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CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
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CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN.
No se consiguieron registros de antecedentes de estudio ó investigación
metodológica, específicamente para la evaluación de proyectos de mejoras tecnológicas o
implantación de las mismas, publicadas para turbinas a gas.
Un antecedente dirigido hacia la mejora técnica, se realizó en la investigación hecha
por Salazar, González y Anzola, (1973), titulado: Estudio de modificaciones aconsejables al
campo de prueba de la turbina de gas modelo MAN – Borsig, 1973. En la investigación se
estudiaron los problemas y soluciones para el buen funcionamiento de una turbina a gas
instalada en los laboratorios de la Escuela de Ingeniería Mecánica de LUZ. Desarrollaron los
cálculos de equipos y accesorios para la solución de fallas por problemas de enfriamiento y
modificaciones al sistema de arranque. La investigación concluyó con la capacidad técnica
para la adquisición de los equipos tanque y radiador para solucionar la falla del sistema de
enfriamiento, dando recomendaciones sobre los períodos de mantenimiento, y la necesidad
de ejecución para el óptimo rendimiento del equipo a sus funciones didácticas y
experimentales.
Sobre estudios o investigaciones relacionados sobre factibilidad económica o técnico
económica sobre transporte, plantas de tratamientos, sistemas de información, proyectos de
inversión y otros, se consiguieron antecedentes en diferentes universidades, utilizados
como temas para maestrías de ingeniería industrial o en estudios de gerencia de proyectos.
Entre ellos tenemos: Estudio de Factibilidad Técnico Económica de una Planta de
Cizallas Manuales, realizado por Rodríguez (1990), realizó estudio del mercado, identificó el
tamaño y localización de la planta y su organización, estableció la ingeniería, cuantificó las
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inversiones, determinó las necesidades de financiamiento, presupuesto, y analizó la
evaluación financiera. Los resultados del estudio establecieron que el riesgo es mínimo,
dejando de ser rentable el proyecto solamente para las condiciones pesimistas.
En el área de evaluación, el estudio realizado por Arámbulo (1999), titulado:
Evaluación técnico económica para el acondicionamiento de los almacenes del servicio
Autónomo Puerto de Maracaibo del Estado Zulia, donde se empleó el método descriptivo,
modalidad de campo y documental que permitió determinar la necesidad de realizar
modificaciones de la distribución, demarcación y señalización del espacio físico de los
almacenes. Asimismo, el requerimiento de la dotación de nuevos equipos para el manejo de
cargas, y de la incorporación de personal.
En el estudio de factibilidad realizado por Salas (1999), titulado: Estudio de
Rentabilidad para la Privatización de la planta de Agua Desmineralizada (C.T.A.) en
Pequiven El Tablazo, el autor realizó investigación del tipo descriptiva de campo, recopilando
información financiera, para luego realizar los cálculos de análisis del comportamiento de la
rentabilidad determinando la productividad. Los estudios establecieron que la rentabilidad
esperada no era la más conveniente, con la base de los resultados elaboró una propuesta y
las recomendaciones que permitirían mejorar las condiciones de la planta.
Urdaneta (1996), realizó el estudio titulado: Evaluación de Rentabilidad. La
investigación trata de la evaluación técnica económica de la flota liviana de Maraven, S.A.,
basada en la recolección de datos a través de la observación directa y análisis de técnicas
de depreciación de los vehículos. Elaboró métodos para la evaluación de la rentabilidad, y
así determinar la adquisición de nuevas unidades o el mantenimiento de las unidades
existentes. Como resultado determinó la repotenciación de las unidades, y licitar las no
operativas.
Paz y Vílchez (1998), realizaron una investigación titulada: Análisis Técnico
Económico de los activos improductivos correspondientes a los pozos con zonas
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abandonadas de la unidad de exploración Lagomar de PDVSA. La metodología utilizada fue
del tipo exploratoria y descriptiva.
El propósito fue determinar la ganancia que se obtendría al desincorporar el valor
parcial activo de los libros financieros de la empresa, y de esta manera establecer el ahorro
en el pago de impuestos y su efecto en los indicadores económicos. Realizaron el estudio
técnico de la muestra seleccionada de pozos, y el estudio económico que consistió en
distribuir el costo de cada pozo entre la sección productora y la sección abandonada,
determinaron el impacto en ganancia mediante el cálculo del efecto costo y del costo de
oportunidad. El análisis técnico económico dió como resultado que las principales causas de
abandono de zonas en los pozos estudiados fueron: tasa de producción limitada, alta
producción de agua, alta producción de gas y problemas mecánicos en la terminación y
reparación de los pozos.
Asimismo se obtuvo un ahorro en el pago de impuestos del 31%, lo que provocó un
aumento favorable en los indicadores económicos; el estudio demostró la importancia de la
reducción de los activos improductivos dentro de la empresa.
Torres, M. (1997), realizó: “Estudio de Factibilidad para la instalación de Frigorifíco
Industrial Santa Bárbara”, que consistía en la instalación de un frigorifíco industrial, para el
sacrificio del ganado, su posterior venta y comercialización en canal y sub – productos.
El estudio fue preparado para ser presentado al Fondo de Crédito Industrial con el fin
de obtener los fondos necesarios para la compra de maquinarias y equipos del proceso de
producción. El trabajo comienza por el estudio del mercado, luego especifica el tamaño,
localización, ingeniería del proyecto, organización, inversiones y financiamiento, presupuesto
de ingresos y gastos, evaluación financiera y análisis de sensibilidad.
El estudio determinó el monto de la inversión total, y la evaluación financiera dió como
resultado que es un proyecto rentable.
Estos antecedentes de estudios realizados, sirven de marco de referencia ya que
manejan una variable similar de la investigación: La Evaluación Técnico Económica.
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La diferencia entre los antecedentes presentados y esta investigación, es la inclusión
en el estudio del análisis de las normativas y estatus legal en el proyecto, lo que
complementaría estos tipos de estudios.
Asimismo, los antecedentes nos sirvieron de guía para los análisis de viabilidad, de
las metodologías y del estudio financiero para el caso de evaluación de la tecnología en
turbinas a gas. Los estudios, desde el punto de vista técnico, colaboraron a la base teórica
para la información complementaria del proyecto.
2.1.1. EXPERIENCIAS PREVIAS.
Las experiencias de la implantación de mejoras tecnológicas ya han sido realizadas
en algunas plantas de generación eléctrica en el país, en las plantas de la Electricidad de
Valencia, CADAFE, ENELVEN, ENELBAR y PEQUIVEN – MORON, donde se genera a
través de turbinas a gas de modelo similar a las del Complejo El Tablazo, ya fueron
ejecutados los cambios de componentes de nueva tecnología, permitiendo incrementar y
repotenciar las unidades de generación a gas.
Asimismo, C.A. Venezolana de Cementos (Vencemos), que produce generación de
potencia propia para el consumo de la producción de cemento realizó la implantación. La
compañía Vencemos en sus tres plantas ubicadas en Pertigalete, Barquisimeto y Maracaibo
posee once turbinas a gas ABB, dos de las cuales son del modelo GT9. Vencemos en la
planta Pertigalete sobre una de las unidades GT9, decidió reemplazar componentes e
incrementar la potencia de la unidad. La potencia de salida fue incrementada en 4 MW, al
aplicar alta tecnología, dando un antecedente de éxito en la repotenciación de las unidades.
En la Petroquímica Complejo El Tablazo, algunos intentos de propuestas técnicas
sugeridas por los fabricantes HITACHI y GE, para la implantación de nuevas tecnologías
fueron realizados en el pasado, sin éxito motivado al costo de gas y a su disponibilidad.
Ahora bajo los nuevos escenarios, de escasez del gas, es importante realizar su revisión.
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2.2. BASES TEÓRICAS.
