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

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR

DEPARTAMENTO DE PROCESOS Y SISTEMAS

FORMULACIÓN Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS QUÍMICOS (PS-3216)

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PRODUCCIÓN DE ALGINATO DE SODIO A

PARTIR DE ALGAS PARDAS SARGASSUM VULGARE

Profesor: Dimas Román

Integrantes:

Rafael Paiva 07-41305

Penélope Vilches 07-41656

Sartenejas Diciembre 2012

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INDICE DE CONTENIDOS

1.- Síntesis del proyecto 4

2.- Aspectos generales del proyecto 2.1.- Objetivos y metas 5

2.2.- Ubicación dentro del marco de la economía y su relación con otros sectores 6

3.- Estudio de mercado

3.1.- Estudio de mercado de los productos

3.1.1.- Metodología utilizada 6

3.1.2.- Identificación de cada producto 3.1.2.1.- Alginato de Sodio 6

3.1.3.- Descripción de propiedades

3.1.3.1.- Especificaciones técnicas 7 3.1.4.- Usos y consumidores 8

3.1.5.- Productos sustitutos 8

3.1.6.- Incentivo a la exportación que pudiera obtenerse 8 3.1.7.- Precios de cada producto

3.1.7.1.- Precio del alginato de sodio 9

3.1.7.2.- Precios de productos sustitutos 10

3.1.8.- Oferta y demanda histórica de cada producto 10 3.1.9.- Proyecciones para los precios de productos 11

3.1.10.- Formas de comercialización del producto 12

3.2.- Estudio de mercado de la materia prima 3.2.1.- Metodología utilizada 12

3.2.2.- Identificación de la materia prima

3.2.2.1.- Ácido Clorhídrico 13 3.2.2.2.- Carbonato de Calcio 13

3.2.2.3.- Cloruro de Calcio 14

3.2.2.4.- Formaldehido 15

3.2.2.5.- Hipoclorito de Sodio 16 3.2.2.6.- Algas Pardas 16

3.2.3.- Oferta y demanda histórica de la materia prima 17

3.2.4.- Precios de cada materia prima 3.2.2.1.- Algas Pardas 19

3.2.4.2.- Ácido Clorhídrico 19

3.2.2.3.- Formaldehido 19

3.2.4.4.- Cloruro de Calcio 19 3.2.4.5.- Carbonato de Calcio 20

3.2.2.6.- Hipoclorito de Sodio 20

4.- Tamaño y Localización

4.1.- Definición de la capacidad de producción 20

4.2.- Definición de la localización para el proyecto 21

5.- Ingeniería del Proyecto

5.1.- Descripción de las alternativas de proceso y tecnologías 21

5.2.- Justificación del proceso seleccionado 24

3

5.3.- Descripción del proceso seleccionado 25

5.3.1.- Diagrama de flujo del proceso 29 5.3.2.- Balance de materia 31

5.3.3.- Dimensionamiento de los equipos 34

5.3.4.- Materiales de construcción 36 5.4.- Descripción de los servicios industriales y auxiliares

5.4.1.- Energía eléctrica 36

5.4.2.- Agua 37

6.- Análisis económico- financiero

6.1.- Costos y gastos de producción

6.1.1.- Costos variables 6.1.1.1.- Costos anuales de la materia prima 39

6.1.1.2.- Costos anuales por agua. 40

6.1.2.- Costos fijos 6.1.2.1.- Costos por servicios 40

6.1.2.2.- Costos por sueldos y salarios 40

6.1.2.3.- Costos administrativos 41

6.2.- Ingresos por ventas en el primer año 41 6.3.- Estimación del costo total

6.3.1.- Costo del terreno y obras 41

6.3.2.- Costo de maquinarias y equipos 42 6.3.3.- Capital de trabajo 44

6.3.4.- Inversión inicial 45

6.4.- Financiamiento del proyecto 45

6.5.- Punto de equilibrio 46 6.6.- Proyecciones financieras 47

6.6.1.- Flujo de caja del proyecto 49

6.6.2.- Flujo de caja del inversionista 50 6.7.- Evaluadores económicos – financieros

6.7.1.- Valor actualizado neto 51

6.7.2.- Tasa interna de retorno 51 6.7.3.- Tiempo de recuperación 51

6.8.- Análisis de sensibilidad 51

6.9.- Resumen del estudio técnico-económico 55

7.- Otros efectos del proyecto

7.1 Lay-out de la planta para el primer, tercer y quinto año de producción 56

8.- Bibliografía. 57

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1. SINTESIS DEL PROYECTO

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

altamente higroscópico, capaz de absorber de 200 a 300 veces su peso en agua; dicho ácido se

encuentra localizado en las paredes celulares de las algas marinas pardas, principalmente en las

especies Laminaria hyperborea, que prolifera en las costas de Noruega, donde incluso se recoge en

forma mecanizada en aguas poco profundas; Laminaria digitata, presente en el

Cantábrico, Laminaria japonica, que se cultiva en China y Japón, Macrocystis pyrifera, de aguas

del Pacífico, y algunas especies de los géneros Lessonia, Ecklonia, Durvillaea y Ascophyllum. En

Venezuela los géneros más abundantes son los Sargassum dentro de los cuales destacan las

especies S. vulgare, S. cymosum y S. filipéndula ubicadas en el estado Sucre en el Golfo de Cariaco,

en Nueva Esparta en la isla de Coche, y en las costas del estado Falcón.

Todas las algas pardas contienen alginato, pero existen grandes diferencias entre la cantidad

de alginato presente. Para que un alga sea considerada comercial, su peso seco en alginato debe ser

al menos el 20% de su peso (FAO, 2002). La calidad del alginato se basa en la viscosidad que

produce al ser disuelto en agua al 1%: mientras mayor sea la viscosidad, mejor será la calidad. La

tendencia general indica que las algas pardas de aguas frías producen un alginato de buena calidad,

mientras que las que crecen en aguas templadas y tropicales producen un alginato de calidad media.

Para la producción de alginato de sodio se conocen dos métodos. El primero es el método de

alginato de calcio, en donde la etapa de precipitación se lleva a cabo con una solución de cloruro de

calcio para obtener un precipitado de alginato de calcio. El segundo método es el de ácido algínico,

en el cual se emplea una solución de ácido fuerte (HCl o HSO,) para obtener ácido algínico. Se ha

demostrado que ambos métodos poseen igual rendimiento, permitiendo así la libre escogencia de

los mismos.

Actualmente los alginatos son uno de los biopolímeros más versátiles para uso industrial,

son usados para espesar soluciones, estabilizar suspensiones y emulsiones, para gelificar un amplio

rango de mezclas y para formar películas sobre diferentes superficies. Aprovechando estas

propiedades, son usados en diferentes ramas de la industria; en el ámbito alimenticio [11], como

aditivos por sus propiedades espesantes, emulsionantes (aceite-agua), estabilizantes, coloides

protectores y texturizantes en distintos productos como helados, conservas, aderezos de ensaladas,

embutidos, etc.; en la industria farmacéutica, como agente fijador y emulsificante en la formulación

de comprimidos y también como principio activo fundamentalmente en especialidades del tipo

antiácido; en la industria textil como aprestos, impermeabilizantes de tejidos y espesantes en el

5

estampado; como estabilizante en pinturas al agua; y sobretodo en el área de prótesis e impresiones

dentales.

El objetivo de este proyecto es evaluar mediante un estudio de factibilidad económica y

técnica la creación de una planta de producción de alginato de sodio a partir de algas pardas

Sargassum vulgare propias del país. La planta se ha de ubicar en el estado Vargas. Se logró obtener

como resultado que el proyecto es factible con y sin financiamiento, con un V.A.N de 3.008.894 y

de 7.795.959 respectivamente y una T.I.R de 60,69% sin financiamiento y de 47,77% para un

horizonte económico de 5 años. Es un proyecto muy rentable que produce beneficios a un corto

plazo y que puede tener una muy buena aceptación en el mercado por la falta de competencia a

nivel nacional; pero requiere bases sólidas en la industria de explotación de la materia prima (algas

pardas), pues de lo contrario se ve expuesto a muchos riesgos y a una inestabilidad que puede

implicar un fracaso. En otras palabras, es un proyecto totalmente viable una vez se haya

consolidado una industria sustentable de producción, extracción y comercialización de algas

marinas en el país.

2. ASPECTOS GENERALES DEL PROYECTO

2.1 Objetivos y metas

En Venezuela no existe una industria que procese algas marinas para la producción de

alginatos, por consiguiente la demanda interna la satisfacen las importaciones en su totalidad. Por

esta razón, es factible disminuir esta dependencia a través de una producción limitada de alginatos

de calidades medias para fines específicos, implementando las poblaciones de Sargassum ubicadas

en las costas venezolanas de los estados costeros e insulares del país.

El objetivo principal es realizar un estudio de factibilidad económica y técnica para la

construcción de una planta productora de alginato de sodio a partir de algas pardas Sargassum

vulgare autóctonas de Venezuela para satisfacer un porcentaje particular de la demanda total

nacional. Se implementa un estudio técnico para determinar la capacidad de producción y la mejor

estrategia de localización de la planta, para realizar un análisis económico financiero constituido por

la estimación del costo total, financiamiento del proyecto, costos y gastos de producción y

finalmente la ganancia total.

6

2.2 Ubicación dentro del marco de la economía y su relación con otros sectores

Los sectores económicos son la división de la actividad económica clasificándola según su

tipo de producción. Estos se dividen en sector primario, el cual esta compuesto por todas aquellas

actividades ligadas a la obtención de recursos del medio natural (materia prima), sector secundario

integrado por aquellas industrias destinadas a transformar las materias primas en bienes productivos

y por último el sector terciario constituido por los servicios (transporte, comercio etc.)

La construcción de una planta para la producción de alginato de sodio se encuentra ubicada

en el sector secundario pues la materia prima es transformada en un producto final que permite

satisfacer las necesidades de otras industrias. Se relaciona con el sector primario ya que la materia

prima son las algas pardas, siendo estas un recurso natural; y con el sector terciario ya que luego de

transformada la materia prima esta debe comercializarse a través de los distintos servicios.

3. ESTUDIO DE MERCADO

3.1 Estudio de mercado de los productos

3.1.1 Metodología utilizada

Para la realización de este proyecto de prefactibilidad se empleó la metodología descriptiva

para definir claramente las propiedades del producto como sus potenciales usos. Mucha información

esencial se obtuvo a través de la investigación del mercado, el cual es un método muy empleado para

adquirir datos suficientes sobre cómo y dónde es mejor vender un producto y, sobretodo, que área

específica del mercado se pretende abordar.

Esta técnica se utilizó en conjunto con el método predictivo, para evaluar en el tiempo si la

creación de la empresa es rentable o no por medio de la realización de un estudio económico que varía

en tiempo.

3.1.2 Identificación de cada producto

3.1.2.1 Alginato de Sodio

Es la sal sódica del ácido algínico, un polisacárido de origen natural, producido por diferentes

algas marinas, específicamente las algas pardas o Phaeophyta.

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Los alginatos juegan una parte importante en la vida cotidiana: constantemente y sin

saberlo, son ingeridos, utilizados en la piel o incluso adheridos en las paredes de edificios. Estos

polisacáridos recuperados de algas pardas tienen numerosas aplicaciones en el campo de la

medicina: por ejemplo, son usados para hacer impresiones dentales, y como excipientes de

medicinas que deben ser lentamente absorbidas por el cuerpo. Son usados para emulsionar fármacos

y complementos vitamínicos, para las cápsulas que envuelven medicinas y vitaminas.

Pero no sólo con fines médicos son utilizados los alginatos. Por sus propiedades coloidales

y no tóxicas, también han sido ampliamente utilizados en la industria alimenticia. El alginato de

sodio es considerado el mejor coloide usado como estabilizador y agente cremoso para, entre otros

productos, los helados. Son implementados en muchas recetas, para sopas, cremas, salsas y

aderezos (mostaza y mayonesa), como agentes que las hacen más espesas.

3.1.3 Descripción de propiedades

.

Especificaciones técnicas

Los alginatos son ampliamente usados en una gran diversidad de industrias, debido

fundamentalmente a sus propiedades funcionales, entre las que destacan, su poder gelificante y

viscosificante. Los alginatos poseen como una de sus propiedades más importantes, la de formar

geles instantáneamente, a través de una reacción con sales de calcio. Este producto y sus derivados

son inocuos y pueden emplearse en productos comestibles, sin embargo no deben confundirse con

los alginatos microbianos, que aún no han sido aprobados para el consumo humano.

Número C.A.S. 9005-38-3

Fórmula química (C6H7NaO6)n

Peso molecular: 10,000 – 600 000

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

prácticamente inodoro, insípido.

Grado de polimerización: 100 a 1000 unidades

pH: 5 – 11

Viscosidad: En soluciones de 2% a 25°C

Alta 14000cps

Media 3500cps

Baja 250cps

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Humedad: 10.21%

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

en éter.

3.1.4 Usos y consumidores

A continuación se presenta una tabla con algunos de los diversos usos del alginato de

sodio y las industrias donde tiene mayor demanda.

