ANTEPROYECTO DE PLANTA PARA FABRICACIÓN DE CARBÓN ACTIVADO


1

VIABILIDAD COMERCIAL __________ ______ ____ ______________ 6
1.1
1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.1.7 1.1.8

Definición del producto objeto del proyecto __________ ______ ____ 6
Nombre del producto __________ ______ ____ _____ _______ ______ _________ 6 Definición del producto __________ ______ ____ _____ _______ ______ ________ 6 Usos del producto __________ ______ ____ _____ _______ ______ ____________ 6 Tipos __________ ______ ____ __________ ______ ____ _______ 7 Presentación del producto __________ ______ ____ ____________________ 8 Características __________ ______ ____ _____ _______ ______ _______________ 8 Precio __________ ______ ____ __________ ______ ____ ______ 9 Materia prima __________ ______ ____ _____ _______ ______ ______________ 10

1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11

Tipo y características __________ ______ ____ __________________ 10 Presentación __________ ______ ____ _____ _______ ______ _________ 11 Proveedores y precio medio __________ ______ ____ ____________ 12 Materia prima necesaria __________ ______ ____ _______________ 12 Oferta __________ ______ ____ _____ _______ ______ _______________ 14 Demanda __________ ______ ____ _____ _______ ______ ____________ 17 Tamaño del mercado, requerimientos y tendencias _____ _______ ______ _________ 17 Tipos de clientes __________ ______ ____ _____ _______ ______ ______ 18Mercado Meta __________ ______ ____ _____ _______ ______ ________ 18 Distribución __________ ______ ____ _____ _______ ______ __________ 19
Forma de transporte __________ ______ ____ _____ _______ ______ _______ 19 Necesidad de Infraestructura __________ ______ ____ _______________ 20 Clientes , Donde y como se vende __________ ______ ____ ___________ 20

1.11.1 1.11.2 1.11.3

1


2

VIABILIDAD TÉCNICA __________ ______ ____ _______________ 22
2.1 2.2 2.3
2.3.1

Selección del proceso de activación del carbón _____ _______ ______ _____________ 22 Proceso de activación física__________ ______ ____ _____________ 22 Proceso de activación química __________ ______ ____ __________ 23
Selección y argumentos__________ ______ ____ _____ _______ ______ _______ 24

2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
2.9.1

Proceso de producción: descripción detallada. Diagrama de flujo. ____________ 24 Diagrama de flujo del proceso de producción _____ _______ ______ ______________ 29 Materias primas __________ ______ ____ _____ _______ ______ _______ 30 Localización __________ ______ ____ _____ _______ ______ __________ 31 Capacidad de planta en función de la demanda _____ _______ ______ ____________ 31 Equipos y maquinaria necesaria __________ ______ ____ _________ 32
HORNO ROTATORIO __________ ______ ____ _____ _______ ______ _________ 32

2.10

ENFRIADOR __________ ______ ____ _____ _______ ______ __________ 34
TOLVA DOSIFICADORA Y SILO DE ALMACENAMIENTO _____ _______ ______ ___________ 35 TRITURADOR__________ ______ ____ _____ _______ ______ _____________ 35 CRIBA __________ ______ ____ __________ ______ ____ ___ 37 CINTAS TRANSPORTADORAS __________ ______ ____ _______________ 37 CALDERA __________ ______ ____ __________ ______ ____ 39 LAVADORES DE GASES __________ ______ ____ ____________________ 43

2.10.1 2.10.2 2.10.3 2.10.4 2.10.5 2.10.6

2.11 2.12

Esquema de distribución en planta de las principales áreas de fabricación. _____ 44 Necesidades de personal __________ ______ ____ _______________ 44
Perfiles y salario por convenio __________ ______ ____ ______________ 46

2.12.1

2


3

VIABILIDAD AMBIENTAL__________ ______ ____ _____________ 48
3.1 3.2
3.2.1 3.2.2

Legislación ambiental __________ ______ ____ _________________ 48 Evaluación de impactos __________ ______ ____ ________________ 49
Evaluación de impacto durante la construcción __________ ______ ____ __ 49 Evaluación de impacto durante la producción __________ ______ ____ ____ 50

3.3
3.3.1

Medidas correctoras __________ ______ ____ __________________ 51
Medidas correctoras en la fase de construcción __________ ______ ____ __ 51

3


4

VIABILIDAD ECONÓMICA __________ ______ ____ ____________ 55
4.1 4.2 4.3 4.4 Inversión: __________ ______ ____ _____ _______ ______ ____________ 55 Produccin e ingresos __________ ______ ____ __________________ 56Gastos__________ ______ ____ _____ _______ ______ _______________ 56 Conclusiones __________ ______ ____ _____ _______ ______ _________ 57

4


5

ANEXO I __________ ______ ____ _____ _______ ______ ___________ 58
5.1 Cálculos __________ ______ ____ _____ _______ ______ _____________ 58

5


1
1.1

VIABILIDAD COMERCIAL
Definición del producto objeto del proyecto

En esta sección se detalla la descripción y las características más importantes del producto que se pretende fabricar y comercializar en el proyecto cuya viabilidad es objeto de este estudio. Su finalidad es dar a conocer más a fondo el producto y sus amplias aplicaciones en el sector industrial.

1.1.1

Nombre del producto

Carbón Activado Granular (CAG) 1.1.2 Definición del producto

El carbón activado o carbón activo es un material de carbón de color negro, amorfo y poroso con alta capacidad de “adsorción”; al sólido que adsorbe se le denomina adsorbente y a la molécula atrapada, adsorbato. La unión entre el carbón y el adsorbato se lleva a cabo por medio de fuerzas de London, que son una de las clases de fuerzas de Van der Waals. Éstas son relativamente débiles y, por lo tanto, reversible. Por lo que se trata de un fenómeno de superficies. Por otra parte, el método de activación y control de las variables del proceso de fabricación, y las propiedades adsorbentes del producto pueden ser adaptadas para satisfacer necesidades tales como la purificación de aguas potables, control de la emisión de gases. Dependiendo del origen, ya sea vegetal o mineral, y a las distintas formasde obtenerlo se emplea con unos fines específicos.

1.1.3

Usos del producto

Debido a su estructura porosa altamente desarrollada, su alta superficie especifica y por su capacidad de presentación de diferentes tipos de naturaleza química en la superficie es el adsorbente más versátil.Más concretamente los carbones activados granulares, empleado en nuestro proyecto, se suelen utilizar para eliminar los contaminantes de líquidos.El consumo de carbón activado para aplicaciones en fase líquida es una proporción muy elevada del uso total de este material, siendo en algunos países de hasta el 80%. Las principales aplicaciones están

6


relacionadas con el tratamiento de aguas potables y residuales, decoloración de edulcorantes, industria alimenticia, purificación de productos químicos y farmacéuticos, etcétera. Como principales aplicaciones del carbón activado destacan las siguientes



Eliminación de impurezas que le dan color, olor y sabor al agua potable y tratamiento

de agua en procesos industriales.     Uso médico para tratamiento de intoxicaciones aguas. Recuperación de solventes. Purificación de aire y gases. Eliminación de olores en lugares cerrados, bodegas, refrigeradores, mejora de olores y

sabores en alimentos.       Evitar la maduración prematura de frutas y verduras. Recuperación de oro y plata Catálisis. Decoloración de azúcares, mieles y caramelos. Decoloración de licores, jugos, vinagres. Industrias de aceites y mantecas comestibles

1.1.4

Tipos

Los carbones activados puedenclasificarse atendiendo al tamaño de las partículas en: o Carbón activado en polvo (CAP) presentan tamaños menores de 100 m siendo los

tamaños típicos entre 15 y 25m. o Carbón activado granular(CAG) presentan tamaño medio, entre 1 y 5 mm. Los CAG

pueden dividirse en dos categorías: carbón activado troceado (o sin forma) y carbón activado conformado (o con una forma específica). Existen otras formas de adsorbentes de carbón, como las fibras de carbón activadas, las telas y los fieltros de carbón activadas, las estructuras monolíticas, las membranas de carbón, etc. Nuestro proyecto se centrará en la producción de carbón activado granular (CAG) con tamaños entre 1-5mm 7


1.1.5

Presentación del producto

El carbón activado es estable y puede ser almacenado por varios años en su recipiente o paquete de envío si está protegido de los vapores y líquidos contaminantes. Las opciones típicas de empaquetado incluyen bigbag de gran tamaño (500 -1000 kilogramos), súper bigbags pequeños (100-200 kilogramos), bolsas pequeñas (10-25 kilogramos), cajas tipo Gaylord (100-500 kilogramos) y tambores de acero o fibra (20-100 kilogramos). El tamaño que las partículas presentan es una cota de malla de 8x30 y 12x40.

1.1.6

Características

El carbón posee una estructura cristalina similar a la del grafito; extremadamente poroso debido a que pueden presentar elevadas superficies específicas (1000-3000 m2/g). Los grupos funcionales presentes en su estructura son principalmente de oxígeno y nitrógeno y componentes inorgánicos. Nosiempre a mayor superficie específica son mejores las características como adsorbente, puesto que también hay que tener en cuenta el posible “efecto de tamiz molecular”. 8


Así, dependiendo del tamaño de las moléculas del adsorbato, puede suceder que éstas sean mayores que algunos de los poros y por tanto no toda la superficie sea accesible a dichas moléculas. Por otro lado también hay que tener en cuenta tanto la geometría del poro como la del adsorbato.

1.1.7

Precio

El precio varía considerablemente según nos estemos enfrentando a un tipo de carbón activado o a otro. Incluso dentro del campo del granular que se obtiene a partir de carbón mineral bituminoso existen diferentes valores en el mercado. Las principales variaciones oscilan rondando un 1€/kg, este es el valor medio presentándose en algunos casos valores que destacan por ser excesivamente caros como sería 10 €/kg. Nosotros hemos decidido que el precio al que se va a vender es a un 1€/kg, tras realizar una serie de estudios de viabilidad económica es un precio razonable que nos aporta beneficios sin dejar de tener un precio asequible que llame la atención de los compradores. Las ganancias no son muy elevadas en relación gasto-venta, pero así esperamos obtener una mayor demanda y llamar la atención de futuros compradores.

9


1.1.8

Materia prima

El material necesario para realizar el proyecto consistiría en carbón, agua, gas y electricidad. El carbón se origina por la descomposición anaeróbica de vegetales terrestres, hojas o maderas que se acumulanen zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad.