Con la finalidad de familiarizar al lector con las actividades del proceso de generación
de electricidad y su entorno, a continuación se presenta resumen de las características del
combustible gas natural, de la operación de las turbinas a gas, sus aplicaciones, enfatizando
sobre la generación de electricidad, las nuevas tecnologías utilizadas en las turbinas a gas,
la utilización de los ciclos combinados, los costos de la compra de energía eléctrica, y luego
se establecen algunos conceptos básicos para la adquisición de equipos de generación.
Posteriormente se definen conceptos administrativos y financieros, que forman parte
de los lineamientos de la evaluación, viabilidad, factibilidad, rentabilidad, criterios y
conceptos de teoría de decisiones. Dentro del estudio de vialidad, se establecen los criterios
de la vialidad legal, dando las normas y leyes de que rigen en el país.
2.2.1. EL GAS NATURAL.
El gas natural también llamado metano, es incoloro, inodoro, combustible de mejor
combustión que otros combustibles fósiles. Es actualmente uno de los combustibles de
mayor uso, en diferentes aplicaciones tales como enfriamiento, calentamiento, y generación
de electricidad. Para el uso comercial ya sea industrial o doméstico, por razones de
seguridad, se le añade un oliente, generalmente mercaptano, de olor penetrante para que
pueda ser detectado con facilidad.
Su producción es obtenida muchas veces en la perforación de pozos de petróleo,
donde se encuentra atrapado. El gas llevado a la superficie es tratado en las refinerías para
la remoción de impurezas, tales como agua, gases y arenas.
Dependiendo del campo, el gas encontrado en la tierra presenta una variada
composición, pudiendo encontrarse asociado a otros gases, aislado, y como gas
condensado. Los procesadores del gas describen al gas natural en dos formas gas rico
(húmedo), y gas pobre (seco), dependiendo del contenido de componentes pesados. Estos
términos son relativos, pero son usados en la industria, un gas rico tiene cinco o seis
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galones de hidrocarburos recuperables en cien pies cúbicos; un gas seco usualmente
contiene menos de un galón de líquidos recuperables en cien pies cúbicos.
Los gases naturales forman parte de la familia de hidrocarburos saturados llamados
parafinas. Cada componente tiene la formula general CnH2n+2, los yacimientos del gas natural
incluyen:
1. Etano. Se almacena como liquido a altas presiones y bajas temperaturas, base de
los procesos petroquímicos de producción de etileno.
2. Propano. También usado en los procesos petroquímicos, fuente de propileno,
usado en procesos de calentamiento, combustible de motores e industrias.
3. Butano. Es manejado como liquido a moderadas presiones, es materia prima de la
fabricación de gomas sintéticas, utilizado en mezcla como combustible de automóviles.
4. Iso-butano. De importancia en la fabricación de MTBE (methyl tertiary butyl ether),
es isómero del butano.
5. Gasolina natural. Se denomina así a la mezcla de pentanos y hidrocarburos
pesados, con pequeñas cantidades de butano e Iso-butano.
En las plantas de proceso o refinación se realiza el proceso de fraccionamiento del
gas natural, de donde se derivan múltiples usos, como materia prima para fertilizantes, el
metanol, y demás parafinas de empleo en la industria petroquímica, de allí su gran demanda
en el mercado internacional.
2.2.2. GENERALIDADES DE TURBINAS A GAS.
La ecuación de Euler se enuncia así: el momento del impulso con relación al eje de la
maquina de las fuerzas exteriores que actúan sobre el fluido es igual a la ó del momento
cinético del fluido con relación al mismo eje.
CAMARA DE COMBUSTION SALIDA DE LOS
GASES DEL ESCAPE
GAS
2 3 4
21
Figura No. 1.
ESQUEMA DEL CICLO ABIERTO SIMPLE DE BRAYTON
Fuente: Fundamentos de Termodinámica, Van Wylen, Sontag (1975).
Las turbinas a gas son clasificadas como máquinas térmicas, ya que cumplen el
principio de la ecuación de Euler, y donde el estudio o diseño se hace teniendo en cuenta la
variación de volumen especifico del fluido a través de la unidad.
La turbina a gas simple consta, como elementos primarios de: un compresor
generalmente del tipo axial, una o más cámaras de combustión y de la turbina a gas
propiamente dicha. En el caso de la turbina modelos Ms-5001 de GE, se dispone de diez
cámaras de combustión. Idealmente funcionan con el ciclo abierto de Brayton, (ver esquema
en figura No. 1), a este esquema se ha añadido un generador, tal como es usado en las
plantas de generación de electricidad.
Los procesos del ciclo simple (CS) de Brayton, pueden ser representados en dos
planos: (1) Temperatura y entropía, T-s; y (2) Presión y volumen, P-v, mostrados en la
figura No. 2; como en cualquier ciclo ideal los procesos son todos reversibles, y son los
siguientes:
1-2 Compresión. Proceso en el cual el gas tomado del ambiente es succionado y
presurizado en el compresor aproximadamente a siete veces la presión atmosférica.
2-3 Adición de calor isobara. El aire comprimido entra a la cámara de combustión,
donde se inyecta y se quema el combustible, produciendo gases de combustión a alta
presión y temperatura.
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3-4 Expansión. Los gases calientes a alta presión se expanden a través de la turbina
creando el movimiento del eje motor del compresor y de un alternador generador de
electricidad.
4-1 Cesión de calor isobara. El calor es dado al ambiente en el caso de ciclos
abiertos, tal como ocurre en nuestro caso.
(a) (b)
P : presión; T: temperatura; s: entropía: v: volumen
(a) Plano T-s, (b) Plano P-v.
Figura No. 2.
CICLO SIMPLE (NO REGENERATIVO) DE BRAYTON.
Fuente: Fundamentos de Termodinámica, Van Wylen, Sonntag (1975).
La turbina de gas real, difiere principalmente del ciclo ideal por las irreversibilidades
del proceso en el compresor y en la turbina, debido a la disminución de presión en los pasos
de flujo y en la cámara de combustión.
En el ciclo abierto simple, la eficiencia de las turbinas a gas no es mayor del 30 al 35
%, de la potencia de entrada dada por el combustible a la potencia de salida aplicada.
T
s
1
2
3
4
1
2 3
4
v
P
23
La misma unidad, turbina a gas a través de su eje, mueve sus servicios de agua de
enfriamiento, bombas de combustible y bombas de lubricación e hidráulico.
Para el arranque de la unidad se dispone de un motor diesel o eléctrico, de potencia
aproximada a 500 HP, encargado de sacar de inercia la unidad, manteniendo su empuje
durante el encendido y calentamiento hasta que la turbina tome la velocidad apta para la
aceleración, donde se separa el motor haciendo la unidad independiente.
Los motores diesel son los más utilizados ya que permiten el arranque de la unidad
sin depender del suministro de fluido eléctrico, realizando el denominado el arranque negro
(Black Start), el cual sin la alimentación de corriente alterna se arranca la unidad
dependiendo de los servicios de la corriente directa DC, a través del banco de baterías. En
los sitios aislados de generación de electricidad, sin interconexión, disponer de este tipo de
arranque da la confiabilidad requerida al servicio.
2.2.2.1. APLICACIONES DE LAS TURBINAS A GAS.
EL SOBREALIMENTADOR.
Las primeras aplicaciones de las turbinas gas fueron iniciadas durante el primer
cuarto de este siglo, y una de sus primeras aplicaciones fue de turbo sobrealimentador de
los motores alternativos de combustión interna.
El turbo sobrealimentador, es una turbina sin cámara de combustión ni compresor
propio, que utilizando los gases de escape del motor de combustión diesel o de explosión
acciona la turbina. La potencia útil de la turbina se emplea para mover un compresor que
eleva la presión del aire de alimentación del motor, incrementando la eficiencia de la unidad
motora. Motores diesel de las marcas: Cooper Bessemer, Cummins, General Motors,
Mitsubishi aún utilizan este modelo.