Tabla 1. Aplicaciones en la industria del alginato de sodio

Aplicación Función

Impresión de textiles Fijación de color y brillo

Tratamiento de papel Mejoramiento de la superficie

Tratamiento de agua Interviene en el proceso de floculación

Producción de alimentos Agente espesante, estabilizante y gelificante

Farmacéutica Agente espesante, estabilizante y gelificante

Producción de barras de soldadura Recubrimiento de materiales para protección

3.1.5 Productos sustitutos

Aparte del alginato existe una amplia gama de espesantes, gelificantes y estabilizantes. Entre

ello, los más utilizados que compiten en el mercado del alginato son:

Tabla 2: Potenciales sustitutos para el alginato de sodio

Nombre Algunos usos

Agar- Agar Helados, gelatinas, yogures, golosinas Carragenatos Leche en polvo, helados, salsas

Goma Guar Cremas, lápiz labial

Goma Tragacanto Cremas Pectina Mermeladas, bebidas lácteas

Goma Arábiga Emulsificante, estabilizador, agente protector en

pastillas

Goma Gellan Gelatinas, lácteos, puré de papa Goma Xantana Helados, alimentos de baja caloría, espesante en

bebidas

3.1.6 Incentivo a la exportación que pudiera obtenerse

Antes de plantearse la idea de exportación, la empresa debe tiene como objetivo fundamental

lograr afianzarse dentro del país; es importante destacar que el producto final ofrecido debe cumplir

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en su mayoría las diversas exigencias del consumidor. Una vez alcanzada esta meta, pensada en un

horizonte de 5 años, se piensa en la expansión de la empresa y del producto, pero para esto se debe

de hacer un estudio mucho más riguroso y detallado del mercado en el cual se desea incursionar a

nivel internacional, evaluando indicadores macroeconómicos como por ejemplo riesgo país,

inflación, control de cambio etc. Es importante acotar que las cifras de producción alginato a nivel

del continente americano favorecen a Argentina y a Chile, quienes cuentan con reservas de algas

mucho mayores a Venezuela, que además permiten una extracción de alginato de mejor calidad,

pues son especies de aguas frías (FAO, 2002).

Por último, es de vital importancia, para asegurar parte del éxito en el mercado, realizar

campañas de concientización y fomentar el cultivo de algas marinas para evitar la explotación

desenfrenada de las mismas, ya que a pesar de ser un recurso renovable, es importante proteger el

ecosistema marino. El desarrollo previo de granjas marinas que aumenten la biomasa de algas en las

costas venezolanas es un factor elemental que favorecería ampliamente el establecimiento de una

industria productora de alginatos.

3.1.7 Precios de cada producto

3.1.7.1 Precio del alginato de sodio

Dado que la producción venezolana de alginato de sodio o cualquier tipo de producto

derivado de algas es nula, no existen precios referenciales nacionales para el producto. Sin

embargo, son numerosas las empresas proveedoras de productos químicos que importan el material

para su venta al detal a laboratorios, restaurantes y lugares de comidas artesanales. Es posible

conseguir presentaciones desde 1kg, hasta sacos de 25kg para consumidores de mayor espectro,

como fabricantes de alimentos: helados, sopas, cremas y bebidas. Su uso a nivel odontológico, para

la preparación de pastas de impresión dental, tampoco se ha visto atacado por empresa alguna a

nivel nacional y todas las preparaciones usadas son marcas comerciales extranjeras, por lo que no se

considera esta rama del uso de alginato.

Por medio de cotizaciones solicitadas a distribuidores de Alginato de Sodio a nivel

nacional, se consiguió que el precio de la competencia oscila entre 1.200-1.600 BsF por kilogramo,

en las presentaciones de 1kg. Para presentaciones mayores, de 5kg el precio es menor (con

descuentos cercanos al 25%), llegando el saco de 25kg a los 800 BsF/kg.

En base a este estudio de la competencia, y teniendo en consideración que por ser un

porducto importado, el valor debe ser mayor para contrarrestar los pagos de impuesto, se estima que

10

el precio de venta del alginato de sodio que se producirá sea 1000 BsF más IVA por kilogramo; sin

embargo a partir de pedidos mayores a se realizarán descuentos.

La presentación del saco de 25kg se estima en 650BsF/kg más IVA, y la presentación de

10kg en 850 BsF/kg más IVA. De esta forma, al ser más económico que la competencia importada,

será atractivo para las empresas que requieren un alto consumo de espesantes para la fabricación de

sus productos.

Por otra parte, las sales de cloro que se obtienen como producto secundario del proceso

pueden venderse como materia prima para la recuperación de potasio. También, los restos sólidos

de las algas pueden servir como materia prima para las industrias de procesamiento de alimentos

para animales. Sin embargo, como estas industrias no se han desarrollado en el país, y las ganancias

que podrían generar no son comparables con las del alginato, no se tomarán en cuenta para este

estudio.

3.1.7.2 Precios de productos sustitutos

A continuación se presentará una tabla con los precios de los productos vendidos a través de

portales de internet ó tiendas de repostería debido a que la mayoría no se fabrican en Venezuela y

son importados por pequeñas empresas.

Tablas 3. Precio de productos sustitutos

Producto Precio BsF/kg

Agar –Agar 1.200

Carragenatos 1.375 Goma Guar 2.000

Peptina 1.100

Goma Arábiga 800 Goma Tragacanto 1.500

Goma Gellan 3.000

Goma xantana 350

3.1.8 Oferta y demanda histórica de cada producto

Actualmente en Venezuela no existe registro de algún estudio realizado sobre la oferta y

demanda histórica del alginato de sodio y que empresas lo utilizan, sin embargo en el presente el

proyecto se hará una extrapolación basándonos en el crecimiento y producción de la industria

heladera, ya que uno de los principales usos del alginato es para la fabricación de helados tomando

entonces que la oferta y demanda del alginato de sodio será proporcional a la industria de helados.

Para este caso tomaremos como referencia la producción de helados EFE de Empresas Polar.

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Productos EFE, S.A. forma parte de Empresas Polar desde agosto de 1987, cuando su

portafolio de productos y marcas líderes se incorporó a la organización, lo que permitió fortalecer

su posición competitiva en el mercado. Actualmente se encuentra adscrita al negocio de Alimentos.

La operación de Productos EFE cuenta con una planta ubicada en el Municipio Chacao del

área metropolitana de Caracas y tiene 12 sucursales comerciales a lo largo del territorio nacional.

Desde ellas se distribuye y vende a miles de clientes, que son atendidos de manera directa

EFE ostenta 62 por ciento del mercado. Por su parte, Tío Rico tiene aproximadamente 40

por ciento de participación. Ambos sostienen que el mercado está en pleno crecimiento con un

consumo pér capita anual de un litro. El consumo de helados se extiende a todas las edades. Sin

embargo, el target principal al que se dirigen los esfuerzos de comunicación de Efe es el de los

niños de 6 a 12 años.

EFE es una empresa de capital abierto cuyas acciones se cotizan en la Bolsa de Valores de

Caracas desde mediados de los años 40. en 1987, Empresas Polar grupo líder nacional en la

fabricación de alimentos y bebidas, adquirió la mayoría accionaría de productos EFE s.a, así que

hoy en día, forma parte de su unidad estratégica de negocios de alimentos. Actualmente, EFE tiene

la mejor tecnología de helados del país, y tiene una capacidad de 30 millones de litros anuales.

Para el período del 2007-2008 EFE alcanzó una producción de aproximadamente 26,

millones de litros de helados y debido a la actual crisis económica que se está viviendo en el país su

productividad ha disminuido que las cifras registradas el año del 2010 al 2011 fue de 16,6 millones

de litros. Esto ha ocurrido debido a la escasez de materia prima en el país ocasionado que gran

parte de las mismas se tengan que importar ocasionando un aumento en el precio de sus productos.

Con todo esto cómo base y a pesar de que la empresa ha presentado un decrecimiento en los

últimos años, se pretende abastecer el 15% de alginato de sodio usado como espesante y

estabilizante para la producción de helados disminuyendo entonces los precios de sus productos,

debido a la compra de un bien no sujeto a impuestos por importación.

3.1.9 Proyecciones para los precios de productos

El precio del producto estará sujeto cada año a la situación del país en conjunto con la

inflación de Venezuela y los costos de producción.

Se estima que si el producto lograr alcanzar un buen posicionamiento el precio variará de

manera proporcional.

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Actualmente la inflación en Venezuela se encuentra alrededor de un 30% del valor del

producto, por lo tanto un estimado del precio considerando dicho valor no aumentará para el

horizonte económico, se tiene la siguiente evolución.

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

Precio incluye I.V.A

Alginato de sodio 1 2 3 4 5

1 kilogramo 1120 1456 1893 2461 3199

10 kilogramos 9520 12376 16089 20916 27191

25 kilogramos 18200 23660 30758 39986 51982

3.1.10 Formas de comercialización del producto

El producto será vendido inicialmente a la industria de helados EFE, de Empresas Polar, en

forma de sacos de 25kg.

Anualmente se van a producir la cantidad de 25,8 toneladas al año de alginato de sodio en

polvo. El 77,52% de la producción total será destinado a sacos de 25kg con el fin de cubrir el

15,38% de la cantidad de espesante anual requerido por la empresa para fabricar sus helados. Del

porcentaje restante, se estiman producir 3000 sacos de 1 kg (11,63%) y 2800 sacos de 1 kg para

otros fines (10,85%).

El producto contará con una amplia gama de publicidad apuntando principalmente al sector

alimentario del país. Se contará con promotores con suficiente información como para dar conocer

las ventajas de poder elegir un producto de excelente calidad y totalmente nacional sobre un

producto importado.

3.2 Estudio de mercado de la materia prima

3.2.1.- Metodología utilizada

El mismo método de estudio de mercado usado para el producto de la planta se aplicó para

la materia prima, es decir, una técnica descriptiva y predictiva para tener información sobre los

precios y costos, y su consecuente aplicación al proceso de producción de alginato de sodio.

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3.2.2 Identificación de la materia prima

3.2.2.1 Ácido clorhídrico

Propiedades, características de la materia prima y usos

El ácido clorhídrico es una disolución acuosa del cloruro de hidrogeno que se disocia

completamente. Es sumamente corrosivo y ácido por lo que es empleado como reactivo químico. A

temperatura ambiente es más pesado que el aire y posee un olor altamente irritante.

Tabla 5. Propiedades del ácido clorhídrico

Propiedad Rango

Fórmula molecular HCl

Peso molecular 36,46 g/mol

Punto de Ebullición 81,21 °C

Punto de Fusión 97,58 °C

Color Líquido amarillento

Entre los principales usos podemos nombrar:

Limpieza y galvanización de metales.

Síntesis de cloruros orgánicos

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

metal para procesos como galvanizado extrusión entre otras

Refinación y manufacturación de diversos productos

Proveedores

Petroquímica de Venezuela S.A

PRODUVEN

PROQUIM C.A

3.2.2.2 Carbonato de Sodio

El carbonato de sodio o antiguamente carbonato sódico es una sal blanca y translúcida. Es

conocido comúnmente como barrilla, natrón, soda Solvay, ceniza de soda y sosa (no confundir con

la sosa cáustica o la soda cáustica).

Puede hallarse en la naturaleza u obtenerse artificialmente, gracias a un proceso ideado y

patentado en 1791 por el médico y químico francés Nicolás Leblanc.

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Tabla 6. Propiedades del carbonato de sodio.

Propiedad Rango

Fórmula molecular Na2CO3

Peso molecular 105.9 g/mol

Punto de Ebullición 1600 °C

Punto de Fusión 851 °C

Color Sólido blanco

Entre alguno de sus usos podemos nombrar:

En la fabricación de detergentes

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

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

producción de aluminio, textiles, pulpa y papel.

Procesamiento metalúrgico, preparación de productos farmacéuticos, sosa cáustica,

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

Proveedores

PROQUIM C.A

SODA QUIMICA S.Q C.A

3.2.2.3 Cloruro de calcio

El cloruro de calcio es un compuesto químico, inorgánico y mineral. Es un cristal incoloro,

altamente higroscópico, reacciona fuertemente con el agua produciendo una reacción exotérmica.

Tabla 7. Propiedades del cloruro de calcio.

Propiedad Rango

Fórmula molecular CaCl2

Peso molecular 110,98 g/mol

Punto de Ebullición 1935 °C

Punto de Fusión 772 °C

Color Sólido blanco

Entre sus principales usos están:

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

calcio.

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

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

frías, con el fin de acelerar el fraguado.

En la industria papelera.

En el tratamiento de aguas residuales.

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

emulsiones oleosas.

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

firmeza mecánica a la cuajada.

Proveedores

P&M Químicos C.A

Metal Chimia C.A

Químicos la Barraca C.A

OLIVENCA C.A

3.2.2.4 Formaldehído

El formaldehído o metanal es un aldehído (el más simple de ellos) altamente volátil y muy

inflamable. Se obtiene por oxidación catalítica del alcohol metílico. A temperatura normal es un gas

incoloro de un olor penetrante, muy soluble en agua y en ésteres. Las disoluciones acuosas al 40 %

se conocen con el nombre de formol, que es un líquido incoloro de olor penetrante y sofocante.

Tabla 8. Propiedades del formaldehído.

