la escala de montes. Las numerosas variaciones de yeso se deben agrupar según su estructura, sea cristalizada, laminar, forma de lanza, fibrosa, alabastritta u ordinaria. c) Alabastro o yeso sacarino Es de estructura parecida al alabastro calizo y a ciertos mármoles. Es de grano fino, color blanco con bellos matices nacarados, muy compacto pero blando, algo transparente y muy brillante. Por su calidad y rendimiento es muy superior a todas las piedras de yeso. Es una forma maciza densamente cristalina de textura blanda, que yeso casi puro.

59

Materiales e Insumos / Capitulo 4 El alabastro se trabaja fácilmente con el cuchillo y la Sierra, se lo utiliza principalmente en la decoración como ser tallado y modelado de estatuillas, jarrones, etc. así como para pavimento combinado con losas oscuras. D) Selenita o espejuelo de asno Es un sulfato de calcio hidratado con dos moléculas de agua que se presentan en grandes cristales planos y transversales. Tiene una densidad de 2,3 gr/cm3. Es una forma pura de yeso cristalizado en el sistema mono clínico en formas de láminas o placas que muestran exfoliación perfecta y fácil, paralela al plano de cristalización. Las láminas delgadas de selenita, polarizan la luz y se usan con este fin en aparatos de laboratorio. La selenita no tiene el retorno elástico de la mica; una vez que se ha torcido, permanece deformadas. Su principal aplicación es la preparación del yeso cocido y de la obtención de la mejor escayola para escultores. e) Yeso sedoso Es un yeso muy puro, tiene lustre sedoso y cristaliza en una masa confusa como madeja de seda o irradiando en un punto en forma de pequeños penachos. Yeso puro constituido por cristales uno clínicos en forma de fibras finas y paralelas admite gran hundimiento y con él se hacen pequeños objetos de arte. Se presenta en vetas, suturas y fallas en los yacimientos de yeso o cerca de ellos, formado por la evaporación de las aguas terrestres que llevan el mineral en solución, por el cual se le llama yeso secundario. f) Gipsita La gipsita cristaliza en el sistema mono clínico, tiene un peso específico de 2,2 a 2,4 (la gipsita pura tiene un p,l, igual a 2,32). Su composición química es (CaS participa un 79,06 por ciento de CaS

.2

O), donde

., y en un 20,94 por ciento de agua de

cristalización. Forma depósitos terceros en la superficie del suelo o cerca de ella; consiste en yeso finamente cristalino, mezclado con arcillas, marcas y arenas y humus; su contenido de yeso oscila entre 60% y más de 90%.

60

Materiales e Insumos / Capitulo 4 g) Arenas de yeso Se encuentran en diversos puntos de la superficie terrestre en enormes yacimientos de yeso casi puros en forma de arenas blancas. El resultado de la evaporación de agua cargada de yeso que sube a la superficie de la tierra en vastas zonas de terreno. 4.2 Características y propiedades de la materia prima16 4.2.1 Sulfato de calcio dihidratado (CaS

.2

O)

Figura 4. 1 Yeso mineral extraído de la cantera

El yeso es un mineral blanco de consistencia friable presente en la naturaleza bajo la forma de amplios yacimientos que se presentan de color blanco, blanco rosa, blanco rojizo, según la presencia de minerales de hierro, por lo general de óxidos que contaminan el depósito de yeso. Desde el punto de vista químico el yeso que se encuentra en la naturaleza es, el sulfato de calcio di hidratado (CaS

.2

O), es decir

sulfato de calcio que tiene contiene en su retículo cristalino dos moléculas de agua, pero esta forma, útil como se observará para obtener el yeso de uso odontológico, se encuentra también la forma anhidrita que no tiene agua de cristalización, la cual no es idónea para obtener yesos de uso en el campo dental, sino que, si se encuentra presente más allá de cierto límite junto con la forma di hidratada, perjudica a esta última para la obtención de yesos con fines odontológicos de propiedades idóneas. El yeso natural

16

Arzabe M. Omar (1992). Preparación y características de minerales de yeso (Tesis de pregrado) Universidad Mayor de San Simón, Cochabamba, Bolivia.

61

Materiales e Insumos / Capitulo 4 cristaliza en el sistema mono clínico: comúnmente es una combinación de un prisma vertical con un prisma oblicuo y un pinacoide. Esta variedad de yeso natural, que se presenta en grandes cristales incoloros y transparentes recibe el nombre de selenita, en masa sacaroide, translúcida y ser osa recibe el nombre de alabastro yesoso o alabastrita, en masa fibrosa con brillos recibe el nombre de yeso fibroso o sericolita. Cuadro 4. 1 Entre las principales propiedades del sulfato de calcio dihidratado se tiene:

Características Peso molecular

172,17

volumen molar

74,5

dureza (escala de Mohs)

1,5 a 2,0

Densidad

2,32 g/ cm3

contenido de agua

20,92%

Porosidad

0,387

solubilidad en agua

max = 2,1 por litro a 40°C min = 1,8 por litro a 0°C 1,9 por litro en el intervalo de 70 - 90 °C.

forma de cristalización

Monoclínica

Fuente: Arzabe M. Omar (1992). Preparación y características de minerales de yeso (Tesis de pregrado) Universidad Mayor de San Simón, Cochabamba, Bolivia.

También es soluble en ácido clorhídrico (HCL), lustre: vítreo o nacarado, opaco y /o terroso. La concentración varía irregularmente, con vestigios de electrolitos y variaciones en el PH, y debe determinarse experimentalmente para todos los sistemas distintos de la

62

Materiales e Insumos / Capitulo 4 solución de agua pura. Identificación del sulfato de calcio dihidratado a través de sus propiedades cristalográficas17. Cuadro 4. 2 Propiedades cristalográficas del sulfato de calcio dihidratado

Celda unidad Monoclínico

Grupo espacial

A

5,68

B

15,18

C

6,29

Z

4

D

2,32

113,8

Fuente: Arzabe M. Omar (1992). Preparación y características de minerales de yeso (Tesis de pregrado) Universidad Mayor de San Simón, Cochabamba, Bolivia.

4.2.2 Caracterización química y mineralógica del yeso mineral La composición química del yeso calcinado depende principalmente del origen y del proceso de beneficio de la materia prima. El yeso aglomerante se compone básicamente de sulfato de calcio hemihidratado. Adicionalmente, puede contener algunas trazas de anhidrita, sulfato de calcio dihidratado y otras impurezas como óxidos, carbonatos, sílice y materia orgánica. Además del análisis químico, existen otros ensayos complementarios como la difracción de rayos X (DRX), la microscopía electrónica de barrido (MEB), el análisis térmico diferencial (ATD) y el análisis termogravimétrico (ATG); que permiten determinar las fases cristalinas así como el tamaño y la forma de los cristales. A continuación se describe de manera breve el alcance de cada una de estas técnicas. • Difracción de rayos X (DRX): Esta técnica permite identificar las diferentes fases cristalinas presentes en un material. Cada red cristalina produce un espectro característico que está asociado a una distancia interplanar y ésta, a su vez, se haya

17

Ref.: A,B,C dimensiones de celda unitaria, ángulo interaxial de la celda unitaria, Z número de unidades de formula por celda unitaria.

63

Materiales e Insumos / Capitulo 4 relacionada con un parámetro de red, mediante el cual se puede realizar la identificación del material. • Microscopía electrónica de barrido (MEB): Esta técnica de caracterización se fundamenta en las interacciones que experimenta el material con un haz de electrones que es acelerado hacia su superficie. De esta manera, se pueden tomar fotomicrografías a diferentes aumentos que revelan la microestructura del material y permiten establecer el tamaño y la morfología de las partículas presentes. Por otra parte, utilizando esta técnica también se puede determinar la composición química elemental de manera puntual. • Análisis térmico diferencial (ATD): Es una técnica que registra las diferencias de temperatura entre la muestra en estudio y un material de referencia, generalmente alúmina calcinada. Esta técnica es muy utilizada como método de identificación. • Análisis termogravimétrico (ATG): Esta técnica determina las pérdidas de peso de la muestra pulverizada en función de la temperatura a la que se encuentra el horno bajo un ciclo térmico preestablecido, permitiendo la identificación del material. 4.3 Deshidratación La deshidratación del Sulfato de Calcio Dihidratado (CaS

.2

O), ya sea para obtener

hemihidrato o sus diferentes formas anhidridas de sulfato de calcio, es un proceso de transformación energético, los productos resultantes solo necesitan de la adicción de agua para formar nuevamente el dihidrato. Gracias a este fenómeno el yeso tiene varios usos en diferentes industrias. Generalmente la deshidratación es un proceso de 3 etapas consecutivas: Durante la primera etapa se liberan una y media moléculas de agua del dihidrato, se puede observar mejor en la siguiente reacción CaS

.2

O ↔

CaS

. ⁄

O+1 ⁄

O

En la segunda etapa se libera el restante de agua del hemihidrato CaS

.2

O ↔ CaS

. ⁄

O

64

Materiales e Insumos / Capitulo 4 En la última etapa ya se produce la descomposición del anhídrido, cuando es sometido a altas temperaturas 2CaS

. ↔ 2CaO + S

.

El yeso es el único mineral que tiene la facilidad de entregar y reponer parte de su agua de cristalización cuantas veces se requiera. Solo depende del manejo de la reacción de equilibrio, el yeso es un dihidrato y se transforma en un hemihidrato y según se vaya deshidratando y sometiendo a altas temperaturas se transforma en un yeso anhídrido. 4.3.1 Mecanismos de deshidratación del yeso mineral La deshidratación del yeso mineral está en función del incremento de la temperatura. Según Zoollinge, el paso de un grado de deshidratación a otro es afectado progresivamente y en varias etapas dentro de un rango dado de temperatura, como se observa en el gráfico. Figura 4. 2 Grado de deshidratación del yeso en función de la temperatura

Fuente: Jaldín, Katusia. (1997) Deshidratación del Yeso Mineral Para la Obtención del Yeso Hemihidratado β”(Tesis de pregrado).

La transformación del yeso mineral (Dihidrato) a Hemihidrato, comienza a la temperatura de 125 grados obteniéndose un máximo de producción a los 180 grados. A partir de los 65

Materiales e Insumos / Capitulo 4 240 grados se transforma en Anhidrita III. Conforme va subiendo la temperatura, este producto se transforma en Anhidrita II, llegando a su producción a los 320 grados. Entre los rangos de temperatura de 230 grados a 480 grados este producto se mantiene estable (sin transformación alguna), temperatura desde la cual se procede a la formación de Anhidrita I, hasta alcanzar la temperatura de 780 grados. Pasando esta temperatura la Anhidrita I comienza a descomponerse dando como resultado Oxido de Calcio (CaO) y trióxido de Azufre (S

3).

El mecanismo de la transferencia de calor y vapor de agua en partículas de yeso se muestra en la figura 4.1. La transferencia de calor en las partículas de yeso se realiza por convección desde los alrededores a la superficie de la partícula y luego por conducción hacia el centro de la misma. La transferencia de calor por convección a las partículas de yeso depende principalmente de la diferencia de temperatura (∆T =To-Ti), del tamaño de partícula, de la velocidad relativa del aire y de la difusión del vapor de agua hacia el aire. En el proceso de deshidratación la mayor parte del calor transferido es por convección y la eliminación de vapor de agua que las partículas de yeso generan se efectúa por difusión a través de los poros de la partícula. Figura 4. 3 Mecanismo de Deshidratación de la partícula de yeso

Fuente: Jaldín, Katusia. (1997) Deshidratación del Yeso Mineral Para la Obtención del Yeso Hemihidratado β”(Tesis de pregrado).

66

Materiales e Insumos / Capitulo 4 4.3.2 Parámetros que influyen en la deshidratación del yeso mineral El proceso de deshidratación del yeso mineral es afectado por un gran número de parámetros. Donde la temperatura y el tiempo de cocción son los más importantes. La conjunción de estos factores determina la obtención de diferentes productos de yeso, siendo una regla general el hecho de que a mayor tiempo de residencia de la materia prima dentro del deshidratador se produce una mayor deshidratación. Otros parámetros que influyen son el tamaño del grano de la materia prima y el flujo de entrada al deshidratador, además dependiendo del tipo de deshidratador debe tomarse en cuenta otros parámetros importantes como la entrada de aire, la humedad del aire y la presión del sistema. 4.3.3 Productos resultantes de la deshidratación de yeso mineral Como se pudo observar en el grafico 4.2 los productos que se pueden obtener gracias al incremento de la temperatura a base del Sulfato de Calcio Dihidratado

(CaS

.2

O),

son el hemihidrato, la anhidrita III, la anhidrita II, la anhidrita I, y por último los compuestos químicos Oxido de Calcio (CaO) y trióxido de Azufre (

).

En el siguiente cuadro se muestran las propiedades más importantes de los diferentes productos obtenidos a partir de la deshidratación del yeso mineral.

67

Materiales e Insumos / Capitulo 4 Cuadro 4. 3 Características de los productos resultantes de la deshidratación del yeso mineral

Características

CaS

.2

CaS

O CaS

Designación del yeso Nombre común

Anhidrita III

Anhidrita II

Yeso mineral

Yeso

Anhidrita Soluble

Anhidrita Insoluble

Forma de cristalización

Α

β

α

β

6,21

6,21

0

0

172,17 2,32

Calor de hidratación a 25°C KJ/kg dihidratado Solución en agua g/100cc solución a 30°C a 50°C

CaS

Hemihidrato

Contenido estequiometrico en agua (%)

Masa volumétrica g/cc

.

O

Dihidrato

Designación de las variantes

Peso molecular

.1/2

0,181 0,204 Monoclínica

145,15

136,14

0 136,14

2,76

2,62

2,59

2,48

2,93 - 2,96

100

112

150

176

98

8,25 0,426

1,006 0,426

Romboédrica

1,15 0,48

0,0377 0,184

Hexagonal

Ortorrómbico

Fuente: P. Kerckhove y A. Chassard. “Tecnologie-des ciments, chaus, piare”, 1° Ed. 1980 El objeto de este estudio es el Sulfato de Calcio Hemihidratado CaS

. ⁄

O el cual se

detalla a continuación. 4.3.4 Sulfato de calcio hemihidratado 4.3.4.1 Aspectos teóricos generales Es muy común llamar con el nombre de yeso a todos los productos en base al sulfato de calcio, ya sean constituidos por sulfato de calcio dihidratado, en mi hemihidrato o de sal anhidra, de origen natural o artificial. El sulfato de calcio existe en cinco modificaciones: 68

Materiales e Insumos / Capitulo 4 tres estables: Anhidrita I, al anhidrita II, dihidrato y dos meta estables: anhidrita III, hemihidrato alfa y beta. Se ha encontrado dihidrato y anhidrita II en la naturaleza por deshidratación parcial o total del dihidrato. Una vez que la materia prima ha sido extraída en la cantera se la selecciona, y utilizada para la fabricación de yesos odontológicos,. La materia prima menos blanca y la que contiene también restos de óxido de hierro, se suele utilizar para fabricar los yesos de construcción o los de usos ortopédicos. Se conocen dos formas de cada una de las fases meta estables denominadas con letras griegas alfa y beta, que no son modificaciones estructurales de dos compuestos por tanto no constituyen fases distintas, sin embargo son dos formas que hay en retículo cristalino diferenciándose solamente por el grado de perfección y de crecimiento del cristal, la forma alfa se presenta en cristales bien desarrollados y de acuerdo al método empleado en su preparación pueden ser anguiformes o prismáticos y más o menos grandes, El hemihidrato beta es criptocristalino y en la dimensión de máximo desarrollo del cristal alcanza raramente un largo de

, respecto a la forma alfa su densidad es inferior,

mientras la solubilidad en agua, el calor de hidratación y la superficie es específica son mayores. La forma beta, está formada por un aglomerado de diminutos cristales de la forma alfa. Estos cristales no han podido adquirir dimensiones superiores por no haber encontrado las condiciones necesarias para una buena cristalización durante el proceso térmico de cocción. Es fácil prever que el agua contenida en la forma beta, se encuentra ligada de distinta manera en la forma alfa. Es decir la variedad beta adopta una estructura cristalina desordenada, lo que le confiere una inestabilidad que no presenta la variedad alfa (Eiperltauer). La diferencia de las propiedades físicas entre las dos formas alotrópicas (hemihidratos alfa y beta) se muestra en el siguiente cuadro:

69

Materiales e Insumos / Capitulo 4 Cuadro 4. 4 Propiedades de los hemihidratos Descripción

α

Β

Peso molecular(g/mol)

145,15

145,15

Volumen molar (cm3)

2,757

2,637

Contenido de agua (%)

6,21

6,21

Peso específico (g/cm3)

2,757

2,757

Calor especifico medio de 25 a 170°C (Kcal/g)

0,227

0,254

Solubilidad en agua a 20°C (g de CaSO4 por 100 g de solución)

0,67

0,88

Calor de hidratación (cal/mol)

4100

4600

Calor de hidratación (kcal/kg de dihidrato)

23,81

26,72

35

90

Consistencia normal (cm3 de agua/100 g de hemihidrato) Tiempo de fraguado (min)

5 - 20

25-35

Resistencia a la tracción una hora después del fraguado (kg/cm2)

35

6,6

Resistencia a la tracción en seco (kg/cm2)

66

13

Resistencia a la compresión un hora después del fraguado (kg/cm2)

280

28

Resistencia media a la compresión en seco (kg/cm2)

560

56

Fuente: Arzabe M. Omar (1992). Preparación y características de minerales de yeso (Tesis de pregrado) Universidad Mayor de San Simón, Cochabamba, Bolivia.

En general, bajo los 40 °C el yeso dilatado es el producto final de la hidratación de todos los hemihidratos y anhidritas, hemihidrato alfa se obtiene deshidratando cuidadosamente muy yeso natural en un ambiente con bajas diferencia de presión de vapor. El cambio de 70

Materiales e Insumos / Capitulo 4 fase se realiza en una atmósfera saturada con vapor de agua entre 97,2 y 160 °C. También se puede lograr sumergiendo el yeso en proceso de cocción. Agregándole al agua algunas sales, tales como CaCl2, este conocimiento se puede efectuar a temperaturas menores a 97°C y a presión atmosférica. Cristalográficamente se caracteriza por mostrar un hábito acicular. Hemihidrato beta se obtiene a partir de yeso natural, deshidratan dolo en un ambiente seco, con una gran diferencia de presión de vapor de agua. Esto se consigue tratando el yeso a 100 °C en vacío de 125 a 180 °C a presión atmosférica. El hábito cristalográfico es microcristalina. Los hemihidratos absorben, en procesos reversibles, entre 0:02 por ciento de agua sobre la cantidad estequiométrica necesaria. Los hemihidratos fabricados "en agua" contiene siempre agua sobreestequiometrico, siendo su fórmula CaS 0,6

.0,5-

O.

Los beta hemihidratos absorben entre 5,08 por ciento de agua cuando se los mantiene en un ambiente húmedo. Esta humedad "sobreestequiometrica" se puede eliminar fácilmente, secando el producto bajo 65 °C. Alfa- anhidrita III: se forma por deshidratación de alfa- hemihidrato a 100 °C en vacío o a 110-220 °C a presión atmosférica. beta-anhidrita III: se forma por deshidratación de beta-hemihidrato 100 °C en vacío por partir de yeso en aire seco de 290 a 310 °C. anhidrita II: se obtiene el yeso natural, hemihidratos o anhidrita III calentándolo hasta 800 °C. Se puede obtener productos de distintas cualidades en base a la anhidrita II, según la temperatura de calcinados, que vas de 350 a 800 °C. Anhidrita I existe sólo a más de 1180 °C, al enfriarse cambia de fase (según floerst 1957) de estas de distintas fases del sistema CaS

.2

O, están dados en el siguiente cuadro:

71

Materiales e Insumos / Capitulo 4 Cuadro 4. 5 Características físicas de las distintas fases del sistema CaS

Fases

Nombre Común

Dihidrato

Yeso, yeso natural

Hemihidrato

Formula

CaS

Hemihidrato CaS Semihidratado

.2

.1/2

O

O

.2

Peso mol.

% de agua Esteq.

