proyecto produccion urea
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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCION
EVALUACION Y FORMULACION DE PROYECTOS
Implantación de una Planta para la Elaboración de Urea utilizando Biomasa.
Profesor:
Ing. Gustavo Guerrero Macías
Nombres de los Integrantes del Equipo:
Gabriel Agila S. Verónica Aguirre P.Héctor Bonilla Ch.Kleber Macías C.
Fernando Sarango R.
Fecha de Entrega:
Junio 3, 2012
I TÉRMINO 2012-2013
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INDICE
CAPÍTULO 1 INFORMACIÓN BÁSICA DEL PROYECTO...............................................................4
1.1 ANTECEDENTES.....................................................................................................................41.2 OBJETIVO GENERAL...............................................................................................................41.3 INTRODUCCIÓN......................................................................................................................4
CAPÍTULO 2 ANÁLISIS DE MERCADO.........................................................................................6
2.1 ESPECIFICACIONES DEL PRODUCTO....................................................................................62.2 OFERTA...................................................................................................................................72.3 DEMANDA.............................................................................................................................102.4 PRECIO DE VENTA EN EL ECUADOR...................................................................................112.5 BENEFICIOS ECONÓMICOS Y SOCIALES.............................................................................11
2.5.1 Beneficios Económicos del Proyecto.................................................................................122.5.2 Beneficios Sociales del Proyecto.......................................................................................12
CAPÍTULO 3 ASPECTOS TÉCNICOS DEL PROYECTO................................................................13
3.1 MATERIAS PRIMAS Y TECNOLOGÍAS ASOCIADAS.............................................................133.1.1 Identificación de Materias Primas....................................................................................133.1.2 Tecnologías Asociadas......................................................................................................23
3.2 CAPACIDAD PRODUCTIVA DE LAS PLANTAS.....................................................................273.2.1 Requerimientos de Producción.........................................................................................273.2.2 Selección de Alternativas por Materias Primas y Tecnologías.........................................28
3.3 LOCALIZACIÓN PRELIMINAR DE LA PLANTA DE FERTILIZANTES..................................283.3.1 Determinación y Evaluación de Factores.........................................................................283.3.2 Localizaciones Recomendadas.........................................................................................343.3.3 Impacto Ambiental...........................................................................................................34
3.4 EVALUACION GENERAL.......................................................................................................35
CAPÍTULO 4 COSTOS E INGRESOS DEL PROYECTO.................................................................37
4.1 DATOS BÁSICOS....................................................................................................................374.2 COSTOS DE FABRICACION...................................................................................................384.3 IMPREVISTOS..............................................................................................................................404.4 GASTOS DE ADMINISTRACION Y GENERALES...................................................................404.5 GASTOS DE VENTAS.............................................................................................................414.6 GASTOS FINANCIEROS.........................................................................................................424.7 PUNTO DE EQUILIBRIO........................................................................................................424.8 ANALISIS FINANCIERO........................................................................................................43
CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES......................................................................................................44
5.1 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS ALTERNATIVAS DE MATERIA PRIMA.....................................445.2 CONCLUSIONES...........................................................................................................................45
CAPÍTULO 6 RECOMENDACIONES...............................................................................................46
CAPÍTULO 7 BIBLIOGRAFÍA...............................................................................................................47
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CAPÍTULO 1 INFORMACIÓN BÁSICA DEL PROYECTO
1.1 ANTECEDENTES
El fertilizante nitrogenado más usado en el Ecuador es la urea, que contiene 46% de nitrógeno, y que es utilizada en cerca de 80 cultivos presentes en el país. Actualmente se importa el 100% de dicho fertilizante ya que no se dispone de plantas para producción de urea en el país. El consumo fluctúa entre 250.000 a 300.000 TM/anuales de acuerdo al comportamiento de las importaciones en los años 2008 y 2009.
El Estado subsidia parcialmente el costo de la urea, ya que el precio real resultaría alto para los pequeños y medianos agricultores, a pesar de ello la fertilización de cultivos sigue siendo inadecuada lo que causa una menor productividad agrícola.
Desde un punto de vista de desarrollo económico el Gobierno apunta a políticas que permitan la reducción/eliminación de importaciones, y ya que todo el mercado nacional de urea se abastece en base a la importación, se consideró la pertinencia de realizar el estudio de prefactibilidad para una fábrica de urea.
El presente proyecto apunta a generar beneficios sociales y económicos para todos los ecuatorianos, al convertirse en una fuente potencial de empleo, además de asegurar el abastecimiento de un fertilizante tan importante como la urea para todos los agricultores.
1.2 OBJETIVO GENERAL
El objetivo principal consiste en elaborar el estudio de Pre - factibilidad para la producción de urea en el país apuntando a sustituir las importaciones de urea por una producción local.
1.3 INTRODUCCIÓN
La producción de urea, responde a la necesidad de promover el desarrollo industrial para la sustitución de importaciones, así como la generación de impactos positivos, como la creación de empleo, el desarrollo agrícola, etc.
Forman parte de este proyecto, el análisis de mercado, el aspecto técnico y tecnológico que implica la construcción de una fábrica de urea, en donde se analizan los siguientes aspectos: estudio de mercado de urea; materias primas y tecnologías asociadas; localización preliminar de las plantas y determinación de la capacidad productiva de las plantas de urea.
Para la realización del presente proyecto se hizo una recopilación bibliográfica, que incluyó artículos científicos y técnicos.
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La parte principal está estructurada en primer lugar por el estudio de mercado, donde se exponen los principales aspectos de la caracterización de la urea, la oferta, la demanda y el precio.
En segundo lugar se abordan los aspectos técnicos del estudio. Esta sección hace un breve análisis de las principales materias primas a partir de las cuales se puede obtener la urea. A partir de este análisis se establecen las materias primas más idóneas para la producción nacional de urea. Además se presentan las tecnologías asociadas para los diferentes procesos de la producción de urea. Una vez identificada esta relación se presenta la configuración preliminar de la planta. Esta sección finaliza con el análisis de los factores para la localización preliminar de las plantas y los sitios recomendados que son: disponibilidad de materia prima y su concentración en el territorio ecuatoriano, cantidad referencial de urea que se puede generar, necesidad de implementar modelos de gestión de residuos que incluyan acopio, recolección y transporte (en caso de biomasa), las características físicas y composiciones químicas.
En esta sección se presentan las estimaciones de costos, ingresos, precios, etc., para las dos alternativas identificadas en base a las materias primas identificadas: Fuel Oil y biomasa. Además se presentan el punto de equilibrio y la eliminación de alternativa por tamaño TIR.
Finalmente se presentan las conclusiones y recomendaciones relacionadas con cada uno de los aspectos anteriormente mencionados.
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CAPÍTULO 2 ANÁLISIS DE MERCADO
La importancia del análisis de mercado es proveer de elementos que permitan determinar el comportamiento de los mercados vinculados al presente proyecto, evaluar el efecto que tendría el proyecto en los mercados que afecta y facilitar la valoración de los beneficios y costos del proyecto. A partir de la identificación y evaluación de estos elementos, que a continuación se tratan, se abordan los aspectos técnicos y económicos iniciales del proyecto, que corresponden a la pre - factibilidad.
2.1 ESPECIFICACIONES DEL PRODUCTO
Esta sección tiene como principal objetivo indicar cuáles son las características exclusivas del producto o productos que se encuentran bajo análisis en el presente proyecto, y que justifiquen la realización de un estudio de mercado para la implementación de un proceso de producción nacional.
El término fertilizante engloba a los nutrientes principales para el desarrollo y crecimiento de las plantas y poseen los siguientes elementos en común: Nitrógeno (N), Fósforo (P2O5), Potasio (K2O).
Los abonos químicos nitrogenados se clasifican:
Urea Sulfato de amonio Nitrato de amonio Mezclas de nitrato de amonio con carbonato de calcio Nitrato de sodio Sales dobles o mezcladas de nitrato de amonio y nitrato de calcio Cianamida cálcica Mezclas de urea con nitrato de amonio
Entre los principales fertilizantes nitrogenados con alto contenido de nitrógeno se encuentran:
Tabla 1 - Principales Fertilizantes Nitrogenados.
Nombre Fórmula Química Contenido de Nitrógeno
Nitrato de Calcio Ca(NO3)2 11%
Nitrato de Amonio (NH4NO3) 35%
Sulfato de Amonio (NH4)2SO4 21%
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Nitrato de Sodio (NaNO3) 16,5%
Nitrato de Potasio (KNO3) 14,4%
Urea (Carbamida) NH2CONH2 46%FUENTE: www.diquima.upm.es~jramirezQuimica_Industrial
El amoníaco es también un fertilizante nitrogenado, se distingue por tener más de 80% de N; sin embargo, su uso es restringido por ser altamente tóxico y requerir mucho cuidado para la aplicabilidad en suelo.
La urea se clasifica como Fertilizante Químico Nitrogenado y es uno de los fertilizantes de mayor concentración en nitrógeno (46%), se presenta como un sólido cristalino, blanco, de forma esférica o granular. Es una sustancia higroscópica, es decir, que tiene la capacidad de absorber humedad de la atmósfera y presenta un ligero olor a amoníaco, es una sustancia no peligrosa, no tóxica y no inflamable. Comercialmente la urea se presenta en pellets, gránulos, o bien disuelta, dependiendo de la aplicación.
La urea, junto con otros fertilizantes nitrogenados, conlleva una ventaja comparativa respecto a otros tipos de fertilizantes por el beneficio que brindan los altos contenidos de nitrógeno, solo superados por el amoníaco (o soluciones amoniacales) y adicionalmente por la capacidad de asimilar el nitrógeno por parte de las plantas. La urea es el abono químico de aplicación sencilla y se usa en forma universal, en algunos países se ha convertido en el abono nitrogenado más importante.
La urea puede ser usada como abono foliar, que permite conservar los frutos y estimular el crecimiento. Cuando es aplicada en el suelo esta no se absorbe de manera inmediata, para ello necesita transformaciones previas en la cuales interviene la acción microbiana. El uso combinado de la urea con otros fertilizantes nitrogenados o con otros compuestos químicos, permite tener un espectro de acción amplio, es decir, suministro de nutrientes en todo el ciclo de cultivo que puede ser un periodo largo. El uso combinado de los nutrientes que aportan los tres elementos más usados dependerá exclusivamente de las necesidades del suelo y como este reacciona a las diferentes formas de abonos.