Pero la primera aplicación de las turbinas a gas fue la propulsión aeronáutica y es
hasta ahora su aplicación de mayor importancia, el motor a reacción caracteriza la
propulsión a chorro, difiere de los motores convencionales los emplean la hélice como
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elemento propulsor, en cambio el motor a reacción es a la vez propulsor utilizando la energía
cinética del chorro.
La teoría de los motores a reacción y su aplicación, se detallan a continuación.
MOTORES DE REACCIÓN. El motor de reacción se basa en el principio de acción y reacción y se
divide en tres grupos: el turborreactor, el turbopropulsor y el cohete.
En el turborreactor, el aire que entra en el motor pasa a través de un
compresor donde aumenta su presión. En la cámara de combustión se le
añade el combustible, que se quema y aumenta la temperatura y el
volumen de los gases. Los gases de la combustión pasan por la turbina,
que a su vez mueve el compresor de entrada, y salen al exterior a través de
la tobera de escape diseñada para aumentar su velocidad, produciendo así
el empuje deseado. Este motor puede alcanzar velocidades supersónicas.
El turbopropulsor o turbohélice es un motor de reacción en el que la
energía cinética de los gases de escape se usa para mover la hélice. Se instala
en aviones de tamaño medio y desarrolla velocidades entre 480 y 640 Km/h.
Por último, el cohete es el que contiene el comburente, que es
activador de la combustión y el combustible, es el que impulsa los
proyectiles teledirigidos. También se han usado cohetes con combustible
sólido para suministrar empuje adicional durante la carrera de despegue a
aviones de hélice con mucha carga.
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Figura No. 3.
MOTORES DE REACCIÓN.
Fuente: Microsoft. Enciclopedia Encarta (1998). El motor turbofán es una modalidad del de propulsión a chorro en el
que parte del flujo de aire, impulsado por los compresores, sale
directamente al exterior produciendo empuje igual que una hélice; también
se llama de doble flujo y en los grandes motores la potencia así
suministrada puede superar a la del flujo primario. Lo utilizan la mayor parte
de los grandes aviones comerciales ya que consume menos combustible,
hace menos ruido y es muy fiable; no puede alcanzar velocidades
supersónicas pero se aproxima a ellas.
Se desarrollaron algunos otros tipos de motores de reacción como el
pulsorreactor que impulsaba la bomba volante alemana V-1, o el
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estatorreactor que necesita grandes velocidades para arrancar, usándose
sólo como motor auxiliar para aviones supersónicos de velocidad superior a
2 Mach. Ambos motores tienen un consumo de combustible muy alto.
LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD.
Otra aplicación de las turbinas a gas es la producción de energía eléctrica, empleadas
en un principio como máquinas de generación de cargas pico o de emergencia en las redes,
incrementando su uso con el tiempo motivado a su bajo costo de generación por Kw. La
potencia de los modelos es cada vez mayor y se incrementa el rendimiento de las unidades
debido a los avances tecnológicos.
Las turbinas empleadas en el complejo Zulia, fabricadas por HITACHI, bajo licencia
de General Electric, es el modelo de mayor aplicación en la generación de electricidad,
emplean el ciclo Brayton simple, descrito con anterioridad.
El modelo utiliza para el arranque un motor diesel, posee un compresor axial de 17
etapas y 2 etapas de turbinas. Las etapas están constituidas por dos ruedas una
estacionaria, que se encarga de direccionar el flujo y la rueda móvil que forma parte del
rotor. En la turbina hay dos ruedas de álabes donde se expanden los gases de la
combustión; giran a 5100 r.p.m. y reducen su velocidad a través de una caja de engranajes
a la velocidad de 3600 r.p.m., utilizadas por el generador para la producción de electricidad.
Los generadores producen corriente alterna a una frecuencia estándar de 50 o 60
ciclos, en nuestro caso de 60 ciclos, la velocidad de rotación del generador es de 3.600
r.p.m., simplificando el costo y reduciendo el costo del campo giratorio o inductor, ya que
solo se requiere de dos polos.
2.2.2.2. OTRAS APLICACIONES.
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En las industrias petroquímicas y del petróleo, como elementos motores de
compresores y bombas, empleando diferentes potencias y tamaños según el requerimiento.
También en el accionamiento de pequeños grupos electrógenos. En la propulsión marina,
donde se aprovecha la gran potencia de la turbina para el desarrollo de gran velocidad. En
las locomotoras accionadas por turbinas a gas, de empleo en algunos países extranjeros.
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2.2.3. ASPECTOS BÁSICOS DE TECNOLOGÍAS.
2.2.3.1. TECNOLOGÍA AVANZADA.
Una de las alternativas para la mejora de eficiencia es el proyecto de tecnología
avanzada, donde el reemplazo de componentes de la zona de combustión, del paso de los
gases calientes, del sistema de control, modificaciones de los álabes guías de entrada del
compresor, el empleo de mejores materiales y cambios del diseño han permitido el
incremento de la potencia de salida de la unidad al poder utilizar mayores temperaturas.
En la fabricación de las toberas y álabes la compañía General Electric, reconocida
fabricante de turbinas a gas, ha venido implantando nuevos componentes en la línea del
paso de gases calientes, basándose en la perseverancia de sus estudios y pruebas de
laboratorio. Donde modificando el proceso de fundición, logró direccionar la formación de los
granos, avance tecnológico de la fabricación de los álabes, que por medio del control sobre
los gradientes de temperatura ha logrado disminuir o eliminar la formación de granos con
límites transversales, estableciendo la formación de los granos estructurales en la dirección
del mayor eje de la parte, esta configuración del grano efectúa un incremento del esfuerzo a
la fatiga y ruptura de la aleación.
Como operaciones secundarias en la mejora de álabes se incluyen el recubrimiento
para la protección de ataques químicos con el procedimiento de electrodeposición, el
cuidado de la calidad metalúrgica y que los adversos esfuerzos residuales no sean
introducidos durante el proceso de fundición. Adicionalmente, es realizado el tratamiento de
alivio de esfuerzos (shot-peening) en la raíz de los álabes, a los efectos de garantizar su
calidad.
Los álabes guías del compresor IGV (Inlet guide vane), el material y su forma
aereodinámica han sido modificados en la unidades más recientes, permitiendo mejoras de
eficiencia y aumento de la entrada de aire.
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La primera etapa de álabes, es de todos los componentes la que debe soportar la
combinación de impacto de alta temperatura, efecto del ambiente y esfuerzo. Una de las
mayores limitaciones de las turbinas ha sido la capacidad de soportar el material de la
primera etapa las altas temperaturas de los gases de la combustión, pero sin embargo,
desde el año 1950, los materiales empleados en la fabricación de estos componentes han
sido reemplazados o modificados permitiendo el avance promedio de incremento de la
temperatura de trabajo en 20ºF por año, la importancia de este aumento está justificada en
el aumento de la eficiencia de la salida de potencia de la unidad y consecuentemente en la
reducción del costo del kilovatio generado.
Los materiales empleados en la fabricación de los álabes, aceros de aleaciones
especiales las llamadas superaleaciones: U-500, RENE 77, IN738, GTD111, aleaciones de
Cromo, Cobalto y Níquel, los extensos estudios y pruebas sobre estas aleaciones han dado
la recompensa de poder disminuir los costos de producción y reducir los costos de operación
de las turbinas. Durante las primeras investigaciones los resultados fueron lentos por dos
factores. Primero el énfasis en el uso de aire de enfriamiento para reducir la temperatura en
el metal. Y segundo la presencia, a la temperatura de metal de 1600 º F, de la limitación de
vida del material por efecto de corrosión en caliente.
