Informe Estudio Ladrillos Ceniza by J A

PROGRAMA DE INNOVACIO N UCN-PyMEs

LADRILLOS ECOLO GICOS Estudio de Pre-factibilidad

Resumen Ejecutivo XXXXXXX es una empresa de ingeniería y servicios dedicada a la reparación y recuperación de componentes para la industria en general. Esta empresa, en constante crecimiento, busca el reconocimiento de la industria a través de la excelencia en sus tiempos de respuesta y calidad de servicios, capacidad que se ha visto fortalecida por las alianzas estratégicas con distintas empresas nacionales y extranjeras. Con integrantes comprometidos con evitar sucesos o situaciones que afecten a la comunidad y el medio ambiente, XXXXXXX incursiona constantemente en ámbitos de innovación que otorguen soluciones a las problemáticas de sus clientes. Uno de los principales clientes de XXXXXXX son las centrales termoeléctricas, consideradas altamente contaminantes por utilizar carbón para generar energía. Las centrales generan gran cantidad de cenizas de carbón, residuos sólidos con elevado impacto ambiental, cuya eliminación representa altos costos para las termoeléctricas, aproximadamente 100 millones mensuales. Frente a esta problemática surge la oportunidad de ofrecer un servicio que permita a las centrales reducir sus costos de eliminación de residuos, contribuir al medio ambiente y minimizar los problemas por estudio de impacto ambiental de las nuevas centrales. Por esta razón XXXXXXX propone la fabricación de materiales de construcción que utilizan la ceniza de carbón como materia prima y que son capaces de competir en el mercado. Para llevar a cabo este proyecto se ha planteado el desafío de construir una planta piloto que permita determinar todos los posibles usos para la ceniza especialmente en materiales de construcción. La planta piloto además contribuirá a encontrar un producto comercializable y aceptado por las normas chilenas. El objetivo del presente trabajo es presentar la pre-factibilidad de comercializar ladrillos hechos a partir de ceniza de carbón, uno de los proyectos elegidos para la evaluación. Además se define el funcionamiento y los requerimientos de la planta piloto para postular el proyecto a financiamientos de CORFO. Para la evaluación de pre-factibilidad del proyecto se realizaron tres estudios: de mercado, técnico y económico. El estudio de mercado permitió determinar la demanda actual de ladrillos en la Región que es 5.500.000 ladrillos/año. La capacidad productora de ceniza de carbón de las termoeléctricas equivale a 124.800 ton/año lo que permite una producción de 43.680.000 ladrillos/año, esto significa que existe suficiente materia prima para la fabricación de ladrillos en la Región. El estudio técnico permitió determinar los recursos para el funcionamiento de la planta, identificando mano de obra, maquinaria e instalaciones. La planta diseñada es capaz de fabricar un mínimo de 2.000.000 y un máximo de 10.000.000 ladrillos/año, dependiendo de las características físicas del producto. En la evaluación se consideró un nivel de producción de 2.500.000 ladrillos/año lo que, nivel que podría ser capaz de proveer para los clientes potenciales de la región, representando un 45% de la demanda regional. El estudio económico permitió determinar los costos asociados a la implementación del proyecto y finalmente mediante la evaluación económica se estimó la factibilidad del proyecto, basada en los resultados de la evaluación del Flujo de caja, obteniéndose VAN=202.370.621 y una tasa interna de retorno igual al 24%. El proyecto fue evaluado en un horizonte de 5 años a una tasa del 12% anual propuesta por CORFO. 2

Contenido Resumen Ejecutivo .............................................................................................................................. 2 Índice de Tablas ................................................................................................................................... 4 Índice de Figuras ................................................................................................................................. 5 1.

Introducción ................................................................................................................................ 6

Antecedentes de la Empresa....................................................................................................... 7

Marco de Desarrollo .................................................................................................................... 7

3.1.

Descripción General de Proyecto ........................................................................................ 7

3.2.

Objetivos del Proyecto ........................................................................................................ 7

3.3.

Resultado y/o Productos Esperados ................................................................................... 8

3.4.

Limitaciones del Proyecto ................................................................................................... 9

3.5.

Problemática a Resolver...................................................................................................... 9

3.6.

Objetivos del Estudio......................................................................................................... 10

Producción de Materiales de Construcción .............................................................................. 11 4.1.

Estudio de Mercado .......................................................................................................... 11

4.1.1.

Mercado Proveedor .................................................................................................. 12

4.1.2.

Análisis de la Situación Actual ................................................................................... 16

4.1.3.

Modelo de Negocio ................................................................................................... 19

4.2.

Estudio Técnico ................................................................................................................. 23

4.2.1.

Plan Operacional ....................................................................................................... 23

4.2.2.

Plan de Recursos Humanos ....................................................................................... 29

4.3.

Estudio Económico ............................................................................................................ 31

Costos Variables de Producción ................................................................................................ 31 Depreciación.............................................................................................................................. 31 Determinación de la Inversión .................................................................................................. 32 4.4.

Evaluación del Proyecto .................................................................................................... 33

5. Planta Piloto .................................................................................................................................. 35 5.1.

Resumen del proyecto ...................................................................................................... 35

5.2.

Requerimientos técnicos ................................................................................................... 35

5.2.1.

Plan Operacional ....................................................................................................... 35

5.2.2. Plan de Recursos Humanos ............................................................................................. 42 3

5.2.3. Estudio Económico .......................................................................................................... 43 Determinación de la Inversión .................................................................................................. 45 6.

Conclusiones Generales ............................................................................................................ 47

Bibliografía ................................................................................................................................ 48

Índice de Tablas Tabla 1: Resultados y/o productos esperados. ................................................................................... 8 Tabla 2: Potencia Instalada de Empresas Generadoras de Energía. Fuente: SEC ............................. 13 Tabla 3: Clasificación ASTM C618. Fuente: (Umaña, 2002) .............................................................. 14 Tabla 4: Generación de cenizas volantes (Toneladas por año). Fuente: YYYYYYY y ZZZZZZZZZ. ....... 15 Tabla 5: Porcentaje participación de mercado competencia ........................................................... 17 Tabla 6: Nomenclatura Figura 6 ........................................................................................................ 26 Tabla 7: Detalle de las maquinarias necesarias para el proceso productivo. Fuente: Elaboración Propia ................................................................................................................................................ 27 Tabla 8: Capacidad productiva de la planta ...................................................................................... 28 Tabla 9: Tabla de sueltos para trabajadores de la planta. Fuente: Elaboración Propia.................... 31 Tabla 11: Inversión para la planta manufacturera ............................................................................ 32 Tabla 12: Maquinarias para pruebas del producto ........................................................................... 39 Tabla 13: Maquinarias para la planta piloto. .................................................................................... 40 Tabla 14: Tabla de sueltos trabajadores plana piloto. Fuente: Elaboración Propia ......................... 43 Tabla 15: Consumo energético de las maquinarias. Fuente: Elaboración Propia ............................. 44 Tabla 16: Costo de combustible ........................................................................................................ 44 Tabla 17: Costo de externalización de servicios................................................................................ 45 Tabla 18: Costo de Arriendo de maquinaria ..................................................................................... 45 Tabla 19: Inversión para la planta piloto ........................................................................................... 46

Índice de Figuras Figura 1: Organigrama XXXXXXX. Fuente: Empresa XXXXXXX ...............Error! Bookmark not defined. Figura 2: Árbol de objetivos utilizando metodología MML. Fuente: Elaboración propia ................... 8 Figura 3: Mapa de recursos Eléctricos, SING (en rojo centrales térmicas a carbón). Fuente: CNE .. 13 Figura 4: Porcentaje participación de mercado competencia .......................................................... 17 Figura 5. Carta Gantt del Ciclo Operacional de la Planta .................................................................. 24 Figura 6: Ciclo Operacional de Planta de Fabricación de Ladrillos Ecológicos. Fuente: Elaboración propia ................................................................................................................................................ 24 Figura 7: Distribución Planta en Chine. Fuente: recopilación de información por el Gerente de XXXXXXX ............................................................................................................................................ 26 Figura 8: Diagrama del Proceso Productivo. Fuente: Elaboración Propia ........................................ 28 Figura 9. Proceso Productivo Planta Antofagasta ............................................................................. 29 Figura 10: Estructura Organizacional de la Planta ................................Error! Bookmark not defined. Figura 11. Carta Gantt del Ciclo Operacional de la Planta Piloto ...................................................... 37

1. Introducción XXXXXXX siendo una empresa dedicada a satisfacer a sus clientes y además comprometida con el medio ambiente, detecta la necesidad de las termoeléctricas por eliminar sus residuos. Las centrales que funcionan mediante carbón, son consideradas altamente contaminantes ya que dañan el ozono y generan residuos sólidos como cenizas, con elevado impacto ambiental. Los desechos afectan al medio ambiente por lo que las centrales deben optar por dos caminos, la disposición ambientalmente segura o la reutilización como insumo para otras actividades (Serman). Para las centrales termoeléctricas, la reutilización de sus desechos es compleja ya que se requiere una transformación de los residuos para poder ser utilizados como materias primas de otras industrias con procedimientos fuera de su rubro, pero por otro lado la disposición representa altos costos asociados a su eliminación. Frente a esta problemática, XXXXXXX propone reutilizar los residuos de las termoeléctricas en una planta que además le permitirá fabricar productos comercializables a favor del medio ambiente. Este proyecto comenzará con la construcción de una plata piloto que permitirá encontrar todos los posibles usos para la ceniza de carbón y luego fabricar un producto capaz de competir en el mercado, aceptado por las normas chilenas de construcción y aceptable para los clientes. En Chile esta idea es innovadora ya que sería la primera planta de este tipo, ofreciendo una solución a las centrales cuyos costos de eliminar los residuos son muy elevados, favoreciendo a las nuevas centrales que desean instalarse al minimizar las dificultades por estudio de impacto ambiental y por otro lado buscando productos ecológicos y económicos. El presente trabajo busca entregar la información requerida por CORFO para postular a sus líneas de financiamiento para proyectos de inversión. El trabajo se divide en cuatro secciones: primero, antecedentes de la empresa; segundo, el marco del desarrollo donde se presentan los objetivos; tercero, la evaluación de pre-factibilidad del proyecto de fabricar ladrillos y comercializarlos; cuarto, definición de forma general del funcionamiento y los requerimientos para la planta piloto. La metodología para llevar a cabo el trabajo será la de evaluación de proyecto. La evaluación es una herramienta de gran utilizad para la toma de decisiones y se compone de varios estudios específicos. La principal justificación para llevar a cabo esta investigación tiene relación con la contribución que puede significar para las nuevas centrales termoeléctricas que deseen instalarse en Chile, minimizando las dificultades en temas de impacto ambiental gracias a la reutilización de los residuos. Esto permitirá disminuir o eliminar los costos asociados a la disposición de residuos. El proyecto a su vez contribuye al cuidado del medio ambiente.

2. Antecedentes de la Empresa XXXXXXXXXXXXXXX

3. Marco de Desarrollo 3.1.

Descripción General de Proyecto

El proyecto evaluado en el presente informe lleva por nombre “Implementación de Planta Piloto para la Investigación de uso y aplicación de Cenizas de Carbón en Materiales de Construcción”. Pretende llevarse a cabo en la Región de Antofagasta con una duración de 1,5 años, entre las etapas de ingeniería, construcción y operación hasta determinar las posibles aplicaciones del uso de cenizas. La finalidad del proyecto es poder minimizar el impacto provocado por las cenizas de carbón que constituyen el mayor residuo sólido generado por motivo de la operación de las centrales termoeléctricas a carbón. Para lograrlo se han planteado los objetivos que se mencionan a continuación.