2.2 OFERTA
Dentro del estudio de prefactibilidad, el estudio de mercado aborda la situación actual del mercado de urea y fertilizantes nitrogenados, las tendencias respecto al uso de fertilizantes, y las necesidades proyectadas de urea y fertilizantes en general.
Esta información fue analizada con el objetivo de sustituir las importaciones que actualmente están abasteciendo el 100% del mercado local, por una producción nacional de urea. Con relación
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a los fertilizantes nitrogenados (Tabla 2), se puede observar niveles menores de importación con respecto a la tendencia de importación de urea que se analizará más adelante.
Las importaciones de fertilizantes nitrogenados crecieron en aproximadamente un 87% desde el año 2004 hasta el año 2007, en el año 2008 se incrementan las importaciones de urea; y, las importaciones de fertilizantes nitrogenados bajaron en aproximadamente 20.000 toneladas métricas, denotando una tendencia sustitutiva entre la urea y otros fertilizantes nitrogenados.
Tabla 2 - Importaciones de fertilizantes nitrogenados en Ecuador 2004-2009.
Año Toneladas
Valor FOB (miles USD) Valor CIF (miles USD)
2004 24.173,68 10.400,34 12.207,59
2005 18.966,86 10.530,27 12.251,48
2006 27.292,59 13.637,43 15.816,80
2007 45.335,93 23.468,17 27.698,23
2008 25.798,24 29.561,54 32.836,48
2009 27.885,92 22.964,68 25.449,07FUENTE: Banco Central del Ecuador.
En el Gráfico 1, se refleja la tendencia de las importaciones de fertilizantes nitrogenados desde el año 2004 al 2009.
Gráfico 1 - Tendencia de las Importaciones de fertilizantes nitrogenados en Ecuador 2004-2009.
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En lo que se refiere a importaciones de urea, estas se las realiza principalmente de Venezuela, Lituania, Letonia y Holanda.
En la Tabla 3, detallan las importaciones de urea en el Ecuador desde el año 2004:
Tabla 3 - Importaciones de urea 2004-2009.
Año Toneladas Valor FOB Valor CIF
2004 205.503,38 38.681,53 48.310,76
2005 192.044,07 43.174,37 53.270,79
2006 202.338,20 45.529,84 55.042,12
2007 183.642,65 53.828,01 66.199,41
2008 274.625,45 124.167,52 147.712,39
2009 270.704,43 77.890,27 90.636,24FUENTE: BCE
Gráfico 2 - Tendencia de las Importaciones de Urea en Ecuador 2004.
Desde el año 2004 hasta el año 2009 las importaciones de urea se han incrementado en un 31% aproximadamente, el efecto del crecimiento en las importaciones se puede apreciar a partir del año 2008 como lo demuestra el Gráfico 2.
El BNF ha realizado sus importaciones desde Venezuela, salvo en el año 2008 en que la urea fue traída desde China. En la Tabla 4, se detallan las importaciones de urea realizadas por el BNF desde el año 2007.
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Tabla 4 - Importaciones de urea (BNF).
AÑO IMPORTADOR PAIS DE ORIGEN CIF TM
2007 BANCO NACIONAL DE FOMENTO (BNF) VENEZUELA 10.594.597 37.542,28
2008 BANCO NACIONAL DE FOMENTO (BNF) CHINA 49.552.064 106.475,06
2009 BANCO NACIONAL DE FOMENTO (BNF) VENEZUELA 16.723.468 53.310,43
2010 BANCO NACIONAL DE FOMENTO (BNF) VENEZUELA 21.587.639 69.763,14FUENTE: CAE
En la siguiente Tabla 5, se detallan las importaciones totales de urea en dólares americanos FOB (free on board) y CIF (cost, insurance and freight) para el año 2009, tanto de empresas privadas como del BNF.
Tabla 5 - Principales importadores de urea, 2009.
IMPORTADOR USD CIF %
AGRIPAC S.A. 17.911.394 23%
BANCO NAC. DE FOMENTO 16.723.468 21%
FERTISA FERTILIZANTES TERMINALES Y SERVICIOS S.A. 16.742.902 21%
BRENNTAG ECUADOR S.A. 9.977.489 13%
FERTILIZANTES DEL PACÍFICO FERPACIFIC S. 6.131.330 8%
FERTISA, FERTILIZANTES, TERMINALES Y SERVICIOS S.A. 4.837.768 6%
DELCORP S.A. 2.184.127 3%
FORZA INSUMOS S.A. FORINSUMOS 1.672.323 2%
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DUPOCSA 1.511.022 2%
FERTILIZANTES DEL PACÍFICO FERPACIFIC S.A. 1.551.052 2%
TOTAL 79.242.875 100%FUENTE: MIPRO
En el año 2009 se importaron 270.704,43 TM de urea según datos del Banco Central del Ecuador, siendo los principales importadores del sector privado: Agripac, Fertisa y Brenntang sumando entre estas 3 empresas cerca del 57% del total de importaciones (según cifras CIF). El Banco Nacional de Fomento tiene una participación de aproximadamente 21% de las importaciones en este periodo.
En el Ecuador existen importantes productos sustitutos de la urea para aplicar en los diferentes cultivos como: el compost, el biol y otros fertilizantes nitrogenados; adicionalmente existen alternativas en etapa de investigación que podrían tener un efecto significativo en el mercado de fertilizantes como es la investigación del azolla. Sin embargo, la urea tiene una ventaja comparativa por su alto contenido de nitrógeno (46%).
2.3 DEMANDA
La urea se destina para fertilizar 81 cultivos, que suman aproximadamente 5.876.482 Ha. Estos cultivos pertenecen a: gramíneas, tubérculos, raíces, granos, cereales, frutales, oleaginosas, hortalizas, fibras y otros; estos cultivos están distribuidos en costa, sierra y región amazónica.
De los cultivos antes mencionados, existen algunos que tienen mayor importancia en el país por los ingresos que generan y por la cantidad de hectáreas que se cultivan. Entre los más importantes están: arroz, banano, cacao, cebada, maíz duro (en choclo), maíz suave (en choclo), soya, trigo y papa.
En la Tabla 6, se detalla la necesidad de urea para los principales cultivos en el Ecuador dividido por regiones, siendo la Costa la región que demanda mayor cantidad de urea con un 76,68%, seguido de la región Sierra con un 19,50% y finalmente el Oriente con un 3,82%.
Tabla 6 - Necesidad de urea en el Ecuador por región.
Región Necesidad de urea de los principales cultivos (TM/Ha/año)
% de necesidad de urea por región
Región Costa 339.464 76,68%
Región Sierra 86.342 19,50%
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Región Oriental 16.892 3,82%
TOTAL 442.698 100,00%FUENTE: SIGAGRO-SIA- MAGAP-2008, (INEC) ESPAC – 2008.
El déficit de la demanda del mercado ecuatoriano es de 599.530 TM, esta estimación se la hizo en función del número de potenciales consumidores, el precio de venta promedio en el país y el consumo promedio anual per cápita en el mercado.
Tomando en cuenta los valores presentados en la Tabla 6, y los resultados obtenidos sobre la demanda insatisfecha, una cifra cercana a las 500.000 TM anuales, podría reflejar de forma conservadora el potencial de consumo de urea en el país.
Al cubrir esta demanda se contribuiría al crecimiento de uno de los sectores más importantes de la economía ecuatoriana como es el sector agrícola, incrementando la productividad de los suelos con un mejor acceso a la urea.
2.4 PRECIO DE VENTA EN EL ECUADOR
Hasta el momento en el Ecuador, el precio de venta de la urea se encuentra fijado por el gobierno, estableciendo los precios máximos al consumidor final de varios fertilizantes y agroquímicos, entre ellos el precio de venta de la urea quedó establecido en US$ 23 por cada saco de 50 kg.
La urea importada por el BNF se comercializa actualmente a través de la Unidad Nacional de Almacenamiento (UNA) a un precio de US$10 el saco de 50 Kg.
En el estudio económico se realizará el análisis de precios, tomando en consideración el precio actual internacional puesto en Ecuador y el precio de equilibrio, se estima en este proyecto que el precio de venta de la urea podría ser US$ 22 por cada saco de 50 kg (Fuel Oil) y US$ 14 por cada saco de 50 kg (Biomasa).
2.5 BENEFICIOS ECONÓMICOS Y SOCIALES
Para efectos del estudio de mercado se han identificado dos escenarios: el primer escenario constituye el análisis de la situación actual del mercado de fertilizantes en Ecuador (mercado de importaciones); el segundo escenario consiste en detallar las posibles fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas asociadas a la implementación de un proceso de producción nacional de urea.
En función de dichos escenarios se han establecido los beneficios económicos y sociales del proyecto.
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2.5.1 Beneficios Económicos del Proyecto
Se puede tener un menor precio de venta con producción local que con importaciones, lo cual puede tener un impacto positivo en los niveles de consumo de urea.
Protección en el precio local de la urea, pues no se depende de las fluctuaciones del precio internacional para su comercialización.
Ecuador es un país agrícola donde, una oferta apropiada de fertilizantes nitrogenados, con capacitaciones sobre el uso apropiado de los mismos, tendría importantes resultados en la productividad agrícola del país, lo que se vería reflejado significativamente en el PIB nacional.
La eliminación de costos intermedios (dado por implementar un proceso de producción nacional) hará que el consumidor pueda acceder a una mayor cantidad del producto a un precio menor, lo que debe tener como resultado un incremento en la demanda del producto.
Incremento de los ingresos de los agricultores a través de un mayor rendimiento de los cultivos.
Si se decide que la alternativa para la producción de urea sea la biomasa, los agricultores se beneficiarían al obtener ingresos extras o incentivos por la entrega de los residuos que generen.
Dentro de la alternativa de producción con biomasa, se crearán Modelos de Gestión y Logística de Residuos que generarán plazas adicionales de trabajo y creación de microempresas, impulsando el desarrollo económico local.