Las toberas de primera etapa, término con el cual designa GE al estator de los álabes
de la primera etapa, están sujetas a las más altas temperaturas de los gases de combustión,
pero no están sometidas a los altos esfuerzos de los álabes. La función de las toberas es dar
dirección al flujo de los gases calientes a través de los álabes, requieren de materiales
resistentes a la oxidación y a la corrosión en caliente, además de alta resistencia a la fatiga,
buena soldabilidad para los procesos de fabricación y reparación. GE ha empleado para la
fabricación de estos componentes superaleaciones tal como la FSX-414 aleación de cobalto,
la cual le ha permitido incrementar los periodos de inspección.
Otros componentes de línea de pasos de gases calientes, a los cuales se le han
realizado mejoras son las llamadas piezas de transición, ubicadas entre las cámaras de
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combustión y la tobera de primera etapa, reciben el calor de los gases calientes
provenientes de la cámara y lo conducen hacia las toberas. Las piezas actualmente son
revestidas con cerámica lo que ha permitido el incremento de temperatura y su vida útil. Los
cestos combustores piezas en las cuales se realiza la combustión, han sido modificados
revistiendo el metal de superaleación con cerámica, e introduciendo agujeros de
enfriamiento corrigiéndose así los puntos calientes, donde se originaban las fallas. En otras
piezas menores de esta zona, tales como los tubos pasallamas se alcanzaron ganancias del
enfriamiento, mediante el empleo de pequeños agujeros centralizados permitiendo la mejor
disipación del calor, eliminando los daños producidos por la concentración de temperaturas.
Las toberas del combustible dual, ubicadas en el extremo superior de las cámaras de
combustión, son los elementos que permiten el rocío del combustible líquido y manejan el
gas para la óptima combustión, han sido estudiadas, su maquinado, ángulos, calidad de
superficie, y el material reciben año tras año mejoras tecnológicas, permitiendo la mejor y
total combustión del combustible.
Otros aspectos de las tecnologías han sido las mejoras de los sistemas de control, de
la turbina en sí y del sistema de excitación.
El sistema de control denominado por GE SPEEDTRONICTM Mark V es la última
tecnología realizada a la serie de los controles SPEEDTRONIC, marca registrada de General
Electric.
Los cambios realizados en la serie de controles es una técnica refinada a través de
más de 40 años, desde el año 1966 donde se inició con el sistema de control Mark I.
2.2.3.2. CICLOS COMBINADOS.
La primera instalación de ciclo combinado con turbina a vapor y de gas de ABB entró
en servicio en Luxemburgo en 1956. Sin embargo, ha sido necesario esperar más de 20
años para que esta técnica de instalaciones modernas haya podido imponerse
mundialmente.
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La cogeneración se define frecuentemente como la producción en secuencia del calor
y la energía (eléctrica o mecánica), necesarios o la recuperación de energía de bajo nivel
para la producción de energía.
La utilización de tecnología del ciclo combinado empleada por los fabricantes GE,
ABB, Hitachi y otros, opera así: el sistema de compresión aspira el aire del exterior y lo
conduce a la turbina a través de un sistema de filtración. El aire se comprime antes de llegar
a las cámaras de combustión, donde el combustible y el aire se mezclan quemándose.
Resultando de allí, los gases de combustión cuya expansión hace girar la turbina y
proporcionan el trabajo mecánico útil. El alternador acoplado a la turbina de gas transforma
este trabajo en energía eléctrica. El ciclo combinado en forma de esquema es mostrado en
la figura No. 4.
Los gases del escape de la turbina abandonan la turbina a gas y pasan a la caldera de
recuperación donde con la ayuda de intercambiadores se logra el vapor recalentado y el
mismo se introduce a una turbina de vapor donde esta energía térmica es transformada a
energía mecánica, motriz de un generador de potencia aproximada al cuarenta por ciento de
una de las máquinas empleadas, lo que equivale a una potencia aproximadamente de 8
MWH de aumento de potencia.
Finalmente el vapor pasa a un condensador donde se transforma en agua por un
sistema de refrigeración que disipa el calor latente. Este condensador pasa de un
desgasificador, al tanque de agua de alimentación; en el desgasificador se eliminan los
no condensados por recalentamiento con el vapor extraído de la turbina de vapor. El tanque
igualmente recoge las fluctuaciones de volumen del circuito de agua y de vapor. El agua sale
del tanque de alimentación a través de las bombas de agua, bombas centrífugas de alta
presión, que la retornan a la caldera de recuperación.
CAMARA DE COMBUSTION
SALIDA DE LOS GASES DEL ESCAPE
GAS
4
TURBINA A VAPOR
GENERADOR
HRSG
32
Figura No. 4.
ESQUEMA DE CICLO COMBINADO.
Fuente: General Electric, (GE, 1992).
La limitación de la aplicación de los ciclos combinados está dada por la gran cantidad
de agua requerida para el proceso. La cercanía a lagos, o ríos es un factor primordial para
la factibilidad de ejecución de la aplicación.
Los ciclos combinados es una aplicación común en los países europeos y asiáticos,
donde la eficiencia del uso de los combustibles es más rígida por su gran impacto
económico. Los países de Europa, de Norteamérica y de Asia, con suficientes yacimientos
de gas natural, fueron los primeros que instalaron ciclos combinados. Los países sin
recursos de gas natural, pero con severas prescripciones de protección del medio ambiente,
como el Japón y Corea del Sur, explotan instalaciones de ciclo combinado con LGN
importado. Incluso para los países sin yacimientos de gas natural y sin posibilidades de
importación del LGN, las centrales de ciclo combinado representan una alternativa
interesante para la producción de energía. Ya que las centrales pueden operarse con dos
combustibles, como el fuel pesado, el petróleo bruto, con productos secundarios de la
refinerías. Esta aptitud de adaptación a diferentes combustibles disminuye la dependencia
de los explotadores de las centrales térmicas de una sola fuente energética.
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Los rendimientos de estas centrales son del 55% y se espera en un futuro cercano
alcanzar el 60%.
Los ciclos empleando la generación de vapor por la recuperación de los gases del
escape, puede ser configurados con diseños sin combustible, con combustible suplemental,
y totalmente de combustible.
Fisk Y Kovacik, investigadores de GE, en su artículo “Cogeneration application
considerations” publicado en 36th Turbine State of the Art, expresan: las aplicaciones sin
combustible pueden ser diseñadas para aprovechar el 92% de la energía de los gases del
escape de la turbina disponibles para generar vapor. Los HRSG sin combustible son
intercambiadores de calor de convección que responden a las condiciones de escape de las
turbinas de gas. Consecuentemente, son esclavos del modo de operación de la turbina a
gas y no pueden ser controlados fácilmente.
En los HRSG aplicando con combustible suplementario, se define como un HRSG
calentado hasta la temperatura media que no excede de 1700ºF, básicamente es una
unidad de convección cuyo diseño proporciona la capacidad de controlar la producción del
vapor, dentro de los límites del quemador, independiente del modo de operación de la
turbina de gas.
Pocas aplicaciones industriales han empleado los gases del escape como aire de
combustión precalentado para un HRSG totalmente de combustible. La producción de vapor
en los sistemas con combustible puede fluctuar entre seis a siete veces el régimen de
producción de vapor en un HRSG sin combustible. Este sistema aporta una cantidad de
vapor significante, pero ha tenido poca aplicación en la industria.
Otra forma de generar mejores rendimientos en las turbinas a gas en ambientes de
altas temperaturas y bajos niveles de humedad, es la aplicación de los ciclos regenerativos.
En este sistema se disminuye la temperatura de entrada al compresor con el efecto enfriador
de agua en el área del compresor, o se calienta el aire a la entrada del combustor
empleando los gases del escape.
