dei 02 costes

DISEÑO DE EQUIPOS E INSTALACIONES

TEMA 2

ESTIMACIÓN DE COSTES Y RENTABILIDAD DE EQUIPOS

INDICE

2.0. OBJETIVO..............................................................................................................................................................2.1

2.1. FUNDAMENTOS DE LA EVALUACIÓN DE INVERSIONES. ..................................................................2.1

2.1.1 FACTORES QUE AFECTAN A LA RENTABILIDAD DE LAS INVERSIONES. ...................................2.1

2.2. ESTIMACIÓN DE COSTE FIJO DE CAPITAL .............................................................................................2.1

2.2.1 ELEMENTOS PARA LA ESTIMACIÓN DEL COSTE DE CAPITAL FIJO DE UN PROCESO QUÍMICO2.1 2.2.2 TIPOS Y PRECISIÓN DE LAS ESTIMACIONES........................................................................................2.3 2.2.3 CAPITAL TOTAL INVERTIDO (T.I.C). .......................................................................................................2.4 2.2.4 MÉTODOS RÁPIDOS DE ESTIMACIÓN. ...................................................................................................2.5

2.2.4.1 Coeficiente de Giro de Circulación .......................................................................................................2.5 2.2.4.2 Coeficiente de Inmovilización Unitario ..................................................................................................2.5 2.2.4.3 Método De Williams ................................................................................................................................2.6

2.2.5 MÉTODOS DE ESTIMACIÓN BASADOS EN EL COSTE DE EQUIPOS. MÉTODOS FACTORIALES.2.6 2.2.5.1 Método De Lang ......................................................................................................................................2.6 2.2.5.2 Método De Hand......................................................................................................................................2.6 2.2.5.3 Método De Cran ......................................................................................................................................2.7 2.2.5.4 Método De Chilton...................................................................................................................................2.7

2.2.6 ESCALACIÓN DE COSTES POR FECHA DE EJECUCIÓN......................................................................2.9 2.2.7 PRECISIÓN Y ERROR EN LA ESTIMACIÓN...........................................................................................2.10 2.2.8 COSTES DE INSTALACIÓN. ......................................................................................................................2.10

2.3. ESTIMACIÓN DE LOS COSTES DE PRODUCCIÓN. ...............................................................................2.11

2.3.1 VALORACION PORCENTUAL DE LOS COSTES DE PRODUCCIÓN. ...............................................2.12

2.4. MEDIDAS DE LA RENTABILIDAD...............................................................................................................2.12

2.4.1 RELACIONES DE INTERES COMPUESTO..............................................................................................2.12 2.4.2 CÁLCULO DE LA RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN.....................................................................2.13 2.4.3 CONCEPTOS SOBRE RECUPERACIÓN DE LA INVERSION...............................................................2.14

2.5. ESTIMACION DETALLADA DE EQUIPOS.................................................................................................2.15

2.5.1 TUBERIAS. ....................................................................................................................................................2.15 2.5.2 BOMBAS. .......................................................................................................................................................2.17 2.5.3 MOTORES......................................................................................................................................................2.18 2.5.4 RECIPIENTES A PRESION..........................................................................................................................2.18 2.5.5 COLUMNAS DE CONTACTO. ...................................................................................................................2.20 2.5.6 INTERCAMBIADORES DE CALOR..........................................................................................................2.21 2.5.7 EQUIPOS VARIOS........................................................................................................................................2.24

2.6. EJEMPLOS Y PROBLEMAS............................................................................................................................2.25

2.7. CUESTIONES Y PROBLEMAS DE EXAMENES........................................................................................2.27

2.7.1 EXAMEN 29-01-97........................................................................................................................................2.27 2.7.2 EXAMEN 03-09-97........................................................................................................................................2.27 2.7.3 EXAMEN 03-02-98........................................................................................................................................2.27 2.7.4 EXAMEN 04-09-98........................................................................................................................................2.28 2.7.5 EXAMEN 28-11-98........................................................................................................................................2.28

ESTIMACIÓN DE COSTES Y RENTABILIDAD DE EQUIPOS 2.1


2.7.6 EXAMEN 05-02-99........................................................................................................................................2.29 2.7.7 EXAMEN 04-09-99........................................................................................................................................2.29