3.2.

Objetivos del Proyecto

El objetivo general del proyecto es lograr la determinación de las posibles aplicaciones que poseen las cenizas en el ámbito de la construcción. Para lograrlo se han planteado los siguientes objetivos específicos: 1. Implementación de un proceso productivo a menor escala que permita el testeo de productos. 2. Determinación de otros posibles usos para la ceniza de carbón relacionados con materiales de construcción. 3. Generar la curva de aprendizaje que permita escalar el modelo de negocios. En la Figura 1 se observa el árbol de objetivos, definidos utilizando la metodología del Marco Lógico, siendo Propósito equivalente a Objetivo General y Componentes a Objetivos Específicos.

Fin

Minimizar el impacto del mayor residuo generado por las plantas termoeléctricas

Proposito

Determinarción de las aplicaicones de la ceniza de carbón en materiales de construcción

Componentes

Implemención de Planta Piloto

Determinación de usos para la ceniza

Generacion de curva de aprendizaje para escalamiento

Figura 1: Árbol de objetivos utilizando metodología MML. Fuente: Elaboración propia

3.3.

Resultado y/o Productos Esperados

En la Tabla 1 que se muestra a continuación se detallan los resultados esperados del proyecto asociados a cada objetivo específico planteado, con sus respectivos indicadores de éxito: Objetivo Específico Resultado y/o Asociado Producto Esperado 1. Implementación de 1.1. Planta Piloto un proceso productivo a menor escala que permita el testeo de productos

2. Determinación de otros usos para la ceniza de carbón asociados a materiales de construcción

2.1. Línea de productos 2.2. Patente de las ideas

3. Generación de curva de aprendizaje para escalamiento

3.1. Modelo del proceso

Descripción

Indicador de Éxito

Construcción de Planta Piloto del proceso productivo de ladrillos y otros materiales de construcción, que incorpore además máquinas e instrumentos de testeo. Encontrar la mayor cantidad de usos posibles de la ceniza para fabricar materiales de construcción u otras alternativas Adquirir el conocimiento necesario para replicar el modelo a mayor escala

Finalizar la construcción de la planta piloto en el periodo estimado y que el proceso productivo genere la cantidad de productos suficientes para realizar pruebas.

Tabla 1: Resultados y/o productos esperados.

Productos aceptados por normativas chilenas

Conocimiento para escalar el modelo del negocio

3.4.

Limitaciones del Proyecto

Las limitaciones del proyecto guardan relación con la focalización de las aplicaciones de los productos que en ésta se desarrollen, asociado al ámbito de la construcción y con la dependencia de laboratorios más especializados para pruebas y testeo no mecánicos. Por esta razón se considerarán los siguientes supuestos para la evaluación del proyecto: -

3.5.

Las centrales termoeléctricas tendrán plena disposición para trabajar en forma cooperativa con XXXXXXX, de manera de entregar sus residuos en forma gratuita. Los equipos de testeo considerados como parte del equipamiento del proyecto servirán solo para pruebas de carácter mecánico. La información recopilada será verídica y confiable. Se contará con permisos y autorizaciones requeridas para la operación de la planta piloto. Existe claro interés de las empresas generadoras de energía de contar con una alternativa técnicamente valida para resolver los problemas generados a través de la operación de la quema de carbón.

Problemática a Resolver

Las centrales termoeléctricas producen grandes cantidades de residuos. A fin de disponer específicamente de la ceniza volante y de fondo, las centrales deben construir grandes depósitos de cenizas. Para la construcción de un depósito de cenizas se deben considerar diversos factores: en primer lugar se debe determinar la cantidad de cenizas que genera la central, de esta forma se podrá estimar el tamaño del terreno necesario para cubrir las necesidades de la empresa para almacenar sus residuos. En segundo lugar se deben recopilar diversos antecedentes para la construcción del depósito (Salazar, 2009). Dentro de estos se encuentra (Proyersa Energia, 2008): Topografía en la zona destinada al depósito, Transporte de cenizas y Zonificación de las áreas disponibles según Plan Regulador Intercomunal. Una de las grandes dificultades que presenta la construcción de estos depósitos es el disponer de grandes terrenos que cumplan con todas las especificaciones ambientales que se requieren, ya que tanto en el norte como en el sur del país estos depósitos generan diversos impactos ambientales y daños al ecosistema silvestre. Todos estos factores que deben considerar las empresas generadores, acotan los terrenos cercanos a las centrales que pueden ser utilizados para la construcción de los depósitos de cenizas y hacen el proceso más costoso y difícil. Las comunidades vecinas muestran constante rechazo a este tipo de instalaciones, como sucedió el año 2010 con la central termoeléctrica que se construiría en Punta Choros y como está sucediendo este año con la central Castilla en la Región de Atacama y la central Pacifico en la Región de Tarapacá. El uso de cenizas volantes en materiales de construcción representa una oportunidad para las termoeléctricas de minimizar esos costos, además contribuir al medio ambiente y facilitar a las nuevas termoeléctricas las autorizaciones en materia de evaluación de impacto ambiental. 9

3.6.

Objetivos del Estudio

El principal objetivo de este informe es desarrollar un estudio y evaluación a nivel de prefactibilidad del proyecto de construcción de una planta piloto que sirva para replicar el modelo de negocio a mayor escala. Dentro de la amplia gama de usos para la ceniza, se ha escogido evaluar este proyecto debido a una mayor facilidad para obtener información. Además se tienen los siguientes objetivos específicos: 1. Determinar la cantidad de cenizas disponible como materia prima y determinar la demanda del mercado en relación a posibles productos. 2. Determinar procesos, recurso e infraestructura que se requieren para la planta. 3. Evaluar la factibilidad económica para desarrollar el proyecto.

4. Producción de Materiales de Construcción 4.1.

Estudio de Mercado

Chile ha mostrado un crecimiento sostenido en los últimos años, repercutiendo en todas las industrias. En especial se destaca el crecimiento en la actividad de construcción de viviendas. A lo largo de todo Chile se ha observado aumento en la demanda de soluciones habitacionales y consecuentemente un aumento en la demanda de materiales de construcción. Según el Índice Mensual de de la Actividad de la Construcción (IMACOM)1 a diciembre de 2010 Chile a tenido un crecimiento anual de un 9,3%. En particular, la Segunda Región muestra un crecimiento promedio de un 4,01%. Junto con este explosivo crecimiento y a consecuencia del terremoto ocurrido el pasado 27 de febrero del año 2010, las exigencias para las construcciones y sus materiales son más rigurosas. Destaca en este sentido la albañilería de ladrillo cerámico, por sus ventajas estructurales y características. Actualmente la producción de ladrillos, compuestos principalmente de arcilla, se centra en la zona centro sur del país (Capital, 2009). Por otro lado, Chile muestra preocupación en temas energéticos. Diversos factores como el aumento de la demanda energética, altos precios del petróleo y el gas, déficit suministro de gas natural Argentino y la falta de consenso frente a la energía nuclear como opción de producción de energía, entre otros, han puesto al carbón como un participante importante en este tema. Las centrales termoeléctricas que usan carbón como combustible generan residuos sólidos que requieren de una correcta disposición para no dañar al medio ambiente. Los depósitos alteran el medio ambiente alrededor y generan pasivos ambientales que deben ser monitoreados por un largo tiempo (García, 2003). Además consideran elevados costos para las centrales ya que se requiere de estudios y consideraciones ambientales a fin de cumplir con leyes relacionadas con impacto ambiental, además del costo mismo de disponer diariamente de estos residuos. En respuesta a ambas situaciones mencionadas anteriormente: una necesidad creciente de material de calidad para la construcción y la problemática ambiental generada por las centrales termoeléctricas, XXXXXXX propone la construcción de una planta de ladrillos hechos a partir de cenizas de carbón, residuo de las plantas termoeléctrica. Este tipo de ladrillos se destaca por tener cualidades estructurales similares a las del ladrillo cerámico, pero con un costo productivo mucho más económico y además ecológico. La inclusión de cenizas en materiales de construcción es importante debido a sus propiedades cementantes gracias al contenido de sílice, alúmina y fierro (Aljoe, 2007). El uso de ceniza volante en materiales de construcción genera lo siguientes efectos positivos2: 1. Reduce el contenido de cemento para reducir el costo 2. Reduce el calor de hidratación 3. Mejora las propiedades del hormigón fresco

1 2

Índice entregado por la Cámara Chilena de la Construcción www.construmatica.com

4. Consigue resistencias elevadas a largo plazo 5. Reduce la permeabilidad y aumenta la durabilidad El uso de cenizas volantes de las centrales termoeléctricas en la industria de los materiales de construcción promueve el desarrollo sustentable en la industria de la construcción, ya que se reutiliza un desecho y por otro lado se estaría ofreciendo un producto con mejores características. De esta forma se podría generar un círculo virtuoso, ya que se estaría utilizando un subproducto de las centrales que de no utilizarse se dispondría en depósitos de cenias, por otro lado se mejora la calidad de materiales de construcción y por último se generarían ahorros de energía en los procesos de fabricación de éstos reduciendo las emisiones de CO2 a la atmosfera. En consecuencia, este ladrillo responde a dos necesidades en particular: cuidado del medio ambiente y ser una alternativa más económica para la construcción, pero igualmente confiable3. La oportunidad que presenta esta nueva línea de negocio se fortalece mediante la idea de ser un producto ecológico, cumpliendo o incluso superando los requerimientos ya establecidos a nivel nacional de los productos existentes en el mercado actual. El objetivo de este estudio es determinar la estrategia que permitirá la entrada y posicionamiento del ladrillo de ceniza en el mercado chileno, para lo cual se realizó un estudio del mercado actual y potencial, utilizando herramientas como: análisis de la industria, análisis de competidores y estudio de posibles clientes. El análisis de la industria permitió detectar el crecimiento sostenido de la construcción mientras que el análisis de competidores permitió identificar de forma más específica cuales son las actuales empresas que proveen a la construcción, identificando un líder de mercado que acapara el 50% de la participación de mercado, pero que además es una industria fuertemente orientada a la zona centro sur del país. Finalmente, el análisis de clientes permitió identificar el mercado potencial, segmentándolo de manera geográfica y por tipo de volumen de compra, lo que entregó finalmente un mercado objetivo constituido por empresas contratistas y minoristas ubicados en la Región de Antofagasta. Basado en análisis anterior, se describe el plan de marketing, que muestra la estrategia a perseguir. Como resultado, se determinó que lo más adecuado es aplicar una estrategia de costos, fortaleciendo la imagen ecológica del producto, como ventaja competitiva. 4.1.1. Mercado Proveedor En los últimos años, Chile ha mostrado un aumento del consumo de electricidad, principalmente por el crecimiento de la industria y un mayor consumo en los hogares, sin embargo los recursos energéticos son escasos. Por este motivo, el carbón ha vuelto al escenario energético chileno. En Chile existen tres sistemas eléctricos interconectados. El Sistema Eléctrico del Norte Grande (SING), el Sistema Interconectado Central (SIC) y el Sistema de Magallanes. El sistema escogido para la evaluación del proyecto es el SING que cubre el territorio comprendido entre las ciudades 3

Información recopilada por el Gerente General de XXXXXXX en su vistita a la Planta en China

de Arica y Antofagasta con un 30,17% de la capacidad instalada en el país. Este sistema se alimenta en un 33% de energía proveniente del uso del carbón como combustible4. La siguiente figura muestra un mapa de la zona norte de Chile que señala (en rojo) la ubicación de las centrales termoeléctricas a carbón perteneciente al SING.