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A menudo este enfoque puede justificarse económicamente en las unidades modelos
MS y LM de GE, cuando se aplican cargas nominales y de operación continua. El
rendimiento puede alcanzar aumentos de 8,5% con los ciclos de enfriamiento del aire del
compresor en las unidades MS de servicio pesado a una temperatura ambiente de 90ºF a un
nivel de humedad relativa del 20%.
2.2.4. COSTOS DE ENERGÍA ELÉCTRICA.
La empresa PEQUIVEN produce energía propia a través de los turbogeneradores
mencionados en el capítulo I, pero la demanda de energía no cubierta, es suplida por medio
de la compra de energía a la red de interconexión nacional, esta red está conformada por los
parques de generación de EDELCA, Electricidad de Caracas, y CADAFE como principales
suplidores.
La energía comprada tiene una estructura de costo, estos párrafos se refieren a este
costo por concepto de la tarifa de ENELCO (Fuente: INSUMO INDUSTRIAL).
La estimación del cargo mensual de la tarifa de CADAFE - ENELCO y sus subsidiarias
está compuesta por: (a) Cargo por energía (KW/H); y (b) Cargo por demanda (KVA).
2.2.4.1. CARGO POR ENERGÍA.
Este costo es el producto directo de la energía eléctrica utilizada para la generación
de trabajo mecánico o generación de calor (Potencia Activa) durante un tiempo determinado,
multiplicado por la tarifa por este concepto (Bs./ KW / H).
Para obtener reducciones por este concepto se debe asegurar que aquellos equipos
que estén utilizando la energía eléctrica, produzcan un trabajo mecánico o generen calor,
debe dársele un uso productivo. Para reducir los costos por energía, debe evitarse dejar en
operación equipos o sistemas que no estén realizando un trabajo productivo, como:
1. Equipos: Bombas, compresores en recirculación.
2. Ventiladores o extractores.
3. Sistemas de aire acondicionado (noche y fines de semana).
35
4. La producción de rechazos, que requieran un reproceso para la conversión de
materia prima en producto terminado.
5. Utilizar equipos o sistemas ineficientes para el aprovechamiento del recurso
energético, como: sistemas de regulación de flujo de líquido por restricción o recirculación.
6. No controlar la iluminación en las instalaciones donde se labora.
36
2.2.4.2. CARGO POR DEMANDA.
El cargo por demanda tiene implicaciones en el mal uso que se da a la energía
eléctrica, ya sea por falta de control de la operación de la planta, o por el uso indebido que
se le pueda dar a la energía, por no poseer una planta de generación eficiente. En el cargo
por demanda es donde se pueden realizar reducciones y depende de la capacidad de
algunos aspectos técnicos.
Ante todo se debe comprender que la demanda es registrada por un medidor de la
potencia consumida puntual, el cual requiere de una lectura sostenida superior a la
registrada previamente durante un periodo de quince minutos. Esto es, aquellos picos de
demanda instantáneos registrados por el arranque de motores, no tienen incidencia en la
demanda registrada.
El cargo por demanda consiste en el monto mayor incurrido, de acuerdo a los
siguientes criterios:
1. Demanda mínima de tarifa. Corresponde al cargo que se efectúa en los casos,
cuando la demanda del mes es menor a la demanda mínima de la tarifa definida en
contratación.
2. Demanda máxima leída en el periodo de facturación. Es la lectura máxima durante
el periodo de facturación, generalmente un mes.
3. Demanda asignada contratada. Se designa así al cargo por demanda máxima
contratada y con vigencia del lapso de contratación un año.
Generalmente, un mayor valor de consumo por demanda a la establecida por el
acuerdo de facturación, incrementa los costos de manera notable.
Los costos por demanda en un sistema son disminuidos por la aplicación de uso de
motores sincrónicos, banco de condensadores, y el dimensionamiento apropiado de los
motores, los cuales influyen sobre el factor de potencia.
2.2.5. COSTO DE GENERACIÓN PROPIA.
37
Para la evaluación de generación propia se deben realizar los costos de adquisición
de un turbogenerador y la infraestructura necesaria para su instalación.
Al realizar la compra del turbogenerador, el autor complementa a Castillo (1992),
“Costos de la energía Eléctrica” INSUMO INDUSTRIAL, en las sugerencias sobre los
aspectos a evaluar:
1. Carga Estimada. Evaluar las condiciones de demanda de energía, nuevos
proyectos, ampliaciones a los efectos de decidir la potencia de la unidad a comprar.
2. Carga Activa. La carga es la potencia neta generada MW por la turbina, a las
condiciones estándar internacionalmente aceptadas para comparar el comportamiento de las
turbinas a gas, ellas son las de la organización ISO (International Organization for
Standarization), basadas en una presión barométrica de 14,7 psia y una temperatura
ambiente de 59ºF (15ºC).
3. Costos de los equipos de generación, y de los necesarios para transformación y
distribución. Cables, protecciones, estructuras civiles, mecánicas y de instrumentación y
control.
4. Costo de operación. Es la sumatoria de los gastos de administración y del personal
operativo llamado mano de obra directa, más los costos de insumos tales como:
combustible, del aceite, los gastos de agua y aditivos de los sistemas de enfriamiento, y
demás consumibles menores difíciles de contabilizar.
5. Costos de mano de obra. Se refiere normalmente a los costos de la mano de obra
directa para la instalación, incluye personal especializado cuyo servicio es de alto costo.
6. Costo del combustible. Al adquirir la unidad se deben prever las facilidades de
combustible de la zona, y sus características técnicas, presión, temperatura, necesidades de
calentamiento. Requerimientos de almacenaje. Sistemas de filtración primarios. Con esta
base de información el proyectista puede cuantificar los gastos requeridos.
38
7. Espacio físico requerido. El proyectista además de cuantificar las medidas de las
unidades de generación: turbina, generador y sus auxiliares, debe prever las expansiones y
la posibilidad de convertir la unidad en un sistema de cogeneración.
8. Depreciación y amortización. Es la parte consumida en el equipo por efecto del
proceso productivo, constituye un estimado del costo del activo. Normalmente se estipula el
porcentaje de acuerdo a lo establecido en la Ley.
9. Costo de mantenimiento. Los costos del mantenimiento están determinados por las
formas de operación y de las recomendaciones dadas por el fabricante, se estipulan de
acuerdo a las horas de operación del servicio, pueden ser de dos tipos: preventivo y
predictivo, el mantenimiento correctivo es inesperado y se estima en razones de porcentaje
de los montos presupuestarios asignados a las tareas productivas y preventivas.
Los costos del mantenimiento de rutina. Contemplan la mano de obra, los
implementos de seguridad, gastos de importación, impuestos, transporte, repuestos y los
consumibles tales como: aceite, agua, trapos, herramientas y otros de menor cuantía. En el
caso de los mantenimientos llamados mayores, que implica mayor trabajo y remoción de
componentes, el gasto se incrementa por la presencia de mano obra especializada, de muy
alto costo.
10.Costo de seguros. El costo de seguro para las máquinas minimizan los
desembolsos en los casos de accidentes y pérdidas de las unidades por incendio, explosión,
que son parte de los riesgos en la operación de estos equipos. Seguros sobre las
edificaciones, responsabilidad civil y sobre otros como robo, accidentes y siniestros, también
deben considerarse dentro de estos gastos.
11.Costos de administración. Los costos administrativos son los provenientes de la
función de administración de la empresa, en estos costos se integran los realizados por
investigación, mercadeo, promoción, publicidad, recursos humanos, jubilación,
adiestramiento, desarrollo, donaciones, servicios de vigilancia, limpieza y los gastos de
39
oficinas en general. Los costos son agrupados de forma arbitraria, y difiere de las divisiones
o forma de la estructura de la compañía.