INDICE DE FIGURAS

Figura 1.- Tipo y precisión de las estimaciones............................................................................................ 2.3 Figura 2.- Capital Total Invertido.................................................................................................................... 2.4 Figura 3.-COSTE DE LA PLANTA POR CAPACIDAD ANUAL Y VENTAS ANUALES POR T.IC. (MM$).2.5 Figura 4.- EXPONENTES DE WILLIAMS PARA EQUIPOS ....................................................................... 2.6 Figura 5.- EXPONENTES PARA REGLA DE WILLIAMS APLICADA A DIVERSOS PROCESOS ........ 2.6 Figura 6.- Factores de Hand.......................................................................................................................... 2.7 Figura 7.- FACTORES DE CRAN................................................................................................................. 2.7 Figura 8.-FACTORES DE CHILTON ............................................................................................................ 2.8 Figura 9.- Metodo de PETERS & TIMMERHAUS........................................................................................ 2.8 Figura 10.-INDICE DE PRECIOS AL CONSUMO ....................................................................................... 2.9 Figura 11.- MARSHALL & SWITH EQUIPMENT COST INDEX............................................................... 2.10 Figura 12:-MARSHALL & SWITH ANUAL INDEX ..................................................................................... 2.10 Figura 13.- RESUMEN................................................................................................................................. 2.11 Figura 14.- Costes de Producción............................................................................................................... 2.11 Figura 15.- Calculo de la recuperación de la inversión .............................................................................. 2.13 Figura 16. Coste de tuberías por número de equipo. J.S. Page................................................................ 2.15 Figura 17.- Costes de Tuberías, Peters & Timmerhaus............................................................................. 2.16 Figura 18.- Costes de bombas (1998) ........................................................................................................ 2.17 Figura 19.- Factores..................................................................................................................................... 2.17 Figura 20.- Motores ...................................................................................................................................... 2.18 Figura 21.- Vasijas y columnas.................................................................................................................... 2.19 Figura 22 .- Corrección por material............................................................................................................ 2.19 Figura 23.- ESPESORES MÍNIMOS........................................................................................................... 2.19 Figura 24.- Vasijas Verticales a presión. Libras 1992 ................................................................................ 2.20 Figura 25.-Vasijas horizontales a presión. Libras 1992 ............................................................................. 2.20 Figura 26.- Coste de los platos.................................................................................................................... 2.20 Figura 27.- Cost of column packing (mid 1992)......................................................................................... 2.20 Figura 28 .- Coste de un intercambiador de calor (Coulson) .....................................................................2.21 Figura 29.- Factores I. C. (1)........................................................................................................................ 2.22 Figura 30.- Coste base Cambiador de calor (pts 1991) ............................................................................. 2.22 Figura 31.- Factores I.C. (2)......................................................................................................................... 2.22 Figura 32.- Factores I.C. (3)......................................................................................................................... 2.22 Figura 33.- Tipos de intercambiadores de Calor (TEMA) ..........................................................................2.23

BIBLIOGRAFIA ESPECIFICA

1. CONCEPTUAL COST ESTIMATING MANUAL. John S. Page Ed Gulf P.C. 1996 2. ESTIMACION DE LOS COSTES DE INVERSION EN PLANTAS QUIMICAS. Ingeniería Quimica Sep,

Oct, Nov 1991



ESTIMACIÓN DE COSTES Y RENTABILIDAD DE EQUIPOS

2.0. OBJETIVO 1.- Conocer los CONCEPTOS CONTABLES a tener en cuenta en la elaboración de un

proyecto. 2.- Estimar el CAPITAL TOTAL INVERTIDO en un diseño 3.- Estimar el capital de funcionamiento o COSTES DE FABRICACIÓN. 4.- Conocer como debemos valorar la INVERSIÓN INICIAL con el tiempo. 5.- Valorar la RENTABILIDAD de una instalación

2.1. FUNDAMENTOS DE LA EVALUACIÓN DE INVERSIONES.

2.1.1 FACTORES QUE AFECTAN A LA RENTABILIDAD DE LAS INVERSIONES. 1. Coste instalado de la inversión fija. CAPITAL TOTAL INVERTIDO

Es el factor más importante, es el dinero que nos cuesta instalar la industria. Es fundamental la ESTIMACION realizada y el grado de precisión de esta.

2. Capital de Trabajo. COSTES DE FABRICACIÓN. Es el dinero necesario invertir para producir. Son los fondos o el factor de Inversión líquida.

3. Período de Construcción 4. Costes iniciales de arranque 5. Predicción del volumen de ventas 6. Predicción del precio del producto 7. Flujo de Costes durante la vida del producto 8. Vida económica 9. Vida efectiva de depreciación 10. Valor de recuperación de las instalaciones fijas 11. Método de depreciación 12. Tasa de recuperación mínima aceptable 13. Impuestos 14. Inflación 15. Condiciones generales del negocio

2.2. ESTIMACIÓN DE COSTE FIJO DE CAPITAL Al estimar el coste fijo de capital hay que tener en cuenta un número elevado de factores. No solo debemos tener en cuenta el precio de los equipos instalados, sino también todos los gastos asociados a la construcción. También es muy importante conocer cual es el grado de error en la estimación, para poder realizar una buena valoración económica. En la siguiente tabla se desglosan los conceptos que forman parte de la estimación del capital fijo.

2.2.1 ELEMENTOS PARA LA ESTIMACIÓN DEL COSTE DE CAPITAL FIJO DE UN PROCESO QUÍMICO 1. TERRENO.



2. DESARROLLO DEL SITIO Desmonte y nivelación Carreteras de acceso e interiores Cercas, zonas de estacionamiento Muelles, embarcaderos, zonas de carga Instalaciones recreativas, paisaje 3. EDIFICIOS PARA EL PROCESO Estructuras, escaleras, grúas,... Nave de fabricación. Oficinas Almacenes Taller de Mantenimiento Laboratorio de control Laboratorio de Investigación (I+D) Vestuarios 4. SERVICIOS DE EDIFICIOS Calefacción, aire acondicionado Tuberías, instalación eléctrica, teléfonos Sistema contra incendios y seguridad física 5. EQUIPOS DE PROCESO (CONFORME AL DIAGRAMA DE FLUJO VERIFICADO) 6. EQUIPOS QUE NO SEAN DE PROCESO Muebles de oficina y ofimática 7. ACCESORIOS DE PROCESAMIENTO Tuberías y soportes, recubrimientos Válvulas y conexiones Instrumentación Tableros de instrumentos, sala de control 8. SERVICIOS Planta de calderas Tratamiento de aguas, Almacenamiento Planta de aire Salida de efluentes Alcantarillado Tratamiento de desechos 9. EQUIPOS DE MANIPULACIÓN DE MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS Transportes y almacenes 10. DIVERSOS Catalizadores Fletes Impuestos y seguros 11. COSTOS DE INGENIERÍA Ingeniería de proyectos Ingeniería de costos 12. GASTOS DE CONSTRUCCIÓN