Densidad g/cm3

172,17

20,92

2,414-2,328

145,15

6,21

2,757 2,639

Anhidrita II

Hemihidratado Deshidratado

CaS

1,36,14

1180

O

Fuente: Ullmanns encyklopaedie der technischen Chemie Dr. Wilhenlm Foerst (1957) El yeso común, de uso construcción, corresponde al tipo beta-hemihidratado. Yeso para uso en moldes de presión, tales como moldes en tecnologías dentales, se usa alfa-yeso puro, que tiene una mayor densidad y resistencia así como una mayor estabilidad volumétrica en el fraguado. 4.3.4.2 Métodos para la caracterización de materiales de yeso La determinación de las propiedades químicas, físicas y mecánicas; así como el estudio del comportamiento térmico de los materiales de yeso permiten su adecuada identificación, clasificación y utilización. En este sentido, es importante conocer el alcance de los principales ensayos utilizados para caracterizar estos materiales. 4.3.4.3 Caracterización física y mecánica de los materiales de yeso Las propiedades físicas y mecánicas de los materiales de yeso proporcionan información determinante al momento de establecer sus posibles aplicaciones. A continuación se describen los principales ensayos y su alcance.

72

Materiales e Insumos / Capitulo 4 • Granulometría: La distribución granulométrica del polvo de yeso afecta el proceso de fraguado. Las partículas de hemihidrato de menor tamaño pueden aumentar la velocidad de fraguado y facilitar la hidratación. Asimismo, puede afectar la resistencia del producto fraguado debido a variaciones en la porosidad. • Densidad real y aparente: El conocimiento de la relación masa/volumen permite la identificación y clasificación correcta de los materiales de yeso. • Tiempo de fraguado: Esta propiedad puede determinarse mediante el ensayo de penetración con la aguja de Vicat. La determinación del tiempo de fraguado inicial y final permite establecer el intervalo de tiempo en el que la mezcla de yeso es trabajable. • Resistencia mecánica: La resistencia a la compresión y a la flexión en tres puntos, ya sea húmeda o seca, constituye uno de los requerimientos básicos al momento de escoger un determinado material de yeso. Esto se debe a que estas propiedades indican la carga máxima que puede soportar la masa fraguada. Igualmente, da un indicativo sobre su resistencia al desgaste. 4.3.5 Clasificación de uso odontológico según su uso Los 3 tipos más importantes de yesos que se utilizan en odontología se denominan: I.

Yeso taller o yeso parís

II.

Yeso piedra o yeso duro

III.

Yeso piedra mejorado o yeso extra duro18

Estas 3 tipos se obtienen utilizando diferentes hornos de deshidratación para eliminar partes de agua de cristalización de la molécula de dihidrato. I. Obtención de yeso taller o yeso parís (Hemihidrato β) Si logra mediante el calentamiento del mineral de yeso a una temperatura aproximada en un rango de 120 a 180 °C. En un horno que permanece a cielo abierto es decir a la

18

El yeso piedra mejorado o extra duro no se considera dentro de este estudio en vista de que el proceso para su elaboración requiere de otro tipo de insumos como el cloruro de sodio, y un programa de temperatura diferente al utilizado, pero de igual manera dentro de un autoclave.

73

Materiales e Insumos / Capitulo 4 presión ambiente de una atmósfera, durante este calentamiento se pierde una molécula y media de agua de cristalización y el sulfato de calcio dihidratado se transforma en hemihidrato( CaSO, y contiene del cinco al 7.5 por ciento de agua. El hemihidrato obtenido se denomina hemihidrato Beta. El polvo de yeso posee partículas de forma irregular y de naturaleza porosa, es usado principalmente para toma de impresiones y es solo de estudio por tener una baja resistencia. II. Obtención del yeso piedra duro (Hemihidrato α) en este caso el mineral se calienta bajo presión en auto claves de acero. La presión se crea mediante vapor de agua, la reacción de deshidratación es la misma que en el caso anterior con la diferencia que ahora al producirse el proceso bajo presión, las partículas de polvo que se obtienen son más regulares y menos porosos. Al sulfato de calcio hemihidratado obtenido de esta manera se denomina hemihidrato alfa.es más usado para realizar modelos de la boca y dientes de pacientes, esto es una parte esencial de muchas formas de tratamiento , para la confección de prótesis y troqueles19, incrustación de coronas y puentes III. Obtención del yeso extra duro El yeso mineral se calcina también en autoclave pero en presencia de una solución de cloruro de calcio al 30%. El cloruro de calcio es un notable agente deshidratan teniendo una mayor afinidad por el agua. El emirato alfa obtenido después de esta calcinación, se seca y se muele hasta lograr el polvo del tamaño que se desea. Las partículas de polvo así conseguidas son las más densas de los tres tipos y presentan una forma cúbica o rectangular. Nota: es importante destacar que todos los tipos de yeso tienen la misma fórmula química y que la naturaleza química de las masas obtenidas por el endurecimiento de cualquiera de ellos es también cuántica.

Reacción de fraguado del hemihidrato

19

Se denomina troqueles a los modelos individuales de cada diente.

74

Materiales e Insumos / Capitulo 4 ⁄ La diferencia entre los distintos tipos de yeso (taller, duro y extra duro) está en sus propiedades físicas: resistencia la compresión, dureza superficial, expansión de fraguado, etc. Como se muestra en la figura 3.2, se ha observado mediante microscopía electrónica de barrido que la fase α consiste en cristales ideomorfos bien formados, con bordes agudos, mientras que la fase β consiste en partículas escamosas compuestas por pequeños cristales. Figura 4. 4 Cristales de sulfato de calcio hemihidratado

(a) Fotomicrografía del hemihidrato α tomada con MEB a 200X; y (b) Fotomicrografía del hemihidrato β tomada con MEB a 400X Fuente: Singh N. y Middendorf B., “Calcium sulphate hemihydrate hydration leading to gypsum crystallization”, Prog. Cryst. Growth Charact. Mater., volumen 53, número 1, 5777 (2007). Como el hemihidrato β posee una mayor superficie específica que el hemihidrato α, requiere más agua para obtener una mezcla de consistencia normal. En cuanto a la actividad hidráulica de las dos formas del hemihidrato, se ha demostrado que el período de inducción para la hidratación de la fase α es más corto que el requerido para la fase

75

Materiales e Insumos / Capitulo 4 β20. Sin embargo, el hemihidrato β se hidrata más rápidamente en etapas posteriores debido a su alta superficie específica, lo cual proporciona más sitios de nucleación para la cristalización del dihidrato. Está claro que si el yeso mineral de partida es de buena calidad, más regulares serán los cristales de yeso hemihidratado químicos. Así también, cuanto más correcto proceso de calcinación, mejor será el producto final y menor la cantidad de agua requerida para el fraguado. Cuanta menos agua se use para la mezcla mayor será la dureza y la resistencia a la compresión, y por lo tanto aumentará la capacidad de reproducir los más pequeños detalles de los modelos. Cuadro 4. 6 Características de los cristales de los yesos Tipo de yeso

Yeso parís

Características de los cristales

Sus cristales son porosos grandes poco densos e irregulares.

Yeso piedra

Sus cristales son de forma romboidal y presenta menor porosidad, más chicos y más densos

Yeso extra duro(densita)

Presenta cristales tensos, cúbicos y más chicos, casi libres de poros y más densos.

Fuente: La ciencia de los materiales dentales, 1993

20

Singh N. y Middendorf B., “Calcium sulphate hemihydrate hydration leading to gypsum

crystallization”, Prog. Cryst. Growth Charact. Mater., volumen 53, número 1, 57-77 (2007).

76

Materiales e Insumos / Capitulo 4 4.3.6 Requisitos para obtención de trabajos exactos y útiles de deben cumplir los yesos dentales21 Para obtener el máximo provecho de los yesos, debe ser de fraguado rápido y dar el tiempo necesario de manipulación, asimismo reproducir exactamente los detalles del negativo de la impresión, evitando distorsiones del modelo final, debe proporcionar la resistencia necesaria mientras se desarrollan los trabajos para los cuales están destinados sin sufrir alteraciones de dimensión. Selección del yeso adecuado La selección del material debe realizarse de acuerdo al uso que se le dará. Relación agua/polvo - Yeso para impresiones, 55 - 70 cc. de agua x 100 g de polvo. - Yeso para modelos de laboratorio, 45 - 55 cc. de agua x 100 g de polvo. - Yeso piedra para modelos de estudio, 28 - 35 cc. de agua x 100 g de polvo. - Yeso piedra de alta resistencia, 20 - 25 cc. de agua x 100 g de polvo. Esta dosificación puede variar de acuerdo a las especificaciones del fabricante para cada tipo de yeso. Tiempo de fraguado El tiempo de fraguado es el tiempo que transcurre desde la mezcla inicial hasta el endurecimiento total del yeso y se divide en tres fases: 1º Tiempo de manipulación; es el periodo que transcurre desde la mezcla con el agua, en la cual puede ser manipulada manual o mecánicamente hasta el depósito o vaciado en la impresión o negativo, sin exceder los 60 segundos. 2º Tiempo inicial de fraguado; se refiere al tiempo necesario para que el material adquiera un grado mínimo de consistencia (semi-duro). En este periodo no se puede manipular

21

Arias J., Condori G, (2013). Revista de Actualización Clínica, 30 (1),1485-87.

77

Materiales e Insumos / Capitulo 4 manual o mecánicamente ya que puede debilitarse el modelo por ruptura de los cristales de fraguado. Este tiempo se mide hasta la primera hora después del vaciado en el negativo de la impresión. 3º Tiempo final de fraguado, al igual que el anterior el modelo puede sufrir rupturas de sus cristales, por lo tanto, no debe sufrir movimientos bruscos, es el tiempo requerido para que el material se considere suficientemente endurecido, debe haber transcurrido por lo menos 24 horas. El tiempo de fraguado varía de acuerdo al fabricante, sin embargo existen métodos por los cuales se puede verificar el grado de endurecimiento, así, el más empleado es el sistema Vicat (mediante agujas de Vicat). Estadios durante el fraguado. Durante el proceso del fraguado se pueden evidenciar importantes cambios físicos, desde el primer momento de la mezcla, en principio se presenta como un líquido viscoso pseudoplástico y brillante que fluye fácilmente bajo el efecto vibratorio, esta viscosidad va en aumento por el crecimiento de los cristales de yeso a expensas de la fase acuosa, a medida que se agrupan los cristales. Esta mezcla se torna plástica y deja de fluir, en esta etapa aún puede ser modelado; luego el brillo desaparece y continúa el crecimiento de los cristales, formando una masa sólida rígida en principio débil pero que va ganando firmeza conforme transcurre el tiempo. Expansión de fraguado Todos los tipos de yeso experimentan cierto grado de expansión llamado “expansión de fraguado” y varían según el tipo de yeso utilizado, ésta puede ser modificada con la ayuda de aditivos o modificando la relación de agua/polvo. En algunos tipos de yeso se reduce al máximo esta expansión evitando así alteraciones dimensionales de los modelos de trabajo sobre todo en prótesis fija. Resistencia de los yesos La resistencia de los yesos se mide en dos momentos, tomándose en cuenta el comienzo del tiempo inicial hasta la conclusión del tiempo final de fraguado, varia con la presencia 78

Materiales e Insumos / Capitulo 4 de porosidades en el material ya endurecido y ésta a su vez varía de acuerdo a la relación agua/polvo. Resistencia en estado húmedo; que se mide una hora después del fraguado en la que el yeso presenta aún exceso de agua, en esta resistencia influye el tiempo que se deja secar el material. Resistencia en seco; depende de la evaporación del exceso de agua que produce una precipitación del dihidrato disuelto que a su vez va a consolidar los cristales de yeso ya formados; ésta resistencia se mide después de las 24 a 48 horas, donde el yeso está completamente seco y duro. Reglas de manipulación de los yesos. Antes de manipular el yeso se debe tomar en cuenta el uso que se le va a dar, luego se debe tomar en cuenta la relación exacta agua/polvo, evitando sobrepasar el tiempo de espatulado que aproximadamente es de 60 segundos. Asimismo se debe elaborar la mezcla en recipientes limpios, reduciendo la posibilidad de mezclar con residuos anteriores, luego debe ser vaciado en impresiones libres de saliva o sangre porque pueden alterar el tiempo de endurecimiento. Durante el tiempo de fraguado no se deben realizar movimientos bruscos porque puede producirse fractura de los cristales y debilitar el resultado. Conservación El yeso debe conservarse en recipientes cerrados, desde su envasado, que por lo general es en envases de polietileno o frascos de plástico duro, herméticamente cerrados, asimismo deben almacenarse libres de humedad. Los modelos obtenidos de yesos deben ser protegidos y transportados en envolturas algodonadas o en recipientes duros ya que pueden fracturarse y no cumplir su objetivo. El yeso material único para modelos odontológicos El yeso es un material cerámico que si bien es considerado muy sencillo en su preparación y útil en diferentes áreas, es también uno de los más importantes para la

79

Materiales e Insumos / Capitulo 4 profesión odontológica y protética. Para la profesión odontológica, el yeso llega a ser el material único e indispensable para la obtención de modelos de estudio y laboratorio, puesto que si se maneja y utiliza de forma adecuada, puede cubrir al máximo las exigencias del profesional; por ello conocer su historia, evolución, ajustes para cada necesidad y su modo correcto de uso son las condiciones necesarias para que este material cumpla con todos los requerimientos necesarios para lo cual fue fabricado. 4.4 Yacimientos en Cochabamba En el departamento de Cochabamba se encuentran identificados numerosos yacimientos de yeso mineral, los cuales están asociados a la culminación de desarrollo de las cuencas cretácicas y terciarias en el departamento,

que han formado estratos niveles

estatigraficos irregulares con yeso y anhidrita como por ejemplo en Pasorapa, Orcoma y otros. A continuación se describen las principales cuencas que existen en el departamento de Cochabamba. 4.4.1 Cuenca Pojo-Pasorapa Un estrato de 6 m de espesor de yeso perlado y un horizonte subyacente de brecha de yeso de 15 metros de espesor, que pueden seguirse por más de 300 m en una pequeña serranía al noreste de Pasorapa,

inter estratificados con arcilla y mangas rojas,

constituyen el depósito de yeso visible de esta cuenta, su extensión horizontal no está determinada debido al grado de cobertura de los florecientes, pero obviamente es un depuesto de interés que deberá ser evaluado con un estudio global de la cuenca. 4.4.2 Cuenca Orcoma Apillapampa En esta cuenca una secuencia de margas y arcilla intercalan bancos de yeso masivo de hasta 2 metros de espesor una longitud que va desde Orcoma hasta Llavini y cuyo potencial ha sido calculado sólo en partes por ejemplo de la cantera Palermo 5.5 millones

80

Materiales e Insumos / Capitulo 4 de toneladas, por su posición geográfica y acceso, el yeso de esta cuenca representa la mejor opción para la explotación22. La cuenca Sipe Sipe-Santibáñez y la cuenta Sayari-Colcha en la sección Pirque también representan áreas potenciales exportación, principalmente calizas yeso y arcilla Los yacimientos y/o canteras más explotados de piedra para yeso, se encuentran ubicadas en la provincia de Tapacari, lugar donde se hallan las localidades de Sewenkas, Ramada, Chillawa, Llavini, Orcoma, P Vinto. El porcentaje de agua del mineral a procesar, para efectos de cálculos en el presente proyecto, será tomado como el promedio de los porcentajes anteriormente mostrados, igual a 19,59 % de agua. 4.4.3 Extracción El tipo de explotación depende de las circunstancias específicas en las que se encuentra los depósitos de yeso en cada una de las canteras, algunas se encuentran cerca de la superficie pero algunas pueden encontrarse a grandes profundidades23, y esto hace necesario el uso de explosivos para remover la roca, el tipo de explosivo más comúnmente utilizado es la dinamita fulminante, guía blanca y pólvora negra24. El proceso consiste en abrir uno o dos hoyos en la roca con cincel o barreta, donde se carga la dinamita y se provoca la voladura. Las rocas fragmentadas son reducidas con cincel y combo para facilitar su manipulación25. Para el traslado del material

se utiliza transporte pesado porque las canteras se

encuentran alejadas de los centros de producción y que van desde la capacidad de 4 a 18 toneladas, el carguío preferentemente de lo debe realizar a mano para evitar introducir

22

CORDECO “Diagnostico minero del Departamento de Cochabamba”1993

23

R.C Smith, Materials of Construction , 221

24

Arredondo Francisco, ob . cit , 12-15

25

Jaldin, Katusia. (1997) Deshidratación del Yeso Mineral Para la Obtención del Yeso Hemihidratado β”(Tesis de pregrado).

81

Materiales e Insumos / Capitulo 4 otro tipos de materiales que nos pueden causar costos y pérdida de tiempo al necesitar de una depuración. En Cochabamba la explotación es realizada por los mismos pobladores de la zona donde se encuentran los yacimientos, lo que se hace es dividir el yacimiento en parcelas y cada individuo de la zona es propietario de su propia parcela y a su vez es libre de explotarlo de la manera que vea necesaria ya sea solo o con ayuda de otras personas. La mayor parte de las canteras están organizadas en cooperativas, y para la comercialización el directorio es el que fija el precio que pasa a ser único para todos los socios. Para el presente proyecto, se sugiere la compra de la materia prima de las minas de Llavini, donde existen 3 clases de yeso mineral. Selenita, alabastro Sericonita. La composición química de estos se muestran en el cuatro 4.3, esta compra deberá estar consolidada por medio de un contrato, con las cooperativas o asociaciones ubicadas en el lugar, de tal manera de asegurar el suministro de la materia prima de manera continua. 4.5 Materiales e insumos Es necesario en empleo de algunos insumos para la adecuar el producto del yeso piedra o hemihidrato α, se añaden dos insumos que son colorantes y aditivos que funcionan como retardadores e influyen en el tiempo de fraguado. 4.5.1 Colorantes Los colorantes o materiales para teñir suelen ser compuestos orgánicos que sirven para dar color a diversas sustancias, fibras animales vegetales o sintéticas y productos similares (tales como lana, seda, algodón, lino, rayón, papel, cuero o pieles), u otros materiales como aceites, ceras, cauchos o plásticos. En estos casos el colorante puede formar una combinación química con la sustancia que se tiño o bien unirse a esta físicamente. Los colorantes que son más o menos solubles en agua, o que se pueden volver solubles por medio de alguna simple reacción química como la reducción, se usan generalmente para teñir o estampar fibras y materiales similares. 82

Materiales e Insumos / Capitulo 4 Los materiales colorantes insolubles se conocen con el nombre de pigmentos, algunos colorantes solubles con convertidos en pigmentos orgánicos (entonadores y lacas) para ser usado en barnices o pinturas. Un compuesto orgánico se ve de color cuando absorbe luz de una o más frecuencias de la región visible de 400 a 700 A de longitud de onda. Los colorantes naturales que se usaron en otras épocas han sido remplazados casi en su totalidad por colorantes sintéticos, casi todos de estructura compleja, se debe ejecutar una larga serie de operaciones para convertir las materias primas procedentes del petróleo en colorantes. Figura 4. 5 Ocre amarillo empleado como insumo

4.5.1.1 Clasificación de los colorantes Los colorantes pueden clasificarse por su estructura química, por el método de aplicación (con mordiente, colorante de tina) o por su utilización. La clasificación por estructura química se funda en las teorías clásicas del color y en el concepto de grupos cromoforos, modificados en algunos casos por el tipo de sistema de anillos orgánicos en la molécula. También los colorantes se clasifican en naturales y sintéticos. Los colorantes pueden clasificarse también de acuerdo con su comportamiento químico en ácidos, básicos, neutros e indiferentes. Un colorante acido, como el rojo de Congo y la eosina, es por lo general la sal de sodio y potasio de un ácido colorante; un colorante básico, como el azul de metilenos y el azul de Nilo, es el cloruro o sulfato de una base

83

Materiales e Insumos / Capitulo 4 colorante; un colorante neutro, como el eosinato de azul de metileno, es una sal compleja constituida por un ácido y una base colorante; un colorante indiferente, como el sudan III, es aquel que tiene poca actividad química. Los colorantes directos son sustancias hidrosolubles que se depositan con agotamiento sobre las fibras celulosas (algodón, lino, rayon) en un baño de sal sin mordentar la fibra. En virtud de esta propiedad, se les da el calificativo de sustantivos. El colorante a utilizar para la adecuación del yeso piedra es del tipo orgánico, se conoce como ocre, es decir óxido de hierro, de color amarillo26. 4.5.2 Retardantes La velocidad de fraguado es una de las características más importantes, porque ésta determina las condiciones a las cuales debe adaptarse el operador para manipular la mezcla yeso/agua de forma adecuada. Otra propiedad importante que se deriva de la velocidad de fraguado es el tiempo de fraguado, el cual indica el tiempo que el material necesita para completar las reacciones de hidratación del hemihidrato. La reacción química de hidratación se inicia en el momento en que el polvo entra en contacto con el agua. La masa recién mezclada tiene una consistencia semifluida y puede ser vaciada en moldes de diferentes formas. El tiempo que transcurre desde la adición del polvo al agua hasta que termina el mezclado se denomina tiempo de mezclado y puede completarse entre 20 y 30 segundos si la mezcla se realiza de forma mecánica. Si la ‘espatulación’ es manual, por lo general, se requiere de un minuto para obtener una mezcla homogénea. Sin embargo, a medida que progresa la reacción, se producen más cristales de sulfato de calcio dihidratado que van creciendo y aumenta la viscosidad de la masa, reduciendo su fluidez dentro del molde. Modificación de la velocidad de fraguado con aditivos

26

El color del yeso piedra varía de acuerdo a s procedencia del mismo, se lo encuentra de color amarillo (ind. Brasilera o chilena). Verde (ind. Alemana), azul, etc. y principalmente para diferenciarlo del yeso parís que es de color blanco.