En muchos casos es favorable la política de generación propia de energía, ya que
Venezuela cuenta con un bajo del combustible y relativamente los costos de mantenimiento
y operación de la unidad no son tan onerosos.
2.2.6. ASPECTOS DE LA EVALUACIÓN.
DEFINICIÓN.
La evaluación en forma general es definida, exponen Leal y Rodríguez, CEPET (1994,
p. 8), como el proceso que consiste en obtener información sistemática y objetiva acerca de
un fenómeno o interpretar dicha información a fin de seleccionar entre distintas alternativas
de selección.
Para el análisis y evaluación de un estudio, investigación o proyecto, se recolectarán
datos, opiniones, prioridades, cálculos, pronósticos, escenarios, juicios, antecedentes y
otros. La interpretación y evaluación de esta información depende en gran medida del
criterio adoptado de acuerdo con el objetivo general del proyecto. Consecuentemente, la
realidad económica, política, social y cultural de la entidad donde se piensa invertir, definirá
los criterios que se seguirán para realizar la evaluación adecuada, independientemente de la
metodología empleada. Los criterios y la evaluación son la parte fundamental de toda
evaluación de proyectos. Por lo tanto, la mejor escogencia de criterios y su ponderación
repercutirá directamente en la decisión de la mejor alternativa de un proyecto.
Sapag y Sapag (1999), describen la evaluación así:
“La evaluación de proyectos pretende medir objetivamente ciertas magnitudes cuantitativas que resultan del estudio del proyecto, y dan origen a operaciones matemáticas que permiten obtener diferentes coeficientes de evaluación. Lo anterior no significa desconocer la posibilidad de que puedan existir criterios diferentes de evaluación para un mismo proyecto. lo realmente decisivo es poder plantear premisas y supuestos válidos que hayan sido sometidos a convalidación a través de distintos mecanismos y técnicas de comprobación. Las premisas y supuestos deben nacer de la misma realidad en la que el proyecto estará inserto y en el que deberá rendir sus beneficios. La correcta valoración de
40
los beneficios esperados permitirá definir en forma satisfactoria el criterio de evaluación que sea más adecuado”.
Baca (1995), distingue tres niveles de estudio en la evaluación de un proyecto, vista
como un proceso:
1. El perfil, nivel simple, el cual se elabora a partir de la información existente, de la
experiencia y juicio común, donde los términos monetarios, sólo presentan cálculos globales
de las inversiones, de los costos y los ingresos, sin entrar a investigaciones de terreno.
2. El estudio de prefactibilidad o anteproyecto; este estudio profundiza la
investigación en fuentes secundarias y primarias, en investigaciones de mercado, detalla la
tecnología que se empleará, determina los costos totales y la rentabilidad económica del
proyecto.
3. La fase final es conocida como “proyecto definitivo”, donde los puntos establecidos
en el anteproyecto son tratados con mayor detalle. Esta fase del proyecto deberá presentar
una lista de contratos de venta establecidos, actualizar y preparar cotizaciones de la
inversión, flujos de caja, planos arquitectónicos, de construcción y detalles definitivos del
proyecto.
Sapag (1995), establece cuatro niveles de evaluación o etapas de los proyectos: el
perfil, definido de manera similar que Baca, constituye la fase más preliminar del proyecto,
su estudio es basado sobre todo en aspectos cualitativos. A continuación, establece los
niveles de viabilidad, de prefactibilidad y de factibilidad; define viabilidad como la ”posibilidad
de” o la “conveniencia de” realizar un proyecto, y las variantes que debe analizar el
evaluador son tres vialidades principales, definidas así: la viabilidad técnica, la viabilidad
legal y la viabilidad económica, y finalmente agrega la viabilidad política, que realiza el
proyecto independientemente de su rentabilidad.
Sapag (1995), indica las diferencias entre viabilidad, prefactibilidad y la factibilidad,
que la viabilidad precede a la de la prefactibilidad, luego de establecer la viabilidad de un
proyecto se proyectan los costos, y beneficios a lo largo del tiempo sobre la base de criterios
41
cuantitativos, tomados de información secundaria (elaborada por terceros). La etapa de
factibilidad, por el contrario, busca determinarla en la fuente que la genera.
Baca (1995), plantea la factibilidad como la evaluación que tiene por objeto establecer
la rentabilidad económica, técnica y social, de manera que asegure resolver una necesidad
humana u organizaciones en forma eficiente, segura y rentable, a fin de asignar los recursos
a la mejor alternativa.
Kendall y Kendall (1995), sostienen que sólo a través del estudio de factibilidad se
puede conocer con cuántos recursos se cuentan y cuáles de ellos deben modificarse para
dar paso a la viabilidad del proyecto, así como descartar aquellos proyectos que no sean
consistentes con los objetivos de la empresa, técnicamente imposibles, o no realizables
desde el punto de vista económico.
Sapag y Sapag (1999), consideran cinco estudios particulares que deben realizarse
para evaluar el proyecto: los de viabilidad comercial, técnica, legal, de gestión y financiera.
La viabilidad comercial indicará si el mercado es o no sensible al bien o servicio,
producido por el proyecto y la aceptabilidad que tendría en su consumo o uso, permitiendo
de esta forma, determinar la postergación o rechazo de un proyecto, sin tener que asumir los
costos que implica un estudio económico completo. En muchos casos, la viabilidad comercial
se incorpora como parte del estudio de mercado en la viabilidad financiera.
El estudio de viabilidad técnica estudia las posibilidades materiales, físicas y químicas
de producir el bien o servicio que desea generarse con el proyecto. Muchos proyectos
nuevos requieren ser probados técnicamente para garantizar la capacidad de su producción,
incluso antes de determinar si son o no convenientes desde el punto de vista de rentabilidad
económica.
Un proyecto puede ser viable por tener un mercado asegurado y ser técnicamente
factible. Sin embargo, podrían existir algunas restricciones de carácter legal que impedirían
su funcionamiento en los términos que se pudiera haber previsto, no haciendo recomendable
42
su ejecución. El objetivo de la viabilidad de gestión, es principalmente, definir si existen las
condiciones mínimas para la implementación, tanto en lo estructural como en lo funcional.
2.2.6.1. ESTUDIO TÉCNICO.
Se entiende por estudio técnico al estudio de ingeniería que permite seleccionar la
alternativa tecnológica más adecuada al proyecto.
El estudio debe proporcionar información financiera relativa a los ingresos de
operación. Por ejemplo, definir cuándo las máquinas y equipos deben reemplazarse, cuando
el proceso permite la venta de desechos. Asimismo, evaluar qué se dispone de los equipos,
de la tecnología, de los recursos humanos y experticia que permiten la implementación del
proyecto (Sapag y Sapag, 1999).
La localización adecuada de la empresa del proyecto puede determinar el éxito o
fracaso del negocio.
Los factores de influencia más comúnes en la localización son:
1. Medios y costos de transporte.
2. Disponibilidad de mano de obra.
3. Cercanía de las fuentes de abastecimiento.
4. Factores ambientales.
5. Cercanía del mercado.
6. Costo y disponibilidad de terrenos.
7. Topografía de suelos.
8. Estructura impositiva y legal.
9. Disponibilidad de agua, energía y otros suministros.
10. Comunicaciones.
11. Posibilidad de desprenderse de desechos.
Generalmente una manera de seleccionar la alternativa de la localización, es ponderar
los factores y de esta valoración, tomar la alternativa que presente mayor rentabilidad.
43
El estudio técnico, entonces también comprende, en el caso de instalación de una
planta o proceso, los estudios de las tecnologías a aplicar con las de determinación del
tamaño óptimo, por lo cual normalmente se desarrolla interrelacionada con los estudios del
mercado, de la localización y del plan estratégico comercial del desarrollo futuro de la
empresa o proyecto.