2.5.2 Beneficios Sociales del Proyecto
Una nueva fábrica para la producción de urea generaría más fuentes de trabajo. Dependiendo de la alternativa de producción seleccionada, se cubriría parte o la totalidad de
una demanda actualmente insatisfecha, el producto llegaría a más agricultores. Se mejoraría la conectividad vial, lo que permite a los consumidores acceder a los distintos
canales de distribución. Fortalecimiento del sector agrícola, a través de un incremento en la productividad y consecuentemente del empleo.
El proyecto permitirá impulsar la organización de los agricultores, en las distintas etapas de la cadena productiva.
CAPÍTULO 3 ASPECTOS TÉCNICOS DEL PROYECTO
El tratamiento de los temas de materias primas y tecnologías asociadas está estrechamente ligado para el caso de este proyecto. A continuación se desarrolla esta temática, vinculando ambos temas. Una vez abordada esta relación y la disponibilidad de las tecnologías, se aborda el tema de la localización preliminar de las plantas de urea.
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3.1 MATERIAS PRIMAS Y TECNOLOGÍAS ASOCIADAS
3.1.1 Identificación de Materias Primas
Se han identificado dos grandes grupos de materias primas en el país: las procedentes de las actividades hidrocarburiferas y la biomasa resultado de las actividades pecuarias, agrícolas y agroindustriales.
El gas natural (GN), el gas licuado de petróleo (GLP), naftas, diesel y los residuos de refinación, resultado de las actividades de explotación y refinación de hidrocarburos, son considerados potenciales fuentes para la elaboración de fertilizantes. Las tecnologías asociadas a cada materia prima permiten obtener como primer paso el gas sintético o Syngas que posteriormente se transformará en amoniaco.
Las actividades pecuarias, agrícolas y agroindustriales son actividades que generan biomasa, y son fuentes potenciales de materias primas para la elaboración del Syngas. Se han identificado dos tipos de procesos asociados a esta materia prima: la formación de biogas por fermentación y la gasificación de residuos sólidos.
El siguiente gráfico muestra la relación de las materias primas identificadas y las respectivas tecnologías asociadas.
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Gráfico 3 - Relación entre las materias primas y las tecnologías asociadas.
3.1.1.1 Materias primas originadas de Hidrocarburos
Las materias primas de origen hidrocarburífero identificadas en el país, son el resultado de las actividades de explotación de hidrocarburos. A continuación se hace una breve descripción de estas materias primas:
a) Gas Natural
En el Ecuador, el gas natural no asociado o también denominado gas libre es explotado en la cuenca del Golfo de Guayaquil en el Campo Amistad del Bloque 3. Su producción es de 35 millones de pies cúbicos diarios, que representan alrededor de 10.465.148 miles de pies cúbicos anuales en condiciones estándar.
Las reservas probadas de gas natural en el Campo Amistad al año 2008, están en el orden de los 230.000 millones de pies cúbicos (MMPC), de las cuales aproximadamente 165.000 millones de pies cúbicos pertenecen a las reservas remanentes, el siguiente cuadro muestran las reservas totales y detalla las cantidades de las reservas probadas.
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Tabla 7 - Reservas Totales que es la suma de reservas probadas, posibles y probables al 31/12/2008.
Reservas Probada
s
Reservas Probable
s
Reservas
Posibles
Reservas
Totales
Unidades
MMPC MMPC MMPC MMPC
Valor 224.837 55.225 373.881 653.740FUENTE: Ministerio de Minas y Petróleos – 2008.
La siguiente Tabla 8, desglosa las cantidades de las reservas probadas.
Tabla 8 - Totalidad de las reservas probadas al 31/12/2008.
Gas Original in Situ
Reservas Probada
s
Reservas Probadas
Remanentes
Producción Acumulada al 31/12/08
Unidades
MMPC MMPC MMPC MMPC
Valor 316.844
224.634 165.582 50.052
FUENTE: Ministerio de Minas y Petróleos – 2008.
La disponibilidad de gas natural como materia prima para la producción de fertilizantes depende de las cantidades disponibles en forma de reservas probadas y las políticas de uso de este gas. Por otra parte, los requerimientos diarios de gas natural para producir urea superan la producción diaria actual.
b) Productos de la industrialización del petróleo.
De los procesos de refinación llevados a cabo en las tres refinerías que dispone el país, se obtiene una serie de productos como el Gas Licuado de Petróleo (GLP), el gas combustible (GC), las naftas, diesel, fuel oil y residuos pesados. Es de interés para el análisis del Fuel Oil y los residuos, debido a que las naftas y diesel son utilizadas para la elaboración de combustibles. En el caso del GLP el país
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posee un déficit por lo que tiene que recurrir a importaciones. El GC es utilizado en su mayor parte en las refinerías para generación de vapor, energía, servicios, etc.
El Fuel Oil es utilizado actualmente para el parque termoeléctrico, mientras que los residuos pesados son utilizados para la elaboración de asfaltos. El interés en estos derivados se basa en dos aspectos: primero, son productos residuales utilizados en la generación de energía con alto grado de ineficiencia y contaminación ambiental; y segundo existen tecnologías disponibles comercialmente que permiten aprovechar de mejor manera este recurso no renovable, como la Gasificación. El siguiente cuadro muestra la producción de Fuel Oil y residuos pesados en las refinerías en el país.
Tabla 9 - Derivados de refinación de las diferentes refinerías – cifras en barriles.
Refinería GLP Fuel Oil N°4
Fuel Oil N°6
Residuo (SE) Asfalto
Estatal Esmeraldas 625.628 10.570.841 2.735.793 2.351.698
La Libertad 8.548.386 - - -
Complejo Industrial Shushufindi - - 3.679.345 -FUENTE: PETROECUADOR
El siguiente Grafico 4, muestra las cantidades de exportación del fuel oil N° 6 (combustible mezcla) y las cantidades de fuel oil N° 6 y N° 4 utilizados en el parque termoeléctrico para la generación de energía.
Gráfico 4 - Producción de fuel oil para termoeléctricas (rojo) y exportación (azul).
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Del gráfico anterior se puede observar que la tendencia del consumo de fuel oil en el parque termoeléctrico no presenta variación alguna durante la última década siendo constante el consumo para la generación de energía, sin embargo debido a los problemas de estiaje presentados en los años 2008 – 2009 se observa un incremento en el consumo.
Se observa un ligero aumento en las exportaciones de fuel oil para situarse sobre los 12 millones de barriles de exportación. El siguiente gráfico muestra los ingresos por exportaciones de fuel oil originado principalmente de la Refinería de Esmeraldas.
Gráfico 5 - Ingresos por concepto de exportaciones de Fuel Oil.
Del grafico anterior se puede observar los precios de este derivado muestran un comportamiento a la alza, siendo más destacado el año 2008 con ingresos superiores a los 1000 millones de dólares, cabe destacar que no se observa un aumento significativo en las cantidades de exportación de fuel oil sino que este aumento se debe al comportamiento del mercado mundial de hidrocarburos, siendo estos ingresos excedentes a lo esperado.
La proyección de producción nacional de fuel oil N° 6, para los siguientes cuatro años (2010 -2014) presenta un incremento, tal como se puede observar en el siguiente gráfico.
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Gráfico 6 - Ingresos por concepto de exportaciones de Fuel Oil.
Del gráfico anterior se puede observar una tendencia en el aumento de la producción de fuel, con ello es posible disponer de esta materia prima para la elaboración de fertilizantes sin afectar el consumo interno ni los ingresos por exportación debido a la alza de los precios.
3.1.1.2 Materias primas clasificadas como biomasa.
Dentro del contexto energético la biomasa puede definirse también como materia orgánica en un proceso biológico, espontáneo o provocado y que es utilizado como fuente directa o indirecta de energía.
En el Ecuador no existe cultura de aprovechamiento de residuos ni política de gestión de residuos. En la mayoría de las actividades agrícolas y pecuarias los desechos son arrojados como basura a quebradas y ríos, o son quemados. Se han identificado algunas iniciativas para el uso de residuos de origen vegetal o proyectos para la elaboración de compost y biogás.
Se han identificado tres fuentes principales para el aprovechamiento de la biomasa:
Actividades agrícolas, agroindustrias y forestales: cultivos de ciclo corto o ciclo largo que producen desechos cuyos constituyentes energéticos no son utilizados y en la mayoría de los casos se los trata como basura.
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Desecho de actividades pecuarias: principalmente majada o estiércol de ganado vacuno y en menor medida el estiércol de otros animales como chanchos, ovejas, caballos, gallinas, etc., y que se concentra en áreas rurales.
Desechos provenientes de basura industrial y urbana: referido a basura orgánica generada por actividades humanas y concentradas en ciudades e industrias.
a) Biomasa procedente de actividades agrícolas, agroindustrias y forestales.
El 45% de la superficie del el Ecuador comprende en hectáreas cultivadas constituidas principalmente por montes, bosques, pastos naturales, pastos cultivado y cultivos transitorios y permanentes.
En el año 2009 el área útil disponible para cultivos, pastos, bosques y otros usos fue aproximadamente de 11 millones de hectáreas, de las cuales el 11% fue destinado a cultivos permanentes, un valor inferior para los cultivos transitorios (8,7%), un 30% se destinó para pastos cultivados similar cantidad para bosques y montes. En la siguiente Tabla l muestra la distribución de usos del suelo.
Tabla 10 - Uso de tierras en el país - 2009.
Tipo de uso Porcentaje Área Ha
Cultivos permanentes 11,4% 1.349.258
Cultivos transitorios 8,7% 1.028.621
Tierras de descanso 1,4% 170.776
Pastos Cultivados 30,1% 3.561.947
Pastos Naturales 12,1% 1.423.943
Páramos 4,2% 498.436
Montes y bosques 30,0% 3.548.735
Otros 2,0% 232.598
Total 100% 11.814.314
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FUENTE: INEC - 2009
Las hectáreas destinadas a cultivos permanentes y transitorios concentran la mayor parte de la actividad agraria y es una fuente potencial de residuos. La superficie de cultivos permanente, transitorios y pastos cultivados tiene un valor aproximado de 5,94 millones de hectáreas.En la siguiente Tabla 11, muestra los cultivos de mayor importancia, siendo criterios de selección la cantidad de residuos producidos y la relativa facilidad de obtención:
Tabla 11 - Principales cultivos generadores de desechos.
