ingenieros - UTFSM, Sede Viña del Mar

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA DESARROLLAR UNA
PLANTA DE PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR
ALGAS MARINAS
Alumno:
OSCAR VIDAL AMAYA
CARRERA DE INGENIERÍA DE EJECUCIÓN EN
PROYECTOS DE INGENIRÍA
Profesor Guía:
AUGUSTO VARGAS SCHÜLER
2012
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA DESARROLLAR UNA
PLANTA DE PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR
ALGAS MARINAS
Alumno:
OSCAR VIDAL AMAYA
Profesor Guía:
AUGUSTO VARGAS SCHÜLER
12
Universidad Técnica Federico Santa María
Sede Viña del Mar -José Miguel Carrera
2012
Gráfico 3.9
Variabilidad de Precios de Frutillas Orgánicas,
Ene-2001 a Oct-2003
Gráfico 3.10 Precios Medios de Frutillas Orgánicas, Enero
2001 a Octubre 2003
Gráfico 3.11 Máximos,
Mínimos y Media de precios de
Frutillas Orgánicas
Gráfico 5.1
Sensibilización Respecto del Dólar
Gráfico 5.2
Sensibilización Respecto del Precio
Gráfico 5.3
Sensibilización respecto del Dólar
Gráfico 5.4
Sensibilización Respecto del Precio
Grafico 5.5
Comparativo
VAN
Proyecto
puro
Tabla
Tabla
Tabla
Tabla
Tabla
Tabla
Tabla
8-2.
8-3.
8-4.
8-5.
8-6.
8-7.
8-8.
Valor de Desecho
Flujo de caja
Financiamiento 25%
Financiamiento 50% y 75%
Flujo de Caja 25% financiamiento
Flujo de Caja 50% financiamiento
Flujo de Caja 75% financiamiento
Versus
Proyecto Fianciado
12
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 3.1
Variedad Camarosa
Figura 3.2
Embalaje
Tabla 8-1. Total Depreciaciones
11
ÍNDICE DE FIGURAS
RESUMEN
Figura 1-1.
El ciclo mundial del carbono
Keywords: Biodiesel, Biocombustibles, Biotecnología, Algas, Prefactibilidad,
Figura 1-2.
Terreno propuesto en Puchuncavi
Proyectos de Ingeniería.
Figura 1-3.
Producto Biodiesel a partir de algas
Figura 2-1.
Reacción de Trastesterificación
La presente investigación busca evaluar la factibilidad técnica y
Figura 2-2.
Micrografía de las microalgas
económica de instalar una planta de producción de Biodiesel utilizando como
Figura 2-3.
Esquema de pileta de producción de microalgas
materia prima aceite de microalgas marinas. Para esto se desarrolló el
Figura 2-4.
Esquema de pileta de producción de microalgas
diseño del proyecto de inversión, analizando cualitativa y cuantitativamente
Figura 2-5.
Esquema de producción de microalgas a gran escala
el mercado de los Biocombustible y Biodiesel en su realidad nacional e
Figura 2-6.
Imagen aérea de piletas de cultivo de algas a gran escala
internacional. Se diseñó una planta de producción para una capacidad de 3,3
Figura 2-7.
Esquema
de
fotobioreactor
modular
para
producción
de
m3/día, considerando un terreno de 2.500 m2, superficie necesaria para las
Biodiesel
piletas de cultivo de algas. El proyecto se emplazó en la comuna de
Micrografía de Chlorella s.p.
Puchuncaví
Figura 3-1.
Proceso de producción de biodiesel
funcionamiento de la planta.
Figura 3-2.
Diagrama de flujo general del proceso
Figura 3-3.
Esquema de un decantador
biodiesel
Figura 3-4.
Altura dinámica total
tecnológica en concordancia con la normativa vigente, desarrollando un
Figura 3-5.
Corte de bomba centrífuga
recurso natural no explotado en nuestro país, y que puede entrar a un
Figura 3-6.
Layout general de la planta de Biodiesel
mercado emergente que generaría nuevas fuentes de conocimiento y
Figura 2-8.
y
se
evaluaron
los
principales
costos
de
inversión
y
Los estudios técnico y de mercado mostraron que la producción de
mediante
algas
marinas
es
una
propuesta
de
innovación
desarrollo de la industria energética.