1.2

Tipo y características

Existen diferentes tipos de carbones minerales en función del grado de carbonificación que haya experimentado la materia vegetal. Estos van desde la turba (el menos evolucionado) hasta la antracita. Esta evolución depende de la edad del carbón, así como de la profundidad y condiciones de presión, temperatura, entorno, etc., en las que la materia vegetal evolucionó.

Para nuestro proyecto usaremos hulla, un tipo de carbón bituminoso medio y alto en volátiles y que contiene entre un 45 y un 85 por ciento de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Además es el tipo de carbón más abundante, lo que supone que conseguir la materia prima no sea nada complicado. La hulla se extrae de minas (bien de cielo abierto o bien en explotaciones subterráneas) en multitud de lugares del mundo, y no necesita ser tratado antes de transportarlo.

Los carbones activos pueden clasificarse atendiendo al tamaño de las partículas en carbón activado en polvo (CAP) y carbón activado granular (CAG). Los CAP presentan tamaños menores de 100 mm, siendo los tamaños típicos entre 15 y 25 mm. Los CAG presentan un tamaño medio de partícula entre 1 y 5 mm. Los CAG pueden dividirse en dos categorías: (i) carbón activado troceado (o sin forma) y (ii) carbón activado conformado (o con una forma específica, cilindros, discos, etc.). Los carbones activados troceados se obtienen por molienda, tamizado y clasificación debriquetas de carbón o de trozos más grandes. Los carbones conformados pueden obtenerse por peletización o por extrusión de carbón en polvo mezclado con distintos tipos de aglomerantes. En nuestro proyecto se va a emplear el carbón activado granular de gama, que se puede obtener a partir del carbón bituminoso y que es el más apropiado para la eliminación de residuos en aguas. Se caracteriza porque en su superficie hay muchos poros de tamaños muy diversos (2-50 nanómetros). Estos diferentes tamaños en los poros permiten la filtración de 10


sustancias de gran y pequeño tamaño molecular, ya que los poros pueden adaptarse al tamaño de las moléculas a filtrar. Es por esta razón, que es muy útil en la depuración y potabilización de aguas.

1.3

Presentación

El carbón mineral se comercializa, clasificado por su tamaño, en cualquiera de sus cuatro variedades. Para aprovechar el polvo y los pedazos demasiado pequeños se fabrica el carbón aglomerado en formas prismáticas u ovoidal, que se consiguen por compresión de las partículas. El carbón mineral contiene impurezas, muchas de las cuales se eliminan con un tratamiento de lavado en la zona minera. No ocurre así con el azufre, que crea problemas de contaminación con su combustión. Después del lavado, el carbón se clasifica por tipos y tamaños y se transporta. El transporte del carbón desde la zona minera hasta la zona industrial de consumo se hace por ferrocarril (en vagones tolva) y por barco, por ser éstos los medios de transporte masivo más económicos. A continuación se muestra unafigura con la red de transporte de mercancías de FEVE en Asturias.

Mientras no sea tratado, el carbón puede almacenarse al aire libre sin ningún tipo de protección extra.

11


1.4

Proveedores y precio medio

Los principales países exportadores de carbón son Estados Unidos, Polonia, Australia, U.R.S.S, Alemania, Canadá y Sudáfrica. A continuación se muestra una tabla con el precio del carbón en los países más importantes a nivel de importación del mundo.

País EE.UU. Sudáfrica Colombia Rusia Australia

Precio ($) 140 128 130 130 135

% de la importación mundial 15% 29% 13% 17% 16%

De todas formas, después de haber hecho los números (que se exponen en el apartado 1.5. vemos que por comodidad nos sale más rentable en lugar de negociar con las empresas que exportan el carbón en esos países, adquirir el carbón una vez que ya ha llegado al Puerto del Musel con lo que nos ahorraríamos tener que tratar directamente con las empresas extractoras y nos despreocuparíamos del transporte hasta Gijón. En España las principales cuencas carboníferas están en las provincias de León, Asturias y Teruel. El precio medio del carbón nacional es de 100 euros/tonelada. Nosotros se lo compraríamos directamente a Hunosa que posee varios pozos a lo largo del sur y suroccidente del Principado y norte de León.

1.5

Materia prima necesaria

Nuestro objetivo es llegar a producir 10.000 toneladas de carbón activo al año. Para ello, y sabiendo que el rendimiento del proceso de activación es del 30%, debemos comprar: 10000 / 0.3 =33333 toneladas de carbón recién extraído. Para redondear compraremos 34000 toneladas, por si surge algún problema. Si todo saliera perfecto, el carbón excedente lo activaríamos y lo venderíamos también. Esta cantidad de materia prima, la obtendríamos de dos formas diferentes, bien comprando carbón directamente extraído en las minas asturianas, o bien comprando carbón de 12


importación que llega desde distintos puntos del planeta a El Puerto del Musel, que es en la actualidad el puerto más importante de tráfico de carbón en el norte de España. Carbón asturiano. El precio de la tonelada rondaría los 100 euros la tonelada. En principio se comprarían 17000 toneladas de este material, cifra perfectamente posible ya que sólo en las minas asturianas se produce alrededor de un millón de toneladas de hulla al año. El coste de la compra de este producto sería: 17000 toneladas x 90 euros = 1.530.000 euros al año Las buenas infraestructuras de la empresa minera y la buena comunicación de nuestra fábrica, permitirían el transporte directo por ferrocarril desde el punto de extracción hasta la localización de nuestra planta. Carbón de importación. Se puede bien comprar en el extranjero y transportarlo hasta nuestra empresa, o bien comprarlo directamente en el Puerto del Musel. La diferencia de coste entre una vía y otra no es significativa, para las cifras de desembolso anuales que nos estamos planteando, ya que: Los precios del carbón en los países de extracción rondan los 120 dólares para el carbón vegetal (que es mucho menos efectivo enel proceso de activación), y los 135 dólares para el carbón mineral. A esta cifra habría que sumarle además el coste del transporte desde el lugar de origen hasta Asturias. El precio del carbón importado que se vende directamente en el Puerto del Musel es de 140 dólares la tonelada (105 euros). Nuestro objetivo es adquirir 17000 toneladas anuales de carbón mediante esta vía. Si hacemos números vemos que comprándolo en el extranjero nos saldría a un precio de 2.295.000 al año sin contar con el transporte, mientras que si la adquirimos directamente en el Musel la cantidad ascendería a 2.380.000. La diferencia sería de 85.000 dólares anuales, una cifra que se vería sensiblemente reducida si le restamos el precio del transporte, lo que nos lleva a pensar que por comodidad sería mucho más fácil realizar la compra directamente en el Musel, pues en caso de surgir algún problema con el abastecimiento, supondría mucha menor dificultad lidiar con los proveedores en Asturias que con empreasas de otros continentes. Por tanto, comprando el carbón directamente en el puerto del Musel, pagaremos una cifra de 2.380.000 euros. El transporte se realiza también por ferrocarril por medio de FEVE. 13


1.6

Oferta

Realizamos un estudio de mercado de los posibles competidores, analizando cada uno de ellos en la tabla que se presenta a continuación. Los principales competidores se encuentran en América (México, Brasil, USA) y en Europa, localizados principalmente en Alemania y Bélgica.

Empresa

Localización

Producción de carbón activado5200 Tons/año con posibilidad de aumentar de acuerdo a la demanda

Año de comienzo

APELSA

México

1956

CLARIMEX

Brasil

Superior a 15000 Tons/año Alrededor de 85000 Tons/año

1960

CHEMVIRON

Se localiza en Alemania, Francia, España e Inglaterra, Y también en África y Oriente Medio

1980

CALGON CARBON

EE UU

Sobre unas 5500 Tons/año Alrededor de 6000 Tons/año Capacidad de 5000 Tons/año

1997

CARBOTECNIA

México

1987

DESOTEC

Bélgica

2000

Una vez vistos los aspectos generales de los principales competidores, podemos pasar a aspectos más concretos, tales como los productos ofertados y el tipo de proceso productivo. Para ello podemos hacer una lista dividiendo según las diferentes empresas: APELSA: Sus carbones activados presentan una composición del 70% cáscara de coco, 15% hulla bituminosa y 15% hueso. Exportan a Europa y a otros países dentro de América, y dichos productos están especialmente indicados para la depuración de líquidos, y también de gases. 14


Utiliza avanzadas técnicas de laboratorio y los mejores equipos y maquinaria industrial bajo estrictos controles de calidad y sanidad para la fabricación de carbones activados.

CLARIMEX: Los carbones que produce pueden ser a partir de cáscara de coco, o de madera o mineral. En cuanto a su forma, pueden tener forma granular, polvo, o pelet. Y, se destinan a la depuración de líquidos y gases. Empresa que se sitúa en el mercado mundial exportando a cualquier país. Uno de los mayores fabricantes en el mundo de carbónactivado de madera obtenido por deshidratación química mediante ácido fosfórico. Y, a parte, también es productora de carbones activados mediante vapor a partir de mineral lignítico y bituminoso.

CHEMVIRON: Produce carbón activado granular, pelet, y en polvo. Presenta un suministro de carbón activado a nivel mundial. Además, posee uno de los mayores centros de reactivación de carbón, mediante hornos que alcanzan temperaturas superiores a los 800sC. El proceso de activación de carbón que usa es de manera física, mediante vapor.

CALGON CARBON: Produce carbón granulado y en polvo.

Exporta a distintos países dentro de América, aunque también exporta al extranjero. El proceso de activación se basa en una técnica avanzada que consiste en la oxidación mediante luz UV de los contaminantes que se presentan en las aguas. CARBOTECNIA: Presentan diferentes tipos de carbones a partir de diferentes materias primas, centrados en la purificación tanto de gases como de líquidos. Las materias primas utilizadas son concha de coco, material bituminoso, lignítico, madera de pino, y carbón de hueso. Centran su actividad en el mercado mexicano, pero también exportan a Europa. En cuanto al proceso productivo, se centran en el térmico, usando hornos rotatorios a 800sC, y en atmósfera saturada con vapor de agua.

15


DESOTEC: Produce carbón a partir de cáscara de coco, o de material bituminoso, y lo presentan en forma granulada, en polvo, cilíndrico, y esférico. Y, se usa para la depuración de gases y líquidos. Se centra en el mercado nacionaly europeo. El carbón es activado en tres pasos: Se elimina el agua (deshidratación); La materia orgánica se transforma en carbono elemental (carbonización) El alquitrán se quema y los poros se extienden (activación).