Propiedad Rango

Fórmula molecular CH2O

Peso molecular 30,026 g/mol

Punto de Ebullición -21 °C

Punto de Fusión -92 °C

Color Gas incoloro

Entre sus principales usos podemos nombrar:

Cómo desinfectante en el área de hospitales.

Como conservante.

Industria papelera.

Industria fotográfica.

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Industria textil.

Proveedores

DISTRIBUIDORA QUIMISOL C.A

INTEQUIM C.A

CORQUIVEN C.A

3.2.2.5 Hipoclorito de sodio

El hipoclorito de sodio conocido también como lejía es un compuesto químico

fuertemente oxidante de fórmula es NaClO; existe sólo sólido en forma de sal pentahidratada

En disolución acuosa sólo es estable a pH básico. Al acidular en presencia de cloruro

libera cloro elemental, que en condiciones normales se combina para formar el gas dicloro, tóxico.

Tabla 9. Propiedades del hipoclorito de sodio

Propiedad Rango

Fórmula molecular NaClO

Peso molecular 74,44 g/mol

Punto de Ebullición 101 °C

Punto de Fusión 18 °C

Color Sólido blanco

3.2.2.6 Algas pardas

Las algas pardas son organismos morfológicamente diversos, que se encuentran en aguas

marinas, y con formas que van desde algas filamentosas de estructura sencilla hasta macroalgas que

pueden alcanzar varios metros de longitud y con estructuras muy complejas.

Las algas pardas son organismos dominantes en aguas frías en ambos hemisferios. A partir

de ellas se extrae un compuesto denominado alginato, correspondiente a las sales del ácido algínico

que constituyen sus estructuras.

La especie trabajada en esta investigación, Sargassum vulgare, es un alga de aguas

tropicales. Esto indica que el rendimiento en la extracción de alginato no es tan alto como para algas

de zonas frías. De acuerdo a diversos estudios, este oscila entre el 20% y el 30% del peso del alga

seca.

17

Los principales usos de las algas radican en las industrias de Fertilizantes, Filocoloides y

gomas industriales, la farmacéutica y la alimenticia.

3.2.3. Oferta y demanda histórica de la materia prima

Actualmente en Venezuela no existe registro de algún estudio realizado sobre la oferta y

demanda histórica de las materias primas utilizadas para la producción de alginato; sin embargo, se

presentan continuación gráficos que reflejan la tendencia general de los productos químicos no

petroleros producidos en el país.

El sector químico, dada la sofisticación de sus productos y componentes, es crucial para

todas aquellas industrias que compran su producción como insumos o como consumo intermedio.

Asimismo, el potencial de crecimiento de este sector en Venezuela se vincula con el hecho de ser un

país petrolero, donde no sólo los costos de producción y de transporte se ven reducidos, sino que se

genera la posibilidad de integrar de manera vertical los distintos eslabones que componen la cadena

de producción y comercialización, otorgándole al sector importantes ventajas competitivas

estratégicas.

El sector químico tiene una participación promedio de 2% en el producto interno bruto total

de la nación, dicha participación no ha presentado variaciones sustanciales en los últimos diez años.

Fig.1 Estadística del PIB Nacional para el 2010 fuente CONAPRI

Este sector tan importante ha presentado tasas de crecimientos positivas a partir del año 2004

y a pesar de que esta tendencia se mantuvo por varios años, ha mostrado una desaceleración en su

ritmo de crecimiento durante los últimos 3 años. Esto puede comprobarse ya que para el año 2007,

el sector obtuvo un crecimiento del 7%, 3 puntos porcentuales por debajo al registrado durante el

año anterior siendo entonces la producción registrada para el año 2007 de alrededor 3.106 millones

de dólares.

18

Fig.2 Tasa del crecimiento PIB en el sector Químico 2007 fuente CONAPRI

Respecto a las algas pardas utilizadas para la fabricación de alginato, estas no llevan ningún

tipo de registro ya que no existe ninguna compañía en Venezuela que las distribuya cómo materia

prima. Se comercializan directamente con los pescadores de las costas dónde ellas crecen: estados

Sucre, Falcón, Nueva Esparta y Vargas.

Los registros indican que entre los años 1998 y 2003 existió en el país la compañía Cultivos

y Biotecnología Marina C.A. Biotecmar, una empresa encargada del cultivo y la recolección de

algas marinas en las costas venezolanas, que tras sus 4 años de producción se fue a la quiebra

debido a la inestabilidad económica de la nación. Fue establecida tras investigaciones minuciosas de

diversos científicos y biólogos, quienes concluyeron que Venezuela cuenta con condiciones ideales

para el establecimiento de granjas marinas; con el apoyo de una inversión de 400.000 $.

El cultivo de algas fue hecho en las costas de los estados Sucre (Península de Araya) y

Nueva Esparta (Isla de Coche), y en su último año de funcionamiento, la producción anual estimada

fue cercana a las 60 toneladas de algas frescas. Sin embargo, hay que tener en cuenta que esta

empresa cultivaba algas rojas, que no son tan abundantes en el país como las pardas. Por lo tanto,

para que la planta que se diseña en este trabajo pueda funcionar sin inconvenientes, depende

claramente de un proyecto previo de esta índole, para abastecer los requisitos de materia prima

anual.

19

3.2.4 Precios de cada materia prima

3.2.4.1 Algas pardas Sargassum vulgare

El precio de las algas pardas Sargassum vulgare no está registrado en ningún organismo del

estado que permita la referencia. Viene dado por el contacto directo con los pescadores de las

regiones donde el alga es abundante. Dado que es un alga fácil de extraer debido a su capacidad de

flotación en las aguas marinas, y es muy común en las costas de Venezuela, el precio de la misma

que le han dado los pescadores es alrededor de 20 BsF/kg. Es en base a este precio promedio que se

hace el análisis económico.

3.2.4.2 Ácido Clorhídrico

El material es comercializado a nivel industrial por lotes mínimos de 1 tonelada métrica. Se

dispone en bidones de polietileno de alta densidad, con 200 litros de ácido (250kg). El precio CIF

promedio estimado, de acuerdo a varias empresas que lo importan desde China, es de 5.300 BsF la

tonelada métrica.

El precio de la presentación de 2,5 litros, de acuerdo a las cotizaciones del laboratorio de

Química de la Universidad Simón Bolívar es 230 BsF más IVA. Considerando su densidad y

comparando el precio por kg con el cloruro de calcio, la tendencia es la misma tanto al mayor como

al detal.

3.2.4.3 Formaldehído

Al detal, el precio del formaldehído para los laboratorios de Química de la Universidad

Simón Bolívar varía desde 218,40 BsF más IVA por la presentación de 4 litros hasta 500 BsF por 5

litros, dependiendo de la marca y la pureza.

A nivel industrial, de acuerdo a diversos proveedores que importan esta sustancia

consultados a través de portales virtuales. El precio CIF promedio es 3.180 BsF por tonelada

métrica, y viene en barriles de 250 kg.

3.2.4.4 Cloruro de Calcio

De acuerdo a una cotización vigente de la empresa Olivieri Industriales de Venezuela C.A.

(OLIVENCA), el cloruro de calcio viene anhidro en sacos de 32kg con 94% de pureza. Se vende en

bultos de al menos 30 sacos, de 36,3 kg cada uno con un valor de 190 BsF más IVA. Esto implica

6.384 BsF por 1,089 toneladas del producto.

20

A nivel de laboratorio, los datos suministrados por la Universidad Simón Bolívar indican

que el kilogramo cuesta 260 BsF más IVA.

3.2.4.5 Carbonato de Sodio

El precio al menor del Carbonato de Sodio, suministrado por la oficina de administración de

los laboratorios de Química de la Universidad Simón Bolívar es de 260 BsF más IVA.

Sin embargo, este precio varía drásticamente a nivel industrial ya que la compra se hace al

mayor. De acuerdo a proveedores que importan el producto, éste viene en presentaciones de 25, 50

o incluso 750 kg, pero debe ordenarse en lotes de al menos 1 tonelada métrica. El precio CIF

calculado para este producto es en promedio 2.760 BsF por tonelada, que puede aumentar o

disminuir de acuerdo a la cantidad que se ordene.

3.2.4.6 Hipoclorito de Sodio

Es comercializado a nivel industrial en tambores plásticos de 25kg, en lotes de al menos 1

tonelada métrica. El precio CIF registrado para soluciones con un 10% de pureza, de acuerdo a

datos de varios proveedores que lo importan desde China, es de 10.600 BsF por tonelada métrica.

Tabla 10. Precios de la Materia prima

Materia Prima Precio BsF/kg

Ácido Clorhídrico 5,30

Cloruro de Calcio 5,86

Formaldehído 3,18

Hipoclorito sodio 10,60

Carbonato de Sodio 2,76

Algas pardas 20

4. TAMAÑO Y LOCALIZACIÓN

4.1 Definición de la capacidad de producción

Teniendo como base que la producción anual de EFE es de 26 millones de litros de helados y

que para fabricarlos se necesita el 0,5% de espesante y estabilizante por cada litro, se estimó que

para esa cantidad se necesita aproximadamente 130 toneladas de estabilizantes. Con el fin de

abastecer el 15% de lo requerido para la fabricación de helados por dicha empresa, se produce un

total de 25,8 toneladas de alginato de sodio al año, a partir de algas pardas Sargassum vulgare

21

autóctonas, siendo una limitación la cantidad de algas que se puedan explotar anualmente sin causar

un impacto ambiental desfavorable.

Tomando en cuenta que la planta operará únicamente los días hábiles del año (260

aproximadamente), la producción real diaria será de 108 kg.

4.2 Definición de la localización para el proyecto

Para la ubicación de la planta se utilizó el método de la matriz cualitativa por puntos dónde,

basándonos en un estudio previo de las localidades más cercanas a la materia prima principal y la

cercanía al mercado que se pretende abarcar, se escogieron cuatro zonas potenciales para la

colocación de la planta.

Para apreciar mejor este método se expone a continuación la matriz cualitativa por puntos

desarrolla para cuatro estados, en dónde el rango del puntaje fue del l al 100 siendo 1 la más baja y

100 la mas alta.

Se obtuvo que la mejor zona para localizar la planta fue el estado Vargas con un puntaje de

85 puntos.

La calidad de los servicios no es excelente en Vargas, pero por estar cerca de la región

capital, tiende a presentar menos fallas que en las zonas del interior del país. Las costas del estado

Vargas son una fuente de la materia prima, por lo que los costos del transporte hasta la planta se

reducen muchos al ubicarla en la zona. Además, por ser el estado con el segundo puerto más

importante del país y el primer aeropuerto internacional, hay mayor facilidad y accesibilidad para el

transporte de equipos y maquinarias que deban importarse, con precios de transporte reducidos

también por motivo de la corta distancia.

5. INGENIERÍA DEL PROYECTO

5.1 Descripción de las alternativas de proceso y tecnologías

La obtención del alginato de sodio se ha hecho desde los inicios con mecanismos similares

basados en reacciones por las que se obtienen sales orgánicas. Se han ido modificando con el paso

del tiempo conforme a las características de las algas, o a la mejora en el rendimiento bajo otros

parámetros termodinámicos en el proceso. Se puede segmentar el proceso de obtención de alginato

de sodio en tres etapas fundamentales: la primera es la preparación de las algas, que incluye el

secado y el corte de las algas en pequeños trozos para la extracción; es seguida de la extracción del

alginato de sodio crudo o impuro, donde se usa ácido clorhídrico con la finalidad de eliminar iones

22

Tabla 12 Matriz cualitativa por puntos

Sucre Falcón Vargas Carabobo

Factores Peso Puntos Calificación Puntos Calificación Puntos Calificación Puntos Calificación

Calidad de los Servicios:

Agua 7.5 6 4.5 7 5.25 10 7.5 8 6

Electricidad 7.5 6 4.5 6 4.5 8 6 10 7.5

Tratamiento Desechos 5.625 8 4.5 10 5.625 9 5.0625 8 4.5

Comunicaciones 3.75 8 3 9 3.375 9 3.375 10 3.75

Mano de Obra:

Costo (más económica) 3.75 10 3.75 9 3.375 8 3 6 2.25

Disponibilidad 4.375 7 3.0625 7 3.0625 10 4.375 8 3.5

Calidad de vida 5.625 5 2.8125 8 4.5 8 4.5 10 5.625

Capacitación 5 7 3.5 9 4.5 8 4 10 5

Geográficos:

Cercanía a la Materia Prima 8.75 9 7.875 8 7 10 8.75 5 4.375

Cercanía al Mercado 8.125 7 5.6875 9 7.3125 10 8.125 9 7.3125

Condición de las vías de acceso

6.875 5 3.4375 10 6.875 7 4.8125 8 5.5

Clima y condiciones

ambientales 4.375 9 3.9375 9 3.9375 9 3.9375 10 4.375

Terreno para la

construcción:

Disponibilidad 7.5 6 4.5 7 5.25 9 6.75 10 7.5

Vías de acceso 6.25 8 5 9 5.625 9 5.625 10 6.25

Precios 8.125 10 8.125 5 4.0625 5 4.0625 4 3.25

Seguridad de la zona 6.875 8 5.5 10 6.875 7 4.8125 5 3.4375

TOTAL 100

74

81

85

80

23

y producir ácido algínico, que reacciona posteriormente con carbonato de calcio en condiciones de

agitación formando la sal de sodio deseada, y culminando con la hidratación de la sustancia para

facilitar su separación; y finalmente la etapa de purificación, donde se busca precipitar la sal

mediante la agregación de una sustancia adicional, con la idea de suprimir los contaminantes con el

cambio de fase, transformando la sal en ácido algínico y, una vez separados, de vuelta a alginato de

sodio, el cual es filtrado, prensado y secado para su comercialización.