Posteriormente se construyeron los flujos de caja puro y financiados
en 25%, 50% y 75% con los ingresos y costos de la planta funcionado en
toda su capacidad a un horizonte de 10 años y se realiza análisis de
sensibilidad respecto a las variables de rentabilidad de proyectos VAN, TIR y
PRI. Los resultados indicaron que el flujo de caja puro presentó una VAN de
18.710 UF, una TIR de 41% con un período de recuperación de la inversión
(PRI) de 5 años; El flujos de caja con 25% de financiamiento el VAN fue de
22.259 UF, la TIR 50% y PRI 3,9 años; el flujo de caja al 50% presentó un
VAN de 25.859 UF, TIR de 66% y PRI de 3,5 años; y finalmente el flujo de
caja financiado en 75% presentó un VAN de 29.350 UF, un TIR de 93%, un
PRI de 2,8 años.
10
3
Los resultados de las variables de análisis de rentabilidad indican que
INDICE DE GRÁFICOS
el proyecto es factible económicamente de ser implementado como planta
piloto que permita un crecimiento futuro e ingreso al mercado todavía
emergente.
Gráfico 1-1.
Proyección de la demanda mundial del petróleo
Gráfico 1-2.
Consumo Mundial de Petróleo por Sector (Millones de
Barriles por día)
Gráfico 1-3.
Proyección del consumo nacional de gasolina y diesel
Gráfico 1-4.
Contaminantes
específicos,
media
del
tiempo
que
permanecen en la atmósfera
Gráfico 1-5.
Concentraciones de CO2 en la atmósfera durante los
últimos 10.000 años
Gráfico 1-6.
Emisiones de CO2 de combustibles fósiles por región
Gráfico 1-7.
Principales materias primas utilizadas en la producción
de Biocombustibles
Gráfico 1-8.
Proyecciones de la demanda de Diesel y Biodiesel en
Chile
Gráfico 1-9.
Proyección de la demanda de Biodiesel en Chile
Gráfico 1-10.
Costo de producción según rendimiento en aceite de
algas
Gráfico 3-1.
Análisis de sensibilidad del VAN con respecto al precio
unitario
Gráfico 3-2.
Análisis de sensibilidad del VAN respecto del costo
unitario
Gráfico 3-3.
Análisis de sensibilidad del VAN con respecto de la
producción de biodiesel
Gráfico 3-4.
Análisis de sensibilidad del TIR con respecto del precio
unitario de venta
Gráfico 3-5.
Análisis de sensibilidad del TIR respecto del costo
unitario
Gráfico 3-6.
Análisis de sensibilidad del VAN con respecto de la
producción de biodiesel
4
9
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
ÍNDICE
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
RESUMEN
ANEXO 1:
CATÁLOGO DE BOMBAS
SIGLAS Y SIMBOLOGÍA
ANEXO 2:
CATÁLOGO DE AGITADOR REACTOR
INTRODUCCIÓN
ANEXO 3:
GLOSARIO
OBJETIVOS DEL PROYECTO
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
INDICE DE TABLAS
CAPÍTULO 1:
EL NEGOCIO DEL PROYECTO
Tabla 1-1.
Consumo nacional de diesel por sector productivo
1.1.
DIAGNÓSTICO DEL PROYECTO
Tabla 1-2.
Principales productores de Biodiesel
1.1.1.
Situación mundial: Escasez de petróleo
Tabla 1-3.
Porcentajes de reducción de emisiones en Biodiesel B20
1.1.2.
Situación mundial del biodiesel
(mezcla al 20%)
1.1.3.
Bonos de carbono [16]
Tabla 1-4.
Especificaciones de calidad del biodiesel
1.2.
PERFIL DEL NEGOCIO
Tabla 1-5.
Proyecciones de la demanda de Diesel y Biodiesel en Chile
1.3.1.
La alternativa de las microalgas
Tabla 2-1.
Ventajas e inconvenientes del Biodiesel
1.3.2.
Análisis FODA
Tabla 2-2.
Porcentaje de contenido en aceite microalgas
1.3.3.
Fortalezas
Tabla 3-1.
Especificaciones técnicas de los equipos principales
1.3.4.
Oportunidades
Tabla 3-2.
Producción de biodiesel anual
1.3.5.
Debilidades
Tabla 3-3.
Inversión de activos tangibles iniciales para el proyecto
1.3.6.
Amenazas
Tabla 3-4.
Depreciación de activos y calendario de reinversiones
1.4.
TAMAÑO DEL PROYECTO
Tabla 3-5.
Costos fijos y variables de la planta de producción de biodiesel
1.5.
LOCALIZACIÓN
Tabla 3-6.
Costo de mano de obra relacionada al proyecto
1.6.
ESTUDIO DE MERCADO
Tabla 3-7.
Cálculo del capital de trabajo
1.6.1.
Descripción del mercado del biodiesel
Tabla 3-8.
Costos de activos intangibles relacionados al proyecto
1.6.2.
Mercado consumidor
Tabla 3-9.