Figura 2: Mapa de recursos Eléctricos, SING (en rojo centrales térmicas a carbón). Fuente: CNE

De las centrales mostradas en la Figura 2 se consideran más relevantes para el proyecto aquellas que forman parte de los principales clientes de XXXXXXX. En la Tabla 2 se muestra la potencia instalada de las centrales de las empresas YYYYYYY y ZZZZZZZZZ que queman carbón, lo que se desprende de información facilitada por la Superintendencia de Electricidad y Combustible (SEC) a septiembre de 2010. Propietario YYYYYYY

ZZZZZZZZZ

Central Mejillones

Tocopilla

Tipo Combustible- Generación

Localización (Comuna)

Región

Potencia Instalada [MW]

Carbón

Mejillones

Antofagasta

165,900

Carbón - Turbina Vapor

Mejillones

Antofagasta

175,000

Vapor-Carbón Vapor-Carbón

Tocopilla Tocopilla

Antofagasta Antofagasta

85,300 85,500

Vapor-Carbón

Tocopilla

Antofagasta

136,400

Vapor-Carbón

Tocopilla

Antofagasta

130,300

Tabla 2: Potencia Instalada de Empresas Generadoras de Energía. Fuente: SEC

La utilización de carbón como combustible genera sub-productos sólidos llamados Productos de la Combustión del Carbón conocidos como CCPs. Los CCPs corresponden a cenizas de fondo, cenizas volantes, escoria de caldera y material de desulfurización. La ceniza de fondo y la ceniza volante son completamente diferentes fisicamente, sin embargo la mayor parte de la composicion quimica de la ceniza de fondo es usualmente similar a la ceniza volante. 4

www.endesa.cl

La ceniza volante corresponde al principal material para la fabricación de ladrillos ecológicos. Son residuos finos resultantes de la combustión de carbón pulverizado, arrastrado de la cámara de combustión por gases de escape. La ceniza fluye con los gases de combustión hacia los sistemas captadores de partículas, desde donde son retiradas y depositadas en silos de ceniza para su acopio temporal y posterior disposición (Salazar, 2009). Cuando las cenizas se utilizan como materia prima para fabricar otros productos, éstas se clasifican según la American Society for Testing and Materials (ASTM) en dos categorías: clase F y clase C. La clase F se compone principalmente de silicio, aluminio y hierro y se endurecerá con agua pero solo después de una activación con sustancia alcalina como la cal. La clase C es material cementante que también contiene silicio, aluminio y hierro, pero además tiene un alto contenido de calcio (Aljoe, 2007). En la Tabla 3, que se encuentra a continuación, se muestra la clasificación de las cenizas volantes según la norma ASTM C618.

SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 MgO SO3 Humedad Pérdidas a la incineración (LOI)

Clase F

Clase C

70% mín.* 5% máx.* 5% máx. 3% máx. 6% máx.

50% mín. 5% máx. 5% máx. 3% máx. 6% máx.

Tabla 3: Clasificación ASTM C618. Fuente: (Umaña, 2002)

Las cenizas volantes que cuentan con las características especificadas en la norma ASTM C618 tienen alta demanda en productos de concretos, en cambio las cenizas de baja calidad que no reúnen estas cualidades son usadas para la aplicación de rellenos estructurales (Umaña, 2002) Las propiedades fisicas y químicas de las cenizas de carbón dependen principalmente del tipo de carbón utilizado y de las técnicas de combustión utilizadas. Las cenizas clase F son producidas de la quema de la antracita o de carbones bituminosos. Las cenizas clase C son producidas cuando se queman carbones sub-butaminosos. Según los antecedendes de la Comisión Nacional de Energia (CNE), el 80% del carbón térmico utilizado por las centrales termoelectricas es importando mientres que el 20% restante es extraído de reservas nacionales. Las importaciones provienen en su mayoria de Australia, Canadá, Indonesia y Colombia siendo de dos tipos: bitumisoso y subbituminoso.Por otro lado las reservas nacionales se encuentran entre la VIII y XII región, con producciones estimadas en 155 millones de toneladas. Las reservas cercanas a la zona central son ricas en bituminoso mientras que las zonas australes son fuente de carbon sub-bituminoso. (Salazar, 2009)

De acuerdo a información entregada por el Consorcio conformado potr las empresas YYYYYYY y ZZZZZZZZZ, las cantidades de cenizas generadas en cada localidad operativa, son las siguientes: Propietario

Central

Potencia Instalada (MW)

Ceniza volante por Año (Ton)

YYYYYYY

Termoeléctrica Mejillones

340,9

46.936

ZZZZZZZZZ

Termoeléctrica Tocopilla

437,5

73.989

Tabla 4: Generación de cenizas volantes (Toneladas por año). Fuente: YYYYYYY y ZZZZZZZZZ.

De esta forma, podríamos concluir que la generación de cenizas (Ton por Año/MW), puede moverse en un factor entre 138 y 169. Como base para poder determinar el diseño de la planta de prefabricados, es importante considerar que una determinada Central Térmica aportará tanto Cenizas como Escoria (Grava). Como se puede ver en la siguiente tabla, la cantidad de Escoria no necesariamente es proporcional a la cantidad de Cenizas generadas en una Central. Propietario

Central

Potencia Instalada (MW)

Escoria por Año (Ton)

YYYYYYY

Termoeléctrica Mejillones

340,9

2.008

ZZZZZZZZZ

Termoeléctrica Tocopilla

437,5

9.783

Tabla 5: Generación de Escoria (Toneladas por año). Fuente: YYYYYYY y ZZZZZZZZZ.

El tamaño de la planta y su nivel de producción, se determinará en base a la cantidad de cenizas generadas por una central, por sobre la cantidad de escoria. Esto se debe a que la concentración de cenizas en la elaboración de un determinado prefabricado es muy superior al aporte de Escoria y Cal. Finalmente la oferta diaria promedio de ceniza volante del principal cliente de XXXXXXX en Mejillones es aproximadamente 128 toneladas. Como ejemplo, el ladrillo ecológico está compuesto aproximadamente en un 70% de ceniza volante y cada ladrillo pesa aproximadamente 2,5 kilos lo que significa que la oferta de ceniza podría abastecer una producción de 26.820.571 ladrillos/año. La información del cálculo antes mencionado se muestra en la siguiente tabla: Concepto Peso ladrillo Transformación Oferta de ceniza en Mejillones Porcentaje ceniza en ladrillo Producción potencial de ladrillos

Valores 2,5 kilos/ladrillo 1.000 kilos/tonelada 46.936 ton/año 70% 26.820.571 ladrillos/año

Tabla 6: ejemplo de Producción potencial de ladillos ecológicos

4.1.2. Análisis de la Situación Actual Industria Los estándares de calidad y diseño, para todo tipo de viviendas, han venido perfeccionándose año tras año, como consecuencia de un mercado cada vez más exigente y un marco regulatorio estricto. En respuesta a lo anterior y por sus ventajas estructurales, constructivas, excelente comportamiento frente a sismos y alta valoración como solución sólida y segura (cosa que quedó demostrada tras el terremoto del 27 de febrero de 2010), la albañilería5 de ladrillo se ha posicionado como una solución ideal tanto para empresas constructoras como para usuarios finales. En efecto, más del 60% de las edificaciones en Chile se construye de ladrillos (ICH, 2010). En la producción de ladrillos cerámicos Princesa y Cerámicas Santiago son las empresas más reconocidas en el rubro (Capital, 2009). Esta producción abastece la demanda en Chile de 1 ladrillo per cápita/mes, siendo Cerámicas Santiago quien provee más del 50% de los ladrillos del país (El Mercurio, 2010). Representantes de Princesa afirman que importar ladrillos es casi imposible ya que se requiere cumplir con ciertas especificaciones que los países vecinos no cumplen (Prensa, 2010). Producto Actual Los ladrillos que se comercializan en Chile son los ladrillos cerámicos compuestos principalmente de arcilla y se venden a través de distribuidores minoristas y por venta directa, especialmente a las empresas constructoras. El ladrillo es material utilizado para la albañilería, generalmente rectangular obtenido por moldeo, secado y cocción. En nuestro país, la norma NCh169 clasifica los ladrillos en 3 tipos: macizos, perforados y huecos. La descripción de éstos se da a continuación: 1. Ladrillos Macizos MqH: Son ladrillos sin perforaciones, que en nuestro país en general Macizo no se realizan en forma industrial. 2. Ladrillos Huecos MqH: Son unidades cerámicas Hueco hechas a máquina o industrializadas en las cuales predominan el volumen de huecos por sobre en de material. Se utilizan Perforado preferentemente en la confección de tabiques divisorios livianos que no reciben cargas y no son estructurales 3. Ladrillos Perforados MqP: Éstos son aquellas unidades hechas a máquina o industrializados que poseen perforaciones y huecos, regularmente distribuidos, cuyo volumen es inferior al 50% del volumen total de material. Son los más utilizados en nuestro país para la confección de albañilerías armada o confinadas. 5

“Material estructural que se obtiene con unidades de albañilería ordenadas en hiladas según un aparejo prefijado y unidades con mortero” (Según NCh 1928)

Ventajas y desventajas del uso de ladrillos y bloques Al momento de construir, los expertos tienen diferentes preferencias según el proyecto y cada uno es diferente, sin embargo se pueden utilizar ciertos criterios para ayudar a determinar qué material utilizar. A continuación se mencionan las ventajas y desventajas en cada criterio6: 1. Son buenos aislantes térmicos, pero representan un mayor costo. 2. Los ladrillos tienen una aceptable capacidad de carga, es decir que si se construye un primer piso no será necesario agregar una estructura adicional. (no necesita estructura independiente de hormigón armado). En caso de más pisos, la pared cumple una función de cerramiento de ambientes y en este sentido los bloques cerámicos representan una ventaja ya que reducen el uso de encofrados gracias a sus huecos. 3. Las paredes de ladrillo funcionan bien como aislante acústico. 4. El ladrillo a la vista evita tener que pintar periódicamente la casa y por lo tanto minimiza costos de mantención. Además es muy utilizado en el último tiempo por el aspecto estético. Sin embargo cada 2 ó 3 años requiere un tratamiento con barnices. 5. Requiere mano de obra sencilla y si se usa un sistema racionalizado se pueden lograr reducir los tiempos de construcción, por sus características de medidas y caras parejas. Actuales Fabricantes La industria nacional del ladrillo hecho a máquina, la constituyen según registro del catastro de industrias del Ministerio de Economía, 25 empresas distribuidas entre la Región Metropolitana y Undécima, y una de ellas en la Primera Región (Ministerio de Economía, 2001). En el siguiente gráfico se muestra la distribución del mercado, destacando las empresas más importantes:

Porcentaje de Mercado 3%

12% Cerámicas Santiago 50%

35%

Industrias Princesa Cerámicas Bío Bío Otras

Figura 3: Porcentaje participación de mercado competencia

Empresas Cerámicas Santiago Industrias Princesa Cerámicas Bío - Bío Otras

Porcentaje de Mercado Volumen anual en Unidades 50% 156.000.000 35% 103.200.000 3% 7.200.000 12% 28.800.800

Tabla 5: Porcentaje participación de mercado competencia

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•

Cerámicas Santiago: empresa chilena, cuenta con plantas en Traiguén, Batuco y Quilicura con capacidad productiva total de 13.000.000 unidades por mes, distribuidas en 400.000, 11.000.000 y 1.600.000 unidades/mes, respectivamente para cada planta. Cuenta con certificación ISO 9001.7 Industrias Princesa Ltda.: empresa originalmente chilena, que actualmente pertenece a Empresas Pizarreño S.A., filial del grupo Etex de Bélgica, importante conglomerado internacional dedicado a la industrial de materiales para la construcción. Princesa cuenta con una sola planta, ubicada en Quilicura con una capacidad productiva de 730 toneladas de ladrillo por día (8.600.000 ladrillos por mes), los que son comercializados en una amplia gama de distribuidores entre Antofagasta y Puerto Montt. Cuenta con certificación ISO 14001.8 Cerámicas Bío Bío: empresa chilena ubicada en la región del Bío Bío, vende sus productos al mercado de constructoras de la zona centro-sur y sur del país.9

Los productos que ofrecen estas empresas corresponden a ladrillos hechos de arcilla, por lo cual todas ofrecen el mismo producto de construcción, basados en la misma normativa existente en Chile para el producto estandarizado. Los posibles sustitutos existentes en la actualidad a la utilización del ladrillo corresponden a otros productos relacionados a la construcción como los bloques de cemento, hormigón armado, madera, internit y en menor proporción, adobe. La empresa líder en la industria de producción de ladrillos corresponde a la empresa Cerámicas Santiago, empresa nacional que acapara más del 50% del mercado nacional. Antecedentes Legales y Reglamentarios Para la instalación de una planta se requiere lo siguiente: -

Permiso para localización de la industria en la Dirección de obras municipales. Calificación técnica de actividades industriales en el Servicio de Salud Regional. Permiso municipal de edificación en la Municipalidad. Informe Sanitario en el Servicio de salud regional. Patente municipal definitiva en la Municipalidad.