2.2.2 TIPOS Y PRECISIÓN DE LAS ESTIMACIONES

CLASIFICACION DE LA A.A.C.E. (American Asociation of Cost Engineers)

TIPO DE ESTIMACION ERROR % OBJETO TIEMPO

Orden de Magnitud 40 a 50 Estudio de rentabilidad Muy Rápida

Estudio (Factored estimated)

25 a 40 Diseño Preliminar Rápida

Preliminar (Budget Author. Est.)

15 a 25 Aprobación de Presupuesto Media

Definitiva (Proyect Control Est.)

10 a 15 Control de Construcción Lenta

Detallada (Firm Estimate)

5 a 10 Contratos "Llave en mano" Muy Lenta

Figura 1.- Tipo y precisión de las estimaciones

Características principales de cada tipo de estimación. - Orden de Magnitud Estimación rápida basada en otras instalaciones similares. Se utiliza en estudios de viabilidad y

proporciona una base sobre las decisiones a tomar. - Estudio Combina la estimación del orden de magnitud con factores específicos del trabajo en curso,

equipamiento básico, cimentaciones, instalaciones auxiliares,... Sirve de base para la elección del proceso. - Preliminar Sirve de base para la captación de fondos. Se basa en los siguientes documentos: # Lista de equipos con tipos y dimensiones (equipo principal y auxiliar). # Examen del coste de emplazamiento. # Diagramas de flujo globales del proceso. # Desarrollo del enclave escogido. - Definitiva Es una estimación preliminar a la que se le añaden detalles adicionales de costes. Se basa en: # Lista de equipos con tipos y dimensiones (equipo principal y auxiliar). # Examen del coste de emplazamiento. # Planos globales preliminares de la planta. # Recuentos de materiales (tuberías, electricidad, instrumentos, etc) # Diagramas de flujo globales del proceso. # Examen del desarrollo del enclave escogido, incluyendo basuras e infraestructuras. - Detallada Se realiza únicamente para proyectos llave en mano y una vez finalizada la ingeniería de detalle.



2.2.3 CAPITAL TOTAL INVERTIDO (T.I.C). T.I.C. son las siglas de "Total Investment Cost", también denominado "Total Capital Investment" o "Capital Total Invertido". Se puede decir que el proyecto es habitualmente superior al coste total de las plantas de proceso englobadas en los límites de batería, puesto que tienen que tener en cuenta: instalaciones auxiliares (vapor, aire, agua, etc.), almacenes, oficinas, ingeniería, supervisión de construcción, posibles contingencias, etc. La estructura del T.I.C. se puede observar en la Figura 2. El coste total se puede dividir en costes directos e indirectos. Los costes directos son debidos a elementos concretos de la instalación, por eso a veces se le denomina también capital físico. Dentro de éstos se suelen distinguir tres partidas equipo, materias y subcontratos. La partida de equipo, denominada también maquinaria y aparatos, incluye todos los elementos mecánicos (bombas, compresores, turbinas, ...) y de calderería (reactores, columnas, intercambiadores, ...) necesarios para el perfecto desarrollo del proceso. La partida de materiales incluye las subpartidas de instrumentos (medidores, DCS, válvulas de control, analizadores, ...), electricidad (CCM s, subestación, generadores de emergencia, cableado, ...) y tuberías (tubo, válvulas, soportes, bridas, ...). Los subcontratos son elementos en los cuales no es fácil, ni lógico, separar la mano de obra de los materiales. Se incluye, por tanto, montaje de equipos y materiales, obra civil, estructuras, aislamiento y pintura. Los costes indirectos son aquéllos que, siendo necesarios para la ejecución del proyecto, no se particularizan en elementos tangibles. Incluyen el coste de la licencia del: proceso, el transporte de los equipos y materiales a pie de obra, el coste de la ingeniería básica y de detalle realizada en el proyec+to, la supervisión de construcción y puesta en marcha, etc. Habitualmente, cuando se realiza la estimación del T.I.C., se excluye el coste del terreno que normalmente es propiedad de la empresa que quiere realizar la planta, siendo una inversión ya contabilizada por ésta.

Figura 2.- Capital Total Invertido

C. Directos

C. Indirectos

EQUIPO

MATERIALES

Subcontratos

Instrumentos

Electricidad

Tuberías

Obra Civil

Estructuras

Pintura

Aislamiento

Montaje

Licencias

Transporte

Contingencia

Ingeniería

T.I.C. Total

Investment Cost



2.2.4 MÉTODOS RÁPIDOS DE ESTIMACIÓN.

2.2.4.1 Coeficiente de Giro de Circulación Consiste en multiplicar el valor de ventas anuales por un factor que se estima aproximadamente

en 1.03. Ver Figura 3

Figura 3.-COSTE DE LA PLANTA POR CAPACIDAD ANUAL Y VENTAS ANUALES POR T.IC. (MM$).