Cálculo de amortizaciones para proyecto financiado
1.6.3.
Identificación de sustitutos
Tabla 3-10.
Tabla resumen de flujos de caja puro y financiado
1.6.4.
Mercado proveedor
Tabla 3-11.
Flujo de caja puro
1.6.5.
Mercado competidor
Tabla 3-12.
Flujo de caja financiado en 25%
1.6.6.
Caracterización de la oferta
Tabla 3-13.
Flujo de caja financiado en 50%
1.6.7.
Tamaño y proyección del mercado
Tabla 3-14.
Flujo de caja financiado en 75%
1.6.8.
Sistema de comercialización
1.6.9.
Estrategia comercial
1.6.10.
Instrumentos de fomento
8
5
1.7.
ESTUDIO DE COSTOS
CAPÍTULO 3:
1.7.1.
Determinación y estructura de costos
3.1.
DISEÑO DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN
3.1.1.
Diagrama de bloques del proceso
3.1.2.
Diagrama del proceso de elaboración de Biodiesel
Diseño de las piletas de producción de aceite de alga
CAPÍTULO 2:
INGENIERÍA CONCEPTUAL DEL PROYECTO
DISEÑO DEL PROYECTO
2.1.
BIOCOMBUSTIBLES
3.1.3.
2.1.1.
Características generales del Biodiesel
3.1.4.
Diseño de estanques, reactores y decantadores
Ventajas e inconvenientes en la utilización de biodiesel como
3.1.5.
Diseño de bombas
combustible
2.1.2.
3.1.6.
Altura dinámica total
2.2.
LA ALTERNATIVA DE LAS MICROALGAS [9]
3.1.7.
Balance de masa del proceso de producción de biodiesel
2.2.1.
Producción de Biodiesel con algas
3.1.8.
Lay-out final de la planta
2.2.2.
Producción de algas
3.1.9.
Diseño de las obras civiles y estructuras
2.3.
ESTUDIO TÉCNICO
3.1.10.
Elección de equipos principales
2.3.1.
Normativa de carácter general aplicable al proyecto
3.2.
FLUJOS DE CAJA ACTUALIZADOS
Constitución Política de la República de Chile de 1980
2.3.2.
3.2.1.
Ingresos
2.3.3.
Ley sobre Bases Generales del Medio Ambiente (Ley Nº 19.300/94)
3.2.2.
Inversiones
2.3.4.
Reglamento del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental
3.2.3.
Reinversiones y depreciaciones
2.3.5.
Ley y ordenanza general de urbanismo y construcciones
3.2.4.
Inversión en capital de trabajo
Costos del proyecto
2.3.6.
Plano regulador comunal de Puchuncavi
3.2.5.
2.3.7.
Código Sanitario (Decreto Fuerza de Ley Nº 725/67 del Ministerio
3.2.6.
de Salud Pública)
2.3.8.
Reglamento sobre condiciones sanitarias y ambientales básicas en
2.3.9.
Decreto Fuerza de Ley Nº 1/89 del Ministerio de Salud
2.3.10.
Reglamento sanitario sobre manejo de residuos sólidos peligrosos
2.3.11.
Decreto supremo Nº 90 / 2000 del MINSEGPRES
2.3.12.
Decreto
lugares de trabajo
supremo
Nº
90/1996
del
Ministerio
Flujos de caja (proyecto puro y financiado: 25%, 50% y 75%)
3.2.9.
Análisis de sensibilidad
3.2.10.
Análisis de sensibilidad del VAN respecto del precio unitario de
venta de biodiesel
3.2.11.
Economía,
3.2.12.
3.2.13.
de 2008 Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción
Modificación al decreto supremo Nº 90 / 1996 del Ministerio de
2.3.15.
Impacto
2.4.
DESCRIPCIÓN Y SELECCIÓN DE PROCESOS
2.4.1.
Cinética de crecimiento de algas
3.2.14.
Economía, Fomento y Reconstrucción.
(Estudio
Análisis de sensibilidad de la TIR respecto del costo unitario de
producción
o
corresponda)
6
Análisis de sensibilidad de la TIR respecto del precio unitario de
biodiesel
2.3.14.
ambiental
Análisis de sensibilidad del VAN respecto de la producción de
biodiesel
Decreto supremo Nº 11 publicado en diario oficial el 30 de enero
medio
Análisis de sensibilidad del VAN respecto del costo unitario de
producción de biodiesel
de
Fomento y Reconstrucción
2.3.13.
Sistema de amortización
3.2.7.
Declaración,
según
3.2.15.
Análisis de sensibilidad de la TIR respecto de la producción de
biodiesel
7