Además, los proyectos susceptibles de causar impacto ambiental deben someterse al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental. (Ferreira, Caqueo, & Quintanilla). En Chile la producción de ladrillos y prefabricados, se rige por normativas establecidas por el Instituto Nacional de Normalización, en especial las que se listan a continuación: • • •

NCh167.Of2001 Construcción - Ladrillos cerámicos - Ensayos NCh168.Of2001 Construcción - Ladrillos cerámicos - Verificación dimensional y geométrica NCh169.Of2001 Construcción - Ladrillos cerámicos - Clasificación y requisitos

www.ceramicasantiago.cl www.princesa.cl 9 www.ceramicabiobio.cl 8

• • • • • •

NCh180.Of1957 Ladrillos de hormigón silíceo NCh771.Of1972 Arquitectura y construcción - Coordinación modular - Ladrillos cerámicos Dimensiones modulares NCh791.Of2001 Construcción - Ladrillos cerámicos - Definiciones NCh831.EOf1971 Coordinación modular en albañilería de ladrillos cerámicos Terminología y requisitos NCh1928.Of1993 Modificación 2009 Albañilería armada - Requisitos para el diseño y cálculo NCh2123.Of1997 Modificación 2003 Albañilería confinada - Requisitos de diseño y cálculo

4.1.3. Modelo de Negocio Descripción del Producto Uno de los productos que se desea producir y posteriormente comercializar es el ladrillo de ceniza de carbón, dentro del marco de los prefabricados, compitiendo con aquellos de hormigón o arcilla. Este proyecto se está llevando a cabo con éxito en otros países como Estados Unidos, India, China y España10 y la demanda de este tipo de ladrillos ha sido favorable para el negocio, sin embargo en estos países se ha desarrollado solo para usos arquitectónicos y no constructivos. Sin embargo en Chile esta idea es innovadora ya que sería la primera planta de este tipo que utilizará ladrillos de cenizas para construcción como elemento estructural, ofreciendo además, una solución a las centrales termoeléctricas cuyos costos de eliminar los residuos son muy elevados y por otro lado ofreciendo una alternativa más económica a las empresas constructoras. Será necesario dar a conocer a los clientes información relevante en cuanto a las cualidades y propiedades del ladrillo. Las tecnologías de producción son ecológicas, capaces de reducir el impacto en la generación de polvo al ambiente, minimizando además el uso de agua. En contraste con los ladrillos cerámicos, los ladrillos de ceniza de carbón tienen un proceso productivo mucho más económico y ecológico, con un consumo energético e impacto medioambiental reducido. La composición química de las cenizas del carbón es similar a la de una arcilla, siendo los principales constituyentes calcio, azufre, silicio, hierro, aluminio, magnesio y potasio en forma de óxidos (Serman), por lo que el material es seguro para la construcción, pero con un método que requiere 10 horas de cocción a una temperatura máxima de 60º C (Ecolosfera, 2008). Este proceso permite lograr un ahorro energético de entre el 80% y el 90% y, una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de un 85%. Además, se reutilizan los enormes desperdicios que provoca, en forma de cenizas, una central termoeléctrica. Este nuevo producto pretende competir en el mercado chileno cumpliendo con las mismas especificaciones técnicas que los ladrillos cerámicos y en los mismos mercados, a fin de posicionarse como una solución ecológica y más económica para los clientes.

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Mercado Potencial El producto que se desea comercializar es de producción y venta masiva, puesto que es material de construcción, por lo que el mercado potencial corresponde a toda la comunidad, involucrando tanto a empresas como a clientes finales los que se clasifican de la siguiente manera: •

• •

Empresas Constructoras: empresas dedicadas a la construcción de edificios y viviendas. Se encuentran a lo largo de todo Chile y compran el material directamente a la fábrica de ladrillos. Empresas Minoristas: empresas distribuidoras dedicadas a vender a clientes finales. Las principales empresas minoristas del rubro son Sodimac e Easy. Clientes finales: personas naturales, principalmente hombres que trabajan de forma independiente en construcción o desean realizar ampliaciones en sus actuales viviendas.

El mercado potencial se reduce en base al tipo de segmentación que se realizará, que comprende a clientes que se reconocen como empresas y que se diferencian por el volumen de ventas que se tiene con cada uno de éstos. Las empresas que representan el mercado meta corresponde a las Empresas Constructoras que sería el cliente directo de la compra y a empresas Minoristas que compran a fábrica para la posterior reventa masiva. Es importante mencionar que el ladrillo o bloque, es material de construcción de viviendas, por lo que el cliente no necesariamente es el usuario final del producto. El cliente en este caso es quien construye la vivienda y el usuario es quien la habita. Competencia A pesar de que el ladrillo de ceniza de carbón no se produce en Chile, la principal competencia será el ladrillo de arcilla, ya que está fuertemente posicionado en el mercado chileno La empresa se categoriza por entregar un producto de calidad que cumpla con las expectativas del cliente que los adquiere y a su vez otorgándolos con precios competitivos en el mercado, logrando una diferenciación relacionada a la calidad del material.11 Lo dificultoso de la competencia se concentra en las empresas que tienen un mayor potencial dentro del mercado, como lo es en el caso de Cerámicas Santiago y Ladrillos Princesa que entre ambas contemplan alrededor del 75% del mercado nacional por lo cual entrar a competir con estas empresas a nivel nacional genera un importante riesgo al negocio. Nivel de demanda El nivel de demanda se determinó a partir de información sobre el mercado de ladrillos de arcilla, específicamente el actual nivel de producción de la competencia. La producción total de ladrillos en Chile aproximadamente 295.000.000 unidades/año. Como estrategia de posicionamiento, inicialmente se pretende abarcar un 9% de la demanda actual lo que equivale a 26.800.000 11

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unidades/año aproximadamente que corresponde a nuestro nivel de demanda potencial. Este nivel de demanda permitiría lograr los objetivos planteados en relación a la total utilización de ceniza adquirida de la central de Mejillones. Estrategia de Comercialización Se venderá una línea de productos asociada al ladrillo de ceniza. La composición del producto se muestra en la siguiente gráfica. La línea estará diferenciada por los distintos usos que se le dan a éste, que a su vez son ofrecidos por la competencia, identificándose tres tipos: el ladrillo macizo, el hueco y el perforado.

Potencial

•Ampliar la linea de productos basados en ceniza

Aumentado

•Manual de utilzacion de los distintos tipos de uso que puede orotgar el ladrillo, servicio otorgado princilamnente a empresas minoristas

Tangible

•Ladrillo para construcciones, hecho de ceniza.

Central

•Construcciones ecologícas con cuidado del medio ambiente

Para generar un mayor atractivo, especialmente para los usuarios, se comercializará el producto mediante embalajes con 50 unidades las que tendrán un etiquetado que indicando las especificaciones técnicas, el material utilizado, las dimensiones del producto e información de contacto. Las especificaciones de comercialización antes mencionadas corresponden a la venta del ladrillo para empresas minoristas. En caso de que el cliente corresponda a empresas constructoras no será necesario que el producto tenga las especificaciones mencionadas anteriormente, pero si se requerirá de entrega de la información de forma directa, a través de folletos. La estrategia de ingreso al mercado y de posicionamiento se sustenta en una estrategia de costos por lo cual el precio de venta del producto será más bajo que el de nuestros competidores, aproximadamente un 43% del precio neto del producto actual. Estrategia de promoción y publicidad Con el principal objetivo de dar a conocer el producto para su comercialización masiva, se abordarán dos enfoques en relación a la industria que se desea abarcar. El primer enfoque se relaciona con los clientes por lo cual se harán promociones mediante ventas personales y ensayos gratuitos, utilizando las relaciones públicas que se enfoca a eventos sociales para dar a conocer el producto nuevo. El segundo enfoque se relaciona con los usuarios, por lo que se desarrollará publicidad del producto a través de internet, diarios y televisión, para entregar conocimientos del material de construcción.

Para la comercialización se utilizarán distribuidores que corresponden a los clientes minoristas que ofrecerán el producto de manera masiva al consumidor final. Para lograr la comercialización, se utilizará personal interno de la compañía como fuerza de venta, que cumplirán el objetivo de ofrecer el producto a los dos tipos de cliente. Finalmente el proceso de venta se realizará de manera directa, asociada al cliente mediante el agente interno o en el lugar representado por la fábrica productora, que se relaciona más bien a la entrega del producto. Potencial de crecimiento Se propone una estrategia de crecimiento en el largo plazo basada en la ampliación de la capacidad productiva de la planta y la diversificación de la línea de productos que se pueden fabricar con ceniza de carbón o con una base ecológica. La gama de materiales de desechos con los que se pueden fabricar ladrillos es amplia y actualmente se investiga en otros países como Argentina, la fabricación de ladrillos basados en envoltorios, plásticos o cascaras de maní y en el Reino Unido se estudian ladrillos a partir de desechos tales como partículas de vidrio, escoria metalúrgica, lodo del alcantarillado, y residuos de incineradores. Por el otro lado, la gama de usos para la ceniza de carbón es amplia. Las propiedades cementantes que ésta tiene ayudan a fabricar materiales de construcción de mejor calidad. Barreras potenciales para la implementación comercial de los resultados del proyecto Las principales barreras que se observan para la implementación del proyecto tienen relación con la competencia directa y con el aspecto legal. Debido a que la estrategia de costos con la que se pretende ingresar al mercado será agresiva para la competencia, ésta se podría ver muy afectada y mostrar tácticas defensivas. Además los aspectos legales para la nueva materialidad, como la creación de nuevas normativas podrían requerir más tiempo del estimado.

4.2.