Básicamente existen dos procedimientos principales (Arvizu-Higuera, 1996): el método del

ácido algínico descrito por Hernández-Carmona et al. (1999), donde se emplean soluciones de

ácidos muy fuertes (HCl o H2SO4) con el fin de obtener precipitar el ácido algínico que luego es

transformado en alginato de sodio; y el método del alginato de calcio, en el cual se añade cloruro de

calcio para precipitar la sal de calcio, que luego es transformada a ácido algínico y finalmente a una

sal de sodio.

En la etapa de purificación de la sal, específicamente en la transformación final de ácido

algínico a alginato de sodio, surgen dos metodologías alternativas. La primera incluye añadir

alcohol etílico con el fin de crear una suspensión acuosa donde las partículas sólidas de ácido

algínico se dispersan y a la vez reaccionan en un medio básico con partículas de carbonato de sodio

bajo agitación constante. Mientras que la segunda obvia la utilización del alcohol, y la reacción

ocurre al añadir una solución de carbonato de calcio que permita llegar a las condiciones de

basicidad requeridas. Vale acotar que es necesario añadir más alcohol si la metodología empleada

para precipitar el alginato es utilizando ácidos fuertes, y menor cantidad para la precipitación con

cloruro de calcio.

Cuando ya el alginato de sodio se ha formado, dado que no es soluble en el alcohol, la

separación es sencilla. El alcohol etílico es una sustancia costosa, por lo que siempre debe ser

recuperada y reutilizada; sin embargo, siempre existen pérdidas del material que se traducen en

mayores costos de inversión para dicha materia prima y utilización de equipos secundarios en un

lazo de recuperación y reciclo. Por otro lado, si no se emplea alcohol, el alginato que se forma

pierde la consistencia que tenía en su forma de ácido algínico, y se forma entonces una pasta que es

difícil de manejar; para su manejo óptimo se requiere un equipo adicional, un extrusor, que permita

convertirla en gránulos o pellets.

Ambos mecanismos, al ser muy similares, requieren prácticamente los mismos equipos para la

obtención del alginato de sodio: molinos, filtros, reactores de tanque agitado. Estos están basados en

procesos de separación usados ampliamente en la industria y que se listan a continuación:

24

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

una mezcla de partículas sólidas de diferentes tamaños por un tamiz. Las partículas de menor

tamaño pasan por los poros del tamiz atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo. El

tamiz consiste de una superficie con perforaciones uniformes por donde pasará parte del material y

el resto será retenido por él. Para llevar a cabo el tamizado es requisito que exista vibración para

permitir que el material más fino traspase el tamiz.

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

acción de un medio filtrante y un gradiente de presión, la filtración por medio porosos se caracteriza

los sólidos se depositan sobre el medio filtrante formando una pasta.

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

contacto gas-sólido, donde la humedad contenida en el sólido se transfiere por evaporación y por

gradientes de concentración hacia la fase gaseosa, en base a la diferencia entre la presión de vapor

ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente gaseosa.

5.2.- Justificación del proceso seleccionado

Para el diseño de la planta de alginato, se considerará el método del alginato de calcio. A pesar

que la metodología incluye un paso adicional, que puede traducirse en mayores gastos en la

inversión para la materia prima (cloruro de calcio) y equipos adicionales, las ventajas sobre el otro

método en cuanto a la naturaleza del proceso son mucho mayores.

Al precipitar ácido algínico empleando ácidos fuertes como HCl y H2SO4 se obtiene una masa

gelatinosa que resulta muy difícil de separar, y que a la vez puede retener líquidos en su interior, por

lo que suele requerirse alcohol para extraerlo; es decir, puede generar muchas pérdidas del producto

por etapa de separación y aumenta los gastos de inversión para la producción por el hecho de tener

que adquirir el alcohol y equipos asociados a su implementación.

La transformación a alginato de calcio implica la formación de una sal sólida en forma de

fibras que pueden ser separadas sin dificultad alguna. Cuando esta estructura se transforma en ácido

algínico, se mantienen las características fibrosas y, por ende, tampoco resulta complicado separar

esta sustancia. Vale acotar que, por lo general, los restos de alginato de calcio en el producto

deseado no son perjudiciales y, en muchas ocasiones, son permisibles porque constituyen un

mecanismo que regula la viscosidad en las soluciones acuosas preparadas con el alginato de sodio.

25

5.3.- Descripción del proceso seleccionado

La producción de alginato de sodio a partir de algas pardas Sargassum vulgare se resume en

tres etapas fundamentales:

I. Preparación de la materia prima

Incluye el tratamiento de las algas desde que llegan a la planta hasta el momento antes de

extraer el alginato.

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

humedad más externa de los sólidos y gran parte de la interna de las algas. La temperatura del aire

del secador, por tanto, debe ser cercana a los 100°C con el fin de aumentar la transferencia de masa

con el aire y promover la evaporación simultáneamente.

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

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

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

las algas, se introducen a un tamiz vibratorio que trabaja por cargas. La arena y otras impurezas

sólidas de menor tamaño son enviadas a una corriente de desecho, mientras que los trozos de algas

se disponen en una cinta transportadora para ser llevadas a la siguiente etapa.

II. Extracción del Alginato crudo:

Abarca la remoción del alginato de las algas, permitiendo así descartar las estructuras sólidas

de soporte, y conservar la sal de sodio del alginato en su estado más crudo, para una sucesiva etapa

de purificación.

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

previo de las algas con una solución de formaldehído diluida (0,1%) evita el cambio de la

coloración del alginato durante su extracción. Los compuestos fenólicos del alga que le dan su

coloración marrón, tienden a extraerse también y provocan un tono marrón en la sal de sodio

obtenida; pero al lavar los sólidos con formaldehído, estos compuestos quedan fijos al alga,

removiendo compuestos fenólicos solubles.

El procedimiento debe hacerse por lotes, con un tiempo de residencia superior a las 12

horas; esto implica que debe utilizarse un equipo cuya capacidad sea al menos la necesaria para

satisfacer la producción diaria. Luego, la solución de formaldehído debe drenarse y puede ser

reutilizada varias veces.

26

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

en las algas, tales como Ca++

, Mg++

, K+, Na

+, las algas son tratadas con una solución de ácido

clorhídrico 1N suficiente para tener un pH 4, bajo agitación durante 1 hora. La condición de alta

acidez en el tanque es propicia para que ocurra una reacción química de sustitución, donde los

mencionados cationes de las sales de ácido algínico (M) forman cloruros en solución, y además

aparece el ácido algínico como un gel muy viscoso. Se resume en la ecuación química:

De acuerdo a investigaciones previas realizadas, el rendimiento del proceso es mayor

cuando en este paso se realizan tres lavados sucesivos, pues se eliminan más partes de sales no

deseadas y se produce más ácido algínico.

La solución con las sales de cloruro es drenada y eliminada del proceso principal. Es

importante tener en cuenta que esta solución es rica en potasio, pues es un elemento abundante en

las algas pardas en general, así que la corriente de descarga se considera un producto secundario

con valor económico apreciable. El ácido algínico se arrastra hasta la siguiente unidad de

tratamiento usando agua destilada.

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

transforma el ácido algínico que ingresa al reactor en alginato de sodio. La reacción debe llevarse a

cabo bajo condiciones de agitación constante por 2 horas, a una temperatura cercana a los 80°C y

bajo condiciones básicas de pH 10; y es descrita según la ecuación:

La solución de ácido carbónico es eliminada, y el alginato de sodio obtenido en forma de un

gel pastoso es diluido con agua destilada a 70°C, para poder ser transportado a un filtro rotatorio de

vacío con tierras diatomeas como pre-capa filtrante.

La torta en el filtro se compone por las estructuras del alga que contenían las sales de ácido

algínico, y por tanto son eliminadas. Dado a su contenido proteico, la pasta puede servir como

materia prima para procesos de fabricación de abonos o incluso alimentos para animales en base a

harinas de algas, por lo que se considera un producto secundario.

La solución que contiene el alginato de sodio también presenta sustancias que resistieron

los ataques ácidos y básicos de los pasos anteriores (Zambon et al., 1998). La sal que se extrajo se

halla impura, y por lo tanto es necesario un proceso de purificación.

27

III.Purificación del producto:

Con el fin de obtener alginato de calcio con la menor cantidad de contaminantes e

impurezas, se emplea una metodología basada en un cambio de fase de la sal de líquido a sólido,

para facilitar su separación mediante técnicas mecánicas.

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

que reacciona con la solución acuosa del alginato de sodio; el calcio remplaza al sodio y se obtiene

entonces una solución de cloruro de sodio y alginato de calcio, que es insoluble y precipita.

La reacción debe llevarse a cabo bajo condiciones de agitación controlada y variable;

comenzando con una agitación medias que eviten la formación de coágulos muy grandes o de

partículas muy pequeñas que sean difíciles de recuperar posteriormente, y con un aumento

progresivo a medida que el tanque de agitación se va llenando.

El proceso se lleva a cabo por lotes, donde los dos reactivos se deben ir añadiendo

simultáneamente en el reactor, con caudales muy pequeños que garanticen la buena formación de

las fibras.

La solución acuosa al final se descarga por el fondo del tanque y las fibras sólidas se

acumulan con una malla metálica al fondo del tanque, por gravedad. Después que se extraen se

disponen en un nuevo tanque para su blanqueamiento.

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

fibras de alginato de calcio a un tanque con una solución acuosa de hipoclorito de sodio al 5% y

suficiente agua como para garantizar la suspensión total de las fibras y el mayor contacto posible

con el hipoclorito. El tanque se mantiene bajo agitación continua por 15 minutos, y luego se

descarga la solución líquida. Las partículas sólidas de alginato blanqueado sedimentan en una malla

en el fondo del tanque, similar a la del tanque anterior, y son transportadas al siguiente equipo para

su posterior tratamiento.

Extracción ácida (acidificación): se debe transformar el alginato de calcio en ácido algínico, y

para ello se agrega solución de ácido clorhídrico 1M suficiente como para alcanzar un pH 2. Para

que el proceso ocurra de forma óptima, se mantiene una agitación constante durante 15 minutos

(McHugh, 1987). La reacción vendría expresada como:

Para que la transformación a ácido algínico sea mayor, se ha establecido que la

acidificación debe realizarse tres veces consecutivas, a pH 2, 1.8 y 1.8 (Arvizu-Higuera et al.,

28

1996). Por lo tanto se disponen tres tanques con agitación, en serie, con el ácido y el sólido en

contracorriente. El sólido es alimentado al primer tanque utilizando un transportador helicoidal,

mientras que el ácido clorhídrico alimentado proviene del segundo tanque; y la alimentación de éste

a su vez proviene del tercer tanque, donde el ácido entra fresco.

Las fibras que salen del transportador al final son lavadas con abundante agua en un tanque

por lotes, y luego filtradas como en tanques anteriores. Siempre quedan residuos de alginato de

calcio en las fibras de ácido algínico, pero son despreciables y no se consideran como

contaminantes

A estas partículas de ácido algínico se les remueve la mayor cantidad de humedad posible,

empleando una prensa hidráulica con tornillo.

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

tanque de mezclado conjuntamente con una solución de carbonato de calcio anhidro, al 10% p/v.

Ocurre una alcalinización del medio, y se debe establecer un pH básico cercano a 10. Se debe tener

en cuenta que se mantiene una agitación constante durante 10 minutos en el reactor, para que se

lleve a cabo la transformación descrita en la siguiente ecuación:

El producto obtenido es una solución acuosa de ácido carbónico e impurezas, que es

fácilmente removible del alginato de sodio formado. La sal pierde algo de consistencia, por lo que

se recolecta luego del lavado y se constituye como un sólido muy pastoso. Debe ser introducida a

un extrusor, con el fin de formar partículas sólidas más manejables.

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

ingresar a esta etapa, por lo que deben ser secadas empleando un secador de cinta transportadora

con aire caliente a entre 50 y 60°C por un tiempo de alrededor 2,5 horas.

Con el fin de estandarizar el tamaño de las partículas secas, y obtener un tamaño de grano

promedio de 250 micrones (0,25 mm) equivalente a 60 mallas, se emplea un molino de turbina o de

martillos.

Una vez obtenido el producto como un sólido pulverizado, debe ser empacado para su

futura comercialización con una empacadora de polvo de algas especializada, siguiendo las

presentaciones previamente establecidas.