Compuesto Q (t/a) $ ventas/$TIC $TIC/Q Acetaldehído 50 1,8 410 Acido acético 20 1,7 440 Acetona 200 3,4 140 Acrilonitrilo 300 1,4 560 Alúmina 100 1,9 430 Sulfato alumínico 25 1,5 130 Amoníaco 330 0,63 130 Nitrato amónico 300 4,6 28 Fosfato amónico 250 2,9 28 Sulfato amónico 300 3,7 22 Benceno 260 8,1 51 Butadieno 250 2,9 140 Butanol 100 1,4 480 Caprolactama 45 1,6 l. 100 Tetracloruro de carbono 30 1,1 420 Ciclohexano 100 9,0 61 Difenilamina 10 2,0 1.250 Etanol 30 0,14 2.500 Etanoamina 25 6,1 360 Etilbenceno 20 0,63 700 Etil éter 35 5,7 160 Oxido de etileno 200 1,0 700 Glicerina 35 2,2 810 Peróxido de hidrógeno 200 2,5 180 Isopropanol 150 2,5 240 Anhídrido maleico 50 5,4 200 Metanol 330 0,93 ll Metilisobutil cetona 25 1,8 400 Acido nítrico 200 4;l 46 Paraxileno 20 0,24 1.500 Fenol 200 2,1 280 Acido fosfórico 20 2,2 270 Polietileno 20 0,38 1.800 Polipropileno 20 0,32 2.800 PVC 200 2,7 370 Propileno 20 1,9 180 Estireno 500 5,0 ll Dióxido de titanio 50 0,58 2.800 Urea 200 2,4 84 Acetato de vinilo 200 1,9 420 Cloruro de vinilo 500 3,3 320

2.2.4.2 Coeficiente de Inmovilización Unitario Consiste en multiplicar el coeficiente de inmovilizado unitario por la capacidad de fabricación

deseada. Ver Figura 3



2.2.4.3 Método De Williams Está basado en la relación de costes entre dos plantas o equipos de capacidad, potencia o

volumen diferente. Sigue la ecuación: Donde:

a

b

a

b

nCC

= ( PP

)

Ca y Cb: Costes de las plantas o equipos respectivamente Pa y Pb: Capacidades o parámetros característicos de las

plantas o equipos respectivamente n Exp de Williams de tablas generalmente 0.6

Figura 4.- EXPONENTES DE WILLIAMS PARA EQUIPOS

Clase de aparato (y parametro funcional) Exponente

Aspiradores gas (caudal) 0,87 Bombas (caudal) 0,52-0,76 Cambiadores de calor (superficie de calefacción) 0,6 Cambiadores de ion (volumen) 0,70-0,80 Colectores de polvo (caudal) 0,84 Compresores (caudal) 0,73 Cristalizadores (volumen) 0,80-0,85 Depósitos (volumen) 0,65 Desintegradores mecánicos (potencia y capacidad de producción)

0,60-0,72

Espesadores (sedimentadores) (superficie libre) 0,30-0,72 Evaporadores (superficie de calefacción) 0,50-0,70 Filtros (superficie de filtración) 0,58-0,66 Hidroextractores y centrífugas (diámetro de cesta) 1 Mezcladoras (volumen y potencia) 0,35-0,70 Secaderos: superficie de carga'(1); 0,9 Soplantes (caudal) 0,30-0,60 Tamizadoras (superficie de tamizado) 0,28-0,80 Torres (diámetro) 0,72-1,20 Transportadores y elevadores (longitud o distancia)

0,47-0,89

Figura 5.- EXPONENTES PARA REGLA DE WILLIAMS APLICADA A DIVERSOS PROCESOS

Tipo de planta n Oxido de etileno 0,79 Etanol 0,6 Estireno 0,68 Butadieno 0,59 Coquización de petróleo 0,58 Formaldehído 0,58 Benceno 0,61 Acido nítrico 0,56 Oxígeno 0,64 Acetileno 0,75 Metanol 0,83 Alcohol butílico 0,55 Alcohol isopropílico 0,6 Sosa 0,35 Acido fosfórico 0,58 Nitrato amónico 0,54 Urea 0,59 Acido sulfúrico 0,62 Amoniaco 0,74 Etileno 0,58

2.2.5 MÉTODOS DE ESTIMACIÓN BASADOS EN EL COSTE DE EQUIPOS. MÉTODOS FACTORIALES.

2.2.5.1 Método De Lang El coste de la planta es un múltiplo del coste del equipo.

C = F * E∑ Donde: C: Coste de la planta F = 3.10 plantas de sólidos F: Factor de Lang F = 3.63 plantas mixtas E: Coste de equipos F = 4.74 plantas de fluidos

2.2.5.2 Método De Hand Consiste en aplicar el método de Lang de forma individual a cada aparato:



C = ( f * E )i i∑

Figura 6.- Factores de Hand

Equipo Factor Mezclador 2 Soplantes y ventiladores (motor incluido) 2,5 Centrífugas (proceso) 2 Compresores:

Centrífugos, con motor (motor excluido) 2 Con turbina de vapor (turbina incluida) 2 Alternativos, vapor y gas 2,3 Con motor (motor excluido) 2,3

Eyectores (unidades de vacío) 2,5 Hornos (unidades paquete) 2 Cambiadores de calor 4,8 Instrumentos 4,1 Motores, electricidad 8,5 Bombas:

Centrífugas con motor (motor excluido) 7 Con turbina de vapor (turbina incluida) 6,5 De desplazamiento positivo (motor excluido)

5

Reactores- el factor es aprox. equivalente al tipo de equipo

Refrigeración (unidad paquete) 2,5 Tanques:

Proceso 4,1 Almacenamiento 3,5 Prefabricados y montados en campo 2

Torres (columnas) 4

Ver factores de Hang en la Figura 6

2.2.5.3 Método De Cran

C = [ ( E * F )+ I F ] (1+ F )D I N∑ · ·

Donde: E: Coste del equipo FD: Factor del coste directo que

depende del tipo de equipo y material

I: Coste de instrumento FI: Factor del coste directo para

instrumentos. FN: Factor de coste indirecto

Figura 7.- FACTORES DE CRAN

Equipo Factor Agitadores acero al carbono l,3 Agitadores acero inoxidable 1,2 Mezcladores 1,3 Soplantes 1,4 Calderas 1,5 Centrífugas, acero al carbono 1,3 Aerorrefrigerantes, acero al carbono 2,5 Camb. de calor, carcasa y tubos SS 1,9 Camb. de calor, carcasa y tubos CS/SS 2,1 Camb. de calor, carcasa y tubos CS/Al 2,2

2.2.5.4 Método De Chilton El método de Chilton parte del valor del equipo instalado y pondera el valor del resto de costes de la instalación por unos factores medios. Ver Figura 8 Otros métodos factoriales como el de PETERS AND TIMMERHAUS combinan el método de Hand y el de Chilton, pues mantienen la clasificación de Lang de procesos de sólidos, líquidos o mixtos y parten del coste del equipo instalado. Sus resultados se resumen en la tabla de la Figura 9



Figura 8.-FACTORES DE CHILTON

Item Concepto Factor Concepto 1 Coste del equipo 1 1 2 Coste del equipo instalado 1,40-2,20 1 3 Tuberías de proceso Tipo de planta: sólidos 0,07-0,10 2 Tipo de planta: sólidos/fluidos 0,10-0,30 2 Tipo de planta: fluidos 0,30-0,60 2

4 Instrumentación Automatización: poca o ninguna 0,02-0,05 2 Automatización: algo 0,05-0,10 2 Automatización: completa 0,10-0,15 2

5 Edificios y preparación del terreno Tipo de planta: existente 0 2 Tipo de planta: externa 0,05-0,20 2 Tipo de planta: mixta 0,20-0,60 2 Tipo de planta: interna 0,60-1,00 2

6 Auxiliares (potencia, vapor, agua) Extensión: ninguna 0 2 Extensión: ampliación pequeña 0,00-0,05 2 Extensión: ampliación grande 0,05-0,25 2 Extensión: nuevas 0,25-1,00 2

7 Líneas exteriores Unidad: integrada 0,00-0,05 2 Unidad: separada 0,05-0,15 2 Unidad: dispersa 0, 15-0,25 2

8 Coste físico total (Suma conceptos 2-7) 9 Ingeniería y construcción Complejidad: simple 0,20-0,35 8 Complejidad: complicada 0,35-0,50 8

10 Contingencia y beneficio del contratista Proceso: completado 0, 10-0,20 Proceso: sujeto a cambios 0,20-0,30 8 Proceso: especulativo 0,30-0,50 8

11 Factor de tamaño Unidad: grande 0,00-0,05 8 Unidad: pequeña 0.05-0,15 8 Unidad: Planta piloto 0,15-0,35 8

12 Coste total planta (Suma conceptos 8-11)

Figura 9.- Metodo de PETERS & TIMMERHAUS

Item Líquidos Mixtos Sólidos Coste de Equipos CE Instalación + Tuberías + Instrumentación + Sistema eléctrico + Edificios de proceso

1,55 CE 1,30 CE 0,95 CE

Servicios + almacenes + construcción 0,85 CE 0,90 CE 0,85 CE Total coste físico (TCF) 3,40 CE 3,15 CE 2,80 CE Costes de ingeniería + contratista + contingencias 0,45 TCF 0,40 TCF 0,35 TCF Coste total planta 1,45 TCF 1,40 TCF 1,35 TCF 4,93 CE 4,41 CE 3,78 CE



2.2.6 ESCALACIÓN DE COSTES POR FECHA DE EJECUCIÓN. Se utiliza para corregir el precio por motivos de inflación y sigue la ecuación:

Se adjuntan, los indices del IPC base 1992 (100) por meses y los índices de Marshall & Swith de costes de equipos.

b ab

aC = C ( I

I)

Estos indices pueden actualizarse en INTERNET en www.INE.es y en www.Marshallswith.com