Estudio Técnico

En el presente estudio se dan a conocer los aspectos técnicos del proyecto con la finalidad de medir su viabilidad y mantener ciertas consideraciones al momento de tomar las decisiones de inversión. Se abordan áreas técnicas asociadas al proceso de fabricación de los ladrillos ecológicos, determinando la cadena productiva y especificando la distribución de la planta para una mayor efectividad en sus procesos. También se determinaron especificaciones técnicas para ladrillos cerámicos que se rigen por las normas del Instituto Nacional de Normalización (INN), que servirán de pauta para la fabricación del ladrillo ecológico. Dentro del análisis operacional se consideró la estructura actual de la organización, dando relevancia a los conocimientos y servicios con los que la empresa cuenta, considerando el proyecto como una nueva línea de negocio. 4.2.1. Plan Operacional Ciclo Operacional El ciclo operacional para la fabricación de ladrillos se divide en tres procesos: recopilación de materia prima, proceso de producción y almacenamiento de producto terminado12. La recopilación de materia prima considera el almacenamiento de todos los insumos necesarios, que son: ceniza, cal y gravilla. La recopilación de cenizas es un proceso constante debido al difícil almacenamiento de ésta. Para el proceso de producción la materia prima es limpiada y transportada. Luego los insumos pasar por un mezclador y un agitador. Cuando la mezcla está lista, ésta pasa por la prensa para formar los ladrillos. En este punto el material aún es fresco por lo que los ladrillos son muy delicados y deben ser tratados con cuidado. Para terminar el ciclo operacional los ladrillos son llevados a un horno donde deben cocerse por 3 días. Al finalizar los productos terminados son apilados para su almacenamiento y posterior venta. El la Figura 5 que se encuentra a continuación se muestra el detalle del ciclo operacional con los tiempos asociados a cada proceso. El ciclo completo contempla 11 días.

Información proporcionada por planta de fabricación de ladrillos en China.

Figura 4. Carta Gantt del Ciclo Operacional de la Planta

Localización Geográfica La planta debe ser localizada en las cercanías de la central termoeléctrica que abastecerá con la ceniza de carbón ya que éste último es el material más importante para la fabricación del ladrillo y además se requiere trabajar directamente con las termoeléctricas. XXXXXXX mantiene buenas relaciones con las centrales termoeléctricas ubicadas en Mejillones, en donde presta sus servicios ingenieriles y de mantención por lo cual es de consideración instalar la fábrica productora de ladrillos ecológicos alrededor de ésta. La localización puede representar una ventaja para las empresas clientes ya que no existe una fábrica de ladrillos en la zona, por lo cual puede generar buenas oportunidades de negocio. Debido a la localización mencionada a las afuera de Mejillones, se requerirá trabajadores de la misma ciudad o de Antofagasta que realicen dicha labor de fabricación del ladrillo, por lo cual se consideraría un transporte de personal. Instalaciones Las instalaciones se consideran de manera ordenada basándose en el layout por producto, el cual determina y sectoriza los componentes en función de las etapas por las cuales pasa la materia prima procesada para formar el producto finalizado13. De esta manera es recomendable realizar un ordenamiento de maquinaria por área de trabajo con personal especializado que cumpla las

http://www.ccee.edu.uy/ensenian/catadprod/material/layout2005.pdf

funciones correspondientes a cada una, de esta manera sectorizar las maquinarias necesarias para la transformación de la materia prima. El área asociada al almacenamiento de las materias primas se ubica al comienzo del proceso productivo, consta de un almacenamiento de grava la que se harnea a cierta granulometría para luego ser transportada hacia el primer chute mediante correa transportadora. Luego es mezclada con la ceniza, que llega por ductos mediantes el proceso de fluidización. Finalmente se genera una mezcla para luego transportarla a ductos metálicos y hacerla reaccionar con agua y cal, material almacenado por separado a la grava. De esta manera se contempla la cadena productiva del área de almacenamiento de insumos. El área asociada al proceso de modelaje del ladrillo, corresponde al proceso de producción. Es por esto que el layout también se comporta de manera secuencial para el ordenamiento de las máquinas, las que siguen la siguiente cadena productiva: la mezcla de la materia prima obtenida de los ductos metálicos pasa a un agitador continuo que elimina grumos y genera una mezcla de los tres componentes más homogéneos, luego pasa mediante correas transportadoras al depósito correspondiente a la matriz que trabaja en conjunto con la prensa para generar físicamente el ladrillo ecológico, finalmente se extraen los ladrillos y se almacenan para entrar al horneado. La siguiente área corresponde al proceso de horneado y almacenamiento de ladrillos, el cual contiene una caldera y hornos que cumplen la función de autoclaves que trabajan bajo presión de vapor. Los ladrillos pasar por el horno y luego son retirados y almacenados en la bodega final mediante transporte mecánico. En la Figura 6 que se encuentra a continuación se muestra un diagrama de la planta y los procesos anteriormente descritos. En la Tabla 6 se detallan lo que corresponde a cada número en la Figura 6.

5 6 9

4 1

Figura 6: Distribución Planta en China.

Número

Sección

Cal Ceniza Escoria

Torre de mezcla

Silos de reacción

Sala de producción

Hornos

Almacenaje

Sala de control

Tabla 6: Nomenclatura Figura 6

Equipos La maquinaria requerida para el proceso, existe en el mercado y es de uso industrial por lo que su adquisición no representa una dificultad para el proyecto. Las maquinarias necesarias para la

producción de ladrillos se muestran en la Tabla 7 que se encuentra a continuación, con sus costos respectivos de adquisición. Maquinaria Silo de almacenamiento ceniza Cargador de grava Harnero Correa transportadora winches para correas Chute de descarga Tuberías Mezcladores

Descripción

Costo

Especificaciones

Carga grava a la correa transportadora Herramienta que filtra la grava Tipo de transporte del material Potencia de giro que entrega la maquinaria a las correas Herramienta que dirige a las correas Elemento para transportar las cenizas Marca Fegtian modelo FRM-100

Arriendo

$ 20.000.000

$ 1.980.000

Rendimiento 20 m3/hr con 9 metros de largo Entrega la potencia necesaria para aguantar la carga de la correa

A pedido

No determinado A pedido

$ 432.000

Potencia 15 watts capacidad 100 kg velocidad rotación 480 r/min peso 270 kg

Marca Zhangjiangang Naili Machinery Factory Modelo SHR Máquina que crea el ladrillo

$ 24.000.000

Capacidad 5.500 lt poder 1,1-100 KW velocidad 370-2000 rpm

$ 22.500.000

Marca Yigong

$ 50.000.000

Máquina automática de 30 bloques por molde, prensando de 20 segundos y de potencia de 32 KW Presión máxima 1,65 Mpa

Silos de reacción Agitadores

Prensa moldaje

Hornos autoclave

Tabla 7: Detalle de las maquinarias necesarias para el proceso productivo. Fuente: Elaboración Propia

La capacidad productiva de la planta se define en parte por las características de la prensa de moldaje. Existen diversos tipos de prensas y la producción depende del modelo del ladrillo. La prensa considerada para la planta puede producir 3 tipos de ladrillos: estándar, poroso y hueco. La capacidad de producción se muestra en la siguiente tabla: Maquina

Bloque estándar

Bloque poroso

Bloque hueco

Dimensiones (mm)

240*115*53

240*115*90

400*200*200

Bloques x prensa duración ciclo (segundos) ladrillos/hora horas/día días/semana

30 20 5400 8 5

14 20 2520 8 5

6 20 1080 8 5

semanas/mes meses/año ladrillos/año

4 12 10.368.000

4 12 4.838.400

4 12 2.073.600

Tabla 8: Capacidad productiva de la planta

Estrategia y Plan El plan de negocio contempla dos aristas: Diseño de productos y Fabricación. El Diseño de productos requiere de fabricación de matrices para la prensa de moldaje. La Fabricación requiere del proceso de Producción, Bodegaje, Venta y Distribución. El proceso productivo requiere de los procesos de Abastecimiento, Mezcla, Procesamiento, Moldaje y Horneado. La siguiente figura muestra los procesos.

Distribución

Fabricación matrices

Diseño product

Venta Producción

Bodegaje

Horneado Mezcla Procesamiento

Moldaje

1. INVENTARIOFigura 7: Diagrama del Proceso Productivo. Fuente: Elaboración Propia

La estrategia escogida es la de producción por lotes, lo que implica distintos diseños del producto. La producción es estandarizada y en altos niveles de volúmenes, acorde a la necesidad o demanda de cada producto. El único cambio de configuración posible se realiza con el cambio de matriz en la prensa, para darle distintas formas al ladrillo, ya que el material base de la fabricación corresponde a una mezcla estándar y de iguales proporciones en cada caso14. 1. NIVEL DE PRODUCCIÓN El tamaño de la planta se define a partir de la oferta de ceniza proveniente de la central termoeléctrica. La central de Mejillones actualmente genera 46.936 ton/año, cantidad que permitiría fabricar 26.800.000 ladrillos/año aproximadamente. 14

Chase-Jacob-Aquilano. Administración de la Producción y Operaciones. Décima Edición

A fin de lograr ese nivel productivo se requieren 2 silos de almacenamiento de ceniza y 3 silos de reacción exotérmica los cuales se cargan 3 veces al día. Para cada silo se requerirá de una prensa de moldaje que permite hacer el proceso continuo. Se dispondrá de 3 hornos que serán llenados al final de cada día, lo que permitirá tener un día de holgura para mantenciones. Además se requerirá trabajar en turnos de 12 horas diarias los 7 días de la semana. El diseño productivo se muestra en Figura 8 a continuación:

Figura 8. Proceso Productivo Planta Antofagasta

2. INVENTARIO En el proceso productivo se requiere de dos almacenamientos: de materia prima y de producto terminado. Debe existir espacio físico para almacenar escoria, cal y ceniza. Esta última se abastece directamente desde la planta por cañerías, pero igualmente requiere de un almacenamiento. Los niveles de almacenamiento del producto finalizado son de grandes volúmenes por lo cual se requiere de un espacio amplio para almacenarlos. El producto no tiene caducidad por lo que no requiere de un alto nivel de rotación ni de tratamiento especial. 3. CONTROL DE CALIDAD El control de calidad para los ladrillos tiene relación con las especificaciones técnicas y las normativas chilenas para estos productos, a fin de que pueda ser comercializado. Para verificar si los ladrillos cumplen o superan los requerimientos se deben realizar pruebas en piloto, antes de elaborar un batch de producción para establecer así la “receta” de producción y después de elaborado el batch contrastar los resultados obtenidos a través de pruebas normadas. 4.2.2. Plan de Recursos Humanos

La estructura organización es de tipo monofuncional ya que centra la autoridad en una persona o grupo de personas que se ocupan de las decisiones y funcionamiento de la organización y desciende en jerarquía según los requerimientos de la empresa. Personal Clave A continuación se analizará el personal necesario para la fábrica de producción de ladrillos ecológicos determinando características técnicas, genéricas de los responsables de los trabajos realizados y a la vez estimaciones de cantidad y sueldo. 1. COMPETENCIAS TECNICAS El modelo de producción corresponde a un proceso semiautomático, en el que se requieren aproximadamente 20 personas. El proceso productivo requiere de la mayoría del personal quienes no necesitan conocimientos especializados, mientras que la administración de la planta es manejada por menos personal y con competencias más especializadas, principalmente en sistemas de control informático, electrónico y también mecánicos. 2. RESPONSABILIDADES La mano de obra no especializada tiene la responsabilidad del proceso productivo y debe conocer el área de trabajo, el funcionamiento de las maquinarias y sus requerimientos. Por otro lado la mano de obra especializada tiene la responsabilidad de supervisar el trabajo y conocer el funcionamiento de las máquinas. Finalmente los ingenieros tienen la responsabilidad de supervisar el trabajo en la planta en la sala de control, deben conocer al personal, conocer el proceso y sus requerimientos. 3. NÚMERO DE SUBORDINADOS Y SUELDOS Para cumplir con la meta productiva de la planta se requieren 12 horas de trabajo diarias, los 7 días de la semana por lo que requerirán personal de operaciones con turnos rotativos de 7x7 días y personal administrativo con turno de 5x2 días 2. Para El funcionamiento de la planta una cantidad aproximada y referencial considera una dotación de personal en su totalidad de 15 trabajadores dentro de la fábrica, debido a la simplicidad del proceso productivo y al nivel de automatización existente. Dentro de esta cantidad se estima que sería una dotación de personas como mano de obra directa, 3 que estén a cargo del control del proceso productivo y 2 supervisores de terreno que realicen y tomen decisiones sobre el proceso productivo realizado.