29

5.3.1.- Diagrama de flujo del proceso

30

Leyenda para el DFP:

CM-1 Molino de cuchillas T-6 Tanque de dilución Na2CO3

CM-2 Molino de martillos T-7 Tanque de recuperación del carbonato de sodio

EX-1 Extrusor de alginato de sodio T-8 Tanque de dilución CaCl2

HP-1 Prensa hidráulica de tornillo para el

ácido algínico T-9 Tanque dilución NaClO

HP-2 Prensa hidráulica de tornillo para el

alginato de sodio T-10 Tanque de recuperación del hipoclorito de sodio

HX-1 Calentador de la solución de Carbonato

de Sodio T-11 Tanque recuperación de HCl

HX-2 Calentador de Agua T-12 Tanques de agua destilada (2 unidades)

M-1 Mezclador agua-alginato TD-1 Secador de bandejas para las algas frescas

MF-1 Tamiz vibratorio TD-2 Secador de cinta transportadora para el alginato de sodio

MF-2 Filtro malla para T-1 VF-1 Filtro rotatorio de vacío

MF-3 Filtro malla para ST-1 WD-1 Destilador de agua industrial

MF-4 Filtro malla para ST-2 ST-5a Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio

MF-5 Filtro malla para ST-3 ST-5b Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio

MF-6 Filtro malla para ST-4 ST-5c Tanque de extracción ácida para el alginato de calcio

MF-7a Filtro malla para ST-5a ST-6 Tanque para la extracción alcalina purificada

MF-7b Filtro malla para ST-5b T-1 Tanque de hidratación con formaldehído

MF-7c Filtro malla para ST-5c T-2 Tanque de dilución del formaldehído

MF-8 Filtro malla para ST-6 T-3 Tanque para la recuperación del formaldehído

PK-1 Empaquetadora T-4 Tanque de dilución del HCl

ST-1 Tanque pre-extracción ácida T-5 Tanque de recuperación de sales de cloro

ST-2 Tanque extracción alcalina T-6 Tanque de dilución Na2CO3

ST-3 Tanque precipitación CaCl2 T-7 Tanque de recuperación del carbonato de sodio

ST-4 Tanque de blanqueamiento T-8 Tanque de dilución CaCl2

ST-5a Tanque de extracción ácida para el

alginato de calcio T-9 Tanque dilución NaClO

ST-5b Tanque de extracción ácida para el

alginato de calcio T-10 Tanque de recuperación del hipoclorito de sodio

ST-5c Tanque de extracción ácida para el

alginato de calcio T-11 Tanque recuperación de HCl

ST-6 Tanque para la extracción alcalina

purificada T-12 Tanques de agua destilada (2 unidades)

T-1 Tanque de hidratación con

formaldehído TD-1 Secador de bandejas para las algas frescas

T-2 Tanque de dilución del formaldehído TD-2 Secador de cinta transportadora para el alginato de sodio

T-3 Tanque para la recuperación del

formaldehído VF-1 Filtro rotatorio de vacío

T-4 Tanque de dilución del HCl WD-1 Destilador de agua industrial

T-5 Tanque de recuperación de sales de

cloro

31

5.3.2.- Balance de materia

kg/día 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Algas 1667 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Algas Secas - 542 542 - - - - - - - - - - - - - - - - -

Algas Secas Limpias

- - - 417 - 417 417 - 208 - 208.3 - 208.3 208.3 - - - - - -

Formaldeído - - - - 3.78 3.78 - - - - - - - - - - - - - -

Ácido Clorhídrico

- - - - - - - 38 6.4 - - - - - - - - - - -

Carbonato de

Sodio - - - - - - - - - - - 833.3 798.8 - - - - - - -

Cloruro de

Calcio - - - - - - - - - - - - - - - 208 176.9 - - -

Ácido Algínico - - - - - - - - 174 - 173.6 - 43.4 43.4 43.4 - 43.4 - - -

Alginato de

Calcio - - - - - - - - - - - - - - - - 128.3 128 - 128

Alginato de

Sodio - - - - - - - - - - - - 144.5 144.5 144.5 - 14.45 - - -

Sales de cloro (Mg, Na, K)

- - - - - - - - 134 - - - - - - - 32.81 - - -

Ácido Carbónico - - - - - - - - - - - - 1756 - - - - - - -

Hipoclorito de

Sodio - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1.46 1.46

Agua - - - - 3765 3765 - 4183 4183 4183 1736 8300 8300 830 25847 2072 27919 2792 29.1 2821

Desechos sólidos - - - - - - - 67.6 67.6 - - - - - - - - - - -

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

32

kg/día 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Algas - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Algas Secas - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Algas Secas

Limpias - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Formaldeído - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Ácido

Clorhídrico - - - 32.2 17.26 - 36.7 32.2 - 38 36.7 - - - - - - - - -

Carbonato de

Sodio - - - - - - - - - - - - - 104.2 78.5 - - - - -

Cloruro de

Calcio - - - 17.8 63.28 - 4.1 17.8 - - 4.097 - - - - - - - - -

Ácido Algínico - - - - 82.03 82 - 107 107 - 114 114 114 - 17.1 17.1 17.1 17.1 17.1 17.1

Alginato de

Calcio 128 - 128.3 - 38.5 38.5 - 11.5 11.5 - 3.465 3.465 3.465 - 3.46 3.46 3.46 3.46 3.46 3.46

Alginato de

Sodio - - - - - - - - - - - - - - 108 108 108 108 108 108

Sales de cloro

(Mg, Na, K) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Ácido Carbónico - - - - - - - - - - - - - - 15 - - - - -

Hipoclorito de Sodio

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Agua 282 8300 8582 2699 11281 1948 4183 6132 1485 4183 5668 1707 426.8 1038 1464 732 732 183 14.7 14.7

Desechos sólidos - - - 67.6 67.64 - 67.6 67.6 - 67.6 67.64 - - - - - - - - -

Total 410 8300 8710 2816 11549 2069 4292 6368 1603 4289 5894 1825 544.3 1142 1686 860 860 311 143 143

33

Suposiciones y estimaciones hechas para el Balance de Masa:

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

La solución es al 0,1% p/v.

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

alga seca. El HCl es 36% de pureza. Se necesitan 0,0001 litros de solución de HCl 1M para que el

pH de 1l de agua sea 4 por lo cual se diluye en un tanque previamente La densidad del ácido

clorhídrico 1M es de alrededor 1,05 kg/l

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

de alga seca, 50kg no reaccionan. Los otros 50 kg se convierten totalmente en ácido algínico. Por

cada mol de alga se produce 1 mol de ácido

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

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

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

10% p/v para garantizar el pH10.

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

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

70°C.

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

Corriente 16: Se usa una solución al 10%p/v de CaCl2. Se utiliza el doble de masa de este

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

sea 1.8

34

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

líquidos y queda una humedad retenida en el alginato de calcio y el ácido álginico. Para el alginato

de calcio es un10% mientras que el ácido álginico puede retener hasta 10 veces su peso.

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

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

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

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

agua total.

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

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

peso total que es el valor óptimo.

5.3.3.- Dimensionamiento de los equipos principales

Tabla 13. Dimensionamiento de los equipos principales

Código Equipo Volumen de

Operación (L)

DIMENSIONES

Diámetro (m) Largo (m)

ST-1 Tanque pre-extracción ácida 237 0.56 1.12

ST-2 Tanque extracción alcalina 1014 0.91 1.81

ST-3 Tanque precipitación CaCl2 566 0.75 1.49

ST-4 Tanque de blanqueamiento 59 0.35 0.70

ST-5a Tanque de extracción ácida para

el alginato de calcio 231 0.55 1.11

ST-5b Tanque de extracción ácida para

el alginato de calcio 127 0.45 0.91

ST-5c Tanque de extracción ácida para

el alginato de calcio 118 0.44 0.88

ST-6 Tanque para la extracción

alcalina purificada 34 0.29 0.58

T-1 Tanque de hidratación con

formaldehído 2500 1.05 3.16

T-2 Tanque de dilución del

formaldehído 2270 1.02 3.06

T-3 Tanque para la recuperación del

formaldehído 2270 1.02 3.06

T-4 Tanque de dilución del HCl 215 0.47 1.42

T-5 Tanque de recuperación de sales

de cloro 340 0.55 1.65

T-6 Tanque de dilución Na2CO3 413 0.59 1.76

35

T-7 Tanque de recuperación del

carbonato de sodio 452 0.60 1.81

T-8 Tanque de dilución CaCl2 105 0.37 1.11

T-9 Tanque dilución NaClO 2 0.09 0.27

T-10 Tanque de recuperación del

hipoclorito de sodio 128 0.40 1.19

T-11 Tanque recuperación de HCl 472 0.61 1.84

T-12 Tanques de agua destilada (2

unidades) 3690 3,50 2,10

Heurísticas utilizadas:

En tanques de capacidades menores a los 500 galones (≈1,5m3) el volumen de seguridad

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

10%.

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

garantiza una proporción viable, donde los tanques resultan más largos que anchos, y se

establecerán de forma horizontal.

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

que estos deben erigirse verticalmente. El fin es implementar equipos un poco más proporcionales

en cuanto a su altura y su diámetro. Además, estos deben contar con un motor de agitación en su

parte más alta, de 1HP en promedio y se debe considerar el volumen que ocupan las aspas del

agitador.

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

muy diluidas, se mantuvo esta densidad. Para corrientes con carbonato de calcio al 10% se empleó

una densidad de ρ=1106 kg/l. Para corrientes con carbonato de calcio y ácido carbónico, la densidad

empleada fue ρ=1110 kg/l. La solución con hipoclorito de sodio al 5% tiene una densidad de ρ=

1005 kg/l. La densidad de los sólidos (algas y alginatos de sodio y de calcio) se estimó en promedio

como ρ=1100 kg/l.

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

considerarán todas las necesarias iguales a la hora de un análisis económico. Las variaciones

vendrán dada por el material con el que se construyan.

Los intercambiadores de calor no se consideran equipos principales para el

dimensionamiento porque no implican cambios importantes de temperatura. El calentador de agua

se estima en base al caudal al que se debe elevar la temperatura.

36

5.3.4.- Materiales de construcción

Los valores de temperatura y presión a los que se lleva a cabo el proceso no representan

características que impliquen la utilización de materiales de gran resistencia. Se trabaja a presión

atmosférica y las temperaturas más altas que requieren los equipos no superan los 100°C. Sin

embargo, se toma en consideración que es necesario trabajar con materiales que toleren un amplio

rango de acidez, desde pHs muy ácidos alrededor de 2 hasta pHs básicos que lleguen a 10.

Por ello, los equipos que conforman las etapas de extracción ácida, así como los tanques de

mezclado de ácido clorhídrico, deben estar hechos de hierro al silicio (acero eléctrico), el cual

resiste la corrosión que podría causar el ácido clorhídrico al acero comercial. Esto influye

principalmente en los precios de los tanques, pues el material es mucho más costoso que el acero

comercial y que el acero inoxidable.

Las bombas que se van a usar para transportar las soluciones de ácido clorhídrico a los

tanques (se estiman sean 4) también representan equipos especializados que resistan la corrosión,

por lo que su material debe ser el recomendado por los fabricantes de las mismas; y por esta razón

son mucho más costosas que las bombas convencionales.

Los equipos de secado, prensado, molienda, destilación de agua y filtrado están sujetos a las

capacidades reportadas por los fabricantes. Su selección viene dada de acuerdo a la cantidad de

material que pueden procesar en el tiempo requerido por la planta y, en el caso de los discos de

filtrado, en base a los diámetros de los tanques.

5.4.- Descripción de los servicios industriales y auxiliares

5.4.1.- Energía eléctrica

El abastecimiento de energía eléctrica queda a cargo de la Corporación Eléctrica Nacional

CORPOELEC. El estado Vargas está asociado directamente con el centro de apoyo nacional de la

Gran Caracas, de acuerdo con la distribución regional suministrada por la compañía.

Las tarifas del Sector Eléctrico son reguladas por el Estado, a través del Ministerio del

Poder Popular para la Energía Eléctrica, y tienen vigencia las publicadas en la Gaceta Oficial Nro.

37.415 del 03 de Abril de 2002.

Las tarifas estipuladas para el sector de Industrias, Comercios y Áreas comunes de

Inmuebles se enumeran a continuación:

37

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

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

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

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

tensión.

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

demanda 7.243,49 Bs/KVA. Cargo por energía 39,81 Bs/Kwh. Corriente alterna de 60 Hz en media

tensión. Tensiones de suministro: 4.8 KV, 8.12 KV, 12.47 KV, 30 KV.

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

demanda 5.392,54 Bs/KVA. Cargo por energía 37,14 Bs/Kwh. Corriente alterna de 60 Hz en alta

tensión. Tensiones de suministro: 69 KV.

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

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

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

demanda 2.149,58 Bs/KVA. Cargo por energía 28,36 Bs/Kwh. Cargo por Subestación 909,22

Bs/KVA.

Las tarifas se calculan sobre la base de 30 días. Además de las tarifas, existe el FAP (Factor

de Ajuste de Precios) y CACE (Cargo por Ajuste de Combustible y Energía) que se agregan al

monto estipulado. Los montos están expresados en Bolívares antiguos ya que por reconversión

monetaria el redondeo se aplica sólo a los totales en cada caso. Asimismo, los grandes

consumidores (industrias) se ven regulados por la Ley de uso racional y eficiente de la energía

publicada en la Gaceta Oficial Nro. 39.823 del 19 de diciembre de 2011.