Cultivo Ciclo Residuo Cantidad Total TM anuales
Arroz Corto Cáscara de arroz270.000
Maíz duro Corto Tusas, pancas, otros 1.586.667
Cacao Largo Cáscara, pulpa 589.885
Palma africana Largo Raquis, cuesco, fibras 806.400
Total 4.920.067FUENTE: MAGAP 2010, Investigación de Campo INP 2010.
De acuerdo al cuadro anterior, el potencial de producción anual de biomasa es aproximadamente de 4,9 millones de TM. A continuación se presentan datos estadísticos de interés para los cultivos de ciclo corto (arroz, maíz duro) y ciclo largo (cacao y palma africana).
El total de la producción de arroz con cáscara genera aproximadamente el 20% de residuos y se concentran en las provincias de Guayas y Los Ríos. En estas dos provincias se genera el 79.5% de la cascarilla. Para el 2008, los cultivos de maíz duro se concentraron en las provincias de Loja, Bolívar, Cotopaxi, Manabí sumando en conjunto el 70% de la producción nacional.
El área de cultivo de palma africana es de 240.000 hectáreas, y el 61% de la producción nacional corresponde a las provincias de Esmeraldas (32%) y Santo Domingo de los Tsáchilas (28%). Para el año 2009 la superficie cosechada de cacao fue de 398.104 hectáreas. La costa es la región donde se concentra este cultivo (81%). La provincia de Manabí tiene la mayor área (29%), seguida por la provincia de Los Ríos con un 26% y Guayas con 25%, siendo la zona de la cuenca del Guayas la de mayor concentración de este cultivo.
Con respecto a las actividades agroindustriales, el cultivo de flores es el de mayor importancia. Los residuos generados son aproximadamente de 53.000 TM anuales. La mayor parte de estos residuos son reutilizados en elaboración de compost para cultivos orgánicos. Similar comportamiento se observa en los cultivos de cacao orgánico.
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El uso de los residuos de la actividad forestal no es viable, pues son parte fundamental del ciclo de regeneración del suelo. El no uso de estos residuos permiten una explotación maderera sustentable y responsable.
b) Desechos de actividad pecuaria
La biomasa de origen agropecuario se refiere a los desechos orgánicos de animales, principalmente majada o estiércol de ganado y aves, que son las actividades de crianza más importantes.
La población de ganado vacuno está alrededor del 60%, seguido por la población de porcinos con un 21%, y un 11% de ganado ovino. Esto representa el 92% del total. Con respecto a la población de aves, las estadísticas toman en cuenta únicamente la población de gallinas ponedoras por la facilidad de recolección de excretas. La siguiente Tabla 12, muestra la población de las principales especies de crianza y la capacidad aproximada de generación de desechos:
Tabla 12 - Población de ganado y la cantidad de desechos producida.
Vacuno Porcino Ovino
Región Población en
unidades
Toneladas de estiércol por
anual
Población en
unidades
Toneladas de estiércol por anual
Población en
unidades
Toneladas de estiércol por anual
Sierra 2.490.799 31.274.472,2 1.417.439 3.042.107,6 948.792 831.141,8
Costa 1.887.881 23.704.233,8 414.848 890.346,8 14.584 12.775,6
Oriente 655.973 8.236.397,0 7.976 17.118,1 9.846 8.625,1
Total 5.034.653 63.215.103,1 1.840.263 3.949.572,5 973.222 852.542,5FUENTE: MEER – 2008
La población de ganado vacuno bordea los 5,0 millones de cabezas de ganado con una generación de 63,2 millones de toneladas anuales de purín.
Tabla 13 - Población aviar y la cantidad de desechos producida.
Ponedoras Broiler
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Región Población en
unidades
Toneladas de estiércol por
anual
Población en unidades
Toneladas de estiércol por
anual
Sierra 6.224.321 9.230.347
Costa 1.703.500 8.006.745
Oriente 12.785 1.613.716
Total 7.940.606 18.850.808FUENTE: MEER – 2008.
La población de aviar en el país bordea los 25,7 millones con una generación total de 1,6 millones de toneladas anuales de purín.
c) Desechos provenientes de basura industrial y urbana.
La biomasa es fuente de producción de energía. Estudios realizados demuestran que por la combustión de residuos urbanos de todo el país se podría generar 3.966 GWh. Si éstos se utilizaran para la generación de Biogás, el equivalente de generación sería de 1.249 GWh.
La producción de desechos se relaciona con las actividades industriales y en forma directa con la cantidad de población. Es por esto que la producción de basura se concentra en los grandes núcleos urbanos como en Guayaquil, Quito y Cuenca.
El siguiente cuadro muestra las composiciones de los residuos de Quito y Guayaquil:
Tabla 14 - Caracterización de los residuos urbanos.
Ciudad Guayaquil Quito
Porcentaje Porcentaje
Tipo de Desecho (%) (%)
Metales 1,3 1,2
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De los elementos anteriores el papel, cartón, plástico, vidrio, metales son elementos de reciclaje, es decir aproximadamente el 17.4% del total de la basura generada en Quito y Guayaquil. Los residuos orgánicos compuesto por restos de alimentos y sustancias de fácil degradación representan el 70% de la basura urbana y pueden aportar a la generación de biogás y con ello a la generación de energía. La ciudad de Cuenca produce más de 200 toneladas de basura diarias de las cuales se recicla entre 12 y 14 toneladas.
La cantidad de biomasa (materia orgánica de la basura) disponible que potencialmente puede ser usada para la generación de energía o la obtención de combustibles por procesos de gasificación es la siguiente:
1.935 TM/día para la ciudad de Guayaquil 921,7 TM/día para la ciudad de Quito
3.1.1.3 Disponibilidad de los residuos.
Para analizar las mejores opciones de materia prima asociadas a la biomasa, se realiza una comparación en cuanto a la disponibilidad o cantidad generada de residuo, su dispersión y complejidad de acopio. El siguiente cuadro, muestra este análisis con la biomasa de mayor generación en el Ecuador, de acuerdo a la información presentada en las secciones anteriores, se ha establecido valores cualitativos para su distribución y complejidad de acopio.
Tabla 15 - Disponibilidad de la materia prima.
Tipo de Biomasa/Materia Prima Disponibilidad (TM/año)
Dispersión en el Territorio
ecuatoriano
Complejidad de acopio
Estiércol de ganado vacuno 68.017.218,10 Alta Alta
Estiércol de aves 1.828.650,00 Alta Alta
Residuos de cacao 589.885,00 Alta Media
Residuos de maíz 1.586.667,00 Media Media
Residuos de palma africana 806.400,00 Baja Baja
Cascarilla de arroz 270.000,00 Baja Baja
Del cuadro anterior se observa una gran dispersión para los residuos procedentes de las actividades pecuarias y avícolas. La complejidad de acopio es calificada como alta, debido a que las
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actividades se desarrollan en todo el territorio nacional y no hay lugares de concentración para su acopio, limitando el uso de esta materia prima.
En lo que respecta a los residuos procedentes de las actividades agrícolas, el cultivo de cacao tiene una alta dispersión, existiendo áreas de mayor concentración como la cuenca del Guayas. Este cultivo se encuentra generalmente combinado con otros cultivos y en ciertas zonas se práctica el cultivo orgánico, donde el 100% de los residuos son utilizados como abonos orgánicos.
Para la cáscara de arroz y la palma africana, la generación de residuos está concentrada. En el caso de la palma los residuos son generados en las plantas extractoras de aceite, que se concentran en áreas de fácil accesibilidad y disponibilidad de infraestructura. Para el caso del arroz, los residuos son generados en las plantas piladoras, y también se concentran en áreas de fácil accesibilidad y disponibilidad de infraestructura.
Para una producción objetivo de 500 mil toneladas métricas de urea por año, es necesario establecer políticas de manejo de residuos y recolección. El siguiente cuadro muestra el potencial de producción de urea a partir de los residuos. Estos valores representan una aproximación ya que no se toma en cuenta los rendimientos de los diferentes procesos de transformación.
Tabla 16 - Disponibilidad de la materia prima.
Origen de Biomasa
Cantidad de residuo
(TM/año)
Cantidad de urea que se puede
generar (TM/año)
Relación Urea/Residuos generados (%)
Requerimiento de residuos para 500.000
(TM/año) urea
Cacao589.885 230.302
39,04 1.280.679
Maíz 1.586.667 835.093 52,63 949.994
Palma africana
806.400 513.468 63,67 785.248
Cascarilla de arroz
270.000 129.648 48,02 1.041.288
FUENTE: MAGAP 2010, Investigación de Campo INP 2010
En la Tabla anterior se puede observar que los residuos de los cultivos de maíz y procesamiento de la palma africana permiten obtener cantidades importantes de urea al año, esto implica sobrepasar una producción objetivo de las 500.000 TM anuales de urea, como se observa en la última columna del cuadro. Por su parte, las cantidades generadas de residuos de cacao y arroz no permiten alcanzar la producción objetivo, sin embargo es posible la instalación de segmentos modulares para esas capacidades.
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3.1.2 Tecnologías Asociadas
Los fertilizantes nitrogenados como la urea y nitratos parten del amoniaco. Las reacciones de oxidación del amoníaco producen ácido nítrico y de allí se derivan los nitratos. La reacción del amoníaco con el dióxido de carbono permite obtener urea. La combinación de soluciones de amoníaco con ácido sulfúrico deriva en los sulfatos de amonio que también son utilizados como fertilizantes. Una amplia gama de productos pueden ser obtenidos a partir del amoníaco.
El amoníaco es sintetizado a partir del hidrógeno y del nitrógeno. La tecnología de obtención del hidrógeno ha sido el objeto de muchas investigaciones, pues representa una fuente de energía alterna al uso de hidrocarburos debido a su alto poder calórico. El hidrógeno puede ser obtenido a partir del Syngas (gas rico en hidrógeno). El siguiente gráfico muestra la secuencia para el desarrollo de fertilizantes nitrogenados.
Gráfico 7 - Esquema de elaboración de fertilizantes nitrogenados.
En cada etapa existe una tecnología asociada, por lo que las compañías constructoras de plantas de urea y amoníaco incluyen en su portafolio procesos de obtención del Syngas (gasificación, reformado de vapor), y posteriores procesos de purificación, remoción y captura de azufre, dióxido de carbono, generación de vapor y otras facilidades.