84

Materiales e Insumos / Capitulo 4 La mayoría de los fabricantes de productos de yeso consideran que el método más práctico y efectivo para el control de la velocidad y el tiempo de fraguado es la adición de ciertos modificadores químicos a la mezcla de yeso. Llamados retardadores. El efecto de los retardadores es mucho más delicado que el de los aceleradores, ya que afecta las propiedades del producto final. Se cree que ciertos compuestos químicos pueden cubrir las partículas del hemihidrato, evitando que la disolución se desarrolle de manera normal. Los citratos, acetatos y boratos pueden retardar la reacción de hidratación. Seguidamente, se presenta una clasificación más detallada de estas sustancias: a) Sustancias orgánicas que actúan como coloide protector: Tienen un elevado peso molecular y las más comunes son las colas, la caseína, las albúminas, las gelatinas y las proteínas hidrolizadas. b) Sustancias que disminuyen la solubilidad del yeso: Entre ellas se encuentran la glicerina, el alcohol, la acetona, el éter, el azúcar, el ácido cítrico, el ácido acético, el ácido fosfórico, el ácido láctico, bórico, y sus respectivas sales. c) Sustancias que modifican la estructura cristalina del yeso: Son principalmente el acetato de sodio, el carbonato de calcio y el carbonato de magnesio. Figura 4. 6 Sal de boro (bórax) usado como retardante

4.5.3 Envases El envase representa un aspecto muy importante dentro la presentación final de producto. Es por eso que el envase debe presentar ciertas características que permita representar una adecuada apariencia, resaltando su calidad, confiabilidad e higiene. 85

Materiales e Insumos / Capitulo 4 La elección del envase deberá realizarse tomando en cuenta los siguientes factores: El precio unitario, la resistencia, la factibilidad de envasado dentro de un proceso industrial. Tomando en cuenta las características anteriores, se tiene dos posibilidades para la elección del envase, pueden ser de plástico o de papel. Las bolsa de plástico son de menor precio en comparación a las de papel, las características referidas a la resistencia en los envase de plástico es muy limitada, esto imposibilita realizar presentaciones con un peso superior a 20 Kg. Por esta razón para efectos del proyecto se utilizara las bolsas de papel, que entre otras cosas nos permitirá obtener un producto de 25 Kg. Garantizando la calidad del producto. 4.5.4 Agua Un horno autoclave cosiste en un recipiente metálico de paredes resistentes y cierre hermético, que actúa como reactor, la deshidratación se la realiza en un medio de vapor bajo presión de 2,5 atmosferas, la transferencia de calor sebe a mecanismos de conducción y convección. Para generar este presión de agua dentro el autoclave a través de una resistencia eléctrica o un quemador se calienta el agua hasta el punto de ebullición, es por eso que el empleo del agua es necesaria como insumo para la obtención de yeso piedra. Por este motivo el agua se convierte en un insumo variable ya que la cantidad de su uso depende de la cantidad de yeso piedra que se produzca, el porcentaje de este empleo es de aproximadamente 80%, es decir que por cada kg de yeso piedra que se deshidrate es necesario en empleo de 0,8 L. de agua.

86

CAPITULO 5

TAMAÑO Y LOCALIZACION

Tamaño y Localización / Capitulo 5 5.1 Tamaño del proyecto La definición del tamaño, debe efectuarse tomando en cuenta los factores condicionantes, como el tamaño del mercado, la disponibilidad de las materias primas e insumos, la tecnología del proceso productivo y la disponibilidad delos recursos financieros 5.1.1 Mercado La determinación del tamaño responde a un análisis interrelacionado de una gran cantidad de variables, donde la cantidad proyectada de la demanda a futuro sea quizás el factor condicionante más importante. De acuerdo a la determinación de la demanda realizada en el capítulo 3, se ve que existen variaciones en la demanda, de acuerdo al criterio adoptado: pesimista y optimista, la demanda de yeso piedra se mueve dentro de un rango de 84280 a 237037,5 libras por mes. Y para el yeso parís de 168560 a 474075 libras por mes 5.1.2 Materia prima e insumos Una de las más importantes virtudes del presente proyecto es justamente el aprovechamiento de la materia prima existente en el país en grandes cantidades, plantea su transformación en productos de un mayor valor agregado. Como ejemplo podemos citar una cuenca que va desde Orcoma hasta Llavini de 2 metros, la cantera Palermo con reservas estimadas de 5,5 millones de toneladas en el departamento de Cochabamba27. Siendo este de fácil acceso y contar con un sistema ya estructurado de transporte y venta de la materia prima hace que sea accesible en volúmenes y/o cantidades requeridas. 5.1.3 Tecnología Otro de los grandes aportes del presente proyecto es la adecuación de tecnologías existentes y la mejora de procesos conocidos para

27

la fabricación de yesos de uso

CORDECO, “Diagnostico minero del departamento de Cochabamba”, 1993

88

Tamaño y Localización / Capitulo 5 odontológico, y de esta manera lograr una tecnología propia con los equipos necesarios para lograr tal objetivo. Un ejemplo claro en el proyecto es que el factor más importante que determina la capacidad de producción de la planta es el horno de deshidratación, además es la más cara, para ambos productos. 5.1.4 Disponibilidad de recursos financieros Respecto a la disponibilidad y costo de los recursos financieros, puede decirse que es un factor limitante, sin embargo por la naturaleza productiva del proyecto se pude contar con un financiamiento bancario gracias a la promoción de este tipo de créditos productivos por parte de las instituciones financieras, gracias a las políticas implementadas por el actual gobierno. En caso del presente proyecto más adelante se evidenciara que se conseguirá un crédito bancario de un 20 % del monto total de la inversión. 5.1.5 Definición de la capacidad de la planta Sobre la base de todas las consideraciones anteriormente expuestas, se ha establecido que el tamaño del mercado es el factor predominante para el tamaño del proyecto, Tomando en cuenta el escenario menos favorable y la proyección de la demanda. La fracción de mercado a copar por la producción según el grado de aceptación presentado por el total de personas encuestadas es de 25,03% del total de la demanda actual en un inicio. Cuadro 5. 1 Producción de la planta al inicio de las operaciones (Expresado en kg.) Producción Diaria yeso parís 737.25

Mensual

yeso piedra

yeso parís

368.83 19168.435

yeso piedra

Anual yeso parís

yeso piedra

9589.58 230021.22 115074.96

Fuente: Elaboración propia

89

Tamaño y Localización / Capitulo 5 El cuadro anterior muestra la capacidad que tendrá la planta en un inicio funcionara a un 45% de su capacidad total, se tiene una capacidad ociosa de la planta, con el fin de satisfacer la futura demanda creciente del mercado. Se planea un incremento gradual de la capacidad de producción hasta llegar al 100% en el 6to año de la etapa de funcionamiento de la planta, tomando en cuenta la relación de costo-volumen, se pretende llegar a una economía de escala, en donde se pude ver que a mayor volumen de producción, menor costo unitario, esto favorece a la estrategia de penetración de mercado, obteniendo un liderazgo en costos, y de esta manera maximizar el ingreso, como se puede ver en cuadro 5.2 donde se observa los incrementos en la capacidad productiva de la planta. Cuadro 5. 2 Evolución de la cantidad de producción de la planta Programa de Producción

Años 1

45%

2

60%

3

70%

4

80%

5

90%

6

100%

7

100%

8

100%

9

100%

10

100%

Fuente: Elaboración propia Contando con esta capacidad, se pretende sustituir de manera gradual un gran porcentaje de las importaciones de este producto a nivel nacional, y de esta manera incentivar a productores nacionales en este rubro.

90

Tamaño y Localización / Capitulo 5 5.1.6 Determinación de los precios Para le determinación de los precios para el presente proyecto, se tomara como base el precio al cual adquieren los productos las diferentes casa dentales, las casas dentales adquieren el producto en envases de 25 kg tanto el yeso parís como también el yeso piedra, como se pudo ver en el capítulo 3, posteriormente ellos proceden a reembolsar el producto en bolsas de plástico de una libra y los venden en 4 Bs el yeso parís y 5 Bs el yeso piedra. Viendo los precios en el mercado, para el presente proyecto se plantea ofertar nuestro producto un 10% menos de los actuales precios, como se manifestó en el capítulo 3, esto con el fin de hacer conocer el producto y ser más atractivo para su comercialización, ya que por ser un producto nuevo no goza de preferencia alguna, tomando en cuenta esto se tiene los siguientes precios para nuestro producto: Cuadro 5. 3 Precios propuestos por el proyecto Precio Producto

Yeso parís (blanco)

Presentación

bolsa de 25 kg

Yeso piedra bolsa de 25 kg (amarillo)

bs

$us

108

15,52

124,2

17,84

Fuente: Elaboración propia 5.2 Localización del proyecto Existen numerosos factores que influyen en la decisión de la localización, algunos de estos factores se pueden ver en la siguiente figura.

91

Tamaño y Localización / Capitulo 5 Figura 5. 1 Factores cualitativos de la localización

Fuentes de aprovisionamien to

Mano de obra

Clima

Acceso a los mercados

Comunicacion

EMPRESA

Estudios sobre el medio ambiente

Servicios basicos y energia

Almacenamiento de M.P y P.T

A continuación se evaluara algunos de los diferentes factores para determinar el lugar más adecuado en el departamento de Cochabamba, donde será instalado el presente proyecto. El análisis de la ubicación está orientado a determinar el lugar dónde se localizaran las instalaciones de la planta, y se efectúa tomando en cuenta el análisis integrado de los siguientes factores cualitativos.  Servicios básicos  Sistemas de comunicación  Acceso a la materia prima  Acceso a las zonas de comercialización y consumo  Condiciones climatológicas de la zona  Almacenamiento de la materia prima y del producto terminado  Existencia de mano de obra

92

Tamaño y Localización / Capitulo 5 5.2.1 Servicios básicos y energía En la zona de ubicación del proyecto debe contar en forma obligatoria con una infraestructura de servicios básicos en lo referido al suministro de energía, principalmente gas natural y energía eléctrica, corrientes básicas, imprescindibles para el funcionamiento de la planta. Asimismo es necesario el suministro de ya sea de fuentes subterráneas o bien de la red pública. Los servicios básicos son un factor condicionante para definir la ubicación de las instalaciones, ya que de otro modo, se incluye la tengas todos elevados que podrían poner en duda la factibilidad del presente proyecto. 5.2.2 Sistemas de comunicación Son aquellos sistemas que permiten la comunicación a través de medios físicos o tecnológicos. Se debe considerar, que cada uno de los posibles lugares tomados en cuenta para la localización de las instalaciones mínimamente deberá permitir la comunicación por medio de dos vías: Caminera, para la recepción de la materia prima e insumos, además de permitir la salida del producto terminado para su inmediata comercialización. Telefónica, es indispensable contar con una comunicación fluida y rápida a través de la transmisión de información mediante un aparato telefónico, y para transmisión de datos a través de la red de Internet. En estos tiempos que son considerados como medios de comunicación básicos e imprescindibles. En las zonas propuestas para la localización de la planta ya se cuenta con los medios de comunicación descritas anteriormente como esenciales para el proyecto. Esto precisamente por el grado de urbanización al que han llegado dichas zonas. 5.2.3 Acceso a la materia prima La localización de las instalaciones debe permitir el rápido y fácil acceso por parte de los proveedores de materia prima, es decir que la localización de las instalaciones deberá ubicarse lo más racionalmente cerca de los suministradores de este material es decir de

93

Tamaño y Localización / Capitulo 5 los yacimientos de yeso mineral, para así asegurar su entrega inmediata y reducir costos por adquisición de este producto. 5.2.4 Acceso a las zonas de comercialización y consumo Este es un factor importante dentro la elección de un lugar para la ubicación de las instalaciones. Es por esto que lo más aconsejable es instalar la planta industrial, lo más cerca posible de la red caminera del eje metropolitano de Cochabamba, esto permitirá el fácil acceso a los mercados correspondientes tanto del eje metropolitano como grandes ciudades del eje del país como ser La Paz y Santa Cruz. 5.2.5 Condiciones climatológicas de la zona Tomando en cuenta las características del proceso de producción del material a producir, las condiciones climatológicas representan un factor determinante en el proceso y su costo, de modo que en lo posible se debe evitar condiciones extremas tanto de humedad y lluvias, por la cualidad que tiene este material debe hidratarse fácilmente. También se deben evitar temperaturas ambientales promedio muy altas o muy bajas, que determinarían condiciones extremas de operación tanto de trabajadores y la maquinaria, y por consiguiente un mayor costo de operación y de conservación de los productos. La ciudad de Cochabamba y en especial las posibles zonas donde posiblemente se instale la planta, se caracterizan por contar con pocas lluvias, baja humedad relativa del ambiente y temperaturas ambientales promedio regulares, es decir condiciones climatológicas apropiadas para el presente proyecto. 5.2.6 Almacenamiento de la materia prima del producto terminado Otro factor que se debe tener en cuenta para la localización es el espacio físico necesario para el almacenamiento del producto terminado y la materia prima que no pueda ser procesado en el día. La planta industrial por las características de su proceso de producción generará una gran cantidad de producto terminado, para lo cual será necesario contar con un espacio suficiente que permita la acumulación de existencias y su correcto almacenaje.

94

Tamaño y Localización / Capitulo 5 5.2.7 Existencia de mano de obra Este es otro factor importante para la determinación de la localización, pero en el presente caso las posibles opciones para la instalación de la planta, cuentan con un fácil acceso a mano de obra provenientes de zonas aledañas. 5.2.8 Evaluación de la localización En base a los anteriores factores cualitativos, se procederá a efectuar el análisis para tres posibles lugares, donde podrá ser instalada la planta industrial, dichas regiones son  Suticollo  Parotani  Capinota De acuerdo a la metodología seguida para la determinación de la localización, y basándose en el método cualitativo por puntos, se efectuó el análisis para determinar en cuál de estas zonas se procederá a instalar la planta industrial. Este método utilizarán los factores determinantes de la localización que se desarrollaron con anterioridad, de forma de asignarles valores ponderados de pesos relativos, de acuerdo con la importancia que se les atribuye. El peso asignado a cada uno de los factores está en relación directa de cuáles son las necesidades más imperiosas para que el proyecto marche sin dificultades, dicho peso está en una escala de 1 a 100%. Para comparar las tres localizaciones opcionales, se procederá a asignar una calificación a cada factor en una localización de acuerdo a la escala de 1 a 10. La ponderación de cada zona es el producto de la calificación por el peso de cada factor respectivo. El mayor valor resultado de la suma de las columnas ponderadas dará el lugar apropiado para localizar el proyecto. En el cuadro 5.3 se presenta las conclusiones del correspondiente análisis.

95

Tamaño y Localización / Capitulo 5 Cuadro 5. 4 Evaluación cualitativa de las zonas para determinar la localización Suticollo Peso %

Factores críticos

Parotani

Capinota

Calific Ponder Calific Ponder Calific Ponder . . . . . .

Servicios básicos y energía

25%

10

2,5

6

1,5

8

2

Servicios de comunicación

15%

9

1,35

6

0,9

7

1,05

Acceso a las materias primas

20%

5

1

8

1,6

9

1,8

10%

8

0,8

6

0,6

7

0,7

Condiciones climatológicas dela zona

7%

5

0,35

5

0,35

5

0,35

Almacenamiento de la M.P. y P.T.

8%

7

0,56

6

0,48

6

0,48

15%

9

1,35

5

0,75

7

1,05

Acceso a las comercialización

Zonas

de

Existencia de la mano de obra Total general

100%

7,91

6,18

7,43

Fuente: Elaboración propia Tomando en cuenta la valoración en el cuadro anterior, la localidad más adecuada para la ubicación de la planta es Suticollo que se encuentra situado en el valle bajo de Cochabamba y pertenece al municipio de Sipe Sipe. Al contar con todos los servicios básicos y tener una buena accesibilidad a la red caminera fundamental de Bolivia, además de que existe la disponibilidad de terrenos libres con extensiones aptas para la implementación de la planta, y la macro y microlocalizacion son óptimas.

96

CAPITULO 6

INGENIERIA DEL PROYECTO

6.1 Descripción del proceso productivo Se puede observar el proceso de producción en términos generales en la siguiente figura: Figura 6. 1 Proceso de producción

6.1.1 Selección recepción y tratamiento de la materia prima En el departamento de Cochabamba, Bolivia, existen diversos yacimientos de sulfato de calcio dihidratado. En base a estudios anteriores de las composiciones químicas y mineralógicas de las diferentes minas, se determinó que la mina Llavini que tiene un mineral compuesto de selenita y alabastro, con impurezas de sílice, carbonato de calcio y magnesio y óxidos de aluminio y hierro. Una vez elegida la cantera que queremos utilizar como punto de suministro de materia prima para la fabricación de yeso para uso odontológico, teniendo en cuenta lo antes mencionado se procede a la extracción, transporte y almacenaje del yeso mineral. Este mineral será adquirido de cuatro proveedores distintos que la región de Llavini, esto para asegurar el suministro de este material en forma continua. Además gracias al hecho 98

del elevado número de proveedores no existe posibilidad de una insuficiencia de esta materia prima. Según las necesidades del proyecto, en principio la demanda de la materia prima será de aproximadamente 32.66 toneladas al mes, esto quiere decir unos 1241 kg diarios, suficiente para abastecer de material durante el turno de funcionamiento de la planta. Para ello se deberá recepcionar el yeso mineral de un número de 2 camiones de aproximadamente 400 qq. Equivalentes a 18,4 toneladas de capacidad por mes, el material excedente será almacenado con el fin de evitar desabastecimiento a causa de paro en las canteras o prohibiciones temporales de explotación. Posteriormente una vez recepcionado se procede a la preparación mecánica, que consiste en concentrar o enriquecer los minerales que vienen de la cantera, tratándose de minas, se propone eliminar los elementos estériles e impurezas como tierra barro o basuras que se depositaron al momento del carguío. Este yeso mineral recibido será inmediatamente acondicionado mediante el uso de combos y martillos a un tamaño uniforme o que no sobrepasen los 25 mm de diámetro, luego será depositada y apilada muy cerca de las máquinas trituradoras. Esto para facilitar la manita población de la piedra y permitir la alimentación de la máquina triturada que representa la siguiente etapa dentro del proceso de producción. Debido a las necesidades de la materia prima, será necesario efectuar la compra de yeso mineral en cantidades suficientes, para obtener reservas para tres días, asegurando así la continuidad del proceso de producción, respecto a alguna eventualidad. 6.1.2 Triturado el material que acaba de ser pre triturado y gracias a la acción de la fuerza de gravedad, as será alimentado directamente a otra máquina de similar capacidad, en la cual se encargará de reducir la piedra a un tamaño de entre 0 y 3 milímetros de diámetro. El producto resultante de este proceso será descargado a un siglo que tiene la función de almacenar el material semiprocesado y de alimentar, con la ayuda de un tornillo sinfín, con piedra al horno deshidratador, que representa la siguiente etapa del proceso de producción.