4.3.

Estudio Económico

El estudio económico pretende determinar cuál es el monto de los recursos necesarios para la realización del proyecto, cuál será el costo total de la operación de la planta, así como otra serie de indicadores que servirán de base para la evaluación del proyecto. Mano de obra directa Se determinaron costos asociados al personal, considerando sueldos brutos por cada especialidad y función que tendrán dentro de la planta piloto. Los sueldos son estimativos y se obtuvieron analizando el mercado laboral. Estos sueldos corresponden a los valores mensuales. Una cantidad aproximada y referencial considera una dotación de personal en su totalidad de 20 trabajadores dentro de la planta. A continuación se muestra la tabla de sueldos respectiva: Tipo de Trabajador

Cantidad de Personal

Cargo

Sueldo Mensual

Mano de obra no especializada Mano de obra especializada Ingenieros de sistemas

Operarios

250.000-400.000

Técnicos

500.000-650.000

800.000-900.000

Ingenieros

Personal a cargo de Control Supervisores

1.000.000-1.300.000

Tabla 9: Tabla de sueltos para trabajadores de la planta. Fuente: Elaboración Propia

Costos de maquinaria Estos costos se refieren al costo de utilización y no de adquisición ya que estos últimos se detallan en los costos de inversión. Los costos de usos de maquinarias se refieren a los costos de mantención y repuestos. Se estimó que el costo de mantención inicial corresponde al 1% de los costos de adquisición de las máquinas, aumentando un 1% cada año. Sin embargo se recomienda obtener información de usuarios que utilicen las máquinas mencionadas para tener especificaciones más concretas y exactas, información que se debe adquirir en conjunto con el proveedor. Costos Variables de Producción Los costos variables tienen relación con la adquisición de cal, ya que tanto el carbón como la escoria son entregados proporcionados por la central termoeléctrica. El mayor proveedor de cal en la región es Inacesa y vende el producto $98/kilo. Aproximadamente el 15% del ladrillo es compuesto de cal. Agregar Escoria o Graba Depreciación El valor de la depreciación se calculó a 5 años, con valor residual igual a cero y valor a depreciar igual al valor de la inversión, por lo que la cuota de depreciación es equivalente a $62.426.000 anual.

Determinación de la Inversión La inversión que se requerirá para iniciar actividades dentro de la planta corresponde a los siguientes ítems. La información obtenida corresponde a lo investigado en el estudio técnico y como información complementaria se utilizaron las referencias enunciadas. ítems Infraestructura15

Características Galpón de referencia correspondiente aprox. a 400 m2 construidos

Precio Unitario

Unidades

Monto Inversión

$ 100.000.000

Silo de almacenamiento ceniza Mezclador

Maquinaria para homogeneización

432.000

Silo de reacción Agitador Prensa Moldaje Autoclave16 Harnero Correa Transportadora

432.000

3 Maquinaria para homogeneización Maquinaria para fabricar los ladrillos prototipo Maquinaria para vulcanizar los ladrillos Herramienta que filtra la grava Rendimiento 20 m3/hr con 9 metros de largo

$ 24.000.000

22.500.000

$ 50.000.000

$ 100.000.000

$ 20.000.000

$ 1.980.000

67.500.000

Tabla 10: Inversión para la planta manufacturera

Costos Los costos asociados a la producción no se han determinado aún, sin embargo se tiene una estimación del costo total de la fabricación de una planta de trabajo que cumple con una producción equivalente a 9.120 ladrillos por hora con una ubicación territorial equivalente 20.000m2 utilizados y que representa un costo correspondiente a US$4.000.00017. Cabe destacar que las dimensiones de la planta utilizada como referencia exceden en dimensiones y niveles productivos con la estudiada en dicho proyecto, pero se consideró como una fuente de información importante de comparación y estimación.

http://www.galponessantiago.cl/productos.html http://spanish.alibaba.com/product-gs/brick-making-machinery-aac-autoclave-327263383.html 17 Información recopilada de fábrica China visitada por el Gerente General de XXXXXXX. 16

4.4.

Evaluación del Proyecto

Para la evaluación del proyecto se utilizó el flujo de caja propuesto por INNOVA CORFO para la evaluación de proyectos a través de la línea de apoyo de “Innovación empresarial Individual”. El flujo considera una lista de variables que se mencionan a continuación con sus respectivos supuestos: 1. Nivel de producción: se consideró un nivel de producción basado en la cantidad de ceniza generada por la centran de Mejillones, siendo 2.500.000 ladrillos/año considerando un aumento en la producción de un 1% el primer año, 2% el segundo año, y así sucesivamente. 2. Precio: Se estimó un precio inicial equivalente al 80% del valor del ladrillo cerámico, lo que corresponde a $198/ladrillo. Este valor aumenta cada año en la misma proporción que el nivel de producción. 3. Costos fijos de producción: equivale a la suma de los costos de mantención, electricidad y petróleo especificados en el estudio económico. 4. Costos variables de producción: se consideró sólo el precio del oxido de calcio o cal viva, ya que la ceniza y la escoria serán entregada por la central termoeléctrica sin costo. El precio del oxido de calcio es equivalente a $98/kilo. 5. Gastos administrativos, ventas y comercialización: se consideró el costo de los recursos humanos especificados en el estudio económico. 6. Depreciación: la depreciación de los activos se realizó en un periodo de 5 años para todos los equipos, con un valor residual igual a cero. 7. Inversión: se consideraron todas las maquinarias mencionadas en el estudio económico. 8. Terreno: no se consideró este ítem ya que el terreno será entregado por la central termoeléctrica sin costo para el proyecto. 9. Capital de trabajo: se considero un capital de trabajo equivalente a los egresos del primer año del proyecto.

Items/Años

INGRESOS Producción Precio Equivalente Ingresos Totales

TREMA VAN $ TIR

$ $ $

2.500.000 198 495.000.000

$ $ $

2.525.000 200 504.949.500

$ $ $

2.575.500 204 525.349.460

$ $ $

2.652.765 210 557.343.242

$ $ $

2.758.876 219 602.822.450

-$ -$

50.766.752 73.500.000

-$ -$

57.925.955 74.235.000

-$ -$

65.569.687 75.719.700

-$ -$

73.746.399 77.991.291

-$ -$

82.509.391 81.110.943

-$ -$ -$

112.800.000 185.113.600 422.180.352

-$ -$ -$

122.250.000 138.835.200 393.246.155

-$ -$ -$

131.700.000 92.556.800 365.546.187

-$ -$ -$

141.150.000 46.278.400 339.166.090

-$ $ -$

150.600.000 314.220.334

$ 15% -$ $ $

72.819.648 10.922.947 61.896.701 185.113.600

$ -$ $ $

111.703.345 16.755.502 94.947.843 138.835.200

$ -$ $ $

159.803.273 23.970.491 135.832.782 92.556.800

$ -$ $ $

218.177.152 32.726.573 185.450.579 46.278.400

$ -$ $ $

288.602.116 43.290.317 245.311.799 -

247.010.301

233.783.043

228.389.582

231.728.979

245.311.799

EGRESOS Costos Fijos de Producción Costos Variables de Producción Gastos de Adm., Ventas y Comercialización Depreciación y Amortización Egresos Totales Utilidad Antes de Impuesto Impuesto a las Utilidades (15%) Utilidad después de Impuesto Más Depreciación y Amortización INVERSIONES PARA Proyecto Productivo -$ Capital de Trabajo para la Producción -$ RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN ACTUALIZACIÓN FLUJOS FUTUROS (6-10 Años) FLUJO NETO DE CAJA -$

231.392.000 422.180.352

653.572.352 12% 202.370.621 24%

5. Planta Piloto 5.1. Resumen del proyecto El proyecto que se describe a continuación corresponde a la instalación de una planta piloto, que se pretende postular a las líneas de financiamiento de CORFO. En el presente informe se detallan los requerimientos técnicos y de recursos humanos para la planta piloto, además de los costos asociados a los recursos y el costo total del proyecto. El objetivo de comenzar con una planta piloto es minimizar el riesgo comercial. Las producciones en la planta piloto permitirán encontrar la mezcla correcta para que los ladrillos cumplan con las normas chilenas de materiales de construcción. Una vez fabricada la nueva materialidad se podrán establecer nuevas normativas específicas para el nuevo producto. Además se podrá estimar con mayor seguridad la demanda del ladrillo. Por último, la planta piloto entregará la oportunidad de investigar otros usos para la ceniza de carbón que permitirá a las termoeléctricas entregar todos sus desechos para un reuso comercializable.

5.2. Requerimientos técnicos 5.2.1. Plan Operacional Dado que el propósito de la planta piloto está orientado a probar el proceso productivo en una menor escala, a la investigación con la ceniza y desarrollo de ladrillos a partir de ésta (I+D), se recopiló información de fuentes primarias y secundarias para determinar las áreas de trabajo necesarias. Se determinó que estas áreas corresponden a: área de abastecimiento, área de producción, área de fabricación de ladrillos y área de pruebas técnicas. Las pruebas técnicas se basan en la normativa chilena para el ladrillo cerámico vigente en la actualidad. De acuerdo al rubro del negocio, se determinó el ciclo operacional que contempla los tiempos de los procesos para cada una de las áreas mencionadas. Además se investigó sobre los instrumentos necesarios para el funcionamiento de la planta piloto, asociados a la fabricación de ladrillos y a las pruebas técnicas. Esta información se obtuvo de primera fuente de la empresa XXXXXXX y del Instituto Nacional de Normalización Chilena y de segunda fuente de cotizaciones de las máquinas. Se determinó el personal necesario para la planta piloto que corresponde a analistas químicos, de materiales y técnicos, por lo cual no se requiere de un personal con un alto grado de especialización.

Ciclo Operacional El funcionamiento de la planta piloto se divide en tres procesos que se complementan formando un ciclo operacional completo. El primer proceso corresponde a la recopilación del material, principalmente ceniza, ya que corresponde a la materia prima base para la fabricación del ladrillo. Debido a la importancia de la ceniza para el proceso, el centro de investigación debe conocer sus cualidades y propiedades químicas, por lo cual se utilizará un agente externo que realice análisis químico a la ceniza. El almacenamiento de los insumos restantes se adquirirá de manera propia, debido a que no ejercen un gran grado de diferenciación y no representa un elemento crítico dentro del método de utilización. El segundo procesos consta de la fabricación del ladrillo. Es importante destacar que la fabricación se realizará en la planta piloto en cantidades bajas y serán solo de uso exclusivo para obtener información acerca este producto en particular, información que considera sus propiedades químicas, proporciones de material utilizado para su fabricación y otras cualidades determinadas importantes por los expertos del área. El tercer proceso corresponde a las pruebas que se deban realizar al producto piloto fabricado. Las pruebas a desarrollar, se regirán bajo las normativas chilenas NCh167, NCh168 y NCh16918 que determinan los requerimientos para el ladrillo cerámico. Se utilizará esta normativa como guía de comparación ya que el ladrillo de ceniza cumple la misma funcionalidad de los ladrillos cerámicos. El siguiente diagrama muestra el ciclo operacional para la planta piloto. Se pueden identificar las actividades específicas para cada uno de los 3 procesos mencionados. El ciclo operacional completo dura 14 días.