Figura 10.-INDICE DE PRECIOS AL CONSUMO

Indice general nacional. base 1992

Año Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. 1970 8,646 8,613 8,679 8,727 8,670 8,703 8,867 9,007 9,048 9,138 9,162 9,188 1971 9,285 9,278 9,376 9,475 9,533 9,573 9,573 9,590 9,704 9,811 9,944 10,0741972 10,082 10,074 10,172 10,172 10,222 10,246 10,386 10,493 10,641 10,714 10,731 10,8141973 10,895 10,912 11,002 11,158 11,322 11,494 11,617 11,808 12,012 12,202 12,217 12,3501974 12,423 12,465 12,736 13,015 13,179 13,236 13,393 13,614 13,828 13,975 14,361 14,5581975 14,762 14,903 15,000 15,264 15,452 15,494 15,740 15,987 16,241 16,241 16,347 16,6101976 16,807 16,997 17,391 17,743 18,556 18,442 18,556 18,713 19,065 19,329 19,690 19,8941977 20,542 20,849 21,348 21,736 21,926 22,539 23,278 24,033 24,368 24,747 24,947 25,1441978 25,545 25,796 26,127 26,677 26,944 27,216 27,806 28,291 28,524 28,785 28,911 29,3031979 29,806 30,037 30,349 30,807 31,167 31,442 32,121 32,437 32,864 33,305 33,385 33,8721980 34,804 35,115 35,304 35,645 35,892 36,449 36,964 37,397 37,795 38,098 38,487 39,0251981 39,818 40,020 40,817 41,223 41,415 41,451 42,263 42,778 43,118 43,603 43,981 44,6471982 45,572 45,927 46,378 46,988 47,668 48,126 48,744 49,082 49,139 49,631 49,793 50,9011983 51,761 52,021 52,337 53,056 53,276 53,588 53,779 54,501 54,937 55,682 56,249 57,1221984 58,007 58,227 58,696 58,973 59,292 59,712 60,629 61,050 61,174 61,543 61,859 62,2781985 63,438 63,898 64,296 64,959 65,163 65,052 65,422 65,520 66,239 66,580 67,093 67,3711986 69,308 69,617 69,852 70,022 70,217 70,862 71,570 71,773 72,516 72,787 72,620 72,9301987 73,489 73,802 74,231 74,399 74,307 74,325 75,078 75,045 75,737 76,187 76,012 76,2841988 76,768 76,978 77,536 77,266 77,262 77,562 78,586 79,363 80,060 80,150 80,105 80,7421989 81,680 81,738 82,260 82,481 82,598 83,048 84,396 84,590 85,485 85,830 85,969 86,3041990 87,144 87,697 88,018 88,218 88,211 88,483 89,672 90,065 91,013 91,821 91,729 91,9551991 93,025 92,895 93,197 93,399 93,664 93,934 95,100 95,453 96,233 96,838 96,985 97,0381992 98,576 99,233 99,592 99,485 99,745 99,726 100,050 100,962 101,795 101,856 101,921 102,2271993 103,185 103,218 103,581 104,035 104,322 104,581 104,955 105,583 106,180 106,576 106,755 107,2621994 108,346 108,385 108,743 109,171 109,394 109,512 109,941 110,651 110,988 111,229 111,422 111,9141995 113,074 113,628 114,290 114,896 114,942 115,051 115,069 115,394 115,848 116,064 116,372 116,7481996 117,462 117,782 118,200 118,871 119,281 119,181 119,340 119,678 119,970 120,134 120,141 120,4971997 120,847 120,765 120,825 120,869 121,045 121,041 121,263 121,798 122,401 122,356 122,599 122,9251998 123,215 122,927 122,984 123,289 123,450 123,530 123,986 124,318 124,410 124,421 124,309 124,6531999 125,111 125,185 125,737 126,202 126,198 126,225 126,772 127,312 127,557 127,509 127,714 128,2902000 128,712 128,894 129,405 129,943 130,159 130,553 131,346 131,897 132,238 132,576 132,906 133,3662001 133,413 133,851 134,415 135,113 135,624 136,081 136,415 136,745 136,726 136,584 136,483 136,978



Figura 11.- MARSHALL & SWITH EQUIPMENT COST INDEX

(l 926 = 100) 2nd Q l st Q 2nd Q 1999 1998 1998

M & S INDEX 1065,0 1062,7 1061,8 Process industries, Process industries, average 1080,7 1078,8 1075,2 Cement 1070,3 1067,8 1065,1 Chsmical 1063,7 1062 1057,4 Clay products 1067,2 1063,7 1062,9 Glass 991,4 989,6 988,7 Paint 1082,0 1079,7 1078,5 Paper 1029,9 1027,8 1027,0 Petroleum product 1127,7 1126 1121,8 Rubber 1155,8 1153 1150,6 Related industries Electrical power 963,3 963,7 967,2 Mining, milling 1102,7 1099 1098,2 Refrigerating 1268,9 1266,2 1263,8 Steam Power 1038,3 1037,6 1036,8

Figura 12:-MARSHALL & SWITH ANUAL INDEX

1987 813.6 1988 852.0 1989 895.1 1990 915.1 1991 930.6 1992 943.1 1993 964.2 1994 993.4 1995 1027.5 1996 1039.2 1997 1056.8 1998 1061.9

2.2.7 PRECISIÓN Y ERROR EN LA ESTIMACIÓN. El error de una estimación es función del error cometido en las estimaciones parciales y del número de equipos que entran en la estimación. Si utilizamos el método de Lang la progresión de errores sigue la teoría de errores según las formulas:

C = ( E )* F∑ C2

E2

F2 = +δ δ δ

Se pueden obtener las siguientes conclusiones 1. Para aparatos que aparezcan habitualmente en el diagrama de flujo, como bombas, cambiadores,

depósitos, su coste individual no es necesario que sea conocido con mucha precisión. Tampoco son necesarias unas especificaciones muy detalladas.