Para el caso de la biomasa se encuentra en etapa de investigación y desarrollo para la producción a gran escala de combustibles y precursores para otros compuestos químicos. A continuación se mencionan las tecnologías para la obtención del Syngas.
3.1.2.1 Obtención del Syngas
Para la obtención del Syngas hay varias tecnologías disponibles dependiendo de la materia prima. Para el caso de hidrocarburos, las tecnologías son: el reformado catalítico de vapor para hidrocarburos ligeros; para hidrocarburos más pesados la tecnología es la oxidación parcial catalítica; y para residuos como fuel oil, bunker, coque, etc., es la gasificación.
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En el caso de la biomasa la tecnología disponible es la gasificación, para la producción de energía se encuentra disponible comercialmente.
El siguiente gráfico resume las tecnologías disponibles para la obtención de Syngas en función del tipo de materia prima.
Gráfico 8 - Tecnologías disponibles para la obtención del Syngas.
La gasificación es el proceso común tanto para hidrocarburos como para biomasa. Esto no significa que se utilicen los mismos equipos y especificaciones, pues la gasificación de la biomasa aún está en etapa de desarrollo.
3.1.2.2 Obtención del Amoníaco
En los últimos años se ha hecho grandes avances en la producción de amoniaco, mediante la introducción de compresores recíprocos, la reutilización de energía y la introducción de nuevos y mejorados catalizadores tanto para la etapa de obtención del gas de síntesis como para la síntesis del amoníaco.
3.1.2.3 Obtención de Urea
En la producción de urea se ha identificado dos tipos básicos de procesos:
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Procesos Convencionales Procesos basados en la descomposición del carbonato de amonio por lavado de gas
(stripping).
a) Procesos convencionales
Dentro de los procesos convencionales se encuentran los procesos de recirculación parcial de amoniaco. En este proceso los productos procedentes del reactor son sometidos a una evaporación flash, donde el exceso de amoniaco es separado y condensado y recirculado como líquido hacia el reactor. El carbonato es descompuesto por dos etapas de expansión.
Dentro de los procesos convencionales se encuentran los procesos integrados, en los que la producción de urea está estrechamente ligada a la producción de amoníaco. Con la integración se elimina la compresión del CO2, el cual es obtenido del Syngas.
b) Procesos de Striping (lavado) de gas
En este proceso el carbonato es descompuesto por reducción parcial de la presión, mediante un lavador de gases, que luego se vuelven a recombinar después de su condensación, generando cierta cantidad de carbonato y urea que son separados.
Los procesos de Striping son los procesos comerciales más actuales y presenta mejoras con respecto a los procesos predecesores en relación a la conservación de energía, eficiencia y conversión.
3.1.2.4 Diagrama del proceso completo de la producción de la urea.
Según lo expuesto, el proceso completo de producción de la urea puede separarse en las siguientes etapas:
1. Obtención de CO2.2. Obtención del amoniaco
3. Formación de carbonato
4. Degradación del carbonato y reciclado
5. Síntesis de urea
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6. Deshidratación, concentración y granulación
Gráfico 9 – Diagrama de proceso completo de la producción de la urea.
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3.2 CAPACIDAD PRODUCTIVA DE LAS PLANTAS
3.2.1 Requerimientos de Producción
De acuerdo a la recomendación hecha por el análisis de mercado y considerando las disponibilidades de materia prima Disponibilidad de los Residuos, se determina que los requerimientos de producción para las Alternativa de Hidrocarburos y Biomasa tomando en cuenta economías de escala son los siguientes:
Según las consideraciones referentes a hidrocarburos, la capacidad de la planta de urea para esta alternativa debe ser de 500.000 TM año.
Para el caso de biomasa y en base a la información recolectada, la capacidad mínima de producción de urea debe ser de 124.200 TM al año.
3.2.2 Selección de Alternativas por Materias Primas y Tecnologías
Del análisis realizado en la Sección de Materias primas y Tecnologías Asociadas, se determina que para el caso de materias primas de origen hidrocarburífero, es factible usar el Fuel Oil en la producción de urea. Mientras que con biomasa, los residuos de palma africana y cascarilla de arroz son las más adecuadas para emplearlos como materias primas.
3.3 LOCALIZACIÓN PRELIMINAR DE LA PLANTA DE FERTILIZANTES
3.3.1 Determinación y Evaluación de Factores
En la presente sección se identificarán las áreas geográficas más idóneas que se recomiendan para la implantación de la planta de urea. En secciones anteriores se identificaron dos fuentes de materias primas: el Fuel Oil que es un residuo producto del refinamiento del petróleo y biomasa con cuatro cultivos principales (palma africana, arroz, maíz y cacao) como fuentes potenciales de biomasa y que ofrecen cantidades importantes de residuos.
A continuación se determinará y evaluará dos factores primordiales para la localización preliminar de la planta de fertilizantes: por un lado la oferta de materia prima existente en el país y por otro lado la demanda de urea. En general, los criterios de selección preliminar se basan en la identificación y cuantificación de la materia prima, localización de las regiones de mayor producción y concentración de residuos, calidad de la materia prima a partir de sus característica, y acceso a las facilidades y servicios (agua, energía, vías de acceso y comunicación, etc.). Un criterio adicional de selección es la demanda de urea a nivel provincial.
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3.3.1.1 Residuos de Refinación del Petróleo
En el caso de que los residuos de refinación de petróleo fueran utilizados para la producción de urea, la ubicación preliminar de la planta no requiere de un análisis más detallado debido a que los centros de producción y refinación de petróleo han sido establecidos en las actuales refinerías de Esmeraldas y La Libertad, las cuales cuentan con todas las facilidades y servicios como vías de acceso, agua, energía, comunicación, etc.
En la siguiente Tabla indica las exportaciones de fuel oil que corresponden al periodo del año 1996 hasta el 2009.
Tabla 17 - Exportaciones de fuel oil del 1996 al 2009.
Años Millones de barriles
1996 12,131997 8,361998 11,071999 11,662000 13,562001 12,392002 10,942003 9,072004 12,512005 10,692006 11,922007 13,162008 13,582009 10,86
FUENTE: Unidad de estadísticas de EP PETROECUADOR
Se puede observar que se prevé un aumento en la cantidad de residuos para los próximos años. Si se decide utilizar el residuo de la Refinería de La Libertad se debe tomar en cuenta el abastecimiento de este combustible para las termoeléctricas. En la Refinería de Esmeraldas se debe garantizar el suministro de 11.000 barriles diarios, cifra obtenida en la sección de Materias primas originadas de Hidrocarburos.
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La Refinería de Esmeraldas se ubica en la Provincia de Esmeraldas a 7 Km de la ciudad de Esmeraldas vía hacia Atacames. La Refinería La Libertad está situada en la Provincia de Santa Elena cantón La Libertad.
3.3.1.2 Biomasa
En el caso de que los residuos de biomasa fueran utilizados para la producción de urea, la ubicación preliminar de la planta requiere de un análisis más detallado, ya que dichos residuos se obtienen de dos fuentes: los cultivos identificados donde se concentran en las plantaciones; y, en las plantas procesadoras o centros de acopio. Para el maíz y cacao éstos son generados en las plantaciones a diferencia del arroz y la palma africana que se generan en las plantas de procesamiento.
Al identificar las regiones con mayor área de plantaciones y número de procesadoras generadoras de residuos, es posible determinar preliminarmente las ubicaciones o los puntos geográficos más convenientes para la localización de la planta.
A continuación se presenta un análisis de la cantidad de residuos que se obtiene en cada cultivo.
a) Cacao
Se identificó que la mayor cantidad de residuos de cacao, como la cáscara, se genera en la etapa de cosecha. No se identificaron procesos de concentración y posterior uso de este residuo.
La producción promedio anual del grano seco y ensacado aproximadamente es de 130.000 TM: de cada 10 mazorcas se obtiene una libra de cacao seco y cada mazorca pesa aproximadamente 2 libras. Por lo tanto se producen 2.600.000 TM de mazorcas/año. Se estimó que el 12,5% del peso total de la fruta corresponde grano fresco y el 87,5% de la fruta es residuo que puede utilizarse; entonces la cantidad de residuo disponible y de interés es de 2.275.000 TM/año.
Según la siguiente fórmula:
La cantidad de 2.275.000 TM/año representa el potencial de biomasa con respecto al cacao, sin embargo a este resultado hay que restarle la cantidad de residuos de cacao orgánico, debido a que el 100% de los residuos se utiliza como abono. Se estima que el 10% de la producción de residuos corresponde al cacao orgánico; es decir 227.500 TM/año.
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Según la siguiente fórmula:
La cantidad de residuos de cacao disponible es 2.047.500 TM de residuo/año, con una humedad de 83,19%. Se ha determinado que la humedad “ideal” para la utilización de esta materia prima en la producción de urea es del 12%, lo cual significa que la cantidad potencial real de residuos de cacao es 589.885 TM de residuo/año.
b) Palma Africana
En el proceso de la extracción del aceite de palma, el 40% del racimo fresco se considera residuo del cual se ha identificado cuatro tipos: el 20% de la fruta fresca corresponde al raquis, el 15% a la fibra, el 5% al cuesco, el cuarto residuo es el lodo que es el producto de todos los efluentes que se generan en el proceso de extracción.
El estimado de producción nacional de fruta es de 2.880.000 TM para el año 2010 lo que implica una generación 576.000 TM anuales de raquis, 86.400 TM anuales de fibra y 144.000 TM anuales de cuesco.
Tabla 18 - Residuos del proceso de la fruta de la palma africana.
Residuo por 1 TM de fruta Cantidad en kg
Raquis 200
Fibra 150
Cuesco 50
Total 400
Fibra usada en combustible -120
Biomasa disponible por TM 280FUENTE: ANCUPA.
33
Por lo tanto de acuerdo a la Tabla anterior la cantidad de biomasa disponible en total es de 806.400 TM anuales, de los cuales el 45,1% de estos residuos se obtienen de la zona de Quinindé – La Concordia.
La concentración de estos residuos y su disposición para este proyecto están en función de la dispersión de las plantas procesadoras, como se muestra en el siguiente cuadro.
Tabla 19 - Extractoras de palma africana en el país.