Instituto de Normalización Chilena www.inn.cl

Figura 9. Carta Gantt del Ciclo Operacional de la Planta Piloto

Localización Geográfica La planta piloto no tiene restricciones relacionadas a su ubicación debido a que los procesos no consideran atención especial en cuanto a contaminación y otras limitaciones. Debido a que se realizarán pruebas de material se debe verificar el espacio físico que debe tener la inmediación, siendo una buena ubicación el Barrio Industrial ubicado en la Chimba, del cual se cotizó un terreno de 480 m2. Instalaciones El layout considera un orden según las actividades que se realizan en la planta piloto. Debido a que existen tres actividades independientes la mejor opción para el ordenamiento es un layout por proceso19. De esta manera es recomendable realizar un ordenamiento de maquinaria por área de trabajo con personal especializado que cumpla las funciones correspondientes a cada una, sectorizando las distintas áreas como almacenamiento de insumos, fabricación del producto en base a ceniza y pruebas al material basada en las normativas existentes en Chile.

http://www.ccee.edu.uy/ensenian/catadprod/material/layout2005.pdf

El área asociada al almacenamiento de insumos se ubica al comienzo del proceso y consta de una bodega para almacenar bajas cantidades de grava fina, cal y cemento. En el caso de la ceniza será almacenada de acuerdo a los resultados y análisis que se hayan realizado por agentes externos al centro, las cuales se identificarán por tipo de quema, composición química y otras cualidades que serán necesarias de acuerdo a lo que estime conveniente los mismos analistas. El área asociada a la fabricación del ladrillo ceniza parte con la investigación de las proporciones de materia prima y la mezclas asociadas con la finalidad de fabricar distintos tipos de ladrillos basados en las distintos tipos de mezclas. Este tipo de layout correspondería a una pequeña área de estudio asociado a analistas químicos. Luego de identificar y seleccionar la mezcla se procede a fabricar los ladrillos prototipo para lo cual se requerirá una matriz y una prensa para moldear la mezcla y formar el ladrillo, en conjunto a la vez deberá tener un autoclave que generará calor para el cocimiento de los ladrillos de prueba en base a una caldera20. Esta área se ordenará utilizando un layout de producto debido a que el proceso debe seguir una cadena productiva. La siguiente área corresponde al proceso de prueba del producto prototipo fabricado, de la cual se considerarán los análisis que exige la normativa chilena con respecto a los ladrillos. Dentro de esta área de pruebas se trabajará con un layout celular debido a que las maquinarias se utilizan en diversas pruebas realizadas al material bajo dichas normativas. Equipos La maquinaria utilizada no es especializada por cada área de trabajo sino más bien son maquinarias ya existentes y de fácil acceso para la compra. En caso de los trabajos en área de adquisición se requiere una grúa de carga y descarga para el apilamiento y transporte de cada uno de éstos. En el área de fabricación de ladrillos prototipo para las pruebas se requiere un laboratorio para estudiar distintos tipos de mezclas y proporciones de cada uno de los materiales para utilizar. Dentro de este laboratorio se mantendrá un mezclador y agitador para homogeneizar la mezcla realizada. Para fabricar el ladrillo se utilizará una matriz que funcionará con la prensa moldeadora y generará los ladrillos físicamente. Para finalizar el proceso fabricación se utilizará una autoclave de bajas dimensiones para hornear mediante vapor los ladrillos creados por la prensa. Para generar el vapor necesario en la autoclave se requerirá de una caldera de 5 a 26 bar. Dentro del área de las pruebas técnicas que se someten los ladrillos, se utilizarán maquinarias de baja graduación que son prensas, estufas, balanzas, hornos ventilados y herramientas de medición milimétricas de metal21. Las máquinas nombradas en cada proceso serán analizadas con más detalle a continuación y se entregarán las especificaciones que tienen cada una de éstas por cada área de trabajo que tendrá el centro de investigación. Para el caso de las pruebas a ladrillos, se revisarán las maquinarias asociadas a cada una de éstas. La información recopilada provenientes de fuentes secundarias y de consultas a proveedores y se muestran en la siguiente tabla22:

Información recopilada por la empresa visitada por el Gerente General de XXXXXXX. Información obtenida por el LIEMUN, institución de prueba de materiales ubicada en la UCN. 22 www.skcrental.cl 21

Maquinaria

Descripción

Costo compra/arriendo

Especificaciones

Almacenamiento Estudios y Pruebas del producto prototipo

Prensa de Compresión

Marca Santec Exim PVT

$2.160.000

Balanza Precision Digital 0,5 gr y 0,1 gr

Marca Mettler Toledo

$100.000

Horno Ventilado

Marca Pyradia Modelo F100/F100HP

$1.180.000

Estufa de Desecación

Marca ICT modelo 632/2

$960.000

Prensa de dos platos metalicos diseñado para utilización en laboratorio resolución 1 mg a 1 g alcance máximo 64 kg. Peso mínimo 0,012 gr. ancho 50 cm profundidad73 cm altura 79 cm peso 81 Kg potencia 1,5 KW temporizador 0-99 horas capacidad 20 Lt temperatura 50-250ºC precisión (+-) 1ºC dimensión 62 x 45 x 52 cm peso 30 Kg. Consumo 1,2 KW

Tabla 11: Maquinarias para pruebas del producto

http://spanish.alibaba.com/product-gs/industrial-mixers-288832880.html http://www.alibaba.com/product-gs/307042217/Series_high_speed_mixer.html http://www.directindustry.es/prod/aeroform-france/autoclave-37675-317866.html http://www.servimet.cl/petroleo_gas_pocket_mix.html http://www.alibaba.com/product-tp/216317171/Compression_Molding_Presses_machine.html http://es.mt.com/es/es/home/supportive_content/specific_overviews.Laboratory_Balance.oneColEd.html ?sem=09010323 http://www.directindustry.es/prod/memmert/estufa-de-laboratorio-de-doble-puerta-pass-through28305-444165.html http://www.ictsl.net/productos/01d63694a80f7db0d/01d63694f6085a501.html http://spanish.alibaba.com/product-gs/fly-ash-brick-making-machine-adobe-brick-making-machine333132009.html

Maquinaria

Descripción

Costo compra/arriendo

Especificaciones

Almacenamiento Grua Horquilla

Grua eléctrica de 4 ruedas. Toyota FG20

$8.000/hr

Máquina de gas/bencina con capacidad de carga de 2000 kg.

Fabricación Producto Prototipo Mezclador

Marca Fegtian modelo FRM-100

$432.000

Agitador

Marca Zhangjiagang Naili Machinery Factory Modelo SHR

$24.000.000

Prensa y moldaje de ladrillos

Marca Cangxi modelo QMJ4-35

$2.400.000

Autoclave

Marca Aeroform modelo lab 115-120

$24.960.000

Caldera

Marca servimet modelo pocket mix V-250 de petroleo y gas

$12.480.000

Potencia 15 Kwatts capacidad 100 kg velocidad rotacion 480 r/min peso 270 kg capacidad 5-500 lt poder 1,1-100 kwatts velocidad 370 - 2000 rpm ciclo 35 segundos peso 750 kilogramos medidas 1250 x 1350 1580 mm diámetro 1000 mm largo 1500 mm presión máxima 10 bar temperatura máxima 220ºC anchos 1500 mm largo 1730 mm altura 2290 presión maxima 12 bar carga de vapor 250 kg/vh peso 1630 kg.

Tabla 12: Maquinarias para la planta piloto.

Estrategia y Plan El proceso que contempla la planta piloto abarca tres procesos, destacando: el de investigación de mezclas y proporciones de los insumos para la fabricación del material y un proceso productivo que se manifiesta mediante una cadena productiva secuencial como un proceso de estudio del producto fabricado que tendrá como base la utilización de las normativas chilenas de calidad. El primer modelo corresponde a la investigación y desarrollo (I+D), el cual genera valor al negocio de la implementación del centro de investigación y que a su vez tiene la misión de determinar la mejor mezcla para generar ladrillos a base de ceniza y determinar sus proporciones óptimas. El segundo modelo que corresponde al de producción y que a su vez contempla una estrategia de producción a pedido23 que contempla un solo tipo de producto pero no estandarizado, sino acorde a variantes de proporciones, mezclas y tipo de material utilizado para su posterior estudio técnico, por lo cual se considerará producir en bajos volúmenes acorde a las necesidades y requerimientos de dichos estudios establecidos en el proceso de pruebas. Cabe destacar que el negocio del centro de investigación no corresponde a esta área de trabajo.

Chase-Jacob-Aquilano. Administración de la Producción y Operaciones. Décima Edición.

El tercer modelo corresponde a la investigación del producto fabricado el cual contempla la parte legal del producto y que tiene como misión definir la calidad de éste mismo rigiéndose por normativas chilenas establecidas para un producto similar y comparable que corresponde al ladrillo cerámico. La finalidad de la planta piloto corresponde básicamente a la investigación de las materias primas del ladrillo24 por lo cual el proceso se determina estándar y no genera grandes cambios en la secuencia del ciclo operacional. Sin embargo solo existen cambios a nivel de laboratorio en donde se considerarán los distintos tipos de mezclas y proporciones para generar los ladrillos. A continuación se muestra la estrategia de negocio que tendrá el centro de investigación y sus procesos identificando las actividades principales que se encuentran remarcadas con una circunferencia y las actividades de apoyo que se encuentran enmarcadas con un cuadrado.

Abastecimiento

I+D en mezcla de insumos

Producción

Moldaje

Estudios y Pruebas al producto

Horneado

1. INVENTARIO Existen dos tipos de inventario que se administraría en la planta piloto que corresponde a insumos y se pueden identificar dentro del área de abastecimiento como en el área de estudios y pruebas a los ladrillos prototipo y un inventario de conocimiento. Dentro del área de abastecimiento contempla el inventario del material que se está investigando y a su vez representa el negocio enfocado en I+D. Debido a esto se requiere un inventario minucioso de cada propiedad química, física y otras establecidas por los expertos. Sin embrago existe un nivel de inventario intelectual que se genera mediante las diversas pruebas que se van desarrollando y el cual se representa como el inventario del producto finalizado y éstos corresponden a los informes generados al momento de realizar dichas investigaciones en el estudio de proporciones y mezclas para la fabricación de ladrillos. 24

Información entregada por Gerente General de XXXXXXX.