2. Para aparatos que aparezcan menos frecuentemente, es necesario conocer su coste con mayor exactitud. Las mismas consideraciones se aplican a aparatos construidos en materiales poco comunes.

3. Para aparatos que aparezcan una sola vez, como reactores, etc., es necesario especificar el coste con suficiente exactitud, por lo que es conveniente solicitar oferta de estos equipos a suministradores capacitados para su realización.

2.2.8 COSTES DE INSTALACIÓN. Los costes de instalación pueden valorarse por métodos muy diferentes entre los que destacan: 1. Coste De Mano De Obra 2. Coste De Instalación Por Unidad De Material 3. Coste De Instalación Como Porcentaje Del Coste De Compra 4. Coste De Transporte 5. Coste De Puesta En Marcha



Figura 13.- RESUMEN

COSTE TOTAL DE LOS EQUIPOS INSTALADOS = COSTE COMPRA DE EQUIPOS + COSTE DE TRANSPORTE + COSTE DE INSTALACIÓN INVERSIÓN TOTAL DE CAPITAL = CAPITAL FIJO + CAPITAL CIRCULANTE(10 - 20 %)

2.3. ESTIMACIÓN DE LOS COSTES DE PRODUCCIÓN. Los Costes de Producción se desglosan en los siguientes conceptos

Figura 14.- Costes de Producción

COSTES DE PRODUCCIÓN = COSTE DE OPERACIÓN + COSTE DE MATERIA PRIMA - VALOR DE SUBPRODUCTOS COSTE DE OPERACIÓN = COSTES FIJOS . Mano de obra directa (MOD) . Mantenimiento . Repuestos + CONSUMIBLES . Productos químicos . Catalizadores + SERVICIOS . Combustible . Electricidad . Agua + COSTES DE STAFF . Servicio técnico . Laboratorios, Control de Calidad . Dirección + GASTOS ADMINISTRATIVOS . Impuestos y seguros . Servicios centrales . Patentes y licencias . Relaciones públicas + COSTOS DE DISTRIBUCIÓN Y MERCADOTECNIA . Envíos . Recipientes y embalajes . Almacenes . Vendedores, gastos comerciales + DEPRECIACIÓN



2.3.1 VALORACION PORCENTUAL DE LOS COSTES DE PRODUCCIÓN. Se estima con la suma de los costes de produción Variables, más los fijos, más los costes de ventas y de Investigación y desarrollo. COSTE VALORES TIPICOS COSTES VARIABLES A

1. Materias Primas Datos del diagrama de proceso 2. Materias Auxiliares 5 % de Gastos de Mantenimiento 3. Servicios (electricidad, vapor, agua,…) Según diagrama de proceso 4. Empaquetado y envío Despreciable

COSTES FIJOS B 1. Mantenimiento 5 al 10 % de capital fijo (TIC) 2. Mano de Obra Directa (MOD) Según estimaciones 3. Costes de Laboratorio 20 % MOD 4. Supervisión 20 % MOD 5. Dirección de Planta 50 % MOD 6. Cargas de Capital 15 % de TIC 7. Seguros 1 % de TIC 8. Impuestos Locales 2 % de TIC 9. Royalties 1 % de TIC

COSTES DE PRODUCCION DIRECTOS A + B COSTES DE VENTAS + INVESTIGACION Y DESARROLLO 30 % (A+B) = C COSTES TOTALES DE PRODUCCION A + B+ C Los valores porcentuales indicados son una estimación media de la industria. Estos valores son muy variables en función del tamaño de la empresa, características especiales del producto, etc. Por ejemplo un producto intermedio necesario para una industria del mismo grupo, no tendrá gastos de ventas.

2.4. MEDIDAS DE LA RENTABILIDAD. Hay que relacionar el (T.I.C.) Capital total invertido, que se invierte al principio de la instalación

con los Costes de Producción, que son una inversión continua y los Beneficios.

Hemos de estimar el Retorno de la Inversión y maximizarlo para nuestra instalación.

2.4.1 RELACIONES DE INTERES COMPUESTO. Si estimamos o conocemos: n = Vida de la instalación i = tasa de interés P = Principal (capital en el presente) Podemos estimar:

F = P (1+i )n· P = F 1(1+i )n·

Donde: F = Capital futuro Relacionamos el capital presente conocido el valor en el futuro Si conocemos los pagos anuales (A), el capital futuro (F) será:



F = A [ (1+i ) -1]i

n·

Podemos estimar el FACTOR DE RECUPERACION DEL CAPITAL como:

A = P* i(1+i )(1+i ) -1

n

n

Esta ecuación nos permite conocer el valor anual a considerar de una inversion inicial.