99

6.1.3 Deshidratado El objeto de esta etapa, es remover aproximadamente tres cuartas partes del agua de cristalización contenida en las rocas de yeso convirtiendo a este en un material cocido en yeso hemihidratado. Químicamente hablando, consiste en la obtención del sulfato de calcio hemihidratado, a partir del sulfato de calcio dihidratado o yeso natural. El deshidratado se lo realiza a través del suministro de calor y uno de los factores que determinan el uso que se le vaya a dar al yeso hemihidratado es el tipo de horno que se utiliza, ya que gracias al empleo de diferentes hornos obtenemos diferentes productos, en este caso se desea obtener el yeso hemihidratado α y el yeso hemihidratado β, estos dos productos poseen unas iguales características químicas, solo se diferencian en las características físicas como ser dureza, tiempo de fraguado entre otros, más adelante se podrán apreciar de mejor manera estas características. 6.1.3.1 Hemihidrato β (Yeso parís o blanco) El hemihidrato β se obtiene a través de un horno rotatorio cilíndrico. Dentro del cual el yeso gira mientras es expuesto al calor generado por un quemador de gas natural, que se encuentra en la parte inferior del horno. El material está en contacto directo con los gases de combustión y se lo realiza a presión atmosférica. La alimentación se realiza mediante el uso de un tornillo sinfín, que recogen el material del silo y las deposita en el interior del horno deshidratador. Este sistema se encarga de proveer el material de forma homogénea y continua consiguiendo así uniformidad para el proceso de deshidratación. La piedra con un tamaño casi uniforme al ingresar al horno y por la acción directa del calor generado por la llama del quemador, comienza a calentarse. El avance de la piedra se logra por efecto de la rotación y la inclinación del horno. Los dispositivos con forma de aletas que existen en el interior del cilindro rotatorio, hacen de cucharas que se encargan de levantar, remover y ayudar con el avance de la piedra. El avance de la piedra es lento, la transferencia de calor hacia las rocas se realiza por convección.

100

La temperatura de deshidratación y el tiempo de residencia de la piedra al interior del horno, quedan determinadas por diferentes variables, como ser las características de construcción del horno, el flujo masivo, de material a ser procesado y el tamaño de la piedra. Pero en realidad todas estas variables están interrelacionadas y dependientes entre sí. El material ya conocido por efecto de la deshidratación sufre una pérdida en peso de aproximadamente un 15,67% como se podrá ver más adelante al omento de realizar el balance de masas respectivo, además que por efecto de la llama de gas se arrastra alrededor de 1% adicional de material, Este producto sale por la parte inferior del horno y pasa directamente a la siguiente etapa, que consiste en el molido fino. 6.1.3.2 Hemihidrato α (Yeso piedra amarillo, azul) Para el caso de la obtención de hemihidrato α, la deshidratación de la realiza a través de un horno autoclave con presión de vapor de 2,5 atmosferas y a una temperatura de 125°C., el material no entra en contacto directo ni con el agua así como tampoco con los gases de combustión. El autoclave procede a evaporar el agua contenida en un compartimento designado para ello, por medio de resistencias o la llama de un gas, posee una válvula de alivio para mantener la presión constante y así dar como resultado un producto homogéneo y de calidad. Por efecto de la deshidratación el material sufre una pérdida en peso de aproximadamente un 15.66% como se podrá ver más adelante en el balance de masas respectivo, Para esta etapa del proceso de producción se considera que el tamaño de la piedra triturada se encontrará entre 0 a 3 milímetros de diámetro. 6.1.4 Molido fino Antes de que el material yeso piedra (hemihidrato α) se introduzca al molido fino se le agregan insumos para adecuarlo mejor para su uso. La molienda constituye el paso final del proceso de reducción de tamaño. Por regla general, el proceso consiste en reducir el género un tamaño límite que se encuentra dentro del tamiz 200 mallas

101

El molido fino se constituye en un factor determinante al momento de realizar los modelos dentales ya que a mayor finura del producto mayor será su capacidad para reproducir los pequeños detalles en cada trabajo. 6.1.5 Mezclado y homogenizado Durante el proceso de molido fino al yeso piedra (hemihidrato α) se le adicionan insumos como colorante y retardadores, el colorante se le adiciona con el objetivo de diferenciarlo del yeso parís que es de color blanco, y los retardantes tienen el objetivo de aumentar el tiempo de fraguado para otorgar una mejor trabajabilidad al odontólogo técnico dental al momento moldear los modelos o troqueles a afectar. Con el fin de obtener un producto más uniforme y de optimizar la mezcla entre el colorante, el retardante y el hemihidrato α, se los introduce en un mezclador u homogeneizador. 6.1.6 Envasado El yeso molido se almacena en silos cerrados y aislados de la humedad, con el objeto de evitar la hidratación. El yeso se envasadora en bolsas de papel de 25 kg., esto porque se ha con probado que se conserva mejor en sacos de este material, debido a que otro material posee una permeabilidad al aire húmedo mayor. Para el envasado se utilizará una máquina automática, la cual se encargará de llenar los sacos de papel de cierre también automático. Las bolsas de papel están compradas para este fin, por lo cual la leyenda que deberá tener la etiqueta en cada bolsa debe indicar:  tipo de producto  nombre del producto  logotipo  peso neto del producto  nombre de la firma procesadora  procedencia  especificaciones técnicas 102

6.2 Maquinaria, equipo y tecnología para la producción 6.2.1 Molino de martillos Este tipo de máquinas se utilizan para triturar minerales semiblandos (yeso, abonos, carbones, margas, etc.), está constituido por un rotor pesado, en forma de un árbol armado de los martillos o percusores, que giran alrededor de un eje horizontal a una velocidad de 40 m/s o más en una cámara , revestida de planchas, barras, etc. de acero. Como se puede observar en la figura la alimentación se introduce por la parte superior, recibe el impacto de los martillos pendulares y se impulsa violentamente contra los elementos estacionarios. La salida puede estar cerrada por una malla o parrilla, o estar 28

libre en cuyo caso el circuito suele estar cerrado por una criba ., que permite hacer un mejor control de la granulometría. Figura 6. 2 Diagrama de funcionamiento del molino de martillos

Como se mencionó anteriormente los martillos pueden desplazarse a una velocidad de 40 m/s o más, con velocidades de este tipo las tensiones internas producidos por una fuerza determinada son mucho mayores que las ocasionadas por la misma fuerza aplicada más

28

Instrumento lleno de orificios, utilizado para tamizar

103

despacio. Además, la resistencia de una partícula de roca a deformarse aumenta con la velocidad del esfuerzo, mientras que su resistencia a las roturas no lo hace. Se comprende que una roca blanda como el yeso, que en una trituradora de mandíbulas solamente experimentaría una deformación sin romperse, puede hacerse frágil en un molino de martillos, bajo la acción de estos. Esta es la explicación probable de la superioridad demostrada por los molinos de impacto con los minerales blandos. En la mayoría de las máquinas se emplean jaulas, cuyo objeto principal es evitar la salida prematura del material de la zona de trituración, dejando pasar los de tamaño más fino que la abertura de la jaula. Su función secundaria es la de servir como soporte a las partículas más finas cuando son rasgadas por los martillos que originan esfuerzos y salvadores en ellas. Para lograr el funcionamiento óptimo, el molino de martillos debe alimentarse de tal modo que el género penetre y no reciba el impacto de los martillos, hasta tanto no se encuentre casi en la circunferencia del círculo descrito por el centro de gravedad de las cabezas de estos. Esto implica el abastecimiento de un equilibrio entre la velocidad de caída de las partículas de alimentación, la velocidad periférica de los martillos y la profundidad de las cabezas de estos. Si la penetración es insuficiente, sólo imparten golpes de refilón; si la penetración es demasiado grande el desgaste se concentra en los mangos y en cualquier caso la capacidad es inferior al máximo. Los tamaños de los molinos se expresan normalmente en las dimensiones de la abertura de tamaño rectangular. El tamaño máximo de alimentación de piedra no deberá exceder de 1/3 a 1/4 de la dimensión más pequeña de la boca de entrada. Con el yeso, este exceso no puede ser superior a 1/2. Los tamaños de las trituradoras oscilan entre 11 × 23 cm y 120 × 157 cm. La capacidad varía de modo muy acusado no siempre en el sentido que cabe esperar, al cambiar el carácter de la alimentación. La humedad, en cantidad suficiente para el material triturado resulte adherente, produce mucho la capacidad de las máquinas provistas de parrillas, ver parámetros técnicos en anexos. A pesar de todas sus limitaciones, el molino de martillos goza de gran predicamento como trituradora de rocas, debido a su manifiesta facilidad para producir grandes

104

granulometrías por término medio más que las del mismo tamaño producidas por las máquinas competidores. Según lo establecido en el presente proyecto el molino de martillos deberá tener una capacidad mínima de 312,5 kg por hora (2,5 Tn, por día). 6.2.2 Deshidratación 6.2.2.1 Proceso vía seca para la obtención de hemihidrato β 6.2.2.1.1 Horno rotario de contacto directo Una vez que el hemihidrato ha sido triturado hasta tener fragmentos menores a 3mm, se procede a introducirlo en el horno rotatorio que está en continuo movimiento, con el objetivo de favorecer a la deshidratación el horno funciona con el principio de contra corriente, es decir que el flujo de gases calientes es contrario al flujo de material. Esto porque esta disposición resulta más económica en lo que concierne a consumo de combustible. El deshidratador está compuesto por un cilindro rotatorio, el sistema de rotación, la cámara de combustión, el quemador y una chimenea, cuyas características se resumen a continuación: El cilindro rotatorio está compuesto por planchas de acero resistentes para evitar el problema de la ovalidad esto debida al peso del material deshidratante y la temperatura a la cual es expuesta. El cilindro tiene una longitud de 10 m. y 1,2 m. de diámetro, con una relación de longituddiámetro29 de 5, y una inclinación30 de 5% con respecto a la horizontal, ver parámetros técnicos en anexos.

29

En este tipo de equipos la relación longitud diámetro (L/D) más eficiente oscila entre 4 y 10.

30

La inclinación es una parámetro que en los hornos rotatorios varía entre 2 y 10%

105

Figura 6. 3 Paletas radiales internas

Figura 6. 4 Zonas de transferencia de calor

MATERIA PRIMA

El interior del cilindro está dispuesto en principio por chapas onduladas en forma de espirales de entrada y de repartición en una longitud de 1 a 1,5 metros, esto asegura una mejor introducción y una mejor distribución de la materia en esta sección, se conoce como zona de absorción. Después de esta zona de entrada, el cilindro está provisto a lo largo de toda su longitud de dispositivos en forma de paletas, que sirven para garantizar un calentamiento integral, intensivo y regular de la materia. Estas paletas que se encuentran en la superficie interior del cilindro, se encargan de elevar y esparcir el material húmedo durante el paso por el cilindro. Una representación de las paletas se puede observar en la figura 6.3. Debido a la naturaleza del proceso, se emplean paletas radiales con un ángulo de 90°, y para obtener un mejor aprovechamiento del calor como se observa en la figura 6.4, están distribuidas en mayor cantidad a lo largo de la zona de reacción o central, y así conseguir una deshidratación de intensiva y homogénea en esta zona, pasando luego a otra sección denominada zona de calentamiento, donde el número de paletas disminuye, acabando finalmente en chapas de espiral al final del cilindro que ayudaran con la descarga del material.

106

La alimentación del material se realiza a través de una tolva, dentro el cual se encuentra un tornillo sin fin31 de acero de 1/8 de pulgada, la velocidad de rotación media para trabajar a una capacidad nominal de 0,210 toneladas por hora que significa unas 10 vueltas por minuto. Para ayudar con el giro del tornillo se utilizara un motor, con la ayuda de un regulador, de manera tal que se coordinar el flujo de material, la velocidad de rotación del horno y la llama del quemador dentro de ciertos parámetros establecidos. El cilindro está apoyado sobre dos cojinetes (uno a cada lado) en diferentes puntos del cilindro, esto cojinetes con la aguda de un motor y un reductor de velocidad logran generar el movimiento de rotación necesario. Este conjunto de elementos cojinetes, motor y reductor conforman el sistema de rotación. Unidad de generación de calor Esta unidad está conformada por el quemador y los implementos que permiten la combustión. El combustible a usar es el gas natural32 por la disponibilidad en la zona. Una de las principales variables influyentes en el proceso de combustión de un gas es la mezcla de oxígeno y gas. Se toma muy en cuenta la cantidad de oxígeno disponible en el aire, la misma puede ser expresada como:

+

=

+

.

El requerimiento de aire mínimo para una combustión completa ideal es del 21% pero esta cifra debe ser aumentada para lograr una óptima combustión. El uso más eficiente y de costo efectivo se produce cuando la concentración de

en los gases de salida se

maximiza. Teóricamente, esto ocurre, cuando existe la cantidad justa de oxígeno a través de la alimentación de aire, para reaccionar con todo el carbono suministrado en el combustible. Esta cantidad de aire, se conoce comúnmente como aire teórico.

31

El tornillo sin fin es un engranaje compuesto de una rueda dentada y un cilindro con resalto helicoidal 32

Gas natural, es una mezcla de hidrocarburos con predominio de metano calorífico, que según la empresa EMCOGAS es igual a 9490.7324 Kcal/ .

, posee alto poder

107

El incremento adicional de aire consigue un máximo nivel de

en los gases emitidos;.

Con la finalidad de asegurar que la cantidad de aire necesario sea alimentado para la combustión, se induce una cantidad adicional del mismo en el sistema. Esta cantidad adicional de aire se conoce como aire en exceso y se expresa como el porcentaje de aire por encima de la cantidad de aire teórico. En sistemas de combustión reales, el aire en exceso para combustibles gaseosos está alrededor del 15%. En anexos se muestra la reducción de la eficiencia de la combustión a medida que se incrementa el aire en exceso. Finalmente, la eficiencia de combustión es la medida de cuanta energía es liberada por la combustión, y puede ser efectivamente aprovechada. La eficiencia de combustión es obtenida sustrayendo el calor contenido en los gases de combustión (expresado como un porcentaje del contenido calorífico del combustible) del potencial total de calentamiento del combustible. Los niveles de temperatura a generar, deberán oscilar entre los valores que se indica en el cuadro siguiente: Cuadro 6. 1 Temperaturas y tiempo de estadio del Yeso en el horno rotatorio Características

Valores

Temperatura del gas caliente en el espacio de combustión

°C 1000 – 1250

Temperatura del gas caliente en la entrada del horno

°C 750 - 1000

Temperatura del gas de salida en la entrada del horno

°C 170 – 215

Temperatura de la materia a la salida del horno

°C 125 – 150

Duración del estadio de la materia

hr. 0,5 - 0,7

Fuente: P. Kerckhove y A. Chassard, “Tecnologie des ciments, chaus, platre”, 1° Ed. 1980 El consumo de calor necesario para la deshidratación del yeso en hemihidrato β es de alrededor de 50 KJ/Kg. (aproximadamente 139 kcal./kg.)

108

Cuadro 6. 2 Especificaciones y características de funcionamiento de hornos rotatorios para la deshidratación de yeso mineral Características Materia Diámetro (dp) Porcentaje físico en agua(mf) porcentaje químico de agua(mq) Contenido de dihidrato Horno Diámetro Longitud V Diámetro de capot de reten Longitud de capot de reten N Inclinación Capacidad de producción (Mm) Consumo efectivo de calor (Q) Vgs,h Velocidad de rotación tangencial Tiempo de estadio aproximado™ Temp. Del gas caliente en la entrada Temp. Del gas caliente en la salida Temp. De la materia la salida del horno Contenido en polvo del gas crudo Calidad del yeso Porcentaje químico de agua Consistencia normal Endurecimiento Al principio Al fin Resistencia a la tracción a 1,5h Resistencia a la flexión a 2h Resistencia a la tracción después del secado a masa constante Resistencia a la flexión después del secado a masa constante Resistencia a la compresión a 1,5h Resistencia a la compresión a 2h Resistencia a la compresión después de secado a masa constante

unidad Mm % % %

Instalaciones de Rusia 2 3

1 0-30 1,5-2

0-50 1,5-2

0-70 1,5-2

18,5 89

19,31 92,68

19,6 94

1,5 8 16

2 10,9 37,74

2,2 12 45,5

2,8 5 3,2 1900 4050 0,68

2,43 4,34 6 1679 5697 0,5

2,3 4,1 7 1600 6000 0,44

M M M M M l/min % t/h KJ/kg mn3/h m/s Min °C °C

25-30 750-1000 170-220

28-40 750-1000 170-215

30-45 750-1000 170-220

°C -

140-150 n.c.

125-150 n.c.

120-150 n.c.

% % min min N/cm2 N/cm2

5,4 52 8,5 14,5

N/cm2

7,57 14,13 120

n.c.

N/cm2 N/cm2 N/cm2 N/cm2

6,1 55,68 7,25 14 98 n.c.

200 n.c.

n.c.

210 n.c.

535 n.c.

1180

90 n.c.

207

550 n.c.

6,4 57

530 n.c.

1135

1120

Fuente: P. Kerckhove y A. Chassard, “Tecnologie des ciments, chaus, platre”, 1° Ed. 1980

109

6.2.2.2 Proceso vía húmeda para la obtención de hemihidrato α (yeso piedra) 6.2.2.2.1 Autoclave con una presión de trabajo de 2,5 atm. Un autoclave es

recipiente de cierre hermético y está provisto de paredes muy

resistentes, esto permite que se pueda trabajar a altas presiones y realizar una reacción industrial de cocción con presión de vapor de agua. Su construcción debe ser tal que resiste la presión y temperatura .desarrollada en su interior, la presión elevada permite que el agua alcance temperaturas elevadas. Un autoclave funciona permitiendo la entrada de vapor de agua y restringiendo su salida hasta una presión interna de 2,5 atmosferas, lo cual provoca que el vapor alcance una temperatura de 125 °C. Este hecho de contener fluido a alta presión implica que los autoclaves deben ser de manufactura sólida, usualmente en metal, que se procure construirlas totalmente herméticas. Suelen estar provistas principalmente de manómetros y termómetros para verificar su correcto funcionamiento, llegando a la temperatura y presión óptima requerida para la deshidratación del yeso, también esta provista de una válvula de seguridad que tiene como función evitar la salida de vapor o agua antes de que termine el proceso de deshidratación. Otro compuesto importante dentro los autoclaves es la válvula de drenaje, que funciona como una válvula de alivio su función es permitir la salida del vapor cuando se alcanza la temperatura y presión necesarios y de esta manera mantener estos valores constantes para lograr un producto uniforme y de calidad, ver parámetros técnicos en anexos. Al pasar por el autoclave el material tiene una perdida en peso de aproximadamente un 13,54% como se podrá ver más adelante. 6.2.3 Molino de bolas de porcelana Este tipo de máquinas sirven para triturar o moler todo tipo de materiales duros, o semiduros, naturales o artificiales. Los molinos de bolas tienen una longitud que no excede el diámetro de este, su funcionamiento es sencillo y puede utilizarse para muchos fines. Constan de una envoltura cilíndrica o cónica que gira sobre un eje horizontal y se carga con medios demoledores como ser: bolas de porcelana. 110

a) efecto de las bolas: el movimiento de las bolas en este tipo de molinos se dice que tiene lugar en cascada o catarata. El primer término se aplica cuando las bolas ruedan desde la parte superior al fondo del montón, y el segundo se refiere al lanzamiento de las bolas al aire hacia la base del montón. Estos tipo de movimiento genera una percusión que pulveriza el mineral (granulometría malla Tyler # 74 o 200 mallas), ver parámetros técnicos en anexos. b) Medios de molienda: los principales factores que determinan el tamaño de las bolas empleadas en la molienda, son la finura del material que se muele, un material de alimentación grueso exige bolas más grandes que otros fino: se ha propuesto en este efecto la relación: c) velocidad de los molinos: El criterio por el cual puede compararse el efecto de las bolas en los diversos tamaños es el concepto de la velocidad crítica. Esta es la velocidad teórica a la cual la fuerza centrífuga considerada sobre una bola en contacto con la envoltura del molino a la altura de su trayectoria es igual a la fuerza que actúa sobre ella debida a la gravedad. Las velocidades de los molinos varían entre el 65 y 80% de la velocidad crítica. d) carga de material y carga de bolas: la carga de un medio de molienda se expresa en función porcentaje del volumen del molino que ocupa , esto es, un volumen bruto de bolas que llene hasta la mitad un molino es una carga de bolas del 50%. El espacio vacío en un volumen bruto de bolas es aproximadamente el 38%. La cantidad de material en un molino pueden expresarse cómodamente por la relación de su volumen al de los espacios vacíos en la carga de bolas. Esto se conoce con el nombre relación del material a los vacíos (M/V), las cargas del medio de molienda varían en la práctica entre 20 y 50 % y la relación M/V entre 1 y 5. El molino de bolas se usa para la producción de minerales tanto húmedos como secos, Hasta que pasan por los tamices comprendidos entre el número 10 y el 200. El tamaño del material alimentado a los molinos de bolas cuando se trata de minerales muy duros es por lo general inferior a 6 mm. (1/4 pulg.), Con minerales de dureza moderada el promedio es inferior a 13 mm. (1/2 pulg.). Los molinos de bolas se construyen en diámetros que van

111

desde 91 cm (3 pulg) a 3.2 metros (101/2 pies) y su longitud varía entre la mitad y dos veces el diámetro, necesitando para su propulsión motor es de 15 a 811 C.V. los molinos se cargan con bolas de 3,8 centímetros (11/2 pulg) a 12,7 cm (5 pulg) de diámetro. 6.2.4 Unidad de mezclado y homogenizado con insumos, colorante y retardador Antes del ingreso del material al molino de bolas se añaden las proporciones de colorantes, para diferenciar especialmente del yeso parís de color blanco y del yeso piedra que puede tener una tonalidad diferente (amarillo o azul), que en este caso el tipo de colorante utilizado es el óxido de hierro sintético en polvo en una relación en peso de 0,05/1,2 g, es decir 4,17% del total del peso. También se le adiciona como retardador de fraguado el bórax33 en una porción de 1 % por 100 (10 g en 1 litro de agua) de peso total para otorgar la trabajabilidad necesaria al usuario para moldear los modelos o troqueles a afectar. Existen varios mecanismos básicos mediante los cuales se mezclan partículas sólidas. Entre ellos se incluyen el movimiento aleatorio en pequeña escala (difusión), el movimiento aleatorio en gran escala (convección) y el cizallamiento o corte. Los movimientos que incrementan la movilidad de las partículas individuales fomentan el mezclado de difusión, si no hay efectos contrarios de segregación, esta mezcla conducirá con el tiempo a un elevado grado de homogeneidad, la mezcla de difusión se produce cuando las partículas se distribuyen sobre una superficie recién desarrollada cuando de imprime una movilidad interna mayor a partículas individuales. Para un mezclado más rápido, además de la mezcla de difusión, en escala fina, debe haber un medio que permita entremezclar grandes grupos de partículas. Esto se puede realizar ya sea por el mecanismo de convección o de corte o cizallamiento. Dentro los diversos tipo de mezcladores podemos citar los mezcladores con divisiones de aglomerantes (doble cinta helicoidal), está provisto con dispositivos giratorios internos

33

Phillips, R. W. (1993). La ciencia de los materiales dentales. Madrid, España: Interamericana.