El suministro de energía eléctrica es de suma importancia en la puesta en marcha de la

planta, pues todos los equipos empleados para la producción del alginato la necesitan para efectuar

su función.

5.4.2.- Agua

El agua es un servicio indispensable en la empresa ya que el mismo se utilizará para el

proceso de transformación del alginato de sodio, para la estructura física y limpieza de la empresa.

Es un servicio de amplio consumo en la planta.

Empresa hidrológica de la Región Capital, desde su fundación, el 11 de abril de 1991, es la

encargada de administrar, operar, mantener, ampliar y rehabilitar los sistemas de distribución de

38

agua "potable", y los sistemas de recolección y disposición de aguas servidas, en el Distrito Capital

y en los estados Miranda y Vargas, estado dónde se encuentra localizado nuestra empresa.

Los costos del servicio se encuentran en la nueva providencia N° 3 del 21 de Octubre de 2011

publicada en gaceta N° 39.788 de fecha 28 de Octubre de 2011. En donde se define Precio Medio

Referencial (P.M.R. residencial): 1,55 Bs./m3 y Precio Medio Referencial Comercial e Industrial

(P.M.R. comercial e industrial): 1,90 Bs./m3.

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

Usos

Cargo fijo

Cargo

Variable

(Hasta la

dotación)

Exceso 1

(Dotación has

ta

1,5*Dotación)

Exceso 2

(1,5*Dotació

n

en adelante)

INDUSTRIAL A

Mínimo 50 m3/mes

(2,5 ó 3,0) x PMR

(2,5 ó 3,0) x

PMR

4,00 x PMR

7,00 x PMR

INDUSTRIAL B

Mínimo 40 m3/mes

(2,25 ó 2,50) x PMR

(2,25 ó 2,50)

x PMR

4,00 x PMR

7,00 x PMR

COMERCIAL A

Mínimo 30 m3/mes

(2,0 ó 2,25) x PMR

(2,0 ó 2,25) x

PMR

4,00 x PMR

7,00 x PMR

COMERCIAL B

Mínimo 20 m3/mes(1,5

ó 2,0) x PMR

(1,5 ó 2,0) x

PMR

4,00 x PMR

7,00 x PMR

Para satisfacer la producción anual esperada, de 25,8 toneladas de alginato de sodio, se

estima que se necesiten unos 1240 m3 de agua al mes, a lo que debe sumársele el consumo estimado

de agua de las instalaciones sanitarias y de mantenimiento (aproximadamente un 40% del consumo

total). Por lo tanto, se estima que el consumo de agua de la planta sea 2000 m3/mes en el primer año

de producción.

39

6. ANÁLISIS ECONÓMICO FINANCIERO

6.1.- Costos y gastos de producción

Para la producción del alginato de sodio deben tenerse en cuenta los costos de las materias

primas y de los servicios que garanticen el buen funcionamiento de la planta, así como el costo del

recurso humano que va a mantener operativa la unidad de producción.

6.1.1.- Costos variables

Se consideran costos variables, principalmente la materia prima, los servicios de agua y

electricidad, pues a medida que aumenta la producción aumentará el consumo de la energía

eléctrica y del agua para el proceso.

6.1.1.1.- Costos anuales de la materia prima

Con el fin de satisfacer la capacidad de producción de la planta estimada para un año, que

corresponde con 25,8 toneladas de alginato de sodio, se requieren entonces:

Tabla 15 Costo de materia prima

Materia Prima

Cantidad

Requerida

(ton MP/ton P)

Cantidad

Requerida

(ton/año)

Precio por

tonelada

(BsF/ton)

Precio

Anual

(BsF/año)

Algas Frescas 15,51 400 20.000 8.000.000

Ácido Clorhídrico 2,67 68,99 5.300 365.647 Carbonato de Sodio 8,72 225 2.760 621.000

Hipoclorito de Sodio 0,01 0,35 10.600 3.710

Formaldehído 0,04 0,91 3.180 2.894 Cloruro de Calcio 1,93 50 5.860 293.000

Total 9.286.251

Empaques(sacos) 3.900 0,5 1.950

Total 9.288.201

Vale acotar que, a menos que el proveedor disponga la materia prima en lotes menores a 1

tonelada métrica, en el primer año la inversión para el hipoclorito y para el formaldehido deberá

realizarse para una tonelada completa, lo que implicaría 7.176 BsF adicionales. Como es una cifra

baja respecto al monto total, no se tomará en cuenta esta particularidad para cálculos posteriores.

40

6.1.1.2.- Costos anuales por agua

El agua se tomará como un costo semivariable debido a que depende de la producción de

alginato. Sin embargo hay que tomar en cuenta un consumo fijo por uso de sanitarios y

mantenimiento de equipos y maquinarias. Tomando las tarifas de Hidrocapital el consumo de agua

para producir alginato será 3287,44 BsF/ton.

6.1.2.- Costos fijos

Se consideran en este punto los costos por servicios, los costos del recurso humano, es decir, los

salarios y los paquetes anuales de los empleados y los costos administrativos. Además, los costos

estimados de mantenimiento de los equipos y las maquinarias.

6.1.2.1.- Costos por servicios

Tabla 16. Costo por servicios

Servicio Costo Anual (BsF/año)

Agua 51.984 Electricidad 30.016

Total 82.000

6.1.2.2.- Costos por sueldos y salarios

A continuación se presenta una tabla con el personal requerido para la operación de la empresa

con sus respectivos salarios y paquete anual.

Tabla 17. Salarios para cada empleado

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

Ingeniero de planta

1 9500 120.000

Administrativo 2 6000 150.000

Técnico de

maquinaria 10 6000 750.000

Representante

de ventas 3 4000 150.000

Personal de

limpieza 2 4000 96.000

Transportista 3 3000 110.000

TOTAL 15 29500 1.376.000

41

6.1.2.3 Costos administrativos

Los costos administrativos incluyen la parte publicitaria que se le va a dar al producto. En

este caso es un producto que es utilizado como materia prima, por lo que se utilizará el tipo de

publicidad de carpetas y folletos para ser entregados a las distintas empresas que requieran del

producto. Incluye además gastos por reuniones, teléfono, fax y otras comunicaciones.

El costo estimado para estos gastos será de 100.000BsF /año.

6.2.- Ingresos por ventas en el primer año

Se estima que anualmente, para el primer año, las ganancias por ventas sean:

Tabla 18. Ingresos por ventas

Producto Cantidad (kg/año) Precio Unitario (BsF) Ingreso (BsF/año)

Alginato (1kg) 2.800 1.000 2.800.000

Alginato (10kg) 3.000 8.500 2.550.000 Alginato (25kg) 20.000 16.250 13.000.000

Total 18.350.000

6.3.- Estimación del Costo Total

6.3.1.- Costo del terreno y obras

Implementando los portales virtuales de compra y venta de inmuebles disponibles en el país, un

terreno en el estado Vargas de unos 2200 m2

cuesta 3.600.000 BsF. Esto coincide para las

localidades de Catia la Mar y Maiquetía. Equivale a 1.600 BsF/m2.

Por otro lado, el precio de mercado de un galpón de unos 800m2 en las mismas zonas oscila

entre los 6.000.000 y los 8.000.000 BsF. Por lo que se puede asumir que el precio de las obras es

aproximadamente 5.500 BsF/m2.

De acuerdo a la cantidad de equipos y al tamaño que estos ocupan, una estructura de 500m2 de

construcción es más que suficiente para edificar la planta piloto de extracción de alginato de sodio.

Esto indica que un terreno del doble de área, 1000m2, sería adecuado con el fin de disponer espacios

adicionales para inventario y almacenamiento, estacionamientos para los vehículos y estructuras

afines, que se resumen en 100m2 más de construcción. Esto implica que las cifras manejadas serán

las que se resumen en la siguiente tabla:

42

Tabla 19. Costo de Terrenos

Precio/ m2 (BsF/m

2) Área (m

2) Precio (BsF)

Terreno 1.600 1000 1.600.000

Infraestructura 5.500 600 3.300.000

Total 4.900.000

La depreciación de las obras físicas se estimará por el método lineal con el 5% del valor inicial

de las mismas. Al final del horizonte económico, se espera que el terreno haya aumentado su valor

en un 20%.

6.3.2.- Costo de maquinarias y equipos

Se tiene en consideración para el costo de los equipos que:

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

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

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

seguro y un flete de transporte marítimo de 3000 BsF/m3 del equipo.

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

el 10% de su valor FOB.

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

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

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

Tabla 20. Costos de los equipos

CÓDIGO EQUIPO PRECIO FOB

($)

PRECIO FOB

(BsF)

PRECIO CIF

(BsF)

CM-1 Molino de cuchillas 3000 15900 28365

CM-2 Molino de martillos 3000 15900 31785

EX-1 Extrusor de alginato de

sodio 4000 21200 36380

HP-1 Prensa hidráulica de tornillo

para el ácido algínico 3000 15900 21165

HP-2 Prensa hidráulica de tornillo

para el alginato de sodio 3000 15900 21285

HX-1 Calentador de la solución de

Carbonato de Sodio 1000 5300 9095

HX-2 Calentador de Agua 2000 10600 15190

M-1 Mezclador agua-alginato 1300 6890 8524

CÓDIGO EQUIPO PRECIO FOB PRECIO FOB PRECIO CIF

43

($) (BsF) (BsF)

MF-1 Tamiz vibratorio 3000 15900 19875

MF-2 Filtro malla para T-1

1500 (15 c/u

en empaque de

mínimo 100 piezas)

7950 9293

MF-3 Filtro malla para ST-1

MF-4 Filtro malla para ST-2

MF-5 Filtro malla para ST-3

MF-6 Filtro malla para ST-4

MF-7a Filtro malla para ST-5a

MF-7b Filtro malla para ST-5b

MF-7c Filtro malla para ST-5c

MF-8 Filtro malla para ST-6

P-1→P-15 Bombas Centrífugas 60 c/u 4770 5963

P-16/P-17 Bombas para ácido

clorhídrico 250 c/u 5300 6625

PK-1 Empaquetadora 5000 26500 33475

ST-1 Tanque pre-extracción ácida 8700 46110 53927

ST-2 Tanque extracción alcalina 4100 21730 27990

ST-3 Tanque precipitación CaCl2 3000 15900 20085

ST-4 Tanque de blanqueamiento 500 2650 3348

ST-5a Tanque de extracción ácida

para el alginato de calcio 8700 46110 53627

ST-5b Tanque de extracción ácida

para el alginato de calcio 5100 27030 31685

ST-5c Tanque de extracción ácida

para el alginato de calcio 5100 27030 31685

ST-6 Tanque para la extracción

alcalina purificada 500 2650 3348

T-1 Tanque de hidratación con

formaldehído 2500 13250 22738

T-2 Tanque de dilución del

formaldehído 2500 13250 21238

T-3 Tanque para la recuperación

del formaldehído 2500 13250 21238

T-4 Tanque de dilución del HCl 2600 13780 16447

T-5 Tanque de recuperación de

sales de cloro 2600 13780 16747

T-6 Tanque de dilución Na2CO3 1900 10070 12781

T-7 Tanque de recuperación del

carbonato de sodio 2000 10600 13690

T-8 Tanque de dilución CaCl2 900 4770 5786

T-9 Tanque dilución NaClO 50 265 331

T-10 Tanque de recuperación del

hipoclorito de sodio 900 4770 5786

T-11 Tanque recuperación de HCl 2100 11130 14300

T-12 Tanques de agua destilada (2

unidades) 3350 c/u 35510 100837

CÓDIGO EQUIPO PRECIO FOB PRECIO FOB PRECIO CIF

44

($) (BsF) (BsF)

TD-1 Secador de bandejas para las

algas frescas 2500 13250 21238

TD-2

Secador de cinta

transportadora para el

alginato de sodio

10000 53000 72950

VF-1 Filtro rotatorio de vacío 5000 26500 39475

WD-1 Destilador de agua industrial 10000 53000 66950

Costo total de equipos 647.395 925.238

La depreciación para equipos se estima por el método lineal y tomando en cuenta que todos

poseen una vida útil cercana a los 10 años. El valor equivale al 5% de su valor inicial para cada

uno de los mismos.

En cuanto a la maquinaria utilizada, es imprescindible al menos un camión 350 para el

transporte de las algas desde su punto de extracción local hasta la fábrica, y otro para el transporte

del producto terminado hacia sus destinos de comercialización. Los precios se estiman en función a

vehículos del año 2012.

Tabla 21 Costos de Maquinaria

Vehículo Modelo Precio (BsF)

Camión Ford F-350 450.000

Camión Mitsubishi Fuso 400.000

Total 950.000

Dado que estos vehículos son muy duraderos se les estima una vida útil de 15 años, con un

valor de desecho del 10% de su valor inicial. Los montos anuales de depreciación serán 27.000 y

24.000 respectivamente, es decir 51.000 en total.

6.3.3 Capital de trabajo

El capital de trabajo incluye los costos administrativos y de ventas, como los costos de

producción fijos y variables que debe cubrir la empresa en los primeros 6 meses de trabajo. Se

asume que en este lapso de tiempo la empresa no ha de generar beneficios y por ende todos los

gastos deben preverse para garantizar el buen funcionamiento de la planta.