2. CONTROLES DE CALIDAD Existen controles asociados al centro de investigación como las ISO 9000 que generan confiabilidad y solidez en las labores que debe realizar el centro de investigación, a su vez contempla posibles adquisiciones de certificaciones ISO 14000, que abarca estándares analizados a nivel medio ambiental. Con respecto a la calidad del producto prototipo estudiado se medirán mediante las normativas establecidas por el instituto nacional de normalización basándose específicamente en las normativas NCh167, NCh168 y NCh169, función que cumple el área de trabajo correspondiente al laboratorio de pruebas del centro de investigación25. 5.2.2. Plan de Recursos Humanos A continuación se analizará el personal necesario que se requerirá en la planta Piloto abarcando las tres áreas de asociadas correspondiente al de abastecimiento, producción y pruebas. Competencias Técnicas Existen tres modelos de procesos que contempla el negocio del cual se requiere por cada área de trabajo personal calificado, sin embargo el área en donde se considera un nivel de competencias técnicas mayor corresponde en parte al área de producción debido a que representa el área encargada de verificar los componentes necesarios para la correcta mezcla y proporción de fabricación del producto y es en donde se fundamenta la planta piloto correspondiente al de I+D en insumos para el trabajo con materia de desecho correspondiente a la ceniza. El personal técnico que genera valor al negocio corresponde básicamente a analistas químicos especializados en la investigación, sin embargo dentro de las otras áreas deben estar a cargo de personal capacitado debido a los trabajos que se deben realizar dentro del área de producción, por lo cual el personal debe contemplar conocimientos más que nada relacionado a la instrumentación utilizada y conocimientos básicos y necesarios sobre el proceso productivo del ladrillo. En caso del área de trabajo de pruebas, las que se realizan al objeto estudiado, se requieren analistas de materiales que realicen dichas pruebas y que a su vez tengan conocimientos en el área de ensayo. Responsabilidades Existen responsabilidades destinadas a los trabajadores de cada área, las cuales principalmente se encuentra relacionada a los analistas químicos, de quienes depende la sustentabilidad del estudio del producto. Existen responsabilidades en la planta piloto asociadas a los resultados que generarán al momento de realizar innovaciones. Estas responsabilidades se encuentran asociada a la eficacia y confiabilidad que genere la planta piloto dentro de la población de industrias existentes alrededor. Número de Subordinados y Sueldos Una cantidad aproximada y referencial considera una dotación de personal en su totalidad de 6 trabajadores dentro de la planta, debido al nivel de prueba que representará y la poca diversificación que tendrá en sus temas de investigación. Dentro de esta cantidad se estima que sería una dotación de 4 analistas químicos especializados en el área de investigación y 2 operarios 25

www.inn.cl

a cargo de la fabricación de los ladrillos de acuerdo a las especificaciones otorgada por los investigadores. Dentro del área de pruebas del producto prototipo estudiado se requerirán a 3 expertos en el área de análisis de materiales que tengan conocimientos sobre normativas técnicas asociadas a la planta. La administración de la planta piloto estará a cargo de un Ingeniero Químico con conocimiento y experiencia dentro del área abarcada. 5.2.3. Estudio Económico El estudio económico pretende determinar cuál es el monto de los recursos necesarios para la realización del proyecto, cuál será el costo total de la operación de la planta piloto, así como otra serie de indicadores. Los costos asociados a la planta piloto fueron determinados y se identificaron costos de personal, de maquinarias (mantención, consumo eléctrico), costos de externalización, de transporte, arriendos y adquisiciones de insumos para el funcionamiento del centro de investigación. Mano de obra directa Se determinaron costos asociados al personal, considerando sueldos brutos por cada especialidad y función que tendrán dentro de la planta piloto. Los sueldos son estimativos y se obtuvieron analizando el mercado laboral. Estos sueldos corresponden a los valores mensuales. Una cantidad aproximada y referencial considera una dotación de personal en su totalidad de 10 trabajadores dentro de la planta piloto, debido al nivel de prueba que representará el centro y la poca diversificación que tendrá en sus temas de investigación. Dentro del área de pruebas del producto prototipo se requerirán 3 expertos en el área de análisis de materiales que tengan conocimientos sobre normativas técnicas. La administración del centro estará a cargo de un Ingeniero Químico con conocimiento y experiencia dentro del área abarcada. A continuación se muestra la tabla respectiva: Tipo de Trabajador

Cantidad de Personal

Ingeniero Químico

Analistas Químicos

Analistas de Materiales

Técnicos

Cargo Encargado del Centro de Investigación Investigadores Personal a cargo Realizar Pruebas Técnicas Operarios

Sueldo Mensual $ Bruto 1.700.000 950.000 - 1.200.000 700.000 - 800.000 400.000 - 500.000

Tabla 13: Tabla de sueltos trabajadores plana piloto. Fuente: Elaboración Propia

Costos de maquinaria Los costos mencionados corresponden a la utilización de las maquinarias identificadas en del estudio técnico y operacional. Dentro de la utilización de las máquinas se identificó el consumo eléctrico, por lo que en la tabla siguiente se identificarán dichos consumos, y se estandarizará en unidades de KWatts/hora. Para esta medición se utilizó información del consumo hogar que tiene

la empresa Elecda en sus cobros domiciliarios y a su vez especificaciones técnicas obtenidas desde el estudio técnico y otras desde internet que serán referenciadas. Costo Kw/hr

$ 111

Máquina

Consumo Kwatt/hora

Uso Horas/semana

horas/mes

Mezclador Agitador Prensa moldaje26 Autoclave27 Prensa compresión28 Balanza Precisión Horno Ventilado Estufa de desecación

15 100 30 2 3 1,5 1,2

72 72 25 32 40 40 40

288 288 100 128 160 160 160

Costo consumo mensual $ 479.520 $ 3.196.800 $ 333.000 $ 28.416 $ 53.280 Despreciable $ 26.640 $ 21.312

Tabla 14: Consumo energético de las maquinarias. Fuente: Elaboración Propia

Otro costo de utilización se identifica al combustible que consume la caldera que se asocia a Petróleo Diesel [Lt/hora], Gas Licuado [m3/hora]. Información obtenida de especificaciones técnicas otorgadas por el fabricante29. Se determinará los costos mensuales asociado a la utilización de la caldera con cada uno de los combustibles ya mencionados, la que se determina a continuación:

Combustible utilizado Petróleo Diesel Gas Licuado

Precio asociado $/unidad volumétrica

Consumo caldera Lt/hr o M3/hr

Consumo en la semana

Consumo mensual

Costo Consumo mensual

518

19,2

768

3.072

$1.591.296

27,8

1.112

4.448

$9.874.560

2.220

Tabla 15: Costo de combustible

De esta manera se puede determinar el consumo que tiene la caldera, y debido al costo mensual conviene trabajar con petróleo Diesel. El costo asociado a la mantención de maquinaria fue determinado de manera estimativa por entrevista con experto en el tema y fue de manera comparativa con un centro de investigación ubicado en la segunda Región de Antofagasta30. 26

http://pdf.directindustry.es/pdf/millutensil/millutensil-prensas-de-ajuste-de-moldes-mil/27803-65937_10.html 27 http://www.siac.com.uy/contenidovariado/Manual%20AH-9-340-P-2.pdf 28 http://www.solostocks.com/venta-productos/maquinaria/otros/prensa-de-100-tm-motorizada-potenciamotor-4-cv-altura-2260-mm-ancho-100-635129 29 http://www.servimet.cl/petroleo_gas_pocket_mix.html

Se estimó que el costo de mantención corresponde al 1% de los costos iniciales de las máquinas, aumentando un 1% cada año. Sin embargo se recomienda obtener información de usuarios que utilicen las máquinas mencionadas para tener especificaciones más concretas y exactas, información que se debe adquirir en conjunto con el proveedor. Costos de servicios externalizados La planta piloto debe externalizar el análisis químico de la ceniza que usará, por lo cual incurrirá en un costo asociado dependiendo de lo solicitado, para cumplir con los procesos internos correspondientes. De esta manera se estimó dicho costo mediante entrevista de personal experto dentro del área de análisis químicos a materiales asociados a la minería31. Debido a la importancia de obtener los resultados y a su vez sean de carácter exacto, se obuvo información de cotización al centro de investigación de la Universidad de Concepción, que en la actualidad realiza pruebas similares. De esta manera se estima los costos asociados a realizar pruebas químicas y su respectivo transporte: Externalización de pruebas Químicas32 Transporte Total

$ 250.000 $ 40.000 $ 290.000

Tabla 16: Costo de externalización de servicios

Se estima que se realizarán al menos una pruebas de análisis químico por mes, por lo cual contempla un monto de de $290.000 mensual en cuanto a externalización de procesos. Costo de arriendo de maquinaria La planta piloto tiene costos de arriendo de maquinaria de carga y descarga de materiales dentro del área de almacenamiento. Debido a las condiciones en las que se trabajará no será necesario mantener dicha maquinaria de manera permanente. El costo asociado se muestra en la siguiente tabla33: Horario Normal 8:30 – 18:30 hrs.

Tarifa de arriendo por hora $8.000

Horas estimadas de utilización por mes 96 horas

Monto mensual de arriendo de grúa $768.000

Tabla 17: Costo de Arriendo de maquinaria

Determinación de la Inversión La inversión que se requerirá para iniciar actividades dentro de la planta piloto corresponde a los siguientes ítems. La información obtenida corresponde a lo investigado en el estudio técnico y para información complementaria se utilizaron las referencias enunciadas.

Entrevista experto Jose Bullet. Ingeniero Químico. Entrevista experto José Bullet. Ingeniero Químico. 32 Entrevista experto José Bullet. Ingeniero Químico. 33 Información otorgada por empresa que presta servicio de arriendo de grúas horquillas. 31

ítems

Características

Precio Unitario

Unidades

Monto Inversión

Terreno34

Superficie de 480 m2 ubicado en el sector de Chimba

$ 47.000.000

Infraestructura35

Galpón de referencia correspondiente aprox. a 400 m2 construidos

$ 100.000.000

Silo de almacenamiento Mezclador

Maquinaria para homogeneización

432.000

Silos de reacción

432.000

Agitador

Maquinaria para homogeneización

Prensa Moldaje

Maquinaria para fabricar los ladrillos prototipo

Autoclave36

$ 24.000.000

2.400.000

Maquinaria para vulcanizar los ladrillos

$ 24.960.000

Caldera37

Maquinaria que alimenta de vapor al autoclave

$ 12.480.000

Prensa de Comprensión38

Maquinaria para realizar pruebas a ladrillos

2.160.000

Balanzas de Precisión Digital

Instrumentos de laboratorios para pruebas

200.000

400.000

Horno Ventilado

Instrumento de laboratorio

1.180.000

960.000

40.000

Estufa de Desecación Normativas de Especificaciones Chilenas39

Instrumento de laboratorio Documento para realizar las pruebas técnicas a los ladrillos

Tabla 18: Inversión para la planta piloto

http://anfogasta.vivastreet.cl/loteos-lotes+anfogasta http://www.galponessantiago.cl/productos.html 36 http://www.alibaba.com/product-gs/283217073/Rotary_autoclaves.html 37 http://www.alibaba.com/product-gs/301875410/Industrial_Boiler.html 38 http://www.alibaba.com/product-gs/364610341/FRP_Compression_Molding_Presses.html 39 www.inn.cl 35

2.400.000

6. Conclusiones Generales A fin de postular a líneas de financiamiento de CORFO, se evaluó la pre-factibilidad de implementar una planta de ladrillos y además se determinaron los requerimientos para la planta piloto. Durante el estudio se obtuvieron las siguientes conclusiones: 1. El uso de ladrillos en la Segunda Región es bajo en comparación al resto del país, en porcentaje equivale al 3% de la demanda nacional. Esto se debe a que en la región no existen plantas que fabriquen ladrillos y eso genera que el producto tenga un valor muy elevado en comparación con los sustitutos. Actualmente la demanda de ladrillos en la región es aproximadamente 5.000.000 ladrillos/año. La capacidad productiva de la planta y la oferta de ceniza de la central termoeléctrica son capaces de proveer para satisfacer toda la demanda, sin embargo como estrategia de posicionamiento se considera abarcar el 43% de la demanda actual. 2. El ladrillo ecológico se fabrica en un 50% de ceniza, 25% de cal y 25% de escoria. La oferta de ceniza entregada por XXXX, principal cliente de XXXX es equivalente a 520 toneladas/día lo que permite una producción de 43.000.000 ladrillos/año. 3. La evaluación económica del proyecto arrojo resultados positivos, demostrando que es factible de llevar a cabo, bajo los supuestos mencionados en el informe. La tas interna de retorno es igual al 24% y el VAN =$202.370.000 aproximadamente. 4. La planta piloto propuesta tiene como objetivo obtener un producto comercializable y aceptado por estándares nacionales de construcción. Para ello la propuesta considera maquinaria para la fabricación de ladrillos y el posterior testeo de los mismos. El costo total del proyecto equivale a $500.000.000 en un periodo de 2 años.

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