112

impulsados por separado, para la división de aglomerados. El volteador mismo se puede utilizar para la mezcla suave, cuando no se requiere la división de aglomerados. El equipo a usar volteador mezclador MH 100 con sistema de mezclado RIBBON BLENDER constituido por la flecha y doble cinta helicoidal de acero inoxidable, por las propiedades corrosivas del yeso, como el equipo apropiado para la homogenización de solidos característicos, ver parámetros técnicos en anexos 6.2.5 Unidad de envasado Se emplea un equipo diseñado para el llenado por peso de bolsas o sacos valvuladas de gran capacidad (hasta 50kg) con productos en polvo de difícil deslizamiento. El llenado se lo realiza mediante un ducto y una balanza con un apoyo inferior, se presiona el botón de arranque y se produce el llenado, la máquina y se detiene automáticamente al llegar al peso final programado e indica mediante una señal luminosa que se puede retirar la bolsa para comenzar un nuevo ciclo, El llenado se produce por el giro de un tornillo sinfín accionado por un motor controlado en velocidad electrónicamente, posee conductos y boquilla de aspiración de polvo para reducir al mínimo la polución, y es fácilmente desarmable para limpieza. Ver parámetros técnicos en anexos. Figura 6. 5 Presentación del producto terminado

Fuente: Elaboración propia

113

6.2.6 Unidad de control de proceso Esta unidad estará conformada por distintos elementos como ser: Un controlador de válvula en el quemador que permita regular a través de la computadora la intensidad de la fuerza de la llama, un controlador del motor para la parte de la dosificación que permita controlar la alimentación del horno rotatorio para el hemihidrato β, todo estará bajo el control de una computadora, que utilizando un software permitirá controla el proceso en su totalidad en forma autónoma. El control del proceso permitirá generar una base de datos, para que de esta manera se pueda observar diferentes variables, permitiendo así obtener mejores condiciones de funcionamiento del proceso de producción y mantener constante la calidad del producto. 6.3 Costo de maquinaria y equipos Para el costo de las maquinarias y equipos requeridos, en la parte productiva de la planta, se recurrió a una serie de cotizaciones que se efectuó, el resultado de la información recolectada se detalla en los cuadros siguientes: Cuadro 6. 3 Costo de las maquinarias (expresado en $us) Descripción de la maquinaria

Cantidad

Unidad

Costo unitario

Total

Molino de martillos

1 Pza

1560

1560

Molino de bolas

2 Pza

8590

17180

Horno autoclave

1 Pza

30000

30000

Horno rotatorio

1 Pieza

22100

22100

Dosificador

4 Pza

200

800

Mezclador homogeneizador

1 Pza

1200

1200

Envasadora automática

2 Pza

5000

10000

Computadora

1 Pza

1200

1200

TOTAL INVERSION MAQUINARIA

84040

Fuente: Elaboración propia

114

Cuadro 6. 4 Detalle de consumo de potencia de energía eléctrica Descripción de la maquinaria

Potencia HP

cantidad

Potencia KW

Molino de martillos

1

3

2,205

Molino de bolas

2

1

0,735

Motor para alimentador de tornillo sin fin

1

1

0,735

Mezclador homogeneizador

1

3

2,205

Envasadora automática

2

2

1,47

Bomba de circulación

1

1

0,735

Fuente: Elaboración propia Cuadro 6. 5 Costo de los equipos auxiliares herramientas (expresado en $us ) Descripción

Cantidad

Unidad

Equipos de protección personal

8 Global

Extintor

Precio unitario

Total

100

800

5 pza.

50

250

Silos

5 pza.

400

2000

Equipo de taller y mantenimiento

1 pza.

400

400

Bomba y tanque de agua( pvc)

1 Global

500

500

Equipo de laboratorio

1 pza.

4000

4000

cinta de alimentación

1 pza.

1000

1000

Extractor

4 pza.

800

3200

Equipo de seguridad de planta

1 Global

4000

4000

Regulador de válvulas, PLC`s, software

1 pza.

4000

4000

TOTAL EQUIPOS AUXILIARES

20150

Fuente: Elaboración propia Toda instalación industrial, precisa de un conjunto de equipos que sirven de apoyo a la producción. Estos equipos son denominados auxiliares, entre ellos podemos citar suministros para laboratorios, energía eléctrica, agua, equipos de taller, de comunicación, transporte y otros. 115

Cuadro 6. 6 Costo de equipos y muebles de oficina (expresado en $us ) Descripción

Cantidad

Unidad

p/u

Total

Botiquín

1 pza.

100

100

Computadora

5 pza.

900

4500

Teléfono

3 pza.

1200

3600

Equipo de red para internet Wi Fi

3 pza.

258,62

775,86

Servicio de cafetería

1 global

20

20

Escritorio

5 pza.

150

750

12 pza.

20,11

241,38

Estantes

4 pza.

64,66

258,62

Mesas

4 pza.

64,66

258,62

Mueble para computadora

5 pza.

120

600

Mesa redonda de reuniones

1 pza.

80,46

80,46

Juego de sofá

1 Global

502,87

502,87

Mobiliario sereno

1 global

400

400

Televisor pantalla plana 45 pulgadas

1 pza.

600

600

Material de escritorio

3 global

200

600

Muebles y enseres

Total equipos de oficina

13287,8161

Fuente: Elaboración propia

116

6.4 Balance de masa y energía 6.4.1 Balance de masas 6.4.1.1 Balance de materiales para el yeso parís (Hemihidrato β) El proceso de producción del sulfato de calcio hemihidratado a partir del sulfato dihidratado comprende dos etapas definidas, que son: o

Preparación de la alimentación para el horno

o

Deshidratación térmica de la piedra molida

En la primera etapa comprenden cambios físicos, en los cuales no hay variación de masa o de composición química, exceptuando una mínima cantidad por perdidas en manipuleo. Balance de agua Corriente 1 = corriente 2 + corriente 3 Balance en agua para corriente 1 Está formado por el yeso mineral, impurezas que a acompañan y humedad Cuadro 6. 7 Composición según análisis químico de una Muestra de yeso mineral (en peso) H2O comb

18,91%

CaO

31,53%

SO3

43,82%

óxidos totales

0,80%

impurezas

4,94%

Total

100%

Fuente: Arzabe M. Omar (1992). Preparación y características de minerales de yeso (Tesis de pregrado) Universidad Mayor de San Simón, Cochabamba, Bolivia.

117

Dentro los valores observados en el cuadro anterior, se debe considerar un 2% de humedad, y en base a esto la nueva composición del yeso mineral será: Cuadro 6. 8 Composición química considerando un 2% de humedad H2O libre

2%

H2O comb

18,91*0,98

18,53%

CaO

31,53*0,98

30,90%

SO3

43,82*0,98

42,94%

óxidos totales

0,80*0,98

0,78%

impurezas

4,94*0,98

4,84%

Total

100%

Fuente: Arzabe M. Omar (1992). Preparación y características de minerales de yeso (Tesis de pregrado) Universidad Mayor de San Simón, Cochabamba, Bolivia.

Para esta corriente se considera un porcentaje total en agua de H2O libre + H2O comb. = % total de agua en el Dihidrato % total de agua en el Dihidrato = 18,53% + 2% % total de agua en el Dihidrato = 20,53% C1 = 0.2053 Balance en agua para corriente 2 Está formada por humos, productos de combustión que incluyen agua, anhídrido carbónico y componentes menores, más agua del yeso mineral y polvos finos arrastrados. Se han de considerar como componentes de esta corriente tan solo los compuestos que son interés para el análisis, el agua en yeso y los polvos arrastrados. En este sentido , se

118

tomara el 98% en peso de esta corriente como vapor de agua, y un 2% como polvo fino de igual composición al mineral alimentado. Corriente 2 = 98% en vapor de agua C2 = 0,98 Balance en agua para corriente 3 Corresponde al producto terminado, en este caso yeso hemihidrato β con impurezas originales en la explotación de los yacimientos, con un volumen equivalente a la producción nominal de la planta de 697.034 Kg/día en producción normal y continúa. El porcentaje en contenido estequiometrico de agua34 es 6,21% Entonces él % de agua en el hemihidrato en la corriente 3 es = 6,21 % C3 = 0,0621 Haciendo el balance de masas para determinar las magnitudes de los flujos de entrada del sistema es:  M1 = masa del yeso mineral en Kg/día  M2= masa de los humos y vapor, en Kg/día  M3= masa del producto (Hemihidrato β) en Kg/día El correspondiente balance total es: M1 – M2 = M3 Donde Z es igual a 737,25 Kg/día Entonces la ecuación queda: Ec.1:

M1 – M2 = 737,25

El balance de agua es :

34

Fuente: P. Kerckhove y A. Chassard, “Tecnologie-des ciments, chaus, piatre” 1° Ed. 1980

119

Ec.2:

0,2059 M1 – 0,98 M2 = 0,0621 * 737,25

Resolviendo el sistema de ecuaciones 1 y 2 tenemos los siguientes resultados: M1 = 874,20 Kg/die M2 = 136,95 Kg/die

136,95 Kg/día de humos y vapor de agua

874.20 Kg/die

Horno rotatorio

737,25 Kg/die (yeso Paris)

Yeso mineral 6.4.1.2 Balance de masas para el yeso piedra (hemihidrato α) La obtención del hemihidrato α, a partir del sulfato de calcio dihidratado, se diferencia de la obtención del hemihidrato β, en que el proceso de deshidratación se lo realiza en vía húmeda por medio de un autoclave a una presión de 2,5 atm y unta temperatura de 125°C, a diferencia del hemihidrato que se lo obtiene en vía seca de un horno rotatoria. Al igual que en el caso anterior la etapa que produce cambios, tanto en masa como en la composición química y propiedades físico-químicas, es en la deshidratación térmica del yeso mineral molido. Balance en agua Balance en agua para corriente 1 La corriente 1 está formada por el yeso mineral, impurezas que la acompañan y un factor de dilución del 15% sobre el total del material, correspondiendo entonces un 85% al yeso mineral.

120

La composición global de entrada tendrá: Cuadro 6. 9 Composición según análisis químico del yeso mineral H2O comb

18,91%

CaO

31,53%

SO3

43,82%

óxidos totales

0,80%

impurezas

4,94%

Total

100%

Fuente: Arzabe M. Omar (1992). Preparación y características de minerales de yeso (Tesis de pregrado) Universidad Mayor de San Simón, Cochabamba, Bolivia.

Dentro su composición el yeso mineral cuenta con un 18,91% de agua, por lo tanto la corriente 1 será C1 = 0,1891 Balance en agua para corriente 2 Está formada exclusivamente por el vapor, producido de la vaporización del agua dentro del autoclave y su expulsión se produce a través de la apertura de una válvula y consideramos como 100% a este. C2 = 1 Balance en agua para corriente 3 Corresponde al producto terminado, yeso hemihidratado α, con impurezas de origen, el volumen equivalente de la producción nominal de la planta es 348,712 Kg/día Se tiene que en contenido estequiometrico de agua es 6,21% Por lo tanto la corriente 3 ser:

121

C3 = 0,0621 El balance total de masa es: X – Y = 368,83

Ec.3 El balance de agua es:

0,1891 X – Y = 0,0621 * Z Dónde: Z = 368,83 Kg/día Por tanto la ecuación queda: Ec.4

01891 X – Y = 0,0621 * 368,83

Resolviendo el sistema de ecuaciones 3 y 4: X = 426,59 Kg/día Y = 57,76 Kg/día

57,76 Kg/día

426,59 Kg/día

Autoclave

368,83 Kg/día (yeso piedra)

Yeso mineral

122

6.4.2 Balance de energía35 Requerimiento de calor El requerimiento de calor de circunscribe al horno de deshidratación y a la del autoclave. Se aprovechara la información del consumo térmico de calor necesario para la cocción del yeso para estimar las necesidades del combustible que será usado en planta. 6.4.2.1 Balance de energía para el hemihidrato β (yeso parís). Cuadro 6. 10 Temperaturas y tiempo de estadio promedio de yeso en el horno rotatorio Características

Unidad

Valores

Temperatura del gas caliente en el espacio de combustión

°C

1000 - 1250

Temperatura del gas caliente en el entrada del horno

°C

750 - 1000

Temperatura del gas de salida a la salida del horno

°C

170 - 220

Temperatura de la media de la salida del horno

°C

140 - 150

Duración del estadio de la materia

Hr

0,42 - 0,5

Fuente: P Kerckchove y A. Chassard, “Tecnologie des cimentes, Chaus, Platre” 1ra Ed., 1980 El promedio de consumo térmico de calor necesario para la cocción del yeso en hemihidrato β es alrededor de 50 KJ/Kg., aproximadamente 139 kcal/Kg. El consumo efectivo está influido también por otros factores:  Características propias de construcción del horno como inclinación, y dispositivos internos

35

Es muy importante la realización del balance de energía para la buena determinación de la cantidad de gas natural necesaria.

123

 Las propiedades del yeso como ser la estructura, dimensión de los fragmentos, composición química.  Las exigencias de la calidad del hemihidrato β. Requerimiento total del calor La cantidad necesaria de producción de yeso hemihidrato calculada por día para el proyecto es: 874,20 Kg/día Sabiendo que la cantidad de calor para la cocción de yeso es de 139 Kcal/Kg calculamos el requerimiento total de calor. = 874,20 Kg/die * 139 Kcal/Kg = 121513,8 Kcal/día Considerando un 40% como rendimiento del horno rotatorio al trabajar a presión atmosférica (Hornos industriales de W. Trinks y M.H. Mawtimney) se tiene:

N= = = = 303784,5 Kcal. Energía necesaria para la combustión El calor de combustión es igual al poder calorífico, el calor calorífico de gas natural es : = 9490,73 Kcal/

(fuente empresa EMCOGAS)

La necesidad total de combustible es de MG expresada en

/día, de esta manera el

calor producido esta dado por: 124

= 9490,73 Kcal/

GN * MG

/día

= 9490,73 MG Kcal/día La cantidad de combustible se obtiene al igualar el calor producido con el requerimiento total de calor, calculado anteriormente.

= 9490,73 MG = 303784,5 MG = 303784,5/9490,73 MG = 32,01

/día

6.4.2.2 Balance de energía para el hemihidrato α (yeso piedra). Partimos adoptando los siguientes criterios: o

El material ingresa a una temperatura promedio de 25°C. en el autoclave

o

El vapor es expulsado a 100°C.

o

Los productos obtenidos salen a 125

o

Calor necesario para realizar la deshidratación en el interior de carga de agua del

°C.

autoclave Calentamiento de 25 a 125 °C. a) 426,59 kg/día de CaSO4.2H2O Reacciones a 125°C. a) CaSo4 2H2O a CaSo4.1/2H2O (hemihidrato α) con un total de 426,59 kg/día de dihidrato Calentamiento de 25 a 100°C. a) 57,76 kg/día de

(liq)

125

b) Vaporización de 57,76 kg de

a 100°C.

Calentamiento de 100 a 125°C. a) 368,83 kg/día de hemihidrato b) 57,76 kg/día de vapor de agua Requerimiento de calor para espacio de almacenamiento del agua del autoclave Calentamiento de 25 a 100 °C. La cantidad de agua requerida por el autoclave según sus especificaciones técnicas es de alrededor de 0,8 L/kg Cantidad de agua requerida = 426,59 Kg/día * 0,8 L/Kg Cantidad de agua requerida = 341,272 L/día. Requerimiento de calor para el calentamiento de agua de 25 a 100°C 341,272 L/día. De agua Vaporización de 341.272 litros de agua a 100°C Calentamiento de 100 a 125 °C 341,272 L/día de vapor de agua Requerimiento de calor para el calentamiento de las materias primas de 25 a 125°C. a) 426,59 kg/día de Para calcular en calor necesario se usó la siguiente formula:

Para el caso

el Cp. = 46.8 cal/mol-K (PM = 172,17) = (426590 g / 172.17) * 46,8 (398 – 298) 126

= 11595755,36 cal. = 11595,76 Kcal. Requerimiento de calor para las raciones a 125 °C. La reacción de deshidratación de

es :

La capacidad calorífica para el hemihidrato α (

) es:

Δ Cp. = 6.29 T – 0.034 El calor de reacción será : ΔH = Δ Δ

+ 6.29 T – 00.017

= 19850 ( cal/mol)

ΔH = 19850 + 6.29( 398) – 0,034 (

)

ΔH =16967.684 cal/mol = 16,968 Kcal/mol ΔH =16,968 / 172.17 Kcal/g dihidrato ΔH =98,55 Kcal/kg dihidrato Para 403.33 kg/día = 426,59 kg/dia * 98,55 Kcal/kg = 42040,44 Kcal

Calentamiento de 25 a 100°C. a) 57,76 kg/día de

(liq) (PM= 18,016)

127

Cp. (agua líquida) = 1,1 Kcal/Kg-°C = M Cp ΔT = 57,76 Kg. * 1,1 Kcal/Kg - °C * (100-25)°C = 4765,2 Kcal b) Para la vaporización de 57,76 kg/día de

a 100°C.

El calor latente de vaporización del agua es: λ= 582,3 cal/g =mλ = 57760 g * 582,3 cal/g = 33633648 cal = 33633,65 Kcal. Requerimiento de calor para el calentamiento de 100 a 125°C. a) 368,83 kg/día de hemihidrato α

Para el caso

el Cp = 0.265 cal/g K = 368830 g * 0.265 cal/g K * (398 – 373)K =2443498,75 cal. = 2443,5 Kcal.

b) 57,76 kg/día de vapor de agua (PM=18,016) Cp.(vapor) = 8,22 + 1.5E-4 T+ 1.34E-6

(cal/mol – K)

= 54610/18,016 * 8.22+1.5E-4(25) + 1.34E-6 (

) cal/g - K

= 11870,11 Kcal 128

Calentamiento de 25 a 100°C. Requerimiento de calor para el calentamiento de agua de 25 a 100°C a) 341,272 L/día de

(liq) (PM= 18,016)

Cp. (agua líquida) = 1,1 Kcal/Kg-°C Densidad del agua = 1 Kg/L Realizando la conversión tenemos: M = 341,272 L * 1 Kg/L M = 341,272 Kg = M Cp ΔT = 341,272 Kg. * 1.1 Kcal/Kg - °C * (100-25)°C = 28154,94 Kcal b) Para la vaporización de 341,272 kg/día de

a 100°C.