2.2.6.2. EL ESTUDIO ECONÓMICO.
El estudio de la viabilidad financiera de un proyecto determina, en último término su
aprobación o rechazo. Este mide la rentabilidad que retorna a la inversión, todo medido en
bases monetarias.
La rentabilidad de la inversión o producto, es medida por la relación entre la utilidad y
la inversión necesaria para llevar a cabo el proyecto.
Los criterios de evaluación o índices de la rentabilidad son las diferentes técnicas de
la medición de un proyecto, Sapag (1995). Estos criterios son:
1. El valor actual neto, conocido como VAN o valor presente neto VPN, mide la
rentabilidad del proyecto en valores monetarios que exceden a la rentabilidad deseada
después de recuperar toda la inversión.
2. La tasa interna de retorno, conocida como TIR, que mide la rentabilidad como un
porcentaje. Este porcentaje no se calcula sobre la inversión, sino sobre los saldos no
recuperados en cada periodo.
3. El tiempo de recuperación de la inversión, PRI, que puede medir en cuanto tiempo
se recupera la inversión o en cuento tiempo se recupera la inversión más el costo del capital
involucrado.
4. La rentabilidad inmediata, RI, que determina para cada periodo la rentabilidad que
obtiene la inversión.
Los cálculos de estos valores están realizados en escenarios de certidumbre.
44
Los indicadores más utilizados para comparar diferentes alternativas o para evaluar
financieramente a un proyecto son: la utilidad neta, el máximo capital comprometido y su
período de recuperación. Indicadores asociados a estos parámetros son el valor presente
neto (VPN) y la tasa interna de rendimiento.
45
La formulación de cálculo para determinar el VPN o VAN está dada por:
Donde FC es la sumatoria de ingresos menos egresos en el periodo t, y el TIR es el
valor del interés k donde el VAN se hace igual a cero.
Las reglas citadas a continuación sirven para decidir un proyecto.
Reglas de decisión:
Si el VPN > 0, ó TIR> k, entonces se acepta;
Si el VPN < 0, ó TIR< k, entonces se rechaza; y
Si el VPN = 0, ó TIR = k, entonces existe indeterminación.
TIR vs VPN.
Tanto la tasa interna de rendimiento como el valor presente neto son los indicadores
preferidos en la dictaminación financiera, al brindar una cifra que nos permite tener una idea
de la contribución de la alternativa, al incremento de la riqueza de la empresa o institución.
Ambos emplean técnicas de descuento para añadir el efecto del tiempo sobre el dinero, pero
tomando en cuenta los resultados que ofrecen, es preferible utilizar el VPN como indicador
líder.
El fundamento para esta conclusión se basa primeramente en la existencia potencial
de múltiples TIR. Con los indicadores presentados en esta sección, es posible tener una
imagen inicial lo suficientemente nítida como para eliminar las opciones más limitadas. Hay
que tener especial cuidado con resultados conflictivos cundo se comparan el VPN y la TIR.
tt
n
t k
FCVAN
)1(0 += ∑
=
0)1(0
=+
∑=
n
tt
t
TIR
FC
46
En múltiples ocasiones, con alternativas distintas en su calendarización o en la magnitud de
la inversión inicial, resulta que un proyecto puede tener mayor VPN pero menor TIR.
Para descartar opciones que presentan pequeñas diferencias es pertinente utilizar
modelos o métodos más complejos. Para tal efecto, es virtualmente obligatorio el uso de
computadoras, con modelos de programación lineal y dinámica y el aprovechamiento de las
matrices de información que dieron origen al flujo de caja. Como procesos de eliminación y
evaluación últimos, se combinarán las interacciones resultantes del análisis de riesgo, con
las variables del proyecto, consideradas en la matriz de ingresos y gastos.
2.2.6.3. EL ESTUDIO LEGAL.
El ordenamiento jurídico de cada país, fijado por su constitución, políticas, leyes,
reglamentos, y decretos determina las condiciones o normativas que afectarán el flujo de
caja de la inversión.
Sapag (1999), define al estudio legal como la recolección de la información económica
de la derivada del marco normativo; por ello, no debe confundirse con la viabilidad legal, que
busca determinar la existencia de restricciones legales o reglamentarias que impidan operar
el proyecto que se evalúa.
La Ley Penal del Ambiente, decretada en el año 1995, es referida a las normas sobre
calidad del aire y control de la contaminación atmosférica; en nuestro caso, es obligada
referencia para la evaluación de la viabilidad legal. En el clima comercial de hoy, las
regulaciones medioambientales y las preocupaciones de salud públicas proporcionan un
riesgo financiero significativo a muchas de las compañías.
Un problema de calidad de aire medioambiental imprevisto puede ser la causa de
pleitos costosos, el grito de los residentes cercanos y activistas, generando imágenes que
dañan a la organización y su reputación.
47
Las compañías deben controlar algunos de estos problemas evaluando la calidad
aérea antes de que los problemas se presenten, aplicando la tecnología y supervisando que
las emisiones no se excedieron los valores basados durante el proyecto.
Las turbinas, por su forma operativa, donde los gases de la combustión desechos
contaminantes son expulsados a la atmósfera, han siodo cuestionadas por las asociaciones
de conservación del ambiente impulsando a los fabricantes a realizar estudios de
tecnologías que les permita eliminar o disminuir estos efectos contaminantes.
Además durante el estudio técnico, se pueden establecer algunos costos que se
derivan de aspectos legales, tales como compra de marcas, licencias o patentes, el pago de
los aranceles y permisos de importación de maquinarias y equipos, a los gastos derivados
de los contratos de trabajo, finiquitos laborables, y a la inversión en implementos laborales
de seguridad.
2.2.7. LA TOMA DE DECISIONES ASOCIADA A PROYECTOS.
Son básicas para el éxito de una organización; están asociadas a los problemas, a los
riesgos y por ende en los proyectos, por tal razón se esbozan algunos aspectos relevantes
de las mismas.
Las dificultades, los problemas y conflictos son complicados, confusas, con carga de
estrés, y las tomas de decisión es siempre difícil, las técnicas para la toma de decisiones
buscan facilitar la simplificación y clarificar, de manera que tomemos la alternativa que
domine en forma convincente.
Burgos (1990), sostiene que la toma de decisiones constituye un proceso que
involucra un esfuerzo de pensar ordenadamente, correr un riesgo, asignar apropiadamente
los recursos y el manejo de los conceptos claros basados en hechos y no en las apariencias
que permiten resolver los problemas presentes o futuros de manera adecuada.
La estructuración de un problema, facilita la valoración de las alternativas, previa a la
estructuración la definición del problema es un paso fundamental; el disponer de todas las
48
alternativas permite estructurar. La consideración de probabilidades de las diferentes
alternativas es también un paso para la estructura de la toma de decisiones. La
estructuración consiste en formalizar, descomponer y establecer relaciones, sus
consecuencias y las probabilidades de éstas, y de allí tomar la valoración que establece la
alternativa de mayor certeza de éxito.
2.2.8. DEFINICIONES.
2.2.8.1. DEFINICIONES DE TÉRMINOS BÁSICOS. 1. Análisis. Separar, clasificar, y agrupar los diferentes elementos que forman un
grupo de información determinada, presentándolos de un modo homogéneo y de significado.
Fuente: Valera, R. Evaluación Económica de Inversiones, (1989) .
2. Análisis técnico. Es la determinación de la posibilidad de realizar o lograr el
producto deseado con los equipos, máquinas, tecnologías, recursos humanos, materias
primas, y servicios disponibles. Fuente: Valera, R. Evaluación Económica de Inversiones,
(1989) .
3. Análisis económico. Es la determinación de los méritos económicos del proyecto,
la comparación entre el valor producido por el proyecto y el valor económico consumido por
el mismo. Fuente: Valera, R. Evaluación Económica de Inversiones, (1989) .