45

Tabla 22. Capital de Trabajo

Gastos desembolsables Costos Anuales (BsF)

Costos Fijos

Servicios 82.000

Sueldos y Salarios 1.376.000

Costos Variables

Materia Prima 9.296.361

Agua 3.287

Costos Administrativos 100.000

Capital de Trabajo 5.428.824

6.3.4 Inversión inicial

El monto de inversión inicial para el establecimiento de la planta productora de alginato de

sodio viene dado por la suma del capital de trabajo y los costos del terreno, las obras de

infraestructura, los equipos de la planta y la maquinaria de transporte.

Tabla 23. Inversión inicial

Factores BsF

Costo del Terreno e Infraestructura 4.900.000 Costo de Equipos de planta 925.238

Costo de vehículo 950.000

Capital de Trabajo 5.428.824

Inversión Inicial 12.204.062

6.4 Financiamiento del proyecto

Para financiar el proyecto se solicitará un préstamo del 53% de la inversión inicial al Banco

Central de Venezuela el cual posee una tasa de interés anual del 24% para créditos comerciales. Es

préstamo requerido será de 6.500.000 BsF. el cual se cancelará en un período de 9 años.

Dado los altos las altas sumas que se deben cancelar por intereses en los primeros cinco

años se tratarán de amortizar a capital en el tercer año por el 50% del saldo deudor. De esta

forma los pagos por intereses disminuirían permitiendo cancelar el préstamo antes del plazo

establecido.

46

Tabla 24 Financiamiento del proyecto

Año Cuota

anualizada Interés

Amortización a

capital Saldo deudor

0

6.500.000

1 1.823.025 1.560.000 263.025 6.236.975

2 1.823.025 1.496.874 326.151 5.910.823

3 1.823.025 1.418.598 404.428 5.506.396

4 1.823.025 1.321.535 501.490 5.004.905

5 1.823.025 1.201.177 621.848 4.383.057

6 1.823.025 1.051.934 771.092 3.611.966

7 1.823.025 866.872 956.154 2.655.812

8 1.823.025 637.395 1.185.630 1.470.182

9 1.823.025 352.844 1.470.182 0

6.5 Punto de equilibrio

Tabla 25 Punto de equilibrio sin financiamiento

Año 1 2 3 4 5

Ingresos por

venta 18.350.000 23.855.000 35.663.225 46.362.135 72.325.110

Costos fijos 1.558.000 1.558.000 2.242.300 2.242.300 2.967.463

Costos variables 1.458.000 1.458.000 2.137.300 2.137.300 2.857.213

P.E 1.692.476 1.659.423 2.385.248 2.350.666 3.089.515

Precio de venta 65,60 64,32 80,39 79,23 86,77

Tabla 26 Punto de equilibrio con financiamiento

Año 1 2 3 4 5

Ingresos por

venta 18.350.000 23.855.000 35.663.225 46.362.135 72.325.110

Costos fijos 1.558.000 1.558.000 2.242.300 2.242.300 2.967.463

Costos variables 9.373.765 11.696.002 16.788.259 20.960.939 31.412.820

P.E 3.184.999 3.056.674 4.236.704 4.092.635 5.245.908

Precio de venta 123,45 118,48 142,79 137,94 147,34

47

6.6 Proyecciones financieras

6.6.1 Proyecciones de ventas

El monto de ingresos por ventas se estimará de acuerdo a los precios ya establecidos para el

alginato de sodio en conjunto con su proyección para 5 años. Se supuso que los porcentajes de

ventas respecto a los sacos se mantuvieron constantes durante este período, es decir el 77,52% para

las presentaciones de 25 kg, 11,63 % para las presentaciones de 10 kg y 10,85% para las

presentaciones de 1 kg, respecto a la producción total anual.

Durante los primeros 2 años la producción de alginato se mantuvo igual, sin embargo se

presenta un incremento de la producción del 15% para el tercer año y de un 20% de su última

producción para el quinto año.

El incremento en el tercer año viene dado por una inversión en equipos de producción

correspondiente 20% del costo total de los mismos en el primer año. Por otra parte la inversión en

maquinaria se ve reflejada por adquisición de 2 camiones adicionales, equivalente a sus precios de

mercado en ese tiempo (considerando una inflación del 25% anual); así como un peñero que se

utilizará para la recolección de materia prima adicional y el manejo en general de la misma, cuyo

valor se estima sean 300 millones de bolívares y su depreciación vendrá dada por el método lineal,

como 10% del valor del vehículo.

Los costos de producción se verán incrementados por la contratación de nuevo personal y los

salarios asociados a los mismos: 3 transportistas y 5 técnicos de maquinarias. Para este año, se

considera un aumento de los paquetes anuales de los empleados en un 10%. Además, el aumento en

los costos de mantenimiento de la planta también se refleja en un 5% más en los costos

administrativos. El aumento de los servicios se estima en un 10%, y el incremento en los costos de

materia prima y agua vendrá dado por el alza en la producción.

El incremento del quinto año vendrá dado por una inversión previa en equipos, del 30% del

costo total para el año cero. La maquinaria también incrementará, con la adquisición de un camión y

otro peñero, cuyos valores vendrán dado por los aumentos causados por la inflación.

En el quinto año se pronostica la contratación de un ingeniero adicional, 3 técnicos de planta

y dos transportistas, y un aumento en los paquetes anuales del 10%. Se estima también un 5% más

gastos administrativos y 10% en los servicios fijos.

Cabe destacar que todos los costos de materia prima esta expuesta a los aumentos de

inflación del 25% anual.

48

Tabla 27. Ingreso por ventas anuales

Año Tipo de presentación (kg) Precio Cantidad Vendida

(kg)

Total de

Ventas

1

1 1.000 2.800 2.800.000

10 8.500 3.000 2.550.000

25 16.250 20.000 13.000.000

Total 18.350.000

2

1 1.300 2.800 3.640.000

10 11.050 3.000 3.315.000

25 21.125 20.000 16.900.000

Total 23.855.000

3

1 1.690 3.220 5.441.800

10 14.365 3.450 4.955.925

25 27.463 23.000 25.265.500

Total 35.663.225

4

1 2.197 3.220 7.074.340

10 18.675 3.450 6.442.875

25 35.701 23.000 32.844.920

Total 46.362.135

5

1 2.856 3.864 11.035.584

10 24.277 4.140 10.050.678

25 46.412 27.600 51.238.848

Total 72.325.110

49

6.6.1 Flujo de caja del proyecto

Año 0 1 2 3 4 5

Ingresos por ventas

18.350.000 23.855.000 35.663.225 46.362.135 72.325.110

Costos fijos

Servicios

-82.000 -82.000 -90.200 -90.200 -99.220

Sueldos y salarios

-1.376.000 -1.376.000 -2.047.100 -2.047.100 -2.757.993

Costos Variables

Materia prima

-9.288.949 -11.611.186 -16.690.720 -20.863.400 -31.295.774

Agua

-84.816 -84.816 -97.538 -97.538 -117.046

Costos administrativos

-100.000 -100.000 -105.000 -105.000 -110.250

D. Obras físicas

-150.000 -150.000 -150.000 -150.000 -150.000

D. Maquinaria

-51.000 -51.000 -160.688 -160.688 -266.156

D. Equipos

-46.262 -46.262 -55.514 -55.514 -69.393

Utilidad Bruta

7.170.974 10.353.736 16.266.465 22.792.695 37.459.277

I.S.L.R

-2.151.292 -3.106.121 -4.879.939 -6.837.808 -11.237.783

Utilidad Neta

5.019.681 7.247.615 11.386.525 15.954.886 26.221.494

D. Obra física

150.000 150.000 150.000 150.000 150.000

D. Maquinaria

51.000 51.000 160.688 160.688 266.156

D. Equipos

46.262 46.262 55.514 55.514 69.393

Terreno -1.600.000

Obras fisicas -3.300.000 Equipos -925.238

-185.048

-277.571

Maquinaria -950.000

-1.628.125

-1.567.383

Capital de Trabajo -5.465.882 -1.161.119 -2.888.278 -2.086.340 -5.588.522 17.190.142

Valor de Desecho

9.040.888

Flujo de caja -12.241.120 4.105.825 2.793.426 9.666.387 8.887.409 52.938.073

50

6.6.2 Flujo de caja del inversionista

Años 0 1 2 3 4 5

Ingresos por ventas

18.350.000 23.855.000 35.663.225 46.362.135 72.325.110

Costos fijos

Servicios

-82.000 -82.000 -90.200 -90.200 -99.220

Sueldos y salarios

-1.376.000 -1.376.000 -2.047.100 -2.047.100 -2.757.993

Costos Variables

Materia prima

-9.288.949 -11.611.186 -16.690.720 -20.863.400 -31.295.774

Agua

-84.816 -84.816 -97.538 -97.538 -117.046

Costos administrativos

-100.000 -100.000 -105.000 -105.000 -110.250

D. Obras físicas

-150.000 -150.000 -150.000 -150.000 -150.000

D. Maquinaria

-51.000 -51.000 -160.688 -160.688 -266.156

D. Equipos

-46.262 -46.262 -55.514 -55.514 -69.393

Utilidad Bruta

7.170.974 10.353.736 16.266.465 22.792.695 37.459.277

I.S.L.R

-2.151.292 -3.106.121 -4.879.939 -6.837.808 -11.237.783

Utilidad Neta

5.019.681 7.247.615 11.386.525 15.954.886 26.221.494

D. Obra física

150.000 150.000 150.000 150.000 150.000

D. Maquinaria

51.000 51.000 160.688 160.688 266.156

D. Equipos

46.262 46.262 55.514 55.514 69.393

Terreno -1.600.000 Obras fisicas -3.300.000

Equipos -925.238

-185.048

-277.571 Maquinaria -950.000

-1.628.125

-1.567.383

Capital de Trabajo -5.465.882 -1.161.119 -2.888.278 -2.086.340 -5.588.522 17.190.142

Valor de Desecho

9.040.888

Pago del

Financiamiento

-1.823.025 -1.823.025 -1.823.025 -1.823.025 -1.823.025

Amortización a capital

-2.955.412

Flujo de caja -12.241.120 2.282.800 970.401 4.887.951 7.064.586 51.115.048

51

6.7 Evaluadores económicos – financieros

6.7.1 Valor actualizado neto

El V.A.N. para el proyecto, considerando los efectos de la inflación del 25% y considerando las

proyecciones hechas con anterioridad sin financiamiento, da superior a cero para una rentabilidad

esperada del 40%. El valor de este evaluador es 7.795.859 para el quinto año de producción.

El V.A.N. considerando los efectos de la inflación del 25%, las proyecciones hechas con

anterioridad y además un financiamiento por 6.500.000 BsF resulta superior a cero para una

rentabilidad esperada del 40%. Por lo tanto, puede decirse que el proyecto es factible y rentable. El

valor de esta variable en este caso es 3.008.894; lógicamente será menor que para un proyecto no

financiado, pero aun así poner en ejecución el proyecto sería una decisión inteligente.

6.7.2 Tasa interna de retorno

El valor de la T.I.R. para la proyección a un horizonte económico de 5 años sin financiamiento

es 60,69%. 56,13. Para la proyección con financiamiento del 50% de la inversión, es 47,77%. Es

decir, existen altas tasas que podrían atraer la atención de inversionistas y que, a pesar de la

inflación, traen ganancias provechosas.

6.7.3 Tiempo de recuperación

Al final del horizonte económico se recupera la inversión hecha en el año cero, pero no se

recuperan todas las inversiones sucesivas que han de hacerse en los años posteriores. Esto ocurre

para ambos casos (con financiamiento y sin financiamiento), con la diferencia de que sin

financiamiento se obtiene una mayor ganancia con respecto al caso contrario. La diferencia, sin

embargo, no es muy grande, por lo que es válido asegurar que para el sexto año de producción (1

año después del horizonte económico) se recuperarán todas las inversiones hechas, incluyendo el

capital de trabajo de ese año.

6.8 Análisis de sensibilidad

Se puede establecer la sensibilidad del proyecto con respecto al precio de venta del

producto en sus diferentes presentaciones, y de esta manera observar cómo influye esta

variable en la rentabilidad del mismo.

Asumiendo que el precio de venta disminuye en 150 BsF cada presentación, es decir,

que la versión de 1kg en el año 1 cueste 850 BsF, la de 10kg cueste 650 BsF y la versión de

52

25 kg llegue a 500 BsF, el flujo de caja del proyecto y del inversionista quedan como se

presentan a continuación. Puede verse que los números disminuyen mucho con respecto al

flujo de caja con el precio de venta real.

Tras calcular los valores de valores actualizados netos a una tasa del 40%, tal como se

hizo para el caso del estudio real, para ambos casos se obtuvieron cifras negativas, por lo

que a esos precios de venta, no resulta rentable el proyecto. La tendencia fue la misma,

donde el caso financiado es mucho menos rentable que el no financiado.