El calor latente de vaporización del agua es: λ= 582,3 cal/g =mλ = 341272 g * 582,3 cal/g = 198722685.6 cal. = 198722,68 Kcal. Requerimiento total de calor El requerimiento total está dado por la suma de las necesidades parciales calculadas de a

.

129

= 11595,76 + 42040,45 + 4765,2 + 33633,65 + 2443,5 + 11870,11 + 28154,94 + 198722,68 = 333226.29 Kcal Energía necesaria para la combustión El calor generado por un combustible está dado por su poder calorífico, de gas natural posee un poder calorífico de 9490,73 Kcal/

según la empresa EMCOGAS.

La necesidad total de combustible es de MG

GN/dia, asi que el calor producido esta

dado por: = 9490,73 Kcal/

GN * MG

GN/dia

= 9490,73 MG Kcal/dia La cantidad de combustible se obtiene al igualar el calor producido con el requerimiento total de calor, calculado anteriormente. = 9490, 73 MG = 333226.29 MG = 333226,29/9490, 73 MG = 35,11

GN/dia

130

Figura 6. 6 Flujo del proceso de producción y balance de masa por día Yeso mineral 1313.13 kg/día

Recepción y acondicionamiento de la materia prima

1300.72 kg/dia

Triturado Molino de martillos 1300.72 kg/dia Deshidratado 874.14 kg/dia

426.59 kg/dia

Vía húmeda

Vía seca

Autoclave

Horno rotatorio 737.25 kg/dia

368.83 kg/dia Colorante

Molido fino

Retardante

Molido fino Molino de bolas

Molino de bolas Mezclado y Envasado

homogenizado

737.25 kg/día Yeso parís(blanco) Hemihidrato β

Envasado 368.83 kg/día Yeso piedra (amarillo) Hemihidrato α

131

6.5 Obras civiles Para la implementación de la planta se deberá contar con obras civiles que deberá contar con las siguientes 4 áreas: I.

Área productiva

II.

Área de control de calidad

III.

Área administrativa y seguridad

IV.

Área de provisión de servicios

El área total que ocupara la edificación industrial o planta, considerando los incrementos de producción futuras, es de 900

y la disposición de los ambientes se los realizara de

acuerdo a las operaciones del proceso de producción y oficinas. Se realizara el diseño de un galpón de 500

(25 m x 20 m), donde serán instalados

todos los equipos de producción. En el interior del galpón se realizaran las divisiones correspondientes para separar los diferentes ambientes, procesos que intervienen en la producción. I.

Área productiva

Recepción de materia prima Este ambiente servirá para recibir, acondicionar y almacenar la materia prima proveniente de las canteras, el área disponible para este efecto será de 50

.

Triturado de la materia prima y almacenado Una vez pasado el acondicionamiento se procederá al triturado o molido del mismo en el molino de martillos, se designara un espacio físico de 50

. Deberá contar con un

sistema de recolección de polvos para evitar su concentración. Y un silo en donde se almacenará el material molido, este silo deberá tener una capacidad mínima de 1 tonelada, con una salida dosificada de acuerdo a los requerimientos del proceso de deshidratación en autoclave y horno rotatorio.

132

a) Área de producción del yeso piedra (hemihidrato α, amarillo) Deshidratado del material en autoclave y almacenado Para este proceso se dispondrá de un ambiente de 25

.

Molino fino y almacenado del material El material ya deshidratado se almacenara en un silo ubicado en el área de molido fino, posteriormente se procederá al molido en un molino de bolas, de acuerdo a las especificaciones requeridas por los clientes, para este proceso se designara un ambiente de 25

.

Mezclado y homogenizado Durante el proceso de molido fino se agregan colorantes y retardadores para la adecuación del yeso parís, y con el fin de optimizar el mezclado uniforme de los insumos y la materia prima, se lo introduce en una máquina de mezclado y homogenizado, para eta operación se designó un ambiente de 25

, dentro del cual se encontrará un silo para

almacenar el material ya listo para ser envasado Envasado En este ambiente se realizara el envasado del producto en bolsas de papel de 25kg, y contara con una dimensión de 25

.

b) Área de producción del yeso parís (hemihidrato β, blanco) Deshidratado del material en horno rotatorio y almacenado La deshidratación se la realiza en horno rotatorio en seco y a presión atmosférica, para este proceso se dispondrá de un ambiente de 50

(10m x 5 m)

Molino fino y almacenado del material El material ya deshidratado se almacenara en un silo ubicado en el área de molido fino, posteriormente se procederá al molido en un molino de bolas, de acuerdo a las

133

especificaciones requeridas por los clientes, para este proceso se designara un ambiente de 25

m2.

Envasado En este ambiente se realizara el envasado del producto en bolsas de papel de 25kg, y contara con una dimensión de 25

(5m x 5m).

Almacenado para ambos productos El área de almacén de los productos terminados tanto del yeso parís como del yeso piedra deberá ser un ambiente totalmente ventilado y seco, este ambiente contara con un acceso a la salida de la planta, para realizar la entrega de productos vendidos, ocupara una superficie de 73

(15m x 5m).

Área de Control de calidad Para realizar el control de calidad se implementara un laboratorio, donde se realizaran las pruebas de fraguado, pruebas físicas de tracción y compresión, y control de granulometría y pesos del producto ya envasado. Tendrá una superficie de 24

(6m x 4m).

Área administrativa Para el área administrativa se dispondrá una construcción de ambientes, loa cuales contaran con una superficie aproximada de 100 estarán ubicadas

, en el interior de esta construcción

las oficinas de contabilidad, administración y comercialización, así

como también un área de servicios, vestuarios, depósitos y vigilancia. Obras auxiliares Se prevé las instalación de una bomba automática de agua así como también la adquisición de un tanque de 1000 Litros, también se deberá contar con una red de desagüe y ventilación para evitar la existencia de humedad dentro las instalaciones.

134

Cuadro 6. 11 Costo de terrenos, obras civiles y otros (expresados en $us) Descripción

Cantidad

unidad

P/U ($us)

Total($us)

Terrenos Compra de terrenos

900

m2

40

36000

Gastos administrativos

600

m2

1

600

600

m2

5

3000

1

global

40000

40000

500

m2

40

20000

1

global

3000

3000

total terrenos, obras civiles y complementarias

102600

Construcciones Acondicionamiento Construcciones Galpón Obras complementarias

6.6 Distribución de planta Figura 6. 7 Diseño de la planta Esc. 1:300

135

CAPITULO 7

ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL Y PLANIFICACION DE LA EJECUCION DEL PROYECTO

Estructura Organizacional y Planificación de la Ejecución del Proyecto / Capitulo 7 7.1 Estructura organizativa 7.1.1 Organización de los recursos humanos La organización es la combinación de los medios técnicos, humanos y financieros que componen la empresa: edificios, maquinaria, materiales, personas, etc. En función de la consecución de un fin, según las distintas interrelaciones y dependencias de los elementos que la constituyen Para lograr el cumplimiento de los objetivos del proyecto es necesaria una buena estructura organizativa y administrativa, que nos garanticé el funcionamiento adecuado y eficiente del mismo, La cual deberá coordinar y optimizar el manejo de los recursos humanos, financieros y materiales con los que cuenta con la finalidad de maximizar el rendimiento general de la planta. La estructura organizativa de una empresa está constituida por puestos de trabajo, departamentos, niveles de autoridad y jerarquía, y canales de comunicación entre estos elementos. Según estos elementos y sus formas de conexión existentes y diversas formas de estructuras organizativas La estructura que seguirá el proyecto será mixta o funcional, presentada por medio de un organigrama empresarial (representación gráfica de la estructura organizativa de la empresa) La estructura de organización es como una red de comunicación a través de la cual se transmite información. Estas comunicaciones pueden discurrir en dos sentidos: La planta estará organizada de modo que exista una gerencia general y tres departamentos, los cuales se pueden apreciar en la estructura organizativa de la siguiente figura:

137

Estructura Organizacional y Planificación de la Ejecución del Proyecto / Capitulo 7 Figura 7. 1: Estructura Organizativa de la Planta Industrial

Gerencia General

Secretaria

Departamento de Administracion y Contabilidad

Departamento de

Departamento de

Comercializacion

Produccion

Entrega y Distribucion

Control de Calidad

Mantenimiento

7.1.2 División funcional de tareas en la planta A continuación se describe las correspondientes funciones de cada departamento, así como también de la gerencia general, con el objetivo de lograr el éxito deseado para el presente proyecto. 7.1.2.1 Funciones gerencia general Es la instancia ejecutiva donde se planifica, se toma decisiones y debe velar por el buen funcionamiento de toda la planta, haciendo cumplir las metas trazadas, emprende acciones y se controlan los resultados de las operaciones en cada gestión o en el lapso que se considere más apropiado,

138

Estructura Organizacional y Planificación de la Ejecución del Proyecto / Capitulo 7 7.1.2.2 Funciones secretaria Es la encargada de brindar apoyo necesario a las actividades de la dirección y de los distintos departamentos. 7.1.2.3 Funciones de administración Tendrá como funciones principales son el control de personal y la coordinación, contabilidad, realizar análisis de costos planillas de sueldos, compras y pagos por otras actividades. Por lo mencionado anteriormente el cargo deberá estar destinado a un profesional con experiencia en la rama contable y administrativa. 7.1.2.4 Funciones del departamento de comercialización Tendrá como responsabilidad la promoción, comercialización, la distribución y la generación de pedidos para la venta de los productos. Su función será muy importante ya que a través de este departamento se generaran las posibilidades de un rápido o lento incremento de la producción, mediante un mayor o menor número de pedidos de venta. Este departamento deberá estar a cargo de un experto en marketing. 7.1.2.5 Funciones del departamento de producción Este departamento estará a cargo del gerente de producción que tendrá a su mando las áreas de control de calidad y el área de mantenimiento, el encargado tendrá la responsabilidad de elaborar planes de producción, control y avance de cada proceso, controlar el estado del manejo de almacenes tanto de materia prima como de insumos y de productos terminados. También estará en estrecha relación con el departamento de comercialización con la finalidad de coordinar la planificación previa de la producción, en base a los volúmenes de ventas, velando siempre en cada momento mantener la calidad del producto. Tomando en cuenta las anteriores consideraciones es necesaria la exigencia de un profesional idóneo con conocimientos en la industria.

139

Estructura Organizacional y Planificación de la Ejecución del Proyecto / Capitulo 7 7.1.3 Costo de los recursos humanos Para poder realizar la evaluación financiera, se deberá tomar en cuenta un estimado de costo de los recursos humanos, el cual tendrá el proyecto para ser ejecutado. Para poder asignar el líquido pagable a cada puesto de trabajo se deberá tener en cuenta la importancia y la dificultad del puesto y el grado de formación que se requiera. Además, también se deberá tomar en cuenta los aspectos de la legislación laboral actualmente vigentes en el país. Dentro las obligaciones patronales que toda empresa legalmente establecida empres deberá cumplir tenemos: a. Aportes laborales.- FCI = 10%, riesgo común= 1.71%, AFP=0.5%, aporte solidario=0.5%, total aportes laborales 12.71% b. Aportes

patronales.-

CNS=10%,

aporte

a

la

vivienda=2%,

riesgo

profesional=1.71%, aporte patronal solidario 3%, total aportes patronales = 16.71% c. Previsiones sociales.- Aguinaldo =8.33, indemnización=8.33, prima=8.33 total previsiones sociales=25% En total los aporte patronales, y derechos sociales que el empleador deberá cancelar es de 41.71% del salario liquido pagable36. Por otro lado, el artículo 60 del decreto supremo N°21060, dice que, en sustitución de toda otra forma porcentual de aplicación del bono de antigüedad, se establece la siguiente escala única aplicable a todos los sectores laborales, como se muestra en la tabla 7.1

36

Villarroel Vargas (2016) Contribuciones a cargo del empleador, recuperado de : http://vilegal.com/portal/index.php/ct-menu-item-14/30-contribuciones-al-seguro-social-obligatorio-bolivia

140

Estructura Organizacional y Planificación de la Ejecución del Proyecto / Capitulo 7

Cuadro 7. 1: Bono de antigüedad de los trabajadores Años

Porcentaje

2a4

5%

5a7

11%

8 a 10

18%

11 a 14

26%

15 a 19

34%

20 a 24

42%

25 o mas

50%

Fuente: DS N°21060 A continuación se determinara el costo estimado de los recursos humanos, sin tomar en cuenta el bono de antigüedad, puesto que es un costo correspondiente a partir del segundo año, ya que hasta los 2 años de trabajo no se recibe nada.

141

Estructura Organizacional y Planificación de la Ejecución del Proyecto / Capitulo 7 Cuadro 7. 2 Detalle de costos de recursos humanos en el primer año del proyecto (Expresado en $us)

Descripción

Personal Requerido

sueldo mensual

Aportes patronales, beneficios sociales 41,71%

costo total mes

costo total anual

Gerencia General

1

900

375,39

1275,39

15304,68

Secretaria

1

350

145,985

495,985

5951,82

Contador

1

500

208,55

708,55

8502,6

gerente de ventas

1

600

250,26

850,26

10203,12

Encargado de ventas(CBBA,LPZ,STZ)

3

450

187,695

1913,085

22957,02

Chofer

1

350

145,985

495,985

5951,82

Ayudante

1

300

125,13

425,13

5101,56

Gerente de producción

1

600

250,26

850,26

10203,12

Personal técnico

1

400

166,84

566,84

6802,08

Licenciado Químico

1

600

250,26

850,26

10203,12

Operarios

7

300

125,13

2975,91

35710,92

Encargado de almacenes

1

450

187,695

637,695

7652,34

Portero

1

300

125,13

425,13

5101,56

12470,48

149645,8

Total

142

Estructura Organizacional y Planificación de la Ejecución del Proyecto / Capitulo 7

Cuadro 7. 3 Proyección de costos de mano de obra (expresado en $us) Costo total de mano de obra anual

Descripcion del cargo 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

15304,7

15319,0

15333,4

15347,8

15379,4

15350,7

15365,0

15416,7

15468,5

15520,2

Secretaria

5951,8

5966,2

5980,6

5994,9

6026,5

5997,8

6012,2

6063,9

6115,6

6167,3

Contador

8502,6

8517,0

8531,3

8545,7

8577,3

8548,6

8562,9

8614,7

8666,4

8718,1

gente de ventas

10203,1

10217,5

10231,9

10246,2

10277,8

10249,1

10263,5

10315,2

10366,9

10418,6

Encargado de ventas (CBBA,LPZ,STZ)

22957,0

22971,4

22985,8

23000,1

23031,7

23003,0

23017,4

23069,1

23120,8

23172,5

Chofer

5951,8

5966,2

5980,6

5994,9

6026,5

5997,8

6012,2

6063,9

6115,6

6167,3

Ayudante

5101,6

5115,9

5130,3

5144,7

5176,3

5147,5

5161,9

5213,6

5265,4

5317,1

10203,1

10217,5

10231,9

10246,2

10277,8

10249,1

10263,5

10315,2

10366,9

10418,6

6802,1

6816,4

6830,8

6845,2

6876,8

6848,1

6862,4

6914,1

6965,9

7017,6

Licenciado Quimico

10203,1

10217,5

10231,9

10246,2

10277,8

10249,1

10263,5

10315,2

10366,9

10418,6

Operarios

35710,9

35725,3

35739,7

35754,0

35785,6

35756,9

35771,3

35823,0

35874,7

35926,4

Encargado de almacenes

7652,3

7666,7

7681,1

7695,4

7727,1

7698,3

7712,7

7764,4

7816,1

7867,9

Portero

5101,6

5115,9

5130,3

5144,7

5176,3

5147,5

5161,9

5213,6

5265,4

5317,1

Gerencia General

Gerente de producción personal técnico

Total

149645,8 149832,5 150019,3 150206,1 150617,0 150243,5 150430,2 151102,7 151775,1 152447,5

143

Estructura Organizacional y Planificación de la Ejecución del Proyecto / Capitulo 7 7.2 Planificación de la ejecución del proyecto La planificación es la programación de actividades con el debido tiempo para la organización o su realización, se refiere a la coordinación de todo tipo de esfuerzos y recursos institucionales. Estudiando con anticipación los objetivos, metas que se requieren alcanzar. La adecuada planificación permite el mejor desempeño de los trabajadores y de las diferentes dependencias de la organización, así mismo el adecuado uso de los recursos. Además, permite tomar direcciones más congruentes, controlar las diferentes situaciones o reacciones de mejor forma cuando se presentan situaciones inesperadas. 7.2.1 Cronograma de actividades El cronograma de actividades propuesto para el proyecto está preparado para que sea desarrollado en el tiempo de un año o su equivalente en meses desde el momento en que se empiecen a realizar las gestiones financieras. De esta manera mediante un diagrama de Gantt, en la figura 7.2 y un diagrama CPM en la figura 7.3 se muestra el cronograma de actividades y la ruta crítica propuesto para el proyecto. 7.2.2 Calendario para la ejecución del proyecto El calendario escogido para efectuar la ejecución del proyecto se lo llevara a cabo en el lapso de 12 meses es decir en el año 0 del proyecto, para tal efecto se plantea tres etapas, cada una de estas etapas se pueden apreciar en el anterior cuadro, estas etapas son:  Gestión del proyecto  Emplazamiento  Puesta en marcha

144

Estructura Organizacional y Planificación de la Ejecución del Proyecto / Capitulo 7 7.2.2.1 Gestión del proyecto Esta primera etapa se la realizara en el lapso de tres meses, comprende la gestión legal, que se realizara durante este periodo de tiempo y la planificación con el equipo ejecutor, este último empezara sus actividades a partir del segundo mes. Y estará a cargo de efectuará la planificación de todas las actividades a seguir para la puesta en marcha del proyecto, 7.2.2.2 Emplazamiento En el emplazamiento se prevé, la compra del terreno, las conexiones, servicios, obras civiles, compra de equipos, maquinarias y su instalación, el alquiler y acondicionamiento de los centros de distribución o tiendas en los otros dos departamentos, para tal efecto se plantea su inicio el segundo mes hasta la finalización del último mes del año cero 7.2.2.3 Puesta en marcha En esta última etapa se pretende ejecutar la fase de contratación, capacitación, pruebas requeridas y la operación de la planta, por ello se da un tiempo aproximado de 4 meses iniciando el mismo en el noveno mes, hasta la finalización del año cero. Es importante indicar que la operación de la planta debe estar lista ya en los últimos dos meses de esta etapa, para así comenzar la producción en el año 1. Las pruebas realizadas en estos meses, y después de pasar por un exhaustivo control de calidad, deben ser enviadas a posibles compradores para mostrar la futura calidad del producto

145

Estructura Organizacional y Planificación de la Ejecución del Proyecto / Capitulo 7 Figura 7. 2 Diagrama de Gantt para la ejecución del proyecto Meses (año Cero) Detalle 1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12

Gestión del proyecto Gestión legal Planificación con equipo ejecutor Emplazamiento Compra de terreno Conexiones Servicios básicos Obras civiles Compra de maquinaria y equipos Instalación de maquinaria y equipos Acondicionamiento de instalaciones Puesta en marcha Contratación de personal Capacitación de personal Pruebas iniciales Operación de la planta Cuadro 7. 4 Actividades de la planificación de la ejecución del proyecto Código A B C D E F G H I J K L M

Detalle Gestión legal Planificación con equipo ejecutor Compra de terreno Conexiones Servicios básicos Obras civiles Compra de maquinaria y equipos Instalación de maquinaria y equipos Acondicionamiento de instalaciones Contratación de personal Capacitación de personal Pruebas iniciales Operación de la planta

1 1 1 3 3 7

Actividad previa A B C C C

Actividad siguiente B C D,E,F G G G

2

D,E,F

H

3

G

I

2

H

J

1 2 2 2

G J H K

K L M -

Duración

146

Estructura Organizacional y Planificación de la Ejecución del Proyecto / Capitulo 7

Figura 7. 3 Diagrama CPM

147

CAPITULO 8

IMPACTO AMBIENTAL

Impacto Ambiental / Capitulo 8 8.1 Identificación y análisis de impactos ambientales positivos y negativos 8.1.1 Descripción del proyecto 8.1.1.1 Marco general La instalación de la planta se localizara en la zona de Suticollo perteneciente al municipio de Sipe Sipe. de acuerdo a lo determinado en capítulos anteriores, este lugar es el más apropiado para el emplazamiento de la planta. 8.1.1.2 Descripción de la fase de estudio En el proceso de estudio se analizan aspectos ambientales que pueden repercutir en el análisis técnico y financiero del proyecto y en la implementación del mismo. 8.1.1.3 Descripción de la fase de implementación El proceso de implementación contempla varias actividades simultáneas y sucesivas, dentro las cuales las que pueden producir un impacto son:  Adquisición del terreno  Preparación y limpieza del terreno  Obras civiles  Generación de mano de obra  Conclusión de obras  Traslado y ubicación de la maquinaria y equipos en los correspondientes ambientes 8.1.1.4 Descripción de la fase de operación y mantenimiento La etapa de operación de la planta contempla varias actividades, y dentro las que más se pueden considerar son las siguientes:  Demanda de insumos(energía eléctrica, gas natural y colorantes)  Abastecimiento de materia prima  Proceso de producción  Gestión de residuos

149

Impacto Ambiental / Capitulo 8 8.1.1.5 Descripción de las actividades futuras y relacionadas Dentro las actividades futuras que se pueden avizorar con la implementación del proyecto de inversión son las siguientes:  Ampliación y mejoras  Desarrollo en el sector  Progreso 8.2 Valoración de los impactos Para la valoración y explicación de los impactos ambientales se toman en cuenta los criterios de la valoración según el manual de gestión ambiental ver Anexos. a) Directos Fase de ejecución, construcción de la planta será en la zona de Suticollo, motivo por el cual no generara daños a los habitantes, vegetación y animales. Fase de operación, en esta fase existirá unos extractores de aire y unas mangas que atrapen las partículas en suspensión de yeso evitando afectar a los animales vegetales y a la salud de los habitantes. b) Indirectos En la fase de ejecución y operación no se tienen impactos negativos porque el proyecto no afectara al decaimiento de la zona. En cuanto a la explotación de materia prima, se tiene que el año 1995 se extrajo de las canteras aproximadamente 69060 toneladas37, para la elaboración de yeso de construcción, en comparación a estos volúmenes, el proyecto representa tan solo un 1% de esta explotación total, por lo tanto el proyecto no genera ningún impacto ambiental en cuanto a la explotación de materia prima se refiere.