Región No. de extractoras Extractoras
Amazónica 3 Palmar, Palmeras del Ecuador, Teobrama
San Lorenzo 4 Palmera de los Andes, Palecepa, San Patricio, Agripalm.
Los Ríos 5 PalmRios, San Patricio, Quevepalma, Palmisa, Agroaceite y Agroparaiso.
Guayas 1 Olitrace
Concordia – Quinindé 23 Epacen, Palcien, Palmex, Teobroma, La Joya, Atahualpa, Sosoran, San Daniel, Dalaima, Texsa, Unipalm, Aceplacer, etc-
FUENTE: ANCUPA
En la región de Quinindé y la Concordia es donde se concentra la mayor parte de extractoras, 23 de las 36 plantas extractoras diseminadas en todos los bloques de producción.
Los lugares de mayor concentración de las plantaciones se ubican en los cantones Quinindé, La Concordia, Puerto Quito, San Miguel de los Bancos y Santo Domingo de los Tsáchilas. En cuanto a las extractoras, estas se encuentran concentradas en los cantones Quinindé y La Concordia.
c) Arroz
Las provincias de Guayas y Los Ríos son las que concentran la mayor producción de arroz en el país y es allí en donde también se concentra la mayor cantidad de procesadoras (píladoras) de las cuales el 62% se concentra en la provincia de Guayas y el 34% en la provincia de Los Ríos, el resto corresponde a las provincias de Manabí y Esmeraldas.
La cantidad de píladoras a nivel nacional es aproximadamente 1.000 que se concentran en los cantones Daule, Babahoyo, Urbina Jado (Salitre), Santa Lucía y Samborondón, de acuerdo al Censo de Píladoras realizada por el MAGAP en el año de 1999.
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Del proceso de pilado se obtienen cuatro tipos de residuos: el 5% de arrocillo (mayor ¼ y menor a ¾), 8% de polvillo, 23% de cascarilla y 1% de impurezas de acuerdo al siguiente cuadro:
Tabla 19 - Producción a partir de una tonelada métrica de arroz.
1 TM de Arroz seco con 14% de humedad
Productos Masa Kg Porcentaje
Arroz pilado entero 625 63
Arrocillo (mayor ¼ y menor a ¾) 50 5
Polvillo 85 8
Cascarilla Biomasa Disponible 225 23
Impurezas 15 1FUENTE: MAGAP
La producción de arroz en cáscara para el año 2009 fue de 1.172.962 TM anual, por lo que la cantidad total de cascarilla obtenida fue de 270.000 TM.
La concentración de estos residuos y su disposición para este proyecto están en función de la dispersión de las píladoras, la cual se muestra a continuación:
Tabla 20 - Número de Píladoras por cantón en las provincias de Guayas y Los Ríos.
GUAYAS LOS RÍOS
Cantón Cantidad Porcentaje Cantón Cantidad Porcentaje
Daule 107 23,9% Babahoyo 88 27,7%
Salitre 64 14,3% Vinces 45 14,2%
Santa Lucía 58 12,9% Montalvo 33 10,4%
Samborondon 54 12,1% Baba 33 10,4%
Palestina 43 9,6% Ventanas 29 9,1%
Yaguachi 35 7,8% Urdaneta 26 8,2%
35
Lomas Sargentillo 30 6,7% Quevedo 20 6,3%
Guayaquil 23 5,1% Pueblo Viejo 15 4,7%
Otros 200 7,6% Otros 29 9,1%FUENTE: MAGAP 2000
d) Maíz
Los primeros desechos de la planta de maíz se originan en la etapa de cosecha de la mazorca quedando las matas (pancas), la cual pesa alrededor de 0,10 kg cuando está seca. Los residuos de la mata se dejan secar en el mismo cultivo y luego se queman, con lo cual se evita su descomposición y proliferación de hongos que afectan a la planta de maíz. El segundo residuo se origina en las máquinas desgranadoras de las mazorcas de maíz, produciéndose como residuos la tusa y las hojas de la mazorca; éste se quema o es mezclado con melaza para alimento de ganando o abono.
En la siguiente Tabla muestra los productos y los residuos generados por cada tonelada de mazorca producida:
Tabla 20 - Composición de residuos de maíz.
A partir de 1TM de maíz en mazorca y en la planta Porcentaje
Grano 30
Pancas, hojas, tusas 69
Impurezas 1
Biomasa disponible Kg 690FUENTE: MAGAP -2010
La cantidad correspondiente al grano seco de la planta de maíz es del 30% y el restante 70% corresponde a las matas (panca), hojas, tusa e impurezas, la producción anual de maíz seco promedio en el año 2010 fue de 680.000 TM, siendo el 70% residuos, se tiene que aproximadamente la cantidad de 1.586.667 TM totales de residuos anuales.
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Se estima que por hectárea hay 50.000 matas de maíz, esto significa una cantidad aproximada de 13.923.633.333 plantas, si el peso promedio estimado es de 100 gramos se obtiene alrededor de 1.392.363 TM de residuos, un valor similar a 1.586.667 TM obtenido anteriormente.
La concentración de estos residuos y su disposición para este proyecto están en función de la dispersión de las plantaciones, la cual se muestra a continuación:
Tabla 21 - Producción de Maíz Duro por provincia.
PROVINCIA CANTIDAD %
Los Ríos 53
Guayas 21
Loja 11
Manabí 10
Resto del país 5FUENTE: MAGAP -2010
De acuerdo a los datos obtenidos se indican que la provincia de Los Ríos produce aproximadamente el 50% del grano de maíz a nivel nacional, siendo el cantón de mayor producción Ventanas con el 35%.
3.3.2 Localizaciones Recomendadas
3.3.2.1 Demanda de Urea a Nivel Provincial
Para determinar la demanda de urea a nivel provincial se ha utilizado datos del MAGAP. En el Ecuador se siembran más de 81 cultivos que suman aproximadamente 5.876.482,00 Ha. Para los 81 cultivos se calculó el requerimiento nutricional teórico, la cantidad de urea que se requiere por año siempre y cuento sea aplicada en cada unidad de producción.
De acuerdo a este estudio, a continuación se muestran las 5 provincias que más demandan urea a nivel nacional:
Tabla 22 - Demanda de urea a nivel provincial.
PROVINCIA DEMANDA DE UREA TM/Ha/año
37
Los Ríos 136.356,10
Guayas 133.281,53
Manabí 80.856,74
Esmeraldas 55.756,57
Loja 32.108,51FUENTE: MAGAP -2010
De acuerdo a estos datos, se pueden establecer puntos estratégicos para la localización preliminar de la planta de urea, para la alternativa de Fuel Oil las provincias de Esmeraldas y Santa Elena. Para la alternativa de Biomasa, en primer lugar, a la provincia de Los Ríos por concentrar tanto la oferta de biomasa como la demanda de urea y Santo Domingo de los Tsáchilas por su ubicación estratégica al ser el punto de confluencia del comercio y la posibilidad de aprovechar varios tipos de residuos de biomasa.
3.3.3 Impacto Ambiental
El uso de fuel oil como materia prima representa un mayor impacto ambiental, por su contenido de azufre, nitrógeno y metales pesados, generando efluentes contaminantes. De igual manera requiere procesos de remoción de estos contaminantes para la producción de urea.
En cambio con el uso de Biomasa se podría establecer políticas públicas de uso, recolección y almacenamiento de desechos agrícolas que permita: mejor el medio ambiente a través de un manejo óptimo y adecuado; generar energía e incorporar procesos industriales.
3.4 EVALUACION GENERAL
Anteriormente se presenta una evaluación preliminar de las posibles materias primas para la fabricación de urea en base a la disponibilidad, la cantidad de urea referencial que se podría generar, su concentración en el territorio ecuatoriano, las necesidades de acopio, recolección y transporte, y, características de la materia prima.
Con respecto a las facilidades y servicios como vías de acceso, agua, energía, comunicación, etc., las plantaciones de cacao presentan cierta dificultad por encontrarse dispersas, además que la recolección y acopio de los residuos es complejo. Con respecto a la palma africana no presenta dificultad alguna ya que las extractoras se encuentran sobre vías principales, además que la recolección y acopio de los residuos la realiza cada extractora.
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En los residuos de arroz la recuperación no implica dificultad alguna debido a que en su totalidad son generados en las piladoras y estas se encuentran en las principales vías de acceso intercantonales e interprovinciales, por lo tanto el acceso a las facilidades y servicios como vías de acceso, agua, energía, comunicación, etc., no se dificulta.
Con respecto a los cultivos de maíz las facilidades y servicios como vías de acceso, agua, energía, comunicación, etc., presenta dificultades por encontrarse dispersos, además que la recolección y acopio de los residuos es medianamente compleja.
Parámetros de Calificación para la biomasa:
Para la evaluación preliminar se ha establecido Parámetros de Calificación con respecto a la Dispersión de la Materia Prima, Complejidad de Acopio y Necesidad Logística.
Tabla 23 - Parámetros de Calificación.
PARÁMETRO ALTA MEDIA BAJADispersión de la Materia Prima*
La biomasa se encuentra dispersa en todo el país y en las áreas de cultivo, presenta dificultad en el reconocimiento de todas las fuentes de generación de biomasa.
La biomasa se encuentra concentrada en territorios determinados del país pero dispersa en las áreas de cultivo
La biomasa se encuentra concentrada en territorios determinados del país en puntos específicos como centros de producción y acopio
Complejidad de Acopio**
La biomasa se encuentra dispersa en las áreas de cultivo, por su naturaleza presenta una alta dificultad en su recolección
La biomasa se encuentra dispersa en las áreas de cultivo pero su recolección no presenta inconvenientes
La biomasa se encuentra acumulada en puntos específicos como centros de producción y acopio
Necesidad Logística***
La biomasa se encuentra ubicada en las áreas de cultivo dispersas en todo el país
La biomasa se encuentra ubicada en puntos específicos del país en los centros de producción y acopio (extractoras de aceite, piladoras)
La materia prima se encuentra ubicada en puntos específicos e identificados
* Grado de concentración de la materia prima en el territorio ecuatoriano.** Grado de concentración de la biomasa de acuerdo a su cadena de valor*** Grado de concentración de la biomasa de acuerdo a las ubicaciones geográficas donde se encuentra acumulada actualmente la materia prima.