Las tasas de retorno TIR están por debajo del 40% para ambos casos, siendo 25,98%

para el caso con financiamiento, y 34,54% para el otro caso. Esto indica que, bajo las

condiciones de alta inflación que existen en el país, que llevan a los inversionistas a buscar

tasas mayores al 40%, para que el proyecto sea rentable y factible, los precios de venta no

pueden bajar a tal extremo. Y además, en el horizonte económico de 5 años no se logra

recuperar todo el capital invertido en los años posteriores.

Con este análisis de sensibilidad, llevado a cabo ceteris paribus, sólo afectando la

variable precio de venta, puede estimarse cuál sería el precio mínimo al que se pueden

vender los productos con el fin de cumplir las expectativas de los inversionistas. Esto, claro

está, implicaría que para ese precio, el VAN se anularía (considerando una tasa esperada

del 40%).

El flujo de caja del proyecto indica que, si se desea mantener las proporciones del

descuento por kilogramo fijadas inicialmente (0,65 del precio base para sacos de 25kg, y

0,85 del precio base para sacos de 10kg), se cumplen las expectativas para un precio

mínimo de 825,42 BsF/kg, 701,61 BsF cada saco de 10kg y 536,52 BsF cada saco de 25kg.

Mientras que para el caso con un financiamiento de 6.500.000 BsF, el precio mínimo debe

ser 900,1 BsF/kg, 766 BsF cada saco de 10kg y 586 BsF cada saco de 25kg.

En conclusión, dado que el precio estimado para el alginato fue estimado en base al

valor del mercado dado por la competencia, existen las posibilidades de tener que reducir el

precio de venta inicialmente con el fin de aumentar la demanda. No obstante, gracias a un

análisis de este tipo, es posible saber cuál es el límite al que se puede llegar sin generar

pérdidas de inversión.

53

Flujo de caja del proyecto para un precio de venta menor

Año 0 1 2 3 4 5

Ingresos por ventas

14.329.836 18.628.787 27.850.036 36.205.047 56.479.874

Costos fijos

Servicios

-82.000 -82.000 -90.200 -90.200 -99.220

Sueldos y salarios

-1.376.000 -1.376.000 -2.047.100 -2.047.100 -2.757.993

Costos Variables

Materia prima

-9.288.949 -11.611.186 -16.690.720 -20.863.400 -31.295.774

Agua

-84.816 -84.816 -97.538 -97.538 -117.046

Costos administrativos

-100.000 -100.000 -105.000 -105.000 -110.250

D. Obras físicas

-150.000 -150.000 -150.000 -150.000 -150.000

D. Maquinaria

-51.000 -51.000 -160.688 -160.688 -266.156

D. Equipos

-46.262 -46.262 -55.514 -55.514 -69.393

Utilidad Bruta

3.150.810 5.127.523 8.453.276 12.635.607 21.614.041

I.S.L.R

-945.243 -1.538.257 -2.535.983 -3.790.682 -6.484.212

Utilidad Neta

2.205.567 3.589.266 5.917.293 8.844.925 15.129.829

D. Obra física

150.000 150.000 150.000 150.000 150.000

D. Maquinaria

51.000 51.000 160.688 160.688 266.156

D. Equipos

46.262 46.262 55.514 55.514 69.393

Terreno -1.600.000

Obras fisicas -3.300.000 Equipos -925.238

-185.048

-277.571

Maquinaria -950.000

-1.628.125

-1.567.383

Capital de Trabajo -5.465.882 -1.161.119 -2.888.278 -2.086.340 -5.588.522 17.190.142

Valor de Desecho

9.040.888

Flujo de caja -12.241.120 1.291.710 -864.923 4.197.155 1.777.650 41.846.408

54

Flujo de Caja del Inversionista para un precio de venta menor

Años 0 1 2 3 4 5

Ingresos por ventas

14.329.836 18.628.787 27.850.036 36.205.047 56.479.874

Costos fijos

Servicios

-82.000 -82.000 -90.200 -90.200 -99.220

Sueldos y salarios

-1.376.000 -1.376.000 -2.047.100 -2.047.100 -2.757.993

Costos Variables

Materia prima

-9.288.949 -11.611.186 -16.690.720 -20.863.400 -31.295.774

Agua

-84.816 -84.816 -97.538 -97.538 -117.046

Costos administrativos

-100.000 -100.000 -105.000 -105.000 -110.250

D. Obras físicas

-150.000 -150.000 -150.000 -150.000 -150.000

D. Maquinaria

-51.000 -51.000 -160.688 -160.688 -266.156

D. Equipos

-46.262 -46.262 -55.514 -55.514 -69.393

Utilidad Bruta

3.150.810 5.127.523 8.453.276 12.635.607 21.614.041

I.S.L.R

-945.243 -1.538.257 -2.535.983 -3.790.682 -6.484.212

Utilidad Neta

2.205.567 3.589.266 5.917.293 8.844.925 15.129.829

D. Obra física

150.000 150.000 150.000 150.000 150.000

D. Maquinaria

51.000 51.000 160.688 160.688 266.156

D. Equipos

46.262 46.262 55.514 55.514 69.393

Terreno -1.600.000

Obras fisicas -3.300.000 Equipos -925.238

-185.048

-277.571

Maquinaria -950.000

-1.628.125

-1.567.383

Capital de Trabajo -5.465.882 -1.161.119 -2.888.278 -2.086.340 -5.588.522 17.190.142

Valor de Desecho

9.040.888

Pago del

Financiamiento

-1.823.025 -1.823.025 -1.823.025 -1.823.025 -1.823.025

Amortización a capital

-2.955.412

Flujo de caja -12.241.120 -531.315 -2.687.948 2.374.130 -45.375 41.846.408

55

6.9 Resumen del estudio técnico-económico

En base al minucioso estudio de mercado que se llevo a cabo, se pudo determinar que la

industria del procesamiento de algas pardas para la extracción de alginatos no tiene presencia en el

país, y que todo este material que es usado por las grandes compañías productoras de alimentos,

como EFE para su fabricación de helados, debe importarse, por lo que su valor de mercado es alto.

La biomasa de algas pardas que aún no han sido explotadas de las costas venezolanas es un

recurso natural de gran valor, que lamentablemente no ha podido procesarse debido a la

inestabilidad política y económica en la última década. Es una fuente potencial de ganancias, que

sólo requiere la oportunidad y la inversión correcta para ponerse en marcha.

El establecimiento de una empresa para producir alginato de sodio a partir de algas pardas en el

estado Vargas puede resultar un negocio altamente rentable, que requiere un monto de inversión

relativamente bajo (12 millones de bolívares), que es fácilmente recuperable en un lapso no mayor a

6 años, haciendo las inversiones correctas, en el caso del estudio, para el tercer y quinto año de

producción. Con una tasa interna de retorno superior al 40%, es factible generar muchas ganancias,

incluso si existe un endeudamiento por préstamo de capital para la inversión.

Con el fin de cubrir tan sólo el 15% de la cantidad de estabilizantes para helados requeridos por

la EFE, la producción alcanza las 25,8 toneladas para el primer año, y al final del horizonte

económico de 5 años, asumiendo que la producción de EFE no varía, se eleva la producción a 35,6

toneladas, equivalentes al 21,23% del total necesario para la compañía.

El hecho de que no exista actualmente un sistema organizado de explotación y comercialización

de las algas pardas en Venezuela, es un fuerte factor limitante en la expansión de la posible planta, e

incluso del éxito de la misma, ya que tampoco existen regulaciones o valores de mercado para la

materia prima, sino que es un monto arbitrario que fijan los pescadores. Para garantizar el éxito total

del proyecto, debe ir de la mano de una idea de proyecto semejante a la compañía Biotecmar, que

no logró perdurar en el país por crisis económica.

En resumen, el proyecto es factible y rentable bajo los parámetros fijados en este trabajo, en

cuanto a recurso humano, equipos, maquinarias y localización. No obstante, no es recomendable

ponerlo en marcha sin un respaldo en la obtención de la materia prima fundamental. Una solución

podría ser la importación de las mismas, pero esto afectaría el objetivo principal del proyecto:

emplear las algas autóctoas de las regiones costeras.

56

7. OTROS EFECTOS DEL PROYECTO

7.1 Lay-out de la planta para el primer año de producción

Claramente se observa que las instalaciones poseen espacio suficiente como para adquirir más equipos en años posteriores (años 3 y 5), sin

la necesidad de modificar la infraestructura. Es un terreno de 1000m2 (40x25) con una construcción de 600m

2.

57

8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Gustavo Hernández-Carmona, Dennis J. McHugh, Dora L. Arvizu-Higuera1 & Y.

Elizabeth Rodriguez-Montesinos, “Pilot plant scale extraction of alginate from Macrocystis

pyrifera. 1. Effect of pre-extraction treatments on yield and quality of alginate “Centro

interdisiplinario de Ciencias Marinas

[2] Calvo, Miguel, “Alginato” Bioquimica de los alimentos Disponible en:

http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/azucares/alginato.html

[3] Brito, Leonor “Extracción de alginato de sodio a partir de Sargassum vulgare (FUCALES,

PHAEOPHYTA), Universidad de Oriente Cumana

[4] Depósitos de documentos de la FAO, “La industria de las algas marinas” Departamento de

Pesca.

[5] Dora Luz Arvizu-Higuera’ Gustavo Hernández-Carmona*’Y. Elizabeth Rodríguez-Montesinos,

“Departamento de Ingeniería Química e Ingeniería Bioquímica” ,Universidad Autónoma de Baja

California, Departamento de Ciencias Marinas.

[6] Alfio A. Zambon a, Manuel M. Rodríguez b, Víctor U. Miguel b y Alberto F. Errazu b

“Producción de alginatos comerciales a partir de algas pardas Patagónicas”

[7] Gran Enciclopedia Virtual Islas Canarias “ Estructura Sectorial Econónimca”Disponible en :

http://www.gevic.net/info/contenidos/mostrar_contenidos.php?idcat=21&idcap=151&idcon=594

[8] “Proyecto algas pardas y sus usos” Disponible en : http://www.algaspardas.cl/usos.htm

[9] Alfio A. Zambon , Manuel M. Rodríguez , Víctor U. Miguelb y Alberto F. Errazu, “ Producción

de Alginatos comerciales a partir de alguas pardas”

[10] “Productos EFE” Negocios y Marcas Empresas Polar Disponible en: http://www.empresas-

polar.com/negocios-y-marcas/secciones/productos-efe_61.html

[11] Brennan, J. et a. 1980. Las operaciones de la ingeniería de los alimentos. 2° ed. Ed. Acribia,

S.A.Zaragoza (España). pp 319

[12] Siraj Omar, Norasmah Ahmad y Fashihuddin Ahmad, “Composition of Aiginates”from Brown

Seaweeds, Sargassum and Padina spp.” Departamento de Química Facultad de Ciencias y Recursos

Naturales

[13]ASOQUIM “ Encuesta de cuyuntura del sector quimico y petroquímico asociado” Disponible

en: http://www.asoquim.com/

[14] }Hong, Christina “ Biotecmar” VenEconomía Hemeroteca Vol 19 No5 Disponible en :

www.veneconomía.com

58

[15] Hernández-Carmona G, Rodríguez Montesinos Y.E,Arvizu-Huiguera, Reyes Tisnado, Murillo

Álvarez, Muñoz Ocha, “ Avances Tecnológicos en la producción de alginatos en México”

Ingeniería de Investigación y Tecnología Vol XIII

[16] Bryshila Lupo Pasin1, Carmen González Azón, Alicia Maestro Garriga, “

Microencapsulación con alginato en alimentos. Técnicas y aplicaciones”, Revista Venezolana de

Ciencia y Tecnología de Alimentos

[17] Anilú Miranda-Medina, Luis Peralta-Peláez, Alejandro González-Valdés,

María García-Hernández, María Sánchez-García, “Diseño de una planta productora de ácido

algínico y alginatos a partir de Azotobacter vinelandii” , Instituto Tecnológico de Veracruz, Miguel

Ángel de Quevedo Departamento de Ingeniería Química e Ingeniería Bioquímica

[18]Mc Cabe,Warren.(2002) Operaciones Unitarias en Ingeniería Química (6º,ed) Mexico:

Ed Mc GrawHill. pag:857-870

[19] Alfio Zambon, Manuel Rodríguez, Victor Miguel, Alberto Errazu “Obtención de Alginatos a

Partir de Algas Pardas Patagónicas” XXII Congreso Argentino de Química, La Plata, Septiembre

1998

[20] BioChrom, “Cotización de alginato de Sodio”

[21] Antonio Carlos Augusto da Costa*, Ana Paula Mora Tavares, Francisca Pessôa de França,

“The release of light metals from a brown seaweed (Sargassum sp.) during zinc biosorption in a

continuous system” Electronic Journal of Biotechnology , Universidad Católica de Valparaíso.

[22] Zertuche, J. “Situación Actual de la industria de macroalgas productoras de ficocoloides en

América Latina y el Caribe”, (1993), Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la

Alimentación FAO. México, D.F.

[23] McHugh, D. “Perspectivas para la producción de algas marinas en los países en desarrollo”,

(2002), Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación FAO. Roma.

[24] Páginas web para la consulta del precio de los equipos, la maquinaria y los productos:

www.matche.com, www.alibaba.com, www.tucarro.com.ve, www.tulancha.com.ve,

www.chefcreativo.com.ve