37

Fernández A. Lucy. (1996). Modelos productivos de yeso en Pirque, (Tesis de Pregrado). Cochabamba, Bolivia

150

Impacto Ambiental / Capitulo 8 c) temporal Fase de ejecución, este tipo de impacto puede darse en la fase de construcción de la planta debido a la emanación de partículas en suspensión y la producción de escombros. d) Permanente Fase de operación, durante la elaboración del producto se generaran partículas en suspensión, polvo y vapor de agua generados por la deshidratación. e) Regional Fase de ejecución y operación, no se identifica este tipo de impacto en el proyecto. f) Localizado Fase de ejecución, en esta fase se generaran impactos negativos como polvos y ruido. Fase de operación, en esta fase se generaran gases y desperdicios. g) Reversible Fase de ejecución y operación, no se identifica este tipo de impacto en el proyecto h) Irreversible Fase de ejecución y operación, el proyecto no generara este tipo de impacto. i) Recuperables Fase de ejecución y operación, polvo. j) Irrecuperables Fase de ejecución y operación, no se identifica este tipo de impacto en el proyecto. 8.2.1 Criterios de valoración de los impactos ambientales En la siguiente tabla se muestran los criterios de valoración de los impactos ambientales.

151

Impacto Ambiental / Capitulo 8 Cuadro 8. 1 Criterios de valoración de los impactos ambientales

Impacto

Magnitud o valor del impacto

Criterio del impacto

Positivo bajo

1

Cuando los impactos muestran que levemente mejoran el medio ambiente

Positivo

2

Cuando lo impactos mejoran el medio ambiente

Altamente positivo

3

Negativo bajo

-1

Negativo

-2

Altamente negativo

-3

Cuando los impactos mejoran sustancialmente el medio ambiente

Cuando la recuperación de las condiciones originales requiere poco tiempo y no se precisan de medidas correctivas o de mitigación

Cuando la recuperación de las condiciones originales requiere cierto tiempo y suelen aplicarse medidas correctivas o de mitigación a un costo bajo y de tipo preventivo Cuando la magnitud del impacto exige la aplicación de medidas correctivas o de mitigación, a fin de lograr la recuperación de las condiciones iniciales o para su adaptación a nuevas condiciones ambientales aceptables

Fuente: Manual de gestión ambiental En el cuadro siguiente se muestra la valoración de los impactos negativos y positivos en los que incurre el proyecto.

152

Impacto Ambiental / Capitulo 8 Cuadro 8. 2 Impactos Positivos y negativos del proyecto

Impactos

Altamente Altamente Altamente Altamente Altamente Altamente positivo(+3) positivo(+2) positivo(+1) negativo(+3) negativo(+2) negativo(+1)

Directos

X

Indirectos

X

X

Temporal

X

Permanente

X

Regional

-

-

-

Localizado

-

-

X

Reversible Irreversible Recuperables

X

Irrecuperables Total

+6

-5

En la figura siguiente se grafican los valores positivos y negativos de los impactos ambientales indicados, que siempre estarán comprendidos dentro de la región definida por la recta “condición de la frontera”, en alguna de las cuatro áreas que corresponden a cada una de las categorías ambientales de los proyectos.

153

Impacto Ambiental / Capitulo 8 Figura 8. 1 Representación gráfica de los impactos ambientales del proyecto

Fuente: Elaboración propia Según la figura anterior el proyecto pertenece a la categoría 3, puesto que los valores de los impactos negativos se encuentran en la misma y son de baja magnitud. Estos impactos pueden ser mitigados y controlados a través de medidas correctivas de fácil. 8.2.2 Categorización del proyecto Según el artículo 17 en función a lo dispuesto por los artículos presentes y de los artículos 25 y 27 de la Ley N°1333(Ley de Medio Ambiente), se utilizara el Procedimiento Computarizado de Evaluación de Impactos Ambientales (PCEIA) que representan un componente del Sistema Nacional de Evaluación de Impacto Ambiental para categorizar el nivel de EEIA requerido para los proyectos, obras o actividades, como sigue según el RASIM (Reglamento Ambiental del Sector Industrial): Categoría 1: Aquellos que requieren de un Estudio de Evaluación de Impacto Ambiental (EEIA) analítico científico.

154

Impacto Ambiental / Capitulo 8 Estarán sometidos a este nivel, todos los proyectos, obras o actividades, públicos o privado, que así se determine mediante la aplicación de la metodología de identificación de impactos Ambientales (IIA) de la ficha Ambiental a través del PCEIA. Categoría 2: Aquellos que requieren un Estudio de Evaluación de Impacto Ambiental (EEIA) analítico específico. Estarán sometidos a un EEIA analítico específico todos los proyectos, obras o actividades, públicos o privados que de acuerdo con la metodología de IIA de la FA, causen efectos significativos al ambiente en uno o algunos de los factores ambientales. Categoría 3: Aquellos que requieren solamente del planteamiento de Medidas de Mitigación la formulación del Plan de Aplicación y Seguimiento Ambiental. Requieren de lo señalado los proyectos, obras o actividades, públicos o privados, que por aplicación de la metodología IIA de la FA, se determine que sus impactos no sean considerados significativos y requieren de medidas de mitigación precisas, conocidas t fáciles de implementar. Categoría 4: Aquellos que por aplicación de la metodología de IIA de la FA se determine que no requieran de EEIA, ni de planteamiento de Medidas de Mitigación, ni de la formulación del Plan de Aplicación y Seguimiento Ambiental. Pertenecen a esta categoría. Obras Construcción y demolición de bienes inmuebles unitarios o unifamiliares en áreas urbanas autorizadas; conservación, rehabilitación, reparación, mantenimiento o modificaciones de bienes inmuebles unitarios o unifamiliares en áreas urbanas autorizadas y pozos someros o aislados para abastecimiento de agua en el medio rural. Actividades Servicios financieros como bancos, financieros similares; empresas de seguros y reaseguros; servicios en general (correos, telégrafos, servicios telefónicos); comercio minorista en forma individual; educativas; de beneficencia; religiosas, de servicio social, cultural y deportivo; artesanales en el medio urbano, cuando cuentan con autorización de

155

Impacto Ambiental / Capitulo 8 la entidad local de saneamiento básico; salud; nutrición; desarrollo institucional y asistencia técnica. Los proyectos, obras o actividades, públicos o privados, no considerados en el listado, deben aplicar la metodología de IIA de la FA (PCEIA) para identificar la respectiva categoría de EEIA. Formulación de registro ambiental industrial (RAI) Es el registro mediante el cual se obtendrá información general ambiental de la industria en proyecto y en operación. El registro y las clasificaciones por el riesgo de contaminación que constituye el instrumento para la categorización de las actividades industriales, el formulario RAÍ se muestra en el anexos. o

Para la presentación del formulario RAI se requiere lo siguiente:

o

Carátula de expediente de Bs 5 y timbres por 120 Bs.

o

Carta dirigida al director de medio ambiente (con una copia)

o

Bajar el formulario RAI: http/industria.produccion.gob.bo (llenar 3 ejemplares)

o

Fotocopia del NIT

o

Fotocopia de C.I. del representante legal

o

Fotocopia de aviso de cobranza de agua y luz

o

Fotocopia de plano de uso de suelo aprobado por desarrollo territorial

o

Fotocopia del acta de constitución (sociedades)

o

Fotocopia de poder que da a la sociedad al representante legal

o

Registro nacional de consultores ambientales (RENCA) actualizado del consultor.

8.3 Análisis de medidas de mitigación de los impactos negativos Las medidas de mitigación a los impactos negativos, principalmente se la efectuara a aquellos factores que tengan un efecto negativo durante la fase operación.

156

Impacto Ambiental / Capitulo 8 Cuadro 8. 3 Resumen de Impactos Impactos

Impacto generado

Explicaciones y observaciones

Erosión

Negativo

Existe la posibilidad de erosionar la tierra, específicamente el área destinada al acondicionamiento. Recepción y almacenado de la materia prima, pero es considerado como efecto mínimo.

Uso de la tierra comercial

Positivo

En la fase operativa del proyecto generara mayor valor en el transcurso del tiempo, por aumentar el valor comercial de la zona.

Uso de Tierra Industrial

Positivo

Tanto en la fase de construcción de la planta, como en la fase operativa, genera un impacto positivo por el hecho de que es una planta industrial desinada a dar empleo, generar fuentes de trabajo y generar un valor agregado a las materias primas, además que se pretende reemplazar a las importaciones del producto.

Óxidos

Negativo

Como producto de la deshidratación del yeso mineral se genera en pequeñas cantidades oxido de calcio, por el contacto que logran tener algunas partículas pequeñas de yeso mineral con la llama del quemador.

Partículas

Negativo

Durante la fase de construcción de generan partículas que representan un impacto mínimo sobre el medio ambiente. Por otro lado durante la fase de operación se generaran partículas principalmente en los procesos de recepción y acondicionamiento de la materia prima, triturado y molido, el impacto es mínimo o moderado.

Gases

Negativo

Como producto de la deshidratación del yeso mineral, se genera cantidades considerables de vapor de agua. Que arrastran consigo oxido de calcio, partículas de mineral y están mezcladas con dióxido de carbono resultante de la combustión en el quemador.

Basuras

Negativo

Todo tipo de construcción produce deshechos y basura, esto genera

la

un impacto negativo, pero es leve y remediable.

157

Impacto Ambiental / Capitulo 8 Durante el proceso de operación las basuras que se generaran son mínimas al igual que los desperdicios, por lo que se considera un impacto mínimo

Camiones

Positivo

Se generara un incremento en la circulación de camiones necesarios para el transporte tanto de la materia prima como del producto terminado

Movimiento

Positivo

Como consecuencia del volumen

de producción se generara

movimiento vehicular necesarias para el traslado de trabajadores, clientes, materia prima y el producto terminado

158

Impacto Ambiental / Capitulo 8 Cuadro 8. 4 Medidas mitigantes a factores negativos Factor

Medidas Mitigantes

Planes de Seguimiento

Partículas

Como resultado del molido y el manipuleo del material se generan polvos en el interior y fuera de la planta pero en cantidades aceptables para el normal desenvolvimiento del personal. Medidas como la implementación de filtros que atrapan las partículas de polvo, instalación de extractores de aire y el uso de la ropa de trabajo adecuado servirán para subsanar estos inconvenientes.

Investigar formas de aislar los equipos o los ambientes donde se generan polvos.

Gases

La mayor parte de los residuos gaseosos están compuestos por el vapor de agua, la cual está mezclado con el dióxido de carbono y arrastra consigo tanto partículas de materia prima como productos de resultantes de la deshidratación, como ser el óxido de calcio, trióxido de azufre. Esto podría reducirse con la instalación de unas chimeneas en el área de deshidratación tanto en la vía seca que es el horno rotatorio y la vía húmeda que se lo realiza en el autoclave, instalando también unos filtro al interior de las chimeneas con el fin de que atrapen las partículas mencionadas anteriormente. También se recomienda al operador el uso de mascara de protección con el fin de evitar cualquier riesgo.

Control de uso de equipos de protección personal y limpieza y mantenimiento de ductos de aire y extracción

Óxidos

La generación de óxidos está supeditada principalmente por el ingreso de partículas de impurezas en el proceso de deshidratación, esto podría reducirse haciendo una limpieza o selección de impurezas en la etapa de almacenamiento de la materia prima

Revisión y limpieza del material al momento de la recepción y respectivo almacenamiento.

159

Impacto Ambiental / Capitulo 8 Para la emisión de gases que se deprenden durante el proceso de deshidratación, que podría representar el factor más contaminante, es necesario investigar la instalación de filtros en la chimenea y por otro lado impedir el ingreso de impurezas a través de la preparación en la etapa de recepción y acondicionamiento de la materia prima. El proyecto al pertenecer a la categoría 3 donde no se requiere la evaluación del impacto ambiental específico, pero si planteamientos de medidas de mitigación, que se plantearon en el cuadro anterior, por esto se puede concluir que el proyecto no genera mayores problemas al medio ambiente, como también no afecta ecológicamente a ninguna especie.

160

CAPITULO 9

EVALUACION FINANCIERA

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Introducción La evaluación financiera desde el punto de vista del inversionista, es quizá el aspecto más importante ya que permite medir la rentabilidad de todas las inversiones, es decir hasta qué punto los ingresos generados por el proyecto superan los costos del mismo, frente a la posibilidad de invertir en otras opciones, los datos se manejan en dólares ($us) a un tipo de cambio de 6,96Bs. Completados todos los elementos necesarios para el estudio de factibilidad, se analizara los flujos de ingresos y egresos en el tiempo, basándose en el método de actualización, calculando la rentabilidad a través de la tasa interna de retorno (TIR), en valor actual neto (VAN), para lo cual es indispensable estableces las corrientes de liquidez, y determinar si es posible recuperar los recursos en el tiempo, así como también la relación beneficio costo (B/C) También en el presente capitulo, se define la estructura financiera, indicando las fuentes del financiamiento y de ser mediante un préstamo bancario, se procede a realizar el cuadro de servicio a la deuda. 9.1 Costos totales de inversión 9.1.1 Inversión activos fijos Las inversiones se realizaran anualmente y estarán sujetas a un plan de inversiones, estas inversiones es posible concentrarlas en tres grandes grupos, las inversiones en activos fijos que comprenden las inversiones hechas en terrenos, obras civiles, maquinaria y equipos, los cuales fueron detallados en anteriores capítulos, a continuación se detallan las inversiones en activos fijos

162

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Cuadro 9. 1 Inversión activo fijos (Expresado en $us) Descripción Monto Terrenos 39600 Obras civiles 66000 Maquinarias 84040 Equipos Auxiliares 20150 Equipos de oficina 13287,816 Vehículos 27800 Total inversión activo fijo 250877,82 Fuente: Elaboración propia La depreciación para cada uno de los ítems se detalla a continuación en el cuadro 9.2, y es calculado de acuerdo a las normas vigentes de depreciación en el País. Como en bien sabido la depreciación como partida es más un costo que un gasto, puesto que la acción no implica un desembolso físico de dinero, sino hasta que exista la renovación de activos. Cuadro 9. 2 Depreciación de los activos fijos

Descripción Maquinaria Obras civiles Equipos auxiliares Equipos de oficina Vehículos Total acumulado

Monto 84040 66000 20150 13288 27800 211278

(Expresado en $us) Años de % de Depreciación vida depreciación anual útil 8 40 8 10 5

12,5% 2,5% 12,5% 10,0% 20,0%

Valor Residual

10505,00 63030,00 1650,00 49500,00 2518,75 15112,50 1328,78 0,00 5560,00 0,00 21562,53 127642,50

Fuente: Elaboración propia 9.1.2 Inversión activo diferido Los activos diferidos son un conjunto de bienes necesarios para el funcionamiento de la empresa. Las cuales se realizaran una etapa previa a la operación del proyecto en el siguiente cuadro se detallas las inversiones en activos diferidos.

163

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Cuadro 9. 3 Inversión en activo diferido (expresado en $us) Honorarios consultores Ejecución y supervisión general Supervisión construcción de obras civiles supervisión y montaje Gastos previos a la producción Viajes y viáticos Instalaciones provisionales Costos de cotizaciones Capacitación Previsiones sobre suministros Gastos de iniciación y puesta en marcha Pruebas y ensayos Imprevisto (10%) Total activos diferidos

23500 15000 5000 3500 15472,25 4000 3300 1172,25 3000 4000 4000 4000 6445,8375 49418,088

Fuente: Elaboración propia Esta partida no se deprecian si no se castigan en el transcurso del tiempo (5 años), por lo tanto en el cuadro 9.3 nos muestra las consideraciones de tales erogaciones Cuadro 9. 4 Amortización del activo diferido (Expresado en $us) Detalle Activo diferido

Monto

% de amortización

49418,088

20%

Amortización anual

años 5

9883,6175

Fuente: Elaboración propia 9.1.3 Inversión de capital de trabajo La inversión en capital de trabajo corresponde al conjunto de recursos necesarios, en forma de activos corrientes, para la operación normal del proyecto durante un ciclo productivo. Para el cálculo del capital de trabajo se utilizó el método de periodo de desfase que se muestra en la siguiente ecuación:

164

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Capital de trabajo =

x Número de días de desfase

En el costo total no se debe incluir las depreciaciones y en este caso el periodo de desfase se considerara 45 días para el proyecto. Capital de trabajo = Capital de trabajo = 24771.93 En el cuadro 9.5 se puede observar la inversión en capital de trabajo al inicio del proyecto y su respectivo incremento a lo largo de los 10 años, también se pueden observar las reinversiones necesarias en activos fijos. Cuadro 9. 5 Costo de inversión total requerida (Expresado en $us) Descripción

Monto

Terrenos

39600

Obras civiles

66000

Maquinarias

84040

Equipos Auxiliares

20150

Equipos de oficina

13287,816

Vehículos

27800

Total inversión activo fijo

250877,82

Activo diferido

49418,088

Capital de trabajo

24771,93

Total inversiones

325067,83

Fuente: Elaboración propia

165

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Cuadro 9. 6 Inversiones requeridas a lo largo de los 10 periodos (Expresado en $us)

Años Detalle 0 Capital de trabajo

24771.93

1

2

3

4

5

6

7

1013.60 683.41 683.41 711.04 720,92 614.32 23,03

Inversión activo fijo 250877,82

27800

8 82.90

9 10 82.90

104190

Fuente: Elaboración propia 9.2 Financiamiento del proyecto El financiamiento está referido a cubrir los requerimientos económicos del proyecto para que entre en funcionamiento. De esta forma para fines de la implementación de la planta se ha tomado como estructura del financiamiento dos principales fuentes de captación de recursos. Se planea contar con un aporte propio de un 80% requerido y el resto se accederá a un crédito bancario denominado crédito productivo en una entidad financiera a un plazo de 8 años y una tasa de interés del 11,5% anual. El monto total requerido para el proyecto asciende a 325067.83 $us con un préstamo de 65013.6 que equivale al 20%. De esta manera, el servicio a la deuda que determina los aportes en amortización y que el proyecto debe hacer, así como el costo financiero por uso de recursos ajenos, en este caso de una entidad bancaria regional se detalla en el cuadro siguiente.