De acuerdo a la evaluación preliminar las materias primas se han priorizado en base a: Disponibilidad, Concentración en el territorio ecuatoriano, Dispersión de la Materia Prima, Complejidad de Acopio, Necesidad Logística y Relación C-H (Técnicamente, mientras la relación de Carbono-Hidrógeno se menor, la materia prima es de mejor calidad debido a que demuestra que su cantidad de Hidrógeno es mayor; y para la producción de urea el HIDRÓGENO es un elemento indispensable), de la siguiente manera:
Fuel Oil Residuos de Arroz
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Residuos de Palma Africana Residuos de Maíz
Con respecto a la localización preliminar de la planta de urea, que está dada en función de: la disponibilidad de materia prima y su concentración en el territorio ecuatoriano, la cantidad referencial de urea que se puede generar, la necesidad de implementar modelos de gestión de residuos que incluyan acopio, recolección y transporte (en caso de biomasa), a las características físicas y composiciones químicas, se pueden establecer sitios estratégicos para cada una de las alternativas. En el caso del fuel oil las provincias de Esmeraldas y Santa Elena, y para la alternativa de Biomasa la provincia de Los Ríos por concentrar tanto la oferta de cascarilla de arroz como la demanda de urea, el sector de Quinindé por la cantidad de desechos de palma africana y Santo Domingo de los Tsáchilas por su ubicación estratégica al ser el punto de confluencia del comercio y la posibilidad de aprovechar varios tipos de residuos de biomasa.
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CAPÍTULO 4 COSTOS E INGRESOS DEL PROYECTO
En el análisis económico se considera la producción de urea para las dos alternativas planteadas como materia prima: fuel oil y biomasa (cascarilla de arroz).
4.1 DATOS BÁSICOS
Ubicación.- Para fuel oil se seleccionó la provincia de Esmeraldas por el hecho de existir la posibilidad de suministro de materia prima (crudo reducido o fuel oil), que se produce en la refinería de Esmeraldas en la cantidad que se requiere para la operación de la planta.
Para biomasa, se escogió la provincia de Los Ríos ya que es aquí donde se tiene una gran disponibilidad de la cascarilla de arroz.
Capacidad .- La capacidad de la planta usando fuel oil como materia prima es de 500.000 toneladas por año. Este dato es resultado del estudio de mercado realizado anteriormente.
La capacidad del módulo de producción utilizando biomasa es de 124.200 toneladas por año. Este dato es resultado del estudio de mercado realizado anteriormente.
Una producción de 124.200 toneladas abarca el 25% de la demanda que se quiere cubrir que asciende a 500.000 toneladas. Esto implica que se tiene que analizar la posibilidad de construir otras plantas modulares en función a la tecnología y a la disponibilidad de materias primas. Para los análisis de este capítulo se está utilizando cascarilla de arroz ya que es el residuo sólido del cual se tiene mayor información (costo en piladora, costo de transporte, densidad, humedad, poder calórico).
Valor estimado de materia prima.- Se establece el valor de US$ 15,00 por barril de fuel oil, por ser cercano al valor de costo del fuel oil a nivel de refinería, que se ubica alrededor de los US$ 13,00 por barril. Cabe señalar que este es un valor determinante para la viabilidad o no del proyecto.
En el caso de biomasa, se ha utilizado un valor de US$ 10 por cada tonelada de cascarilla de arroz (incluyen: costos de transporte y pago a las piladoras) que se produzca con el fin que resulte atractivo para los piladores. Actualmente se paga un valor de US$ 3 por retirar cada tonelada de cascarilla de arroz de las piladoras.
Período de construcción.- De acuerdo a la información suministrada y dada por personas con experiencias en el campo de la urea, para fuel oil demorará 5 años la construcción y para biomasa, 2 años.
Período de depreciación.- En ambos casos, el periodo de depreciación de los equipos e imprevistos será de 10 años, para el caso de la obras civiles el periodo será de 20 años.
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Ciclo de operación anual.- Para las dos alternativas se ha supuesto que las plantas trabajarán durante 11 meses al año, destinando el mes restante para actividades de mantenimiento.
A continuación se presenta un cuadro resumen de estos datos básicos.
Tabla 24 - Resumen de datos básicos
Datos Fuel Oil Biomasa
Ubicación Esmeraldas Los Ríos
Capacidad 500.000 TM 124.200 TM
Materia Prima Residuo de Fuel Oil Cascarilla de Arroz
Valor estimado de materia prima US$ 15 por barril US$ 10 por tonelada
Periodo de construcción 5 años 2 años
Periodo de depreciación 10 años para equipo e imprevistos, 20 años para obras civiles.
10 años para equipo e imprevistos, 20 años para obras civiles.
Ciclo de Operación Anual 330 días 330 días
Por, simplicidad, se asumirá que no existen inventarios inicial ni final de productos terminados ni en procesos; es decir, que todo lo que se produce se vende y que la producción de cada periodo se inicia sin inventarios en procesos de la producción anterior.
4.2 COSTOS DE FABRICACION
A continuación se explicarán los costos directos e indirectos; los costos indirectos que son los costos variables y fijos calculados para el presente estudio:
Costos Directos
Materia Prima: En el caso de fuel oil son necesarios 2.920.500 barriles anuales para producir 500.000 toneladas de urea y corresponden al 20% del costo total.
Para Biomasa, se necesitan 270.000 toneladas de cascarilla de arroz que representan el 8% del costo total.
Mano de Obra Directa (MOD): Para el caso de fuel oil, el número de trabajadores para la planta se estimó en base a estudios anteriores. Se calculan 120 trabajadores entre
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obreros, controladores de equipos electrónicos, superintendentes y otros de planta directa.
Para biomasa, se estiman 27 trabajadores entre obreros, operarios de maquinas, etc. directa.
En ambos casos, los valores incluyen beneficios de ley y demás compensaciones salariales. Se supone que las plantas trabajarán tres turnos diarios de ocho horas durante trescientos treinta días. De igual forma, se estimó un salario mensual mayor al mínimo de US$ 292 establecido por ley.
Costos Indirectos
Costos Fijos.- Son los que se mantienen constantes a cualquier nivel de producción. Entre estos se han determinado los siguientes:
Mano de Obra Indirecta (MOI): Para el caso de fuel oil, del número de trabajadores para la planta que se estimó en base a estudios anteriores. Se calculan in 25% de la mano de obra directa (MOD), dando así 40 trabajadores entre operadores de montacargas, personal de seguridad, bodegueros, supervisores, etc.
Para biomasa, se estiman 9 trabajadores entre obreros y personal de supervisión directa.
En ambos casos, los valores incluyen beneficios de ley y demás compensaciones salariales. Se supone que las plantas trabajarán tres turnos diarios de ocho horas durante trescientos treinta días. De igual forma, se estimó un salario mensual mayor al mínimo de US$ 292 establecido por ley.
Depreciación: Se usó el método lineal a un plazo de 10 años para equipos e imprevistos y para el caso de obras civiles se aplica un plazo de 20 años.
Costos Variables.- Son los que cambian de acuerdo al nivel de producción. Entre estos tenemos los siguientes:
Suministros y Servicios (Agua, Electricidad, Químicos y Catalizadores): En ambas alternativas, los datos fueron estimados en base a información técnica de proyectos y estudios similares realizados con anterioridad.
Mantenimiento: Corresponde a un 4% para fuel oil y para biomasa un 2,5%.
Misceláneos: Para ambas alternativas se estimó un 15% del total de costos mencionados anteriormente.
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A continuación se presenta un cuadro de costos directos e indirectos; dividido en variables y fijos:
Tabla 25 – Costo de Fabricación.
FABRICA DE UREA
Producción (TM) 220.000.000 224.400.000 228.888.000 34.776.000 35.471.520 36.180.950
Expresada en US$FUEL OIL BIOMASA
Porcentaje Año 1 Año 2 Año 3 Año 1 Año 2 Año 3 Porcentaje
COSTO DIRECTO
Materia Prima 20% 43.807.500 44.683.650 45.577.323 2.700.000 2.754.000 2.809.080 8%
Mano de Obra Directa 6% 38.544 39.314 40.101 86.724 88.458 90.227 11%
Subtotal CD 43.846.044 44.722.965 45.617.424 2.786.724 2.842.458 2.899.308
COSTO INDIRECTO
Mano de Obra Indirecta 2% 14.016 14.296 14.582 31.536 32.166 32.810 3%
Suministro y Servicios 26% 35.565.000 36.276.300 37.001.826 8.838.186 9.014.949 9.195.248 32%
Depreciación 27% 59.468.000 60.657.360 61.870.507 10.236.529 10.441.259 10.650.084 29%
Reparación y Mantenimiento 4% 24.387.200 24.874.944 25.372.442 2.623.665 2.676.138 2.729.661 2,00%
Otros Gastos 15% 8.133.090 8.295.751 8.461.666 1.181.179 1.204.802 12.28.898 15%
Subtotal CI 127.567.306 130.118.652 132.721.025 22.911.095 23.369.316 23.836.703
COSTO DE FABRICACION 100% 171.413.350 174.841.617 178.338.449 25.697.819 26.211.775 26.736.011 100%
4.3 IMPREVISTOS
Para ambos alternativas se ha considerado un 15% del valor total.
Tabla 26 – Imprevisto Fuel Oil – Biomasa
FABRICA DE UREA
Expresada en US$FUEL OIL BIOMASA
Porcentaje Año 1 Año 2 Año 3 Año 1 Año 2 Año 3 Porcentaje
Imprevistos 15% 79.680.000 81.273.600 82.899.072 13.740.859 14.015.676 14.295.989 15%
4.4 GASTOS DE ADMINISTRACION Y GENERALES
Se usó un factor del 25% sobre los costos laborales de producción explicados anteriormente. Incluye costos por administración de ventas.