4. Análisis financiero: se refiere a la identificación de las posibles fuentes de
recursos para la realización del proyecto. Fuente: Valera, R. Evaluación Económica de
Inversiones, (1989) .
5. Carga activa o Potencia de salida: es la potencia útil dada por el equipo para la
generación de electricidad, su unidad megavatios hora (MW/H) o kilovatios hora (KW/H).
Fuente: Gas Turbine Maintenance Seminar Manual, General Electric (1998).
6. Carga reactiva: se conoce como el componente reactivo o aparente, debido a la
corriente circulante, fuera de grado o a un ángulo diferente del voltaje del generador, se
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expresa en kilovares o megabares (KVAR o MVAR). Fuente: Gas Turbine Maintenance
Seminar Manual, General Electric (1998).
7. Confiabilidad, término actualmrnte muy empleado en las organizaciones, ya que
en estos momentos se realizan optimizaciones sobre la base de la confiabilidad de los
equipos, denominadas como: Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC). Su
definición es: la probabilidad del equipo realice su función en un periodo determinado en las
condiciones especificadas de uso. Fuente: Fundamentos del MCC. PDVSA, (1998).
8. Eficiencia térmica (Heat Rate): relación entre la potencia útil desarrollada por la
turbina y la energía cedida por el combustible. Fuente: General Electric. Manual de
Operación de Turbinas a Gas, (1989).
9. Evaluación de impacto ambiental: proceso empleado para predecir las
consecuencias ambientales de una propuesta o decisión legislativa, la implementación de
políticas y programas o la puesta en marcha de proyectos de desarrollo. Fuente: Microsoft.
Enciclopedia Encarta, (1998).
10. Entropía: propiedad termodinámica de un sistema que sólo depende de su estado
o condición, se define como la integral la trayectoria de dQ/T. Fuente: Fundamentos de
Termodinámica. Van Wylen, Sonntag, (1975).
11. Euler: (1707-1783) Investigador que estableció las ecuaciones del movimiento del
fluido ideal, ecuación que rige los flujos dentro de las máquinas térmicas. Fuente: Fuente:
Turbomáquinas Térmicas. Mataix, C. (1988).
12. Factor de potencia: es el valor del coseno del ángulo formado entre
la potencia real y la aparente, Manual de Turbinas a gas. General Electric
(1989).
13. Fluido ideal: es el aquel que no tiene viscosidad. Fuente: Turbomáquinas
Térmicas. Mataix, C. (1988).
50
14. Isobárico: proceso a presión constante. Fuente: Turbomáquinas Térmicas.
Mataix, C. (1988).
15. Isotérmico, proceso a temperatura constante. Fuente: Turbomáquinas Térmicas.
Mataix, C. (1988).
16. Poder calorífico (Fuel Heating Value): Cantidad de calor transmitido por el
combustible, en la turbina ocurre en la cámara de combustión a temperatura constante, se
estipulan dos valores: (a) Bajo poder calorífico (LHV, Low Heating Value), y (b) Alto poder
calorífico (HHV, High Heating Value), cuya diferencia consiste en la transmisión de calor con
vapor en los productos, en el caso del poder calorífico inferior; y con agua líquida en los
productos, para el caso del poder calorífico superior. Fuente: General Electric. Manual de
Turbinas a Gas. (1989).
2.8.8.1. ABREVIATURAS BÁSICAS.
1. ASME, American Society Mechanical Engineering. Asociación Americana de
Ingenieros Mecánicos.
2. ABB, Asea Brown Bovery. Fabricante de turbinas y generadores.
3. CO, monóxido de carbono.
4. EIA, Evaluación de Impacto Ambiental.
5. GE, General Electric. Fabricante de turbinas a gas y vapor, generadores,
sistemas y equipos de control, además de diferentes artefactos electrodomésticos.
6. EPA, Enviromental Protection Agency, Agencia Federal de Proteccción del
Ambiente, USA.
7. HP (Horse Power), caballo de potencia. Unidad de potencia.
8. HRSG, (Heat Recovery Steam Generator). Generador accionado por la
recuperación del calor de los gases de escape de la combustión.
9. Hs, sulfuro de hidrógeno.
51
10. IGV, (Inlet guide vane). Alabes guías de la entrada al compresor, que permiten
restringir la cantidad de aire al compresor.
11. ISO, International Standards Organization.
12. KW, Kilo vatio, equivalente a 1000 vatios. Unidad de potencia.
13. LGN (Liquified gas natural). Gas natural licuado.
14. LOPMAT, Ley Orgánica de Protección del Medio Ambiente y del Trabajo.
15. NEPA, National Enviroment Policy Act.
16. NEMA, National Electrical Manufacturers Asociation.
17. NGSA, Natural Gas Supply Association.
18. Nox, óxidos de nitrógeno.
19. TG, turbogenerador a gas.
20. TV, turbogenerador a vapor.
21. TIR, Tasa de retorno interno.
22. VCE, variable control voltaje. Señal de control utilizada en los sistemas de control
speedtronic, es proporcional a la entrada de combustible.
23. VPN, valor presente neto, o VAN, valor actual neto.
2.3. VARIABLES E INDICADORES.
2.3.1. VARIABLE: EVALUACIÓN TÉCNICA, ECONÓMICA Y LEGAL.
DEFINICIÓN CONCEPTUAL
Baca (1995), define la evaluación técnico económica como el análisis que debe
llegar a determinar la función de la producción óptima, con el empleo eficiente y eficaz de los
recursos disponibles para la producción del bien o servicio deseado, así como determinar el
monto de los recursos económicos necesarios para la ejecución del proyecto, que incluye el
costo total de la operación de la planta, y de otra serie de indicadores que servirán como
base para la parte final y definitiva del proyecto.
52
La definición de la evaluación técnica, económica y legal, se complementa agregando
el estudio de la viabilidad legal, entendiéndose como viabilidad legal, la que busca
determinar la existencia de las restricciones legales o reglamentarias que impidan operar el
proyecto que se evalúa, Sapag (1995).
DEFINICIÓN OPERACIONAL
Se define operacionalmente la Evaluación Técnica, Económica y Legal como el
proceso de ordenar y sistematizar la información técnica, económica, financiera y legal, para
determinar la inversión, los recursos, y las normas legales, así como los costos de
producción asociados.
La variable fue analizada a través del estudio de las categorías y sub - categorías de
los aspectos técnicos, económicos y legales que se presentan resumidas en la tabla No. 1.
53
Tabla No. 1.
CATEGORÍAS DE ANÁLISIS
Fuente: Villareal y Cuello, (2000)
OBJETIVO VARIABLE CATEGORÍAS SUB-
CATEGORÍAS
FUENTE DE OBTENCIÓN DE DATOS
Analizar la situación actual del
entorno: legal, oportunidades,
amenazas, debilidades y
fortalezas
Evaluación Técnico, Legal y
Económica
Situación Actual
• Impacto ambiental
• Ley Orgánica del Medio Ambiente
• Documentos Técnicos
• Información de prensa
Establecer la rentabilidad de
inversión técnica
Evaluación Técnico, Legal y
Económica
Rentabilidad Técnica
• Capacidad de generación
• Eficiencia
• Costos de mantenimiento
• Confiabilidad operacional
• Tiempo de ejecución
• Información de los fabricantes y revistas especializadas
• Documentos Técnicos
Determinar la rentabilidad
económica para la adquisición de la nueva tecnología
Evaluación Técnico, Legal y
Económica
Rentabilidad Económica
• Capacidad
• Autofinancia-miento
• Recuperación de la inversión
• Monto total de la inversión
• Valor Presente Neto
• Tasa de rendimiento promedio
• Rentabilidad organizacional
• Información de costos de equipos de generación de fabricantes
• Costo de compra del combustible