En relación con el número de empleados, se recoge en la siguiente tabla

Empresa APELSA

ns empleados Sobre 300 empleados

CLARIMEX CHEMVIRON

600 empleados Sobre 1220 empleados distribuidos entre todas las plantas.

CALGON CARBON CARBOTECNIA DESOTEC

250 empleados 300 empleados 225 empleados

Como conclusión, considerando el déficit que hay en España en cuanto a productores de carbón activado, sería una buena propuesta realizar una planta para la fabricación de carbón activado, teniendo en cuenta que dicho producto es demandado por un amplio abanico de clientes, desde potabilizadoras de agua, hasta empresas de agua embotellada. Incluso el carbón activado se usa en los acuarios para eliminar partículas contaminantes del agua.

16


Además, se debería considerar la posibilidad de exportación a países vecinos, como Portugal o Francia, ya que actualmente dichos países invierten un gran capital en los envíos; por lo que nuestra posición geográfica sería una ventaja. 1.7 Demanda Distribución geográfica del mercado de consumo

JAPON; 21 % EE.UU; 40,10%

UNIÓN EUROPEA; 27,90%

RESTO DE ASIA; 10,90%

El gráfico de sectores muestra el consumo en función de las zonas geográficas. Estados Unidos es el mayor productor del mundo (40% del total) seguido de la Unión Europea y Japón (28% y 21%respectivamente). Por tanto las tres mayores potencias económicas del mundo producen casi el 90% del carbón activado mundial. 1.8 Tamaño del mercado, requerimientos y tendencias

El mercado mundial de carbón activado se vio afectado significativamente por la recesión económica en 2008-2009, una repercusión directa de la demanda prácticamente plana de la mayoría de las industrias de uso final. Desaceleración y recortes en la producción debido a la demanda de productos de baja, llevó a la caída en el uso de carbón activado necesarios para el tratamiento de aguas residuales. El consumo mundial de carbón activo fue de 650.000 toneladas en 2007, poco más de la producción estimada de 635.000 toneladas.El crecimiento será liderado por el tratamiento de aguas, para el control de los subproductos de desinfección en el agua potable, y en los países industrializados, para mejorar la calidad del agua potable y aguas residuales. 17


El mercado mundial de carbón activado se prevé que alcance un tamaño de mercado de 2.3 millones de toneladas métricas para el año 2017, principalmente por la aceleración prevista de la demanda de carbón activado en el mercado de EE.UU. 1.9 Tipos de clientes

El carbón activado granular es utilizado en el tratamiento de aguas entre otras cosas debido a las siguientes ventajas: No se requiere un proceso de separación carbón-agua y la operación en un proceso continuo es muy sencilla. Se puede reactivar y reutilizar (la reactivación se realiza en hornos a 700s C. En su operación, se promueve la formación de biomasaque degrada la materia orgánica adsorbida y libera los espacios de adsorción, aumentando así la vida útil del carbón activado.

La reutilización directa de aguas residuales en España se ha desarrollado activamente en los últimos años como respuesta frente al aumento de la demanda de agua, al incremento del número de depuradoras de aguas residuales, a la escasez de recursos hídricos, a la preocupación por reducir los riesgos sanitarios causados por los vertidos de aguas residuales tratadas y sin tratar, etc.

Por todo ello el producto va dirigido a clientes potenciales de acuerdo a la utilización del carbón activo granular a instituciones o empresas dedicadas al tratamiento de aguas residuales. 1.10 Mercado Meta

El mercado objetivo del proyecto está enfocado a cubrir la demanda del mercado en el ámbito regional, nacional y en menor medida el mercado internacional. Consumo de la economía regional

En Asturias no se cuenta con datos de mercado actuales para el carbón activo lo que hace difícil su demanda a nivel regional. 18




Consumo de la economía nacional

En la actualidad el consumo estimado en España es de 3500toneladas métricas año y casi es importado en su totalidad de Francia, China, Holanda y Alemania.



Consumo de la economía internacional

El uso final en las áreas de tratamiento de agua impulsará el crecimiento en EE.UU y los mercados de Asia y el Pacífico hasta el 2017. En el futuro el enfoque cada vez más se desplazaran a los mercados en desarrollo liderados por los países asiáticos de Chinae India, América Latina y Oriente Medio. Mercados como los EE.UU, China, Europa Occidental y Japón constituyen primaria activa las regiones del mundo que consumen carbón activado, midiendo una parte muy grande del consumo mundial total. La siguiente tabla muestra las importaciones y exportaciones de carbón activo de los Estados Unidos en la actualidad.

Año 2011 1s trimestre 2strimestre 1.11 Distribución 1.11.1 Forma de transporte

Exportaciones 17605 17854

Importaciones 19591 19696

La forma de transporte más utilizada a nivel estatal, para mercancías de esta índole, es mediante camiones que cumplen los requisitos de seguridad impuestos por la UE. Una de las empresas más potentes en este sector en España es Pañalón, con sede en Albacete, que cuenta con una flota de 250 vehículos especializados en el transporte de mercancías denominadas químicas. 19


Otra empresa de transportes importante seria RHENUS LOGISTICS que cuenta también con una flota amplia de camiones especializados en productos denominados peligrosos, esta es una buena opción a nivel europeo ya que tiene servicio de mercancías internacional con oficinas en las ciudades más importantes, y cuenta con un servicio marítimo de transporte de mercancías peligrosas.

Por último, la empresa más importante en el transporte de mercancías a nivel Asturiano es “Transportes Madin” que cuenta con una amplia experiencia en el transporte de mercancías con camiones especiales para clientes tan importantes como pueden ser Acerolmittal, Seur, Asturiana de zinc, gallinablanca, Fuensanta, etc y un buen servicio de transporte de nuestro tipo de mercancías. Su gran baza sería la proximidad con nuestra planta lo que facilita la gestión del transporte.

1.11.2 Necesidad de Infraestructura

El carbón activo fue probado de acuerdo con el protocolo de las Naciones Unidas sobre el “Transporte de sustancias peligrosas” para los materiales pirofóricos. El producto formalmente no corresponde a la definición de los materiales auto calentadores o de otros peligros. El carbón activo no es un material peligroso y no es sometido a regulaciones. Se entregan en costales de polipropileno laminado que evita derrames o contaminaciones y que cumple ampliamente con estándares y requisitos de empaque, documentación y embarque a nivel internacional.

1.11.3 Clientes , Donde y como se vende Algunos de los clientes potenciales de acuerdo a la utilización del Carbón Activo son empresas destinadas a:

Tratamiento de agua residual Bebidas embotelladas 20


Elaboración de cerveza Petroquímica Tratamiento de agua potable Piscinas

La vía más económica y, por lo tanto más utilizada, en la venta del Carbón Activo es mediante internet haciendo uso de una página web corporativa con un buen apartado de ventas gestionado por profesionales del sector. La venta online de este producto permite amplias ventajas como son ajustes rápidos a las condiciones del mercado pudiendo cambiar precios y productos en cuestión de horas, un gran tamaño de audiencia ya que se trata de una red global a la que puede acceder cualquier usuarioque posea conexión y la creación de relaciones con otras empresas con las que se pueden mantener negociaciones a tiempo real.

21


2
2.1

VIABILIDAD TÉCNICA
Selección del proceso de activación del carbón

Para la elaboración del carbón activo se parte de materiales tales como cortezas de árboles, cáscara de coco, otras maderas o carbón mineral.

El carbón activado se obtiene calentando el material de que se trate al rojo vivo para expulsar los hidrocarburos, pero sin aire suficiente para mantener la combustión. A continuación y con el objeto de activar el carbón formado se expone este a un gas oxidante a altas temperaturas. Este gas desarrolla una estructura porosa en el carbón natural favoreciendo la aparición de superficies internas. Las propiedades superficiales que se obtienen como resultado dependen del material inicialmente empleado y del proceso exacto de elaboración, de modo que las variaciones posibles son muchas. El tipo de material base con el que se produce el carbón activado también puede afectar al tamaño de los poros.

Los procesos de fabricación se dividen en dos, según el tipo de activación: la activación física (llamada también térmica) y la activación química. Describiremos brevemente cada uno de ellos.

2.2

Proceso de activación física

El material de partida debe someterse, en primer lugar, a un proceso de carbonización, obteniéndose un carbonizado con elevado porcentaje en carbono fijo y una estructura porosa inicial.

Como resultado de ello los carbones producto de la carbonizaciónsólo presentan una pequeña capacidad de absorción. Es necesario aumentar esta capacidad a través del proceso de activación.

22


La activación se realiza en una segunda etapa a temperaturas entre 800 y 1100sC en presencia de un oxidante como agente activante que puede ser CO2 y vapor de agua. Estos agentes tienen como resultado reacciones químicas donde se eliminan los átomos de carbono, produciendo así la porosidad

C +O2→CO2 2C+ O2 →2CO 2 C + H2O →H2+ CO 2 C+ CO2 → 2C A veces son necesarios ciertos pretratamientos como la molienda y el tamizado para obtener un tamaño adecuado del precursor. 2.3 Proceso de activación química

La activación química se basa en la deshidratación mediante sustancias químicas y a una temperatura media (400 – 600sC). Ésta depende de la sustancia química a utilizar para activar el carbón.

En este tipo de activación el precursor se hace reaccionar con un agente químico activante. Suele tener lugar en una única etapa. No obstante, es necesaria una etapa posterior de lavado del carbón activado para eliminar los restos del agente activante.

Existen numerosos compuestos que pueden usarse como agentes activantes, sin embargo los más usados industrialmente son el cloruro de zinc (ZnCl2), el ácido fosfórico (H3PO4) y el hidróxido de potasio (KOH)

La activación química con ZnCl2 fue el método más usado hasta 1970. Su uso, sin embargo, se ha restringido mucho en la actualidad, debido a los problemas medioambientales que conlleva el uso del ZnCl2.

La activación química con H3PO4prácticamente ha desplazado al ZnCl2 y los precursores en este tipo de activación son en su mayoría residuos forestales. Consta de varias etapas: 23


Molienda y clasificación del material de partida, mezcla del precursor con H3PO4 tratamiento térmico en atmósfera inerte entre 100 y 200sC, seguido de un nuevo tratamiento térmico hasta 400-500sC y por último, lavado, secado y clasificación del carbón activado.