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Tabla 26 – Gasto de Administración y Generales / Fuel Oil
FABRICA DE UREA
Expresada en US$FUEL OIL
Año 1 Año 2 Año 3
Sueldo Mensual
Factor Cargas
Sociales
Cant. Costo Cant. Costo Cant. Costo
Gerente General $ 1.100 1,25 1 16.500 1 16.501 1 17.167
Jefe de Planta $ 950 1,25 1 14.250 1 14.251 1 14.826
Secretaria $ 360 1,25 2 10.800 2 10.801 2 11.237
Guardia de Seguridad $ 410 1,25 2 12.300 2 12.301 2 12.797
Otros Gastos 4.239.000 4.239.001 4.410.256
Materiales y Suministros 12.569.000 12.569.001 13.076.788
Deprec. y Amort. 14.867.000 14.867.001 15.467.627
TOTAL 31.728.850 31728851,02 33010696,6
Tabla 27 – Gasto de Administración y Generales / Biomasa
FABRICA DE UREA
Expresada en US$BIOMASA
Año 1 Año 2 Año 3
Sueldo Mensual
Factor Cargas
Sociales
Cant. Costo Cant. Costo Cant. Costo
Gerente General $ 1.100 1,25 1
17.168
1
17.169
1
17.170Jefe de Planta $ 950 1,25 1
14.827
1
14.828
1
14.829Secretaria $ 360 1,25 2
11.238
2
11.239
2
11.240Guardia de Seguridad $ 410 1,25 2
12.799
2
12.800
2
12.801Otros Gastos 4.239.000
4.410.258
4.410.259Materiales y Suministros 12.569.000
13.076.790
13.076.791Deprec. y Amort. 14.867.000
15.467.629
15.467.630
45
TOTAL 31.728.850
33.010.698
33.010.699
4.5 GASTOS DE VENTAS
Se consideró un 5% de los ingresos por ventas para destinarlos a estos gastos.
Ingreso por Ventas (Fuel Oil): US$ 220.000.000. Ingreso por Ventas (Biomasa): US$ 34.776.000.
Tabla 28 – Gastos de Ventas / Fuel Oil
FABRICA DE UREA
Expresada en US$FUEL OIL
Año 1 Año 2 Año 3
Mensualmente Factor Cargas
Sociales
Cant. Costo Cant. Costo Cant. Costo
Distribuidores $ 528.286 1,25 10 6.603.572 10 6.735.644 10 6.870.357
Transporte $ 2.200.000 1,25 1 2.750.000 1 2.805.000 1 2.861.100
Publicidad $ 880.000 1,25 1 1.100.000 1 1.122.000 1 1.144.440
Otros Gastos $ 440.000 1,25 1 550.000 1 561.000 1 572.220
TOTALES 11.003.573 11.223.644 11.448.117
Tabla 29 – Gastos de Venas / Biomasa
FABRICA DE UREA
Expresada en US$BIOMASA
Año 1 Año 2 Año 3
Mensualmente Factor Cargas
Sociales
Cant. Costo Cant. Costo Cant. Costo
Distribuidores $ 132.071 1,25 10 1.650.893 10 1.683.911 10 1.717.589
Transporte $ 55.641,60 1,25 1 69.552 1 70.943 1 72.361
Publicidad $ 13.910,40 1,25 1 17.388 1 17.735 1 18.090
Otros Gastos $ 27.821 1,25 1 34.776 1 35.471 1 36.180
TOTALES 1.772.609 1.808.061 1.844.223
46
4.6 GASTOS FINANCIEROS
Como se señaló anteriormente, la tasa de interés usada es 7% pagaderos desde el primer año de producción, con interés sobre saldos.
4.7 PUNTO DE EQUILIBRIO
Se define al precio de equilibrio como aquel en el cual el volumen de ventas iguala a la suma de los costos fijos más los costos variables:
Ingresos = costos fijos + costos variables
Suponiendo que las ventas son el total de la producción anual establecida para cada alternativa, puede obtenerse el precio de venta al consumidor final en el cual las plantas no ganan ni pierden. Esto se muestra en el siguiente cuadro:
Tabla 29 - Cálculo de precio de equilibrio por alternativa
Fuel OilUSD
BiomasaUSD
Total Costos 251.093.350 39.438.678
Toneladas de producción al año 500.000 124.200
Precio de venta de equilibrio 502.19 317.54
Precio por saco de 50 Kg 22,03 14,22
4.8 ANALISIS FINANCIERO
Para el presente análisis utilizaremos la tasa interna de retorno y el valor actual neto.
La tasa interna de retorno (TIR) es un indicador de la rentabilidad de un proyecto. Para esto, se la debe comparar con el costo de oportunidad y, de ser mayor, el proyecto es rentable.
Tabla 30 - Cálculo del TIR.
PUNTAJE
Capacidad TM/Año
TIR (%)
Puntaje por TIR
Puntaje por Complejidad
Seguridad TOTAL
OPCION 1 Fuel Oil 500.000 23.43 70 90 100 260
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OPCION 2 Biomasa 124.200
46.04 100 80 60 240
Para el análisis se ha calculado los porcentajes de TIR relacionado con las tasas relacionadas existentes en el mercado.
Se debe recalcar que la OPCION – 1 es la que se escogería por puntaje en base a consideraciones del tamaño solamente. Otros factores, como la localización, el mercado, impacto ambiental, financieros, etc., pueden también influir en la decisión final.
Existe un poco de dificultad en la comparación en base al TIR generados por cada alternativa ya que las capacidades productivas anuales de las plantas son distintas (500.000 vs. 124.200 toneladas).
CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES
5.1 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS ALTERNATIVAS DE MATERIA PRIMA
A continuación, se va a realizar un corto análisis de ventajas y desventajas de cada una de las alternativas de materia prima:
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE FUEL OIL
Ventajas:
Se encuentra disponible como derivado de las refinerías del país, las cuales producen excedentes del derivado que se exporta a otros países constituyendo una fuente importante de divisas.
Como existe infraestructura disponible para la producción del fuel oil (las refinerías), esto implica acceso a servicios básicos necesarios para la construcción de la planta (instalaciones agua, electricidad, vías, etc.).
La capacidad de producción de urea al año a partir de fuel oil, de 500.000 TM al año, cubre el total de la demanda estimada de consumo de urea.
La materia prima fuel oil tiene localizaciones precisas, como son las dos refinerías donde se produce, en las ciudades de Esmeraldas y La Libertad.
Actualmente existe la tecnología que permite generar Syngas y urea a partir de fuel oil, la cual ya se comercializa a nivel industrial.
Desventajas
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Es un recurso no renovable, por lo que su disponibilidad depende de las reservas de petróleo, de la existencia de infraestructura de refinación y necesidades de este tipo de combustible.
Los Complejos petroquímicos requieren mayor infraestructura.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE LA BIOMASA
Ventajas:
El costo de esta materia prima es bajo o inexistente. En algunos casos, el costo puede representar un incentivo para la recolección y almacenamiento por parte del generador de residuos.
La biomasa es una energía renovable, por lo que no presenta limitaciones de su disponibilidad a futuro en comparación con el uso de derivados del petróleo. Además, siendo el Ecuador un país agrícola, tiene gran potencial de generación de residuos.
La obtención de urea a partir de biomasa representa menor impacto ambiental, su composición se encuentra libre de azufre y metales pesados, por tanto no genera efluentes contaminantes, ni requiere procesos de limpieza.
Con respecto a la localización de la planta, los sectores con mayor demanda de urea coinciden con los de mayor generación de desechos, por lo que se facilitarían los procesos de recolección de materia prima – venta de urea.
Desventajas
La biomasa en el Ecuador se encuentra dispersa en todo su territorio. Algunos residuos agrícolas se encuentran concentrados en ciertas provincias o sectores.
No hay una política de uso de los residuos de cacao y de maíz, por lo que es necesario implantar un modelo de gestión y logística para estos residuos, que incluyan sistemas de recolección, acopio, transporte y almacenamiento de los mismos para poder usarlos en las plantas de gasificación.
En el caso de la cascarilla de arroz y residuos de palma, se requiere establecer un sistema de recolección de desechos en los lugares de concentración (piladoras y extractoras de aceite), transporte y almacenamiento en la planta de gasificación.
La biomasa no presenta un tamaño homogéneo por lo que requiere procesos previos de acondicionamiento para la gasificación.
La capacidad de producción de la planta de 124.200 TM en el año, cubre únicamente el 25% de la demanda estimada de urea.
5.2 CONCLUSIONES
Es factible y rentable implementar en el país una planta de urea que utilice como materia prima fuel oil o biomasa.
Las plantas que usan biomasa son modulares y más pequeñas, siendo su inversión mucho menor a las que usan hidrocarburos. No se cubrirá la demanda totalmente con un solo módulo, pero se la podrá cubrir progresivamente con la construcción de plantas adicionales que utilicen diferentes tipos de desechos orgánicos.
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La mayor potencialidad para un proyecto de gasificación que produzca gas de síntesis y posteriormente amoniaco y luego urea, lo tienen la cascarilla de arroz y los desechos de palma africana, por sus propiedades físico-químicas, y por la mayor facilidad de recolección al concentrase estos desechos en las piladoras y las procesadoras, respectivamente.
La planta que fabrique urea se ubicaría en Los Ríos para el caso del arroz o en Quinindé para el caso de palma. Incluso se la podría poner en un lugar equidistante como Santo Domingo, si se diseña la planta para que utilice dos o más tipos de desechos, obviamente esto incluiría procesos adicionales de homogenización de los desechos, que relativamente no son costosos ni complicados.
En la actualidad no existen plantas que produzcan urea con biomasa, pero si existen procesos que producen gas de síntesis usando biomasa; este debe limpiarse y puede ser utilizado como fuente de energía o también para procesos químicos, como la generación de urea.
Los beneficios sociales y económicos, de producir urea con biomasa, son mucho mayores que los de producirla con hidrocarburos. Algunos de estos beneficios son: la generación de mayores plazas de empleo y creación de nuevas microempresas, al incorporarse la logística de recolección y almacenamiento de desechos; ingresos extras para los agricultores por los residuos generados; impulso a la organización de los agricultores, en las distintas etapas de la cadena productiva y mejoras al medio ambiente por el adecuado manejo de desechos.
CAPÍTULO 6 RECOMENDACIONES
Debido a que el primer paso para crear la urea es la producción de gas de síntesis, que puede usarse para la generación de energía con tecnologías probadas, se podría incluso construir dos gasificadores: uno con arroz para la producción de urea y otro con desechos de palma africana para la generación de energía eléctrica, que luego podría usárselo para crear urea si así se lo requiere.
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CAPÍTULO 7 BIBLIOGRAFÍA
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