166

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Cuadro 9. 7 Determinación del servicio a la deuda (expresado en Sus) Periodo

Monto

0 1 2 3 4 5 6 7 8 totales

65013,57 56886,87 48760,17 40633,48 32506,78 24380,09 16253,39 8126,70 0,00

Amortización

Interés

Total a pagar

8126,70 8126,70 8126,70 8126,70 8126,70 8126,70 8126,70 8126,70 65013,57

7476,56 6541,99 5607,42 4672,85 3738,28 2803,71 1869,14 934,57 33644,52

15603,26 14668,69 13734,12 12799,55 11864,98 10930,41 9995,84 9061,27 98658,09

Fuente: Elaboración propia 9.3 Costos totales de producción Los costos totales de producción son aquellos costos en los que incurrirá el proyecto a lo largo de su vida útil, se desarrollaran a continuación ampliamente. Para la determinación de los costos de producción, se agruparan en costos fijos y variables, los costos variables están conformados principalmente por el departamento de producción y comercialización, los costos fijos están conformados por la mano de obra indirecto que en su mayoría se encuentra dentro el área administrativa de la planta. 9.3.1Departamento de producción El departamento de producción se considera el centro de los costos más importantes, esto porque permiten la realización del producto, además de ser un reflejo de la ingeniería del proyecto, abarca la materia prima e insumos, energía eléctrica, y el capital de trabajo. 9.3.1.1 Costo de Materia prima e insumos Materia prima Para determinar los costos incurridos en la materia prima(yeso mineral) antes se debe determinar la cantidad de producción anual a lo largo de los 10 años de funcionamiento del proyecto, partiendo de una producción de 25,03.% de la demanda total nacional para 167

Evaluación Financiera / Capitulo 9 el primer año de financiamiento y tomando en cuenta que la planta en un inicio funcionara a un 50% del total de capacidad, previendo un crecimiento anual que se detalla en el siguiente cuadro, se tiene las proyecciones de producción, que nos servir de base para hallar la cantidad de materia prima requerida. En base al cuadro 9.7 se puede calcular la demanda de materia prima o yeso mineral, se debe en cuenta que el yeso piedra tiene un 13,54% de perdida en peso, esto quiere decir que del total de materia prima que entra en el autoclave, solo se obtiene un 86,46% que se transforma en hemihidrato α. En el caso del yeso parís se tiene una perdida en peso del 15,66%, lo cual nos indica que se obtiene un 84,34% del total del yeso mineral en peso que ingresa al horno rotatorio, tomando en cuenta estas consideraciones, se elaboró el cuadro 9.10 donde se determinó la demanda total de materia prima para ambos productos. Cuadro 9. 8 Proyección de la producción en base al crecimiento proyectado de la cantidad de producción

Programa de producción

Año

Producción (Kg) Yeso piedra

Yeso parís

Producción en bolsas de 25 Kg Yeso piedra

Yeso parís

1

45%

115074,96

230021,22

4602,9984

9200,8488

2

60%

153433,28

306694,96

6137,3312

12267,798

3

70%

179005,49

357810,7867

7160,2197

14312,431

4

80%

204577,71

408926,6133

8183,1083

16357,065

5

90%

230149,92

460042,44

9205,9968

18401,698

6

100%

255722,13

511158,2667

10228,885

20446,331

7

100%

255722,13

511158,2667

10228,885

20446,331

8

100%

255722,13

511158,2667

10228,885

20446,331

9

100%

255722,13

511158,2667

10228,885

20446,331

10

100%

255722,13

511158,2667

10228,885

20446,331

Fuente: Elaboración propia

168

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Cuadro 9. 9 Demanda anual de la planta de yeso mineral Demanda M.P. (Kg)

Demanda total M.P:

Año Yeso piedra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

133096,18 177461,58 207038,51 236615,44 266192,37 295769,3 295769,3 295769,3 295769,3 295769,3

Yeso parís 272730,88 363641,17 424248,03 484854,89 545461,75 606068,61 606068,61 606068,61 606068,61 606068,61

kg

Tn

405827,06 541102,74 631286,54 721470,33 811654,12 901837,91 901837,91 901837,91 901837,91 901837,91

405,83 541,10 631,29 721,47 811,65 901,84 901,84 901,84 901,84 901,84

Costo total de materia prima 2852,0455 3992,8637 4563,2728 5133,6819 5704,091 5704,091 5704,091 5704,091 5704,091 5704,091

Fuente: Elaboración propia Costo colorante Para diferenciar el yeso piedra del yeso parís, se le añade el ocre amarillo, en una proporción de 4,17% es decir 4,17g por cada 100 g de yeso piedra, el costo por tonelada del ocre amarillo es 1724,13793 $us Cuadro 9. 10 Costo total del colorante (expresado en $us) Año

Toneladas

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

115,07 153,43 179,01 204,58 230,15 255,72 255,72 255,72 255,72 255,72

Cantidad de colorante demandado(Tn)

4,8 6,4 7,46 8,53 9,6 10,66 10,66 10,66 10,66 10,66

Costo total anual de colorante

8273,49 11031,32 12869,88 14708,43 16546,99 18385,54 18385,54 18385,54 18385,54 18385,54

Fuente: Elaboración propia

169

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Costo retardante Para aumentar el tiempo de fraguado del yeso piedra, se usa el bórax (sal de boro), se añade en una proporción de 1%, el costo por tonelada del bórax es 3448,27586 $us Cuadro 9. 11 Costo total de retardante (expresados en $us)

Año

Toneladas

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

115,07496 153,43328 179,00549 204,57771 230,14992 255,72213 255,72213 255,72213 255,72213 255,72213

Cantidad de colorante demandado (Tn)

1,15 1,53 1,79 2,05 2,30 2,56 2,56 2,56 2,56 2,56

Costo total anual por colorante

3968,10 5290,80 6172,60 7054,40 7936,20 8818,00 8818,00 8818,00 8818,00 8818,00

Fuente: Elaboración propia Costo de los envases Ambos productos serán introducidos en envases de bolsa de papel de 25kg. El costo unitario del envase es de 1,50 Bs los costos totales se pueden observar en el cuadro 9.12.

170

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Cuadro 9. 12 Costo total por envases (expresado en $us) Cantidad de envases

Año 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Costo por envases

13803,85 18405,13 21472,65 24540,17 27607,69 30675,22 30675,22 30675,22 30675,22 30675,22

2974,97 3966,62 4627,73 5288,83 5949,93 6611,04 6611,04 6611,04 6611,04 6611,04

Fuente: Elaboración propia 9.3.2 Servicios Energía eléctrica El suministro de energía eléctrica estará a cargo de la empresa EFEC S.A. contando con la confiablidad necesaria en el abastecimiento, tensión estable y posibilidad de adaptarse a futuros incrementos de carga. Los costos de energía eléctrica para uso industrial son de 0.68 Bs/Kw.hr. tomando en cuenta este precio y la cantidad de consumo de 82.32 Kw/día, se elaboró el siguiente cuadro de costo anual por energía eléctrica. Cuadro 9. 13 Costos por energía eléctrica (Expresado en $us) Demanda anual en Kw-h

Costo total anual

25683,84

4428,25

171

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Agua potable Se requiere agua para el proceso de deshidratado del yeso piedra, en aproximadamente un 80% del peso que entra en el autoclave, el costo de agua por m3 por la zona es de 1.50 BS/m3. Cuadro 9. 14 Costo anual por agua (expresado en $us) Año

agua (m3)

Costos en agua

1

92,06

19,84

2

122,75

26,45

3

143,20

30,86

4

163,66

35,27

5

184,12

39,68

6

204,58

44,09

7

204,58

44,09

8

204,58

44,09

9

204,58

44,09

10

204,58

44,09

Fuente: Elaboración propia Costo por gas natural Actualmente la ANH suministra el millar de pies cúbicos (MPC) a un costo de 2,50 $us para el sector industrial. Tomando en cuenta estos valores se calcularon los costos en gas natural para los años de funcionamiento del proyecto y se muestran en el cuadro 9.14 9.4 Costos de comercialización Para mercado regional se prevé un costo de distribución, lo que se traduce en un costo de combustible y mantenimiento, se consideraran constantes, para el mantenimiento se prevé una suma de 700$us anuales y para el combustible la suma de 2000$us al año.

172

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Cuadro 9. 15 Costos anuales por gas natural (expresado en $us) Gas natural(M3)

Año

Costo por gas natural

1

20941

1850

2

27922

2467

3

32576

2878

4

37229

3290

5

41883

3701

6

46537

4112

7

46537

4112

8

46537

4112

9

46537

4112

10

46537

4112

Fuente: Elaboración propia 9.4.1 Costos de transporte interdepartamental Para este ítem ha sido considerado un costo de 3,50Bs/bolsa para cada uno de los departamentos ya sea Santa cruz o La paz. Del total de producción 345,096 Ton. Al inicio de operaciones, se destinara un 30% al departamento de La Paz y un 30% a Santa cruz, Con esta información se obtuvo el cuadro 9.15. 9.5 Costos de administración Dentro los costos de administración se encuentran principalmente los costos fijo como se suministros de oficinas, servicios de telefonía e internet, y otros gastos generales de administración, cuadro 9.16.

173

Evaluación Financiera / Capitulo 9

Cuadro 9. 16 Costo por flete interdepartamental. (expresado en Sus) Año

Santa Cruz

La Paz

Costo total

1

2082,48

2082,48

4164,95

2

2776,64

2776,64

5553,27

3

3239,41

3239,41

6478,82

4

3702,18

3702,18

7404,36

5

4164,95

4164,95

8329,91

6

4627,73

4627,73

9255,45

7

4627,73

4627,73

9255,45

8

4627,73

4627,73

9255,45

9

4627,73

4627,73

9255,45

10

4627,73

4627,73

9255,45

Fuente: Elaboración propia Cuadro 9. 17 Costos de administración (expresado en Sus) Detalles

Costo

Material de oficina

200

Servicios de telecomunicaciones

350

Gastos generales de administración

300

Total costo anual

850

Fuente: Elaboración propia 9.6 Costo de operación Para el costo de operación se sumó los costos de producción de comercialización, de administración, depreciación y los costos financieros, como se puede observar en el siguiente cuadro:

174

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Cuadro 9. 18 Costos de operación (expresado en $us)

Años

Detalle 1 Costos de producción Costos de comercialización Costos de administración Depreciación Costo financiero Costo de operación

2

3

4

5

169584,64 176417,71 181035,35

185653

26064,95 27453,272 28378,817

9

10

190494,8

194552,1 194738,86 195411,27 196083,7

196756,1

29304,36

30229,91

31155,45 31155,453 31155,453 31155,45 31155,453

5278,25 5278,2483 5278,2483

5278,248

5278,248

5278,248 5278,2483 5278,2483 5278,248 5278,2483

21562,53 21562,532 21562,532

21562,53

21562,53

21562,53 21562,532 21562,532 21562,53 21562,532

4672,85

3738,28

7476,56 6541,9901

5607,42

6

2803,71

7

8

1869,14 934,57001

0

0

229966,93 237253,75 241862,37 246470,99 251303,75 255352,02 254604,23 254342,07 254079,9 254752,33

Fuente: Elaboración propia

175

Evaluación Financiera / Capitulo 9 9.7 Ingresos En el presente proyecto los ingresos están representados por el dinero recibido por concepto de ventas de producto. El precio unitario tanto de yeso piedra como de yeso parís tiene una diferencia de 10% menos a los precios actuales de comercialización. 9.7.1 Evaluación financiera La evaluación financiera del proyecto es precisamente la metodología escogida para determinar las ventajas y desventajas que se pueden esperar de asignar o no recursos hacia objetivos determinados. Toma como punto de partida la organización, estudio y análisis de los diferentes factores de orden económico, técnico, financiero administrativo e institucional considerando la formulación del proyecto. 9.7.2 Evaluación patrimonial del proyecto La evaluación patrimonial del proyecto se valoriza por medio del estado de resultados. En el que se muestra la situación de los ingresos tangibles, versus sus costos tangibles. 9.7.3 Estructura del estado de resultados El estado de resultados permite medir las unidades del proyecto estableciendo el balance entre ingresos y costos tangibles. Los impuestos nacionales al cual está sujeto el proyecto son los tributos directos que efectivamente se tiene que cancelar al Estado, tal es el caso del impuesto al valor agregado (IVA), impuesto a las transacciones (IT), y el impuesto a las utilidades de las empresas (IUE).  IVA, este impuesto grava con un 13% de las ventas de bienes y productos situados en el país.  IT, son aquellos tributos indirectos que efectivamente se tiene que cancelar al Estado, con un 3%.  IUE, Este impuesto es aplicado a empresas que están o no obligados a llevar registros contables y aquellos sujetos que ejercen profesiones libres oficios, este impuesto grava a la utilidad con 25%.

176

Evaluación Financiera / Capitulo 9

Cuadro 9. 19 Estimación de ingresos (expresado en $us) Años Detalle

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Precio de venta Yeso parís

108

108

108

108

108

108

108

108

108

108

Precio de venta Yeso piedra

124,2

124,2

124,2

124,2

124,2

124,2

124,2

124,2

124,2

124,2

Cantidad de bolsas producidas Yeso parís

9200,85

12267,80

14312,43

16357,06

18401,70

20446,33

20446,33

20446,33

20446,33

20446,33

Cantidad de bolsas producidas Yeso piedra

4603,00

6137,33

7160,22

8183,11

9206,00

10228,89

10228,89

10228,89

10228,89

10228,89

Ingresos de Yeso parís

993691,67 1324922,23 1545742,60 1766562,97 1987383,34 2208203,71 2208203,71 2208203,71 2208203,71 2208203,71

Ingresos de Yeso piedra

571692,40

Total ingresos(Bs) Total ingresos($us)

762256,54

889299,29 1016342,05 1143384,80 1270427,56 1270427,56 1270427,56 1270427,56 1270427,56

1565384,07 2087178,76 2435041,89 2782905,02 3130768,14 3478631,27 3478631,27 3478631,27 3478631,27 3478631,27 224911,50

299882,01

349862,34

399842,67

449823,01

499803,34

499803,34

499803,34

499803,34

499803,34

Fuente: Elaboración propia

177

Evaluación Financiera / Capitulo 9

Cuadro 9. 20 Estado de resultados (expresado en $us) Años

Detalle Capacidad de producción de la planta Ingreso bruto IVA(13%) IT(3%)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

45%

60%

70%

80%

90%

100%

100%

100%

100%

100%

224911,50 299882,01 349862,34 399842,67 449823,01 499803,34 499803,34 499803,34 499803,34 499803,34 29238,50

38984,66

45482,10

51979,55

58476,99

64974,43

64974,43

64974,43

64974,43

64974,43

6747,35

8996,46

10495,87

11995,28

13494,69

14994,10

14994,10

14994,10

14994,10

14994,10

ingreso neto ventas

188925,66 251900,89 293884,37 335867,85 377851,33 419834,81 419834,81 419834,81 419834,81 419834,81

Costo de operación

229966,93 237253,75 241862,37 246470,99 251303,75 255352,02 254604,23 254342,07 254079,92 254752,33

Costos de producción

169584,64 176417,71 181035,35 185653,00 190494,78 194552,08 194738,86 195411,27 196083,69 196756,10

Costos de comercialización Costos de administración Depreciación Costo financiero Utilidad Antes de Impuestos e intereses IUE(25%) Utilidad Neta

26064,95

27453,27

28378,82

29304,36

30229,91

31155,45

31155,45

31155,45

31155,45

31155,45

5278,25

5278,25

5278,25

5278,25

5278,25

5278,25

5278,25

5278,25

5278,25

5278,25

21562,53

21562,53

21562,53

21562,53

21562,53

21562,53

21562,53

21562,53

21562,53

21562,53

7476,56

6541,99

5607,42

4672,85

3738,28

2803,71

1869,14

934,57

0,00

0,00

-41041,27

14647,13

52021,99

89396,86 126547,58 164482,79 165230,58 165492,73 165754,89 165082,48

0

3661,78

13005,50

22349,21

31636,90

-41041,27

10985,35

39016,50

67047,64

94910,69 123362,09 123922,93 124119,55 124316,17 123811,86

41120,70

41307,64

41373,18

41438,72

41270,62

Fuente: Elaboración propia

178

Evaluación Financiera / Capitulo 9 Cuadro 9. 21 Estado de resultados y flujo neto de efectivo

Detalle Ingreso bruto IVA(13%) IT(3%) Ingreso neto ventas Costo de operación Utilidad Antes de Impuestos e intereses IUE(25%) Utilidad Neta Depreciación Amortización deuda Inversión activo dif, Amortización activo dif Capital de trabajo Recuperación cap. de trab. Inversión activo fijo Valor residual Préstamo Flujo neto de efectivo

0

1

(expresado en $us) Años 3 4 5

2

6

7

8

9

10

224911,50 299882,01 349862,34 399842,67 449823,01 499803,34 499803,34 499803,34 499803,34 499803,34 29238,50 38984,66 45482,10 51979,55 58476,99 64974,43 64974,43 64974,43 64974,43 64974,43 6747,35 8996,46 10495,87 11995,28 13494,69 14994,10 14994,10 14994,10 14994,10 14994,10 188925,66 251900,89 293884,37 335867,85 377851,33 419834,81 419834,81 419834,81 419834,81 419834,81 229966,93 237253,75 241862,37 246470,99 251303,75 255352,02 254604,23 254342,07 254079,92 254752,33 -41041,27 0,00 -41041,27 21562,53 8126,70

14647,13 3661,78 10985,35 21562,53 8126,70

52021,99 13005,50 39016,50 21562,53 8126,70

9883,62 1013,60

9883,62 683,41

9883,62 683,41

89396,86 126547,58 164482,79 165230,58 165492,73 165754,89 165082,48 22349,21 31636,90 41120,70 41307,64 41373,18 41438,72 41270,62 67047,64 94910,69 123362,09 123922,93 124119,55 124316,17 123811,86 21562,53 21562,53 21562,53 21562,53 21562,53 21562,53 21562,53 8126,70 8126,70 8126,70 8126,70 8126,70 0,00 0,00

49418,09

24771,93

9883,62 711,04

9883,62 614,32

23,03

82,90

82,90

82,90 28749,43

250877,82

27800,00

104190,00 127642,50

65013,57 260054,26 -18735,41

33621,40

61652,54

89656,06

89815,82 136774,90 137275,87

33282,49 145795,80 301766,32

Fuente: Elaboración propia TIR = 25,18 %

VAN = 246249,64$us

B/C = 1,39

179

Evaluación Financiera / Capitulo 9 9.8 Evaluación de la rentabilidad Para evaluar la rentabilidad del proyecto y su rendimiento a la inversión, se construye el flujo operativo de caja. 9.8.1 Flujo operativo de caja El flujo neto de caja es un esquema que presenta una forma orgánica y sistemática para cada una de las erogaciones e ingresos líquidos registrados en el periodo. El principio básico de la evaluación es que el proyecto resulte recomendable en la medida que los beneficios superen a los costos 9.8.2 Indicadores de rentabilidad Una vez construido el flujo operativo de caja se calcularán los indicadores de rentabilidad necesarios para evaluar el rendimiento y el retorno a la inversión que genera el proyecto. 9.8.3 Tasa mínima de aceptación de retorno (TMAR) La tasa mínima aceptable de retorno es el límite inferior para la aceptación de la inversión, establecida por las organizaciones o las personas. Antes de invertir siempre se tiene en mente una tasa de ganancia sobre la inversión propuesta. El TMAR se calculará con la siguiente ecuación TMAR = i+f(i*f) dónde: I = premio al riesgo en el país (4,5%) F = inflación promedio de los últimos cinco años (5,54%) Entonces: TMAR =4,5 +5,54 (0.045*0.0554) TMAR = 10,29%

180

Evaluación Financiera / Capitulo 9 9.8.4 Valor actual neto (VAN) En el proyecto se busca el mayor rendimiento con el menor uso de recursos económicos con el fin de minimizar los riesgos, para ello se realizará el método determinístico VAN. El valor actual neto, es una medida de flujos operativos de caja calculados para todos los años con una tasa de interés fija predeterminada o calculada, denominada tasa mínima aceptable de retorno (TMAR). Para el VAN se consideran los siguientes criterios de evaluación: VAN >0 proyecto rentable VAN =0 proyecto indiferente VAN TMAR proyecto rentable TIR =TMAR proyecto indiferente TIR 1 Proyecto rentable BC =1 Proyecto indiferente BC