La activación química con KOH se desarrolló durante los años 70, para producir los denominados “carbones superactivados”. Los precursores preferibles para la activación con KOH son aquellos de bajo contenido en volátiles y alto contenido en carbono, como los carbones minerales de alto rango, carbonizados, coque de petróleo, etc. En esta activación el KOH se mezcla con el precursor, en una suspensión acuosa o mediante una simple mezcla física. Cuando la impregnación tiene lugar en medio acuoso, la activación se lleva a cabo en dos tratamientos térmicos consecutivos en atmósfera inerte. El primero a temperaturas bajas, pero superiores a los 200sC y el segundo entre 700 y 900 sC.

2.3.1

Selección y argumentos

Para el proyecto, se escogió como material de partida el carbón bituminoso (hulla). Además, se seleccionó un proceso de producción del carbón activo mediante activación física con vapor de agua, por ser un proceso más económico y menos corrosivo y que se realiza a temperaturas inferiores a las aplicadas en la activación química tradicional, lo que simplifica el proceso. Todo ello se traduce en un menor costo, así como enun menor impacto en el medio ambiente.

2.4

Proceso de producción: descripción detallada. Diagrama de flujo.

Descripción detallada del proceso de producción Los pasos a seguir son los siguientes

Paso 1: Molienda y clasificación

En este paso se molerá y clasificará la hulla que llega a la planta para lograr un tamaño de grano homogéneo. 24


Antes de entrar al horno rotatorio el carbón debe ser triturado para darle un tamaño de gránulo adecuado, siendo éste entre 0 y 1 cm. De esta manera, el material recolectado por los camiones será descargado a una pila de acumulación, desde donde el carbón pasará a través de una cinta transportadora, a medida que va llegando a la planta, hasta un triturador primario, en el cual el carbón será triturado. La trituradora funcionará durante un turno de 8 horas. Finalmente el carbón triturado será almacenado en un almacén destinado a esto.

Paso 2: Aglomeración

La aglomeración consiste en el mezclado del carbón en polvo con un aglomerante (alquitrán normalmente) para formar una pasta moldeable y la extrusión de esta pasta para formar pellets (pequeñas porciones de material aglomerado), empleando una tolva de aglomerante y una mezcladora o tambores de mezclado.

Los pellets se orean para permitir una mejor distribución del aglomerante mediante procesos de difusión. A continuación se secan para eliminar el exceso de humedad en un secador rotatorio.

Paso 3: Carbonización

Mediante la carbonización, se descompone el carbón de partida en ausencia de aire, teniendo lugar laeliminación de materias volátiles y los productos de la descomposición pirolítica y dando como resultado una masa carbonosa con alto contenido de carbono fijo y una estructura porosa incipiente. Además es necesario carbonizar el aglomerante para que el alquitrán se endurezca y le confiera resistencia mecánica a la partícula aglomerada de carbón.

La materia prima que será procesada durante 4 horas se almacenará en una tolva, la cual dosificará la alimentación de la materia prima a un horno rotatorio, que se calienta mediante

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quemador a gas, a través de un transportador de tornillo. La entrada del material a la tolva será a través de una cinta transportadora Se utilizará el mismo horno para la etapa de carbonización y activación del material, utilizándolo primero para carbonizar el material durante un período de tiempo y luego para activar el sólido resultante de la carbonización. El tiempo de residencia adecuado en la carbonización es de 20 minutos, sin embargo se tomará un tiempo de 30 minutos considerando el tiempo utilizado en la carga y descarga del material al horno.

Del horno sale el material sólido, además de un flujo gaseoso compuesto de gases condensables y no condensables producto de la carbonización del material y de la quema de combustible.

El material debe ser enfriado utilizando un enfriador, pues si se deja enfriar lentamente una parte del producto desaparecería en forma de CO2 y el producto resultaría con una cantidad muy grande de óxidos superficiales, que disminuirían su calidad de adsorción.Además el material debe ser almacenado a medida que va saliendo del proceso de carbonización en un silo a la espera de entrar a la fase de activación.

Los gases que saldrán del horno pasarán a un lavador de gases, donde gases como H2S, SO2 y CO2 son absorbidos con el fin de reducir las emisiones contaminantes al medio ambiente

En la etapa de carbonización se obtiene como producto un residuo sólido que representa solo un 35% de la materia prima seca inicial.

Paso 4: Activación

En este proceso la materia carbonizada es convertida en una forma cristalina de carbón, desarrollándose una extensa área superficial y una estructura porosa de distintas formas y tamaños distribuidos al azar. La activación se realiza a altas temperaturas en presencia de 26


agentes que actúan como oxidantes como vapor de agua, aire, dióxido de carbono o mezclas de estos gases, siendo el más común el vapor de agua. Se estima que la pérdida de sólido por efecto de la activación es de un 5%.

El material sólido resultante de la carbonización se somete a una temperatura de 900sC (la reacción es endotérmica) en una atmósfera con un agente oxidante que en nuestro caso será vapor de agua. En estas condiciones, algunos átomos de carbón reaccionan y se gasifican en forma de CO2 y otros se recombinan y condensan. Este proceso durará unos 40 minutos.

La caldera alimentará al horno rotatorio de vapor de agua, que actuará como agente oxidante en la etapa de activación del material sólido carbonizado. Se estima que la cantidad de vapor de aguapara el proceso debe ser de 2 kg/hora por kilogramo de carbón. Además el agua que usan las calderas para producir el vapor debe ser tratada mediante un proceso de intercambio iónico para reducir su dureza, pues de otra forma se producen incrustaciones en los intercambiadores. La caldera funciona con gas.

Por último, carbón ya activado sale del horno y se enfría. El proceso de enfriamiento, que se lleva a cabo en el mismo enfriador que se utiliza en la carbonización, tiene como fin reducir la temperatura del tratamiento térmico con el fin de facilitar las operaciones de manejo y embalaje del material.

Paso 5: Tratamiento final Durante el proceso de activación las partículas de carbón reducen su tamaño y eventualmente se producen finos. Estos tienen que ser eliminados. Además, se requiere una granulometría específica en el producto final. Por tanto, es necesario triturar y clasificar el carbón activado final

La molienda se realizará en un molino a partir del cual se obtendrá el producto final. Gracias a que el molino secundario permitirá ajustar el tamaño de gránulo que se obtendrá como producto final será posible obtener distintas granulometrías y además se podrá fabricar de acuerdo a las necesidades de cada cliente. 27


Paso 6: Envasado

El producto será clasificado en la criba según su tamaño y envasado en sacos. Se almacenará en un almacéndestinada a este fin, en la cual se mantendrá un stock permanente de sacos. El transporte de los sacos hasta el almacén se realizará por medio de un puente grúa.

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2.5Diagrama de flujo del proceso de producción

Materia prima (hulla)

Molienda y clasificación

Almacenamiento materia prima

Aglomeración

Carbonización

Enfriamiento

Almacenamiento

Activación

Vapor de agua

Enfriamiento

Tratamiento final

Envasado

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2.6

Materias primas

El material necesario para realizar el proyecto es: carbón, agua, electricidad y gas. El carbón que vamos a utilizar es mineral de tipo bituminoso (comúnmente conocido como hulla). La hulla es dura, quebradiza, de color negro y brillo mate. Además es el tipo de carbón más abundante, lo que facilita su obtención. Nosotros queremos producir 10.000 toneladas de carbón activo al año, y como el rendimiento del proceso es del 30% debemos comprar 34000 toneladas de hulla. Obtendremos la mitad de esta cantidad comprando carbón asturiano y la otra mitad comprando carbón extranjero. El carbón asturiano se lo compramos a Hunosa y su precio es de 90 euros la tonelada. Comprar 17000 toneladas supondría un gasto anual de 1.530.000 euros. El carbón extranjero proviene fundamentalmente de EE.UU. Sudáfrica, Colombia, Rusia y Australia; sin embargo, nosotros lo adquiriremos directamente en el Puerto del Musel. Su precio medio es de 105 euros la tonelada, por lo que la compra de 17000 toneladas supondría un gasto anual de 2.380.000. Por tanto el gasto anual total en adquirir y trasportar el carbón hasta nuestra central sería de 3.910.000 euros. A esta cifra habría que sumarle el precio del agua, gas y electricidad consumidos. El gas naturales una de las varias e importantes fuente de energía renovables formada por una mezcla de gases ligeros que se encuentra en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se saca, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95% , y suele contener otros gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos. El poder calorífico del gas natural seria de 26000-28000 kJ/kg. La electricidad y el gas nos los proporcionaría Hidroeléctrica del Cantábrico, la mayor empresa energética del norte de España, mediante una red de cableado y tuberías de gas. El agua está suministrada en el norte centro del a región por la empresa Aqualia. Las instalaciones de Zalia, donde estaría ubicada nuestra planta, garantizan la llegada de estos recursos hasta los equipos que la necesitan.

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2.7

Localización

La construcción de una planta de la envergadura y necesidades de producción del carbón activo requiere un espacio con unas características singulares que muy pocos parques industriales ofrecen en el territorio asturiano, el lugar escogido será Zona Zalia. ZALIA es un nuevo desarrollo en Asturias (Gijón). El plan fue anunciado el 14 de diciembre del 2010, cuando dieron comienzo las obras de esta Plataforma Logística Multimodal. Se espera que este proyecto traiga un nivel más grande de influencia a Asturias, todo el Norte de España y con posibilidad de importar al extranjero. Es el mayordesarrollo en Asturias hasta estos momentos con una inversión total de 92.7 millones euros. Los puertos de Avilés y Gijón tendrán una enorme influencia. La Zona de ZALIA constará de una superficie de 400 hectáreas y aún no hay un plano fijado. Existe una gran flexibilidad en que cada parcela pueda ser adaptada a las necesidades requeridas. Características de la nave industrial Las características del estudio técnico que se están presentado están en base a una planta tipo con capacidad máxima de producir 10.000 toneladas al año. Es importante mencionar que se requiere un estudio técnico completo, donde se establezca la ingeniería del proceso a detalle para validar la maquinaria requerida, así como los demás puntos técnicos. Sin embargo, los datos que se proporcionan en este documento son la base para dicho estudio.

2.8

Capacidad de planta en función de la demanda

De acuerdo con los datos obtenidos respecto a la demanda de carbón activado mundial, hemos establecido la capacidad de la planta productora de 10.000 Ton/año. Esta capacidad podría ser justificada debido a que en Europa sólo hay localizadas dos plantas de producción, y no presentan una elevada tasa de productividad, además de que dichas plantas datan de los años 90, por lo que, nuestra planta, al ser más moderna, deberá tener una tasa de producción mayor.

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Otro factor favorable es el crecimiento de la demanda de carbón activado ya que está a la orden del día, debido al tratamiento de aguas residuales, y para la mejora de la calidad del agua potable. Se estimaque la demanda mundial crecerá a 2.3 millones de toneladas métricas.

Respecto a nuestra planta, el carbón activado podrá ser comprado para la reutilización directa de las aguas, por empresas dedicadas al tratamiento de aguas residuales. Ya que actualmente las empresas españolas compran el carbón activado a plantas extranjeras, nuestra planta podría ofrecer servicio a dichas empresas, las cuales según datos, consumen 3500 Ton/año. El resto de toneladas de producción podrían ser exportadas a países vecinos como Portugal, Francia, Marruecos, y demás países europeos, sobre todo los occidentales, que presentan una tasa de consumo de carbón activado superior al resto de países europeos.

2.9

Equipos y maquinaria necesaria

2.9.1

HORNO ROTATORIO

El horno es el principal equipo que participa en el proceso, utilizado para las etapas de carbonización y activación. Los hornos más apropiados para este proceso son los hornos rotatorios y los de lecho fluidizados. Sin embargo se sugiere el uso de un horno rotatorio ya que éste permitirá a las partículas tener un tiempo de residencia homogéneo, su costo de instalación es menor comparado con el costo de un horno de lecho fluidizado y además este último posee la desventaja de que necesita un mayor cuidado y control para evitar que el lecho pueda colapsar o fundirse. Es posible adquirir un solo horno rotatorio que cumpla las dos funciones alternadamente. Los tiempos de operación en el horno son de 30 minutos para la carbonización y 40 minutos para la activación, considerando 10minutos aproximadamente para la carga y descarga. En la primera etapa introduce el carbón de hulla una vez procesados en la trituradora primaria para darle las dimensiones adecuadas. En la segunda etapa se introducirá al horno el material sólido resultante de la etapa de carbonización. El horno será instalado a una altura de 1 metros de manera que se pueda realizar la entrada del material al enfriador por la parte superior de éste, mediante la inclinación del horno. 32

· Dimensiones: o Diámetro Interior: 3 metros o Longitud Interior: 5 metros Cámara interior construida en ladrillo aislante en cara fría y hormigón de alta resistencia mecánica en cara caliente. Se considera una junta de dilatación para absorber contracciones y dilataciones del hormigón. Rotación mediante motorreductor y acople mecánico al manto rotatorio Calentamiento mediante quemador a gas. (o alternativamente fuel oil). El proceso de calentamiento del material a procesar se llevará a cabo en 20 minutos y durante ese tiempo el cilindro del horno estará rotando a una velocidad determinada, determinada desde un variador de frecuencia. Simultáneamente el cilindro será inclinado verticalmente en dos sentidos para agitar el material, hasta que se cumpla el tiempo de residencia. La cámara interior dispondrá de paletas de acero refractario destinadas a producir un contacto pleno del producto con la fuente de calor. Una vez cumplido el proceso de exposición se inclinará el cilindro de tal modo que se produzca la descarga y se pueda iniciar un nuevo ciclo Elsistema de control contendrá todos los elementos de protección, control, mando y señalización. Variador de velocidad, PLC, controladores de temperatura, indicador de velocidad y tiempo. El horno dispondrá de una doble base de soporte para contener el sistema motorizado de rotación y el sistema hidráulico de inclinación. El horno posee una tolva de carga a través de la cual se introduce el material al horno.

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2.10 ENFRIADOR El material una vez procesado en el horno debe pasar al enfriador/secador para ser enfriado. Este equipo debe ser utilizado en ambas etapas. El enfriamiento se justifica pues el material sale al rojo vivo del horno y al exponerlo a un enfriamiento lento puede afectarlo en calidad, además por razones de seguridad para los operarios y además porque el material debe ser transportado hasta el silo de almacenamiento. Enfriador/Secador Bepex modelo SJ30-20 Dimensiones · Largo: 7,9 metros · Diámetro interno: 0,76 metros · Diámetro externo: 1,17 metros Potencia: 25 HP Peso: 4,4 toneladas Volumen: 3,5 m3 Este enfriador/secador utiliza dos métodos para enfriar o secar, según lo que se requiera. Está el enfriamiento indirecto, el enfriamiento directo o una combinación de ambos. El enfriamiento puede ser realizado con gases como el nitrógeno (que posee un punto de condensación de -196sC) o con aire el cual es introducido en contracorriente con el material sólido. La entrada del producto se realiza por la parte superior de uno de los extremos del enfriador y la salida se realiza por la parte inferior del otro extremodel enfriador.

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2.10.1 TOLVA DOSIFICADORA Y SILO DE ALMACENAMIENTO

La tolva dosificadora será la responsable de introducir controladamente el material que será procesado en el horno. La tolva deberá ser capaz de almacenar la cantidad necesaria para 4 horas de trabajo. Tolva dosificadora para 6 m3, 2 m. de largo en plancha de acero al carbono de 3 m/m, soportado en perfil cuadrado 75 x 3 y reticulado en ángulo laminado 50 x 50 x 4. Sistema de dosificación manual. Para el caso del silo de almacenamiento, éste almacenará el residuo sólido acumulado durante la etapa de carbonización para luego ser procesado en la etapa de activación. Silo para almacenar material carbonizado para 150 m3 en plancha de acero al carbono de 4 m/m, soportado en vigas laminadas de UPN-IPN y reticulado en ángulo laminado 50 x 50 x 4.

2.10.2 TRITURADOR

El triturador primario será utilizado previo a la carbonización de la hulla para darle un tamaño adecuado para ser procesado.

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Además una vez de obtenido el producto final este debe ser triturado en el molino secundario para darle el tamaño de gránulo para su comercialización, el cual puede variar de acuerdo al uso que se le quiera dar y a los requerimientos del cliente. La trituradora operará durante un turno de 8 horas. El carbón posee un diámetro que normalmente va entre los 2 y 3,5 centímetros y deben ser reducidos a un tamaño de grano de 5 a 10 mm.

· Triturador de Mandíbula Modelo PEX 100x600 · Tamaño de alimentación: 0 – 80 mm. · Rango de apertura de descarga: 7 – 21 mm Capacidad de Trituración: 2 – 8 m3/hr. · Velocidad: 330 rpm · Potencia Motor: 7,5 Kw. · Dimensiones: o Ancho: 1,66 m. o Largo: 7,85 m. o Peso: 900 kg.

Para la molienda secundario se utilizará un molino de martillo, el cual permite obtener la granulometría adecuada para el producto final. En esta etapa, el material debe ser triturado a tamaños entre 0 y 5 mm.

Modelo: F350x180 Tamaño de alimentación: hasta 50 mm. Tamaño de salida: Ajustable hasta 12 mm. Capacidad de triturado: de 0 hasta 3 tons por hora Potencia motor: 5,5 KW Peso: 0,4 tons. 36


Este molino permitirá obtener diversas granulometrías, de acuerdo a los requerimientos de cada cliente.

Dimensiones: A-1660mm C-620mm B-1400mm D-390mm 2.10.3 CRIBA

E-410mm G-410mm F-7850mm H-155m

I-345mm

La criba será utilizada al final del proceso de fabricación del carbón activado y será utilizado para clasificar el producto final según tamaño. Modelo: 1320 Rango de entrada: Hasta 100 mm. Salida (mm): Ajustable de acuerdo al tamaño de los agujeros seleccionados. Potencia: 5 KW Peso: 3 toneladas.

2.10.4 CINTAS TRANSPORTADORAS

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Las cintas permitirán transportar material desde un equipo a otro de manera más rápida y eficiente. Se necesitan varias cintas transportadoras las cuales serán utilizadas para los siguientes procesos: transporte desde el camión hasta la tolva dosificadora que almacena el material antes de ingresarlo al horno; otra para el transporte desde el triturador secundario hasta el harnero donde se clasificará el producto de acuerdo asu tamaño y forma; otra para el transporte hacia el molino primario; otra para el transporte desde el triturador primario a almacén y otra para transportar el material sólido obtenido en la carbonización hasta el silo de almacenamiento donde se guardará el material que pasará a activación. Para estimar la longitud de la cinta transportadora que alimentará a la tolva dosificadora se tomaron los siguientes datos: El horno posee un diámetro de 3 metros. La carga del material al horno se realiza por un extremo ubicado en el medio de diámetro del horno, y éste se deberá ubicar a unos 140 centímetros del suelo para permitir la descarga desde el horno hasta el enfriador. Por lo tanto la altura desde el suelo hasta la entrada de material al horno es de 3 metros aproximadamente. La mesa de acumulación estará a una altura de 1 metros del suelo. La altura entre el transportador que carga al horno y la parte inferior de la tolva dosificadora donde sale el material debe ser de no más de 30 centímetros. La altura de la tolva es de 2 metros aproximadamente, por lo tanto la boca de alimentación de la tolva estará a una altura de 5,45 metros del suelo, se concluye que la cinta debe llegar a una altura vertical aproximada de 4 metros. Se detallan las características técnicas de las cintas transportadoras el carbón desde el camión a la tolva

1.- La cinta utilizada para transportar los cuescos desde el camión a la tolva dosificadora será una cinta especial de un ancho de 16”, con tacos en su cubierta, a una altura de 50mm. aprox.,separados entre si en 0,40 m. Tendrá una mesa de acumulación en su base, para alimentar la cinta vaciando los camiones. Lleva zapata de apoyo al piso pivoteada. Pilares metálicos apernables, para llegar a la altura vertical de 4 metros entre la mesa de acumulación y la boca de la tolva. Será una cinta de 8m de longitud, para 32s de inclinación, con moto-reductor en 1,5 HP – 380 volt., más botonera eléctrica de operación. Cinta de largo 3 m entre centros, ancho de cinta útil 16” (vulcanizada sin uniones mecánicas), moto-reductor de 1.5 HP – 380 volt., más botonera eléctrica de operación. Incluye tolvín de carga en su base, pilares metálicos de soportes apernables para 10s de inclinación o 38


más, zapata de apoyo al piso pivoteada, estaciones de carga dispuestas en “V” con 20s de inclinación. Esta cinta será utilizada para transportar material entre molino secundario y criba. Cinta de largo 4 m, ancho de cinta útil 16”, moto-reductor de 1.5 HP – 380 volt., más botonera eléctrica de operación. Incluye tolvín de carga en su base, pilares metálicos de soportes apernables para 10s de inclinación o más, zapata de apoyo al piso pivoteada, estaciones de carga dispuestas en “V” con 20s de inclinación. Esta cinta será utilizada para transportar material desde el triturador primario a bodega. Cinta de largo 2 m entre centros, ancho de cinta útil 16”, moto-reductor de 1.5 HP – 380 volt., más botonera eléctrica de operación. Incluye tolvín de carga en su base, pilares metálicos de soportes apernables para 10s de inclinación o más,zapata de apoyo al piso pivoteada, estaciones de carga dispuestas en “V” con 20s de inclinación. Esta cinta será utilizada para transportar material al triturador primario. 5.- La cinta utilizada para transportar el material desde el enfriador al silo de almacenamiento será una cinta especial de 6 metros de longitud un ancho de 16”, con tacos en su cubierta separados entre si en 0.40 m. Tendrá una mini tolva en su base, para alimentar la cinta desde el enfriador. Lleva zapata de apoyo al piso pivoteada. Pilares metálicos apernables, con motoreductor de 1 HP – 380 volt., más botonera eléctrica de operación.

2.10.5 CALDERA La caldera alimentará al horno rotatorio de vapor de agua, el cual actuará como agente oxidante en la etapa de activación del material sólido carbonizado Caldera de vapor modelo HDR 50 para 600 kg/hr de vapor saturado a 70 psi de presión máxima de trabajo. Con quemador para gas. Datos técnicos Caldera de Vapor de Agua: -Caldera HDR 80 para 600 Kg/Hr con quemador modelo NOL 20 para gas - Sistema de alimentación de agua compuesto por dos bombas, válvulas de succión y descarga - Depósito de condensado - Depósito de purgas de 100 L - Equipo ablandador simple de operación manual 39


- Traslado montaje y puesta en marcha (Dentro de región metropolitana) Caldera de vapor de agua:

Cuerpo de presión La caldera igneotubular de llama de retorno se usa para producir vapor saturado. Tiene 3 pasos de gases, cilíndrica horizontal,hogar interior y tubos de humo. Manto El manto o envolvente se fabrica en planchas deaceros certificados, calidadASTM 515 o 516Gr70, las cuales son soldadas entre sí con arco sumergidocon calidad radiográfica. Las partes estructurales se fabrican en planchas deacero calidad A 37-24 ES. Tubos Los tubos de humo, son de acero al carbono sin costura, fabricados segúnnorma DIN 17175 ST 35 o similar. Estos se fijan a las placas tubulares porexpandido y posterior soldado manual.

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Placas delantera y trasera Las placas circulares y planas van soldadas al manto y al fogón de la caldera yson construidas en planchas certificadas calidad ASTM 515 Gr 70. Aislamiento y revestimiento La caldera es aislada con lana mineral de 50 mm.de espesor, densidad 80kg/m3 Exteriormente el equipo es revestido con una chapa de aceroinoxidable de 0.6 mm.de espesor. Las cajas de humo son de color gris, con dos manos de pintura resistente alcalor. Tapas de Registro La caldera tiene una tapa de registro mano normalizada de 4” x 6”. Acceso a banco de tubos La puerta delantera está fabricada en plancha de acero recubierta interiormentepor una capa de vermiculita y una capa de refractario de alta alúmina soportadacon anclajes de acero inoxidable. La puerta trasera es aislada interiormente,ambas puertas permiten el acceso al fogón y tubos de humo.

Especificaciones técnicas Caldera Tipo :Igneotubular de 3 pasos Capacidad máxima : 600 Presión de trabajo : 5 Bar Presión de diseño : 7,7 Bar Presión prueba hidráulica : 11,5 Bar Combustible :gas Eficiencia (Base P.C.S.) : 83% Dimensiones principales Superficie de calefacción total apróx. :13,51 m2 Diámetro Ext. del manto sin aislación : 1.120 mm Diámetro Ext. fogón, aproximado : 550 mm 41


Tipo de fogón : Liso Diámetro tubos de humo DIN 17175 : 63,5mm Espesor pared de tubos : 3.2 mm Cantidad de tubos : 46 Largo total aproximado (sin quemador) : 2.198 mm Ancho total aproximado : 1.895 mm Altura total aproximada : 1.755 mm Peso para transporte aproximado : 2.050 Kg. Peso en operación : 2.850 Kg

Descripción del Equipo

1 Arreglo caja de aire/ventilador incluyendo bafles perforados o guías de flujo para una distribución uniforme del aire. También se incluye un ventilador de aire tipo centrífugo con rodete aerodinámico para evitar sobrecargas. Es directamente acoplado con un motor totalmente cerrado, con ventilador de enfriamiento a 3.000 revoluciones. 1 Damper de control de aire bridado a la entrada del ventilador. El damper es de dos posiciones operado por el sistema de control de combustión. 1 Registro completo Nu-Way con difusor de aire primario.Esto componentes están unidos a la tapa frontal la cual es removible. Esta tapa frontal tiene los puertos de observación y de detección de llama. 1 Garganta de refractario para el quemador, adecuada para un servicio de 1500 °C, el colado se hace directamente en la caja de humo delantera de la caldera. 1 Electrodos para ignición con transformador para elevación de tensión. El diseño del montaje permite fácil acceso para reemplazo y limpieza, sin necesidad de desmontar el cabezal del quemador. 1 Lanza para gas natural con boquillas de atomización y válvulas de cortetipo solenoides. 1 Sistema de protección del quemador, incluye un gabinete de control en el cual tienen en su interior el sistema de seguridad y encendido de llama Landis&Gyr y el sistema de cambio de llama. 42


También en este gabinete se encuentran los partidores para el ventilador de tiro forzado y bombas de alimentación de agua (2). Sistema de alimentación de agua El sistema de alimentación de agua a la caldera está formado por dos bombas de agua marca CALPEDA, una en operación y la otra stand-by. Las características de la bomba de agua son las siguientes: Caudal : 0,9 m3/Hr Presión de descarga : 90 m.c.a. Modelo : CP 100 Potencia : 3 HP Alimentación eléctrica : 380 V / 3F /50 Hz Temperatura de operación max. : 90°C Protección motor : IP 54 TEFC Diam. Succ/desc. : DN 25 X DN

2.10.6 LAVADORES DE GASES

Los lavadores de gases están orientados a la extracción y tratamiento de gases contaminantes, fundiciones, plantas de tratamiento químico, y en general donde se requiere extraer los gases nocivos. Estos sistemas se componen generalmente por un ventilador centrífugo simple o ventilador axial, una red de ductos y un conjunto de campanas. Una de las ventajas de los lavadores de gases es su instalación compacta, prácticamente no tiene limitante de temperatura y humedad para los gases a tratar, bajos costos de mantención, absorción de contaminantes gaseosos como CO2, H2S y SO2, provenientes de la quema de combustibles. El gas que debe ser lavado entra por la parte inferior de la torre y sale por la parte superior. La soluciónlimpiadora es atomizada sobre la superficie de contacto y drenada por gravedad para luego ser recirculada.

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2.11 Esquema de distribución en planta de las principales áreas de fabricación.

Teniendo en cuenta el apartado que hace referencia a las características de la nave, se debe contar con un área de recepción de la materia prima (21x100m), nave de calderas y servicios, nave de carbonización, nave de trituración y clasificación (50x50m), nave de aglomeración (30x50m), nave de activación (100x50m), nave de clasificación y envasado (50x30m) y nave de almacenamiento de producto terminado (200m2). Se han considerado las dificultades de acceso para transporte pesado, servicios de agua, luz y gas. Esta configuración es lo más eficiente y usa el área mínima para funcionar con una capacidad de 10,000 toneladas al año teniendo un tamaño total de 16200m2.

2.12 Necesidades de personal 1.1. Personal para una producción de 5000-10.000 toneladas anuales 1.1.1.Personal de Planta 1 Jefe de Planta 44


50 Obreros 5 Jefes de Turno 5 Técnicos Químicos 1 Encargado de Almacén de Materias Primas 1 Encargado de Almacén de Producto 1.1.2.Personal de Oficina 1 Gerente 1 Secretaria 1 Contable 1 Jefe de Ventas 1.1.3.Otros 5 Vigilantes Jurados 1 Limpiadora 2 Técnicos de Mantenimiento (Eléctrico y Mecánico) 2 Camioneros El personal de planta trabajará a tres turnos. Cada turno consistirá de 10 obreros, un jefe de turno y un técnico químico. Los vigilantes jurados seguirán el mismo sistema de turnos que los obreros. El resto de personaltrabajará de lunes a viernes una jornada laboral de ocho horas. Puestos de los Obreros: 1 Encargado de Molienda Primaria (Chancador) 1 Encargado de Molienda Secundaria 2 Supervisores de Cintas Transportadoras 6 Supervisores de etapa (Horno Rotatorio, Enfriador, Hanero, Caldera, Lavador de Gases, Tolva

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2.12.1 Perfiles y salario por convenio

Jefe de Planta: Ingeniero Químico con alto poder de mando y capaz de tomar decisiones. Salario: 1322 €/Mes (Propuesto 1350€/Mes) Obrero: Encargados de las funciones de funcionamiento y control de las máquinas. Peón-Especialista Salario: 33 €/Día (Propuesto 1000€/Mes) Jefe de Turno: Encargado de Supervisión. Técnico o Ingeniero en ejecución química capaz de mantener el orden y tomar decisiones. Salario: 34 €/Día (Propuesto 1100€/Mes) Técnico Químico: Encargado de trabajo de laboratorio, análisis, control de calidad… Técnico o licenciado en Química Salario: 1348.99 €/Mes (Propuesto 1350€/Mes) Encargados de Almacén: Encargado de mantener el orden y las buenas condiciones de las bodegas. Salario: 959 €/Mes (Propuesto 1000€/Mes) Gerente: Encargado de la Administración general y de las decisiones a tomar. Ingeniero civil Industrial y/o Químico con conocimientos en diversas áreas de ingeniería. Salario: 1391 €/Mes (Propuesto 1400€/Mes) Secretario: Apoyo para la gerencia. Salario: 959,11 €/Mes (Propuesto 960€/Mes) Contable: Titulado en Economía Salario: 1193,01 €/Mes (Propuesto 1200€/Mes) Jefe de Ventas: Ingeniero Comercial o Industrial con conocimientos de Márketing y ventasSalario: 1348,99 €/Mes (Propuesto 1350€/Mes) Vigilante Jurado: Controlador de accesos al recinto Salario: 939,61 €/Mes (Propuesto (950€/Mes) Empleado de limpieza Salario: 31,01 €/Día (Propuesto 950€/Mes) Técnico de Mantenimiento: Técnico o Licenciado en el área de trabajo (Eléctrica y/o Mecánica) 46


Salario: 1348.99 €/Mes (Propuesto 1350€/Mes) Camionero: Encargado de transportar la materia prima a la fábrica y/o el producto a su destino Salario: 39,48 €/Mes (Propuesto 1200€/Mes) Salarios Según BOPA Num.39 de 17-II-2011

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3
3.1

VIABILIDAD AMBIENTAL
Legislación ambiental

En el estudio de viabilidad ambiental del proyecto, debemos tener en cuenta la legislación medioambiental. Se aplicará la Ley de Evaluación de Planes y Programas, que incluye: -Ley 9/2006, de 28 de Abril, sobre evaluación de los efectos de determinados planes y programas en el medio ambiente. -Ley 27/2006, por la que se regulan los Derechos de acceso a la información, participación pública y de acceso a la justicia en materia de medio ambiente. También se aplica la Ley de Evaluación de Impacto Ambiental de proyectos: -Ley 6/2010, de 24 de marzo, de modificación del texto refundido de la Ley de Evaluación de Impacto Ambiental de proyectos, aprobado por el Real Decreto Legislativo 1/2008, de 11 de enero. -Real Decreto 1131/1988, de 30 de septiembre, por el que se aprueba el Reglamento para la ejecución del Real Decreto legislativo 1302/1986, de 28 de junio, de evaluación de impacto ambiental. -Ley 16/2002, de 1 de julio, de prevención y controlintegrados de la contaminación, que incluye el concepto de las Mejores Técnicas Disponibles (MTD), la Autorización Ambiental Integrada (AAI).

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3.2

Evaluación de impactos

3.2.1 Evaluación de impacto durante la construcción Durante la fase de construcción identificamos las siguientes acciones del proyecto susceptibles de generar impactos sobre los distintos factores ambientales.

3.2.1.1 Impactos sobre el suelo Se alterará la calidad fisicoquímica del suelo debido a que se modificarán sus condiciones naturales, provocando ello impacto adverso. En primer lugar, el suelo fértil se verá afectado debido a las excavaciones, el pavimentado y las aguas residuales y purines que pudieran generarse. Todo ello tendrá como consecuencias una reducción de la fertilidad, una pérdida del suelo fértil y un aumento de la erosión. A su vez, el desbroce del terreno y las excavaciones provocarían también un daño en el ecosistema del suelo, alterando y desplazándolo del suelo original.

3.2.1.2 Impactos sobre el medio hídrico Se podrían generar efectos negativos sobre la calidad de las aguas del subsuelo derivados del desbroce del terreno y de las excavaciones, produciéndose una disminución de la filtración y la recarga, a la vez que se disminuiría también la calidad de las aguas subterráneas. Por otra parte, también se podrían generar impactos negativos sobre la calidad de las aguassuperficiales o subterráneas derivados de eventuales derrames o vertidos accidentales desustancias potencialmente contaminantes (combustibles, aceites, etc.)procedentes de los equipos, maquinaria o vehículos empleados en la fase de construcción.

3.2.1.3 Impactos sobre la calidad del aire La calidad del aire se vería afectada especialmente por el aumento del nivel de polvo, que implicaría una menor visibilidad y contaminación atmosférica en general. También se debe tener en cuenta la circulación de vehículos y los contaminantes que pudiesen ser emitidos por la maquinaria.

3.2.1.4 Impactos sobre el nivel sonoro El desarrollo del proyecto planteado producirá un incremento en el nivel sonoro de la zonaen la fase de instalación. Las principales acciones impactantes son los trabajos de excavación ycimentación, así como el montaje de los equipos e instalaciones de la planta.

49


3.2.1.5 Impactos sobre flora y fauna El hecho de que el emplazamiento previsto de la planta proyectada se sitúe en un polígono implica una existencia mínima de efectos negativos directos sobre la vegetación o la fauna, ya que se trata de una zona donde tan sólo existe una vegetación rala y la presencia de fauna es poco significativa, dadas las hostiles condiciones existentes (ausencia de alimento, actividades industriales, tráfico de vehículos pesados, etc.). Se podrían ver afectadas las aves debido a la contaminación atmosférica y acústica.

3.2.1.6 Impactos sobre el paisaje La implantación de la planta puede suponer una intrusión visual en el paisaje notable, dadas sus dimensiones. No obstante, hay que considerar que la planta se prevé ubicar en un lugar donde actualmente existen otrasinstalaciones semejantes, lo que determina que la intrusión visual de la nueva planta sea mucho más limitada. 3.2.2 Evaluación de impacto durante la producción A continuación se recogen los principales impactos que tendrán lugar sobre el medioambiente durante la fase de producción del carbón activado.

3.2.2.1 Impactos sobre el medio hídrico La producción de carbón activado, al constar de un horno y una caldera para generar vapor de agua, supondrá una importante fuente de vertidos de agua (de refrigeración y residuales) en ríos, lagos y entorno marino. Por otra parte, la escorrentía superficial (agua de lluvia) de las zonas de almacenamiento, puede arrastrar restos de carbón. Estos impactos se minimizarían con la instalación de una planta de tratamiento de aguas residuales, que consiste en una serie de tratamientos químicos destinados a eliminar los metales pesados y disminuir la cantidad de sólidos que llegan al agua. El tratamiento de las aguas incluye el reajuste del pH, la precipitación de los metales pesados y la eliminación de los sólidos.

3.2.2.2 Impactos sobre la calidad del aire Las emisiones de polvo, gases y metales pesados a la atmósfera puede considerarse uno de los mayores problemas medioambientales. En primer lugar, la presencia de azufre en el combustible puede dar lugar a emisiones de óxidos de azufre. En general se considera que el gas natural, fuente de energía en este proyecto, no contiene azufre. No es el caso de ciertos gases industriales para los que puede ser necesaria la desulfuración del combustible gaseoso.Por otra parte, se producen emisiones de óxidos de nitrógeno emitidos como el óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2), conocidos como NOx. 50


Además, el monóxido de carbono (CO) siempre aparece como producto intermedio en los procesos de combustión, además de en la carbonización y en la activación del carbón activado. También se emiten gases de efecto invernadero como el CO2 y el N2O. Debe tenerse en cuenta la emisión de partículas (polvo),generado principalmente en la utilización de los equipos de carga y descarga de la hulla y del carbón activado y en las etapas de molienda y clasificación. Por último, debe tenerse en cuenta que los metales pesados son componentes naturales de los combustibles fósiles, de modo que la mayoría de los metales pesados pertinentes (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, V, Zn) se emiten normalmente como compuestos (p. ej., óxidos, cloruros) en asociacióncon partículas. Todo ello produce un gran impacto sobre la calidad del aire, por lo que tendrá que ser regulado y deberá ajustarse a los límites establecidos legalmente. 3.2.2.3 Impactos sobre el nivel sonoro

Existen varias fuentes de ruido en el proyecto que suponen un aumento de la contaminación acústica de la zona. Este ruido se deriva de las operaciones industriales que se llevan a cabo durante la producción del carbón activado, como pueden ser las operaciones de carga y descarga, de molienda y tamizado, etc.

3.3

Medidas correctoras

3.3.1

Medidas correctoras en la fase de construcción Se llevará a cabo la retirada de latierra vegetal de aquellas superficies que vayan a ser alteradas por las obras y su posterior mantenimiento hasta el momento en que vayan a ser reutilizadas. Todas las maniobras de mantenimiento de la maquinaria deberán realizarse en instalaciones adecuadas para ello (cambios de aceite, etc.), evitando los posibles vertidos accidentales al medio. Revisión de maquinaria y vehículos (ITV) Durante la fase de construcción se evitará producir polvo humedeciendo el solar y se limpiará las ruedas de los camiones que salen de la obra. Los camiones de obra se cubrirán con lona de dimensiones suficientes para evitar la pérdida de material Retirada de escombros procedentes de la construcción.

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Aquellas instalaciones que sean más visibles, ya sea por altura o estructura serán de tonos y/o materiales que favorezcan su mimetismo con el entorno. Cerramiento y señalización de la obra.

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3.2 Medidas correctoras en el proceso de producción El principio básico de la política de protección del medio ambiente es el de prevención. Este principio rector de la actuación medioambiental se traduce, respecto a la salvaguarda de la calidad del aire, en minimizar las emisiones a la atmósfera de sustancias contaminantes. También se conoce como la estrategia de reducción en origen. Se trata de abandonar la actitud tradicional de reaccionar ante los problemas de la contaminación después de que hayan salido y sustituirla por la de prevenir estos problemas y evitar que se produzcan. Las ventajas de este enfoque son bastante evidentes y comportanademás de un ahorro de recursos, evitar los daños que, en algunos supuestos, pueden tener incluso carácter irreversible. La adopción de medidas correctoras durante el proceso de fabricación puede ayudar a todo esto. Utilización de un lavador de gases: sirve para reducir los gases emitidos durante la obtención del carbón activado y evitar así una emisión de los mismos al exterior. Los lavadores de gases compactos procesan el gas de escape a ser limpiado sin la necesidad de un ventilador adicional. Son accionados por la circulación de líquido de lavado, que toma el aire por medio del vacío generado en el eyector y lo comprime a una presión mayor. Se origina un intercambio de material entre el aire y el líquido del lavador, lo que resulta en el efecto del lavado del gas. En el proceso es necesario enfriar el ciclo de lavado. Estos equipos logran eso al tener montado un enfriador tipo placa, para mantener frío el líquido de lavado. Una de las ventajas de los lavadores de gases es su instalación compacta, prácticamente no tiene limitante de temperatura y humedad para los gases a tratar, bajos costos de mantención, absorción de contaminantes gaseosos como CO2, H2S y SO2, provenientes de la quema de combustibles. Utilización de gas en lugar de diésel como combustible, para reducir costes y la contaminación ambiental. Uso constante de la caldera y el horno rotatorio, ya que la puesta en marcha de éstos significa un mayor consumo de electricidad y gas y un aumento en la cantidad de los gases contaminantes. Seleccionar equipos con nivelesde ruido/vibraciones inherentemente bajos. El personal que trabaja en la nave deberá llevar un determinado equipamiento para no contaminarse ellos mismos ni trasladar determinadas sustancias al exterior. Utilizarán mascarillas, botas reforzadas, así como un traje de trabajo adecuado. Utilización de las cintas transportadoras cerradas y situadas en zonas seguras que eviten daños causados por vehículos u otros equipos.

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Conducciones de gas situadas en lugares seguros, abiertos y en superficie para poder detectar las fugas rápidamente evitando los daños causados por vehículos u otros equipos. Utilización de sistemas de detección de fugas de gas combustible y alarmas. Recolección del agua de lluvia en zonas de almacenamiento que pudiera arrastrar restos de carbón.

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4

VIABILIDAD ECONÓMICA

Este es un estudio sobre la viabilidad económica del proyecto de la planta de carbón activado. En él se van a abordar los gastos y ganancias de los primeros diez años de vida de la planta, empezando por el año cero y teniendo en cuenta todos los gastos iniciales de construcción y equipamiento. Hay que tener en cuenta que el flujo de caja está calculado en miles de euros y los totales este informe en euros.

4.1

Inversión

El coste de suelo en Zalia es de 176 €/m2 y el área total de nuestra nave es 16.000 m2 de manera que la cantidad destinada a la compra del terrero es de 2.851.200 €. 16.200 x 176 = 2.851.200 € El precio estimado del almacén está en 100 €/m2 y el industrial en 160 €/m2. Puesto que se necesitan 2.300 m2de almacén y 13.000 m2 de industria, el precio total del almacén son 230.000 € y 2.080.000 € para la industria. 2.300 x 100€ = 230.000€ (almacén) 13000 x 160€ = 2.080.000 € (industria) Por tanto el precio total de la construcción será: 2.310.000€. Sumando los cotes de suelo y nave una cantidad de 5.161.200 €.Los costes de maquinaria son los siguientes: -Cinta transportadora: 1650 € (incluye instalación) -Molino de mandíbula (Primario): 4850 € -Cinta transportadora 1650 € (incluye instalación) -Cinta transportadora: 1650 € (incluye instalación) -Tolva dosificadora 6 m3: 3000 € -Horno rotatorio: 48500 € -Caldera vapor de agua: 6000 € + 1200 € de instalación -Lavador de gases: 7800 € -Cámara de enfriamiento del material sólido que sale del horno rotatorio: 21240 € -Silo de 150 m2 donde el sólido pasa a la etapa de activación a 200 sC: 16100 € -Molino de martillos donde sale el carbón activado granular: 5900 € -Cinta transportadora: 1450 € (incluye instalación) -Criba: 11000 -Ensacadora: 3500 € Adicionalmente se tienen que considerar los precios de instalación: -Instalación de; horno rotatorio, molino de mandíbula, molino de martillos y cámara de enfriamiento: 43000 € -Instalación de; tolva, lavador de gases, silo, harnero y ensacadora: 25000 € En consecuencia, todo ello suma un total de 203490 € (IVA incluido) 55


Teniendo en cuenta ambas cantidades cabe esperar que la inversión total sea de un mínimo de 5 364 690 €. 4.2 Produccin e ingresos

Se calcula que más o menos la producción media por año de la planta sea de 10 000toneladas, teniendo como referencia los datos de otras empresas internacionales dedicadas al mismo sector. Se estima por precios medios de mercado que podremos vender el producto a 1 €/kg (1000 €/tonelada de modo que seamos una empresa competitiva, manteniendo el precio relativamente bajo para fomentar el número de clientes. Con todo esto se espera que los ingresos sean de 10 000 000 €.

4.3

Gastos

En este apartado se van a tratar los gastos que vienen de los costes fijos, los sueldos del personal, la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento y el mantenimiento de la planta, el combustible, el agua de la caldera y las materias primas adquiridas. Esta cantidad se estima que como mínimo supondrá 4.267.947 €. Costes fijos: agua, electricidad, gas y sueldos del personal. Agua: según los datos entregados del fabricante el consumo de agua de la caldera es de 600 l/h lo que equivale a 1170 m3/año con un coste de 653 €/año según la regulación de precios para la industria recogida en el BOPA ns 301 del 31/12/2009. Gas: según los datos facilitados por el fabricante sobre el consumo y el precio medio de mercado del gas, se supone un gasto de 351 363.62 €/año. Electricidad: se estima un uso de 732.000 kW/año y el precio medio del 0.142319 €/kW. En total se cree que supondrá un gasto de 104.177, 508 €/año. Personal: los suelos con base al BOPA ns 39 del 7/2/2011 suman una total de 81.310 €/mes con un total de 975.720 €/año. Dichos sueldos se hallan recogidos en el siguiente desglose: Jefe de Planta: 1350€/Mes. Obrero €/Mes. Jefe de Turno: 1100€/Mes. Técnico Químico: 1350€/Mes. Encargados de Almacén: 1000€/Mes. Gerente: 1400€/Mes. Secretario: 960€/Mes. Contable: 1200€/Mes. 56


Jefe de Ventas: 1350€/Mes. Vigilante Jurado: 950€/Mes. Limpiador: 950€/Mes. Técnico de Mantenimiento: 1350€/Mes. Camionero: 1200€/Mes. Materias primas: se comprarán 34.000 de carbón mineral para producir las 10.000 toneladas de carbón activo. Se diferencian dos clases de carbón, el carbón asturiano del que se comprarán 17.000 toneladas con un total de 1.530.000 € de desembolso y carbón de importación del que se comprarán otras 17.000 toneladas con un total de 2.380.000 €. Beneficios netos: Teniendo en cuenta los impuestos y los gastos (detallados en un apartado posterior) Se espera tener unos beneficios de 5 732 053 € antes del 35% de impuestos, que redundan en 3 728 834 €. 4.4 Conclusiones Con todos los datos obtenidos a lo largo del estudio se concluye que la inversión inicial será de 8.367.157 €. A partir de este año contaremos con un beneficio de 4.160.324 € anuales. De manera que en dos años se habrá amortizado en su totalidad la inversión inicial, comenzando a tener ganancias, siendo estas a fin del segundo año 57.669 €. A partir de ese momento los beneficios de 4.056.146 € anuales. La rentabilidad calculada a partir del VAN a 10 años con un 10% de la actualización es de 13.610,52 € al año.

57


5
5.1

ANEXO I
Cálculos

Gas natural necesario para el funcionamiento del horno Se estima que el calor de combustión del gas natural es -54200.9 kJ/kggas natural. Por otra parte, es necesario calentar el carbón que entra al horno desde la temperatura ambiental (suponemos unos 15 sC) a 900 sC. Por tanto: ΔH=calor específico del carbón x ΔT ΔH= 0.84 x (900 – 15) = 743.4 kJ/kg carbón En consecuencia, con un kg de gas, logramos calentar a 900 sC 73.71 kg de carbón. Puesto que se supone una producción anual de 10000 toneladas, al 30% de rendimiento, serán necesarias 33333 toneladas de carbón. Se necesitarían 452 toneladas de gas natural al año. Se predice que habrá un 10% de pérdidas en la reacción, de modo que finalmente se necesitan 457.2 toneladas de gas natural al año. Utilizando la densidad del gas natural (0.75kg/m3), obtenemos un total de 609600 m3 de gas natural necesarios al año. Estos 609600 m3 se pueden pasar a kWh multiplicándolos por el factor 11.8667: 609600 m3 x 11.8667 kWh/m3 = 7233940.32 kWh de gas natural al año. El precio medio del gas natural (para distribución doméstica) es de 0.048572 euros/kWh. Por tanto, el gasto anual en gas natural será: 7233940.32 kWh anuales x 0.0485572 euros/kWh = 351363.62 euros anuales

58


Costes de suelo y de construcción El área que la planta se requiere es 16200m2. La estimación del coste de precio suelo en ZALIA está €176/m2. 16200 m2 x €176/m2 = 2851200€ Coste €3.696.000 para pagar hay una sistema un poco complicado. Es preciso pagar en instilaciones. En total hay 5 instilaciones. En el primero es 20% cuando firmes el contracto. Los dos próximos son por 30% después de 6 y 12 meses. Los dos últimos son por 10% después de18 meses y 24 meses.

Los costes de construcciones Además la planta se requiere equipar con el tipo correcto de suelo. Desde el plan es posible calcular que la planta necesita 8000m2 de almacén y 13000m2 de industrial. Es estimado que el de almacén está €100/m2 y industrial costará €160/m2. Almacén: 2300m2 x €100/m2 = €2300.000 Industria: 13000m2 x €160/m2 = €2.080.000 Total: 230000 + 2.080.000 = €2310000

Costes Totales Estas estimaciones suponen una altura de planta limitada que será contrastada y adaptada a la nueva maquinaria.

Suelo: 2.851.200€ Nave: 2.310.000€

TOTAL: 5.161.200€

59


Año 0

Año 1
10000 -2919,218 -434,49 6646,292 -2326,2022 4320,0898 434,49

Año 2
10000 -2919,218 -434,49 6646,292 -2326,2022 4320,0898 434,49

Año 3
10000 -2919,218 -434,49 6646,292 -2326,2022 4320,0898 434,49

Año 4
10000 -2919,218 -434,49 6646,292 -2326,2022 4320,0898 434,49

Año 5
10000 -2919,218 -434,49 6646,292 -2326,2022 4320,0898 434,49

Año 6
10000 -2919,218 -434,49 6646,292 -2326,2022 4320,0898 434,49

Año 7
10000 -2919,218 -434,49 6646,292 -2326,2022 4320,0898 434,49

Año 8
10000 -2919,218 -434,49 6646,292 -2326,2022 4320,0898 434,49

Año 9
10000 -2919,218 -434,49 6646,292 -2326,2022 4320,0898 434,49

Año 10
10000 -2919,218 -434,49 6646,292 -2326,2022 4320,0898 434,49

-7828,49 -434,49

-8262,98

4754,5798

4754,5798 26.864,44 €

4754,5798 rentable

4754,5798

4754,5798

4754,5798

4754,5798

4754,5798

4754,5798

4754,5798

VAN

60