2.4.2 CÁLCULO DE LA RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN.

Figura 15.- Calculo de la recuperación de la inversión

Recuperación del terreno

Valor de la inversión no amortizado Amortización

Beneficio

Tiempo de Recuperación

Capital de Trabajo Inversión depreciable

Terreno

RECUPERACIÓN SOBRE LA INVERSIÓN ORIGINAL Es la relación entre el beneficio promedio anual y la inversión inicial (TIC). Nos da el porcentaje de recuperación sin tener en cuenta intereses RECUPERACIÓN SOBRE LA INVERSION PROMEDIO Idem pero teniendo en cuenta no solo la inversión inicial, sino la acumulada a través del tiempo. TIEMPO DE RECUPERACIÓN Es el tiempo en que los beneficios acumulados igualan a la inversión inicial. TIEMPO DE RECUPERACIÓN INCLUYENDO INTERESES Mismo concepto pero incluyendo los intereses en la amortización de capital.



2.4.3 CONCEPTOS SOBRE RECUPERACIÓN DE LA INVERSION VALOR FUTURO (Net Future Worth) NFW. Es el beneficio neto obtenido en el año . Es el equivalente al CASH FLOW NETO VALOR PRESENTE (Net Present Worth) NPW Es el beneficio trasladado al momento de la inversión. Es el equivalente al DISCOUNTED CASH FLOW

NPW NFWi n=

+( )1

VALOR PRESENTE ACUMULADO

NPW NFWiACUMULADO

n

n t

n=+=

=

∑1 1( )

RELACION DE RETORNO DE CAPITAL (Rate of Return) ROR

RORNFW

C nn

n

= =∑

1 100•

*

TASA INTERNA DE RECUPERACION (Discounted Cash Flow Rate of Return) DCFRR Es el valor del interés que cumple la ecuación:

011

=+=

=

∑i

n t

n

NFWr( )

Es decir es el interés que iguala la amortización acumulada con el capital total invertido a fin de vida.



2.5. ESTIMACION DETALLADA DE EQUIPOS Para cada equipo existen reglas específicas para realizar la estimación detallada de costes, en

este punto se desarrollan reglas para los equipos más comunes que se desarrollarán en los capítulos específicos

2.5.1 TUBERIAS. Ordenados de mejor a peor: a.- Cotización de precio detallada. b.- Método "N" de Dickson c.- Cotización de precio por peso de tipos específicos de tuberías d.- Cotización de precio por costo de Junta e.- Cotización de precio por unidades de equipos con tuberías f.- Cotización de precio por porcentaje del valor del equipo g.- Cotización de precio por porcentaje de los costos instalados totales de la planta. Como ejemplos de estimación detallados de costes de tuberías tenemos los costes de tuberías e instalación dados en el Peters & Timmerhaus gráficas de 14.3 a 14.34. Ver Figura 17 Como estimación de precios por unidades de equipos podemos utilizar las gráficas de Cost Estimating Manual de John S. Page. Ver Figura 16

Figura 16. Coste de tuberías por número de equipo. J.S. Page



Figura 17.- Costes de Tuberías, Peters & Timmerhaus.



2.5.2 BOMBAS. Para determinar el coste de una bomba se emplea una expresión de la forma:

C = C f f f fb d m t· · · · p

Donde: Cb = Coste base fd = factor característico por tipo de bomba fm = factor de material de la bomba ft = factor corrector por temperatura fp = factor debido a la presion de aspiración

Figura 18.- Costes de bombas (1998) Figura 19.- Factores Tipo fd

Proceso horizontal 1,00 Proceso con doble guarnición y fluido intermedio

1,50

Vertical en línea 0,50 Accionada por turbina 0,80 Química 0,5 a 0,7

Material fm Acero al carbono 1,00 Bronce 1,25 Acero al carbono/ acero inoxidable 316

1,50

Acero inoxidable 316 1,80 Hastelloy C 2,80

Temperatura (ºC) ft < 150 1,00

150-250 1,15 >250 1,30

Presión de aspiración (bar)

fp

< 20 0,70 20a40 1,00 40a 70 1,30

Estos precios incluyen el coste del motor Existen otros monogramas en los libros de referencia.



2.5.3 MOTORES. Coste de motores de baja tensión (3000 rpm) con forma constructiva B (horizontal con

portacojinete) en funcion de potencia (CV)(miles de pts/CV) (1991) Para otros tipos de motores se aplica factor de correción:

Figura 20.- Motores

ft = 1.05 para 1500 rpm, 4 polos ft = 1.50 para 1000 rpm, 6 polos ft = 1.10 para forma constructiva V

(vertical) Para motores de MEDIA TENSION (potencia > 200 CV) --> PEDIR OFERTA

2.5.4 RECIPIENTES A PRESION. Hay que calcular el peso del recipiente en funcion de Forma y Espesor. El código ASME da la

siguiente ecuacion para el espesor: Donde:

e = P DE P

+ ce′− ′•

• ,6σ 0

e = espesor en cm P' = presión de diseño más la presión de

columna de líquido en Kg/cm2 De = Diámetro exterior del cilindro en cm

s = Tensión máxima admisible del material a la temperatura de proyecto en Kg/cm2. E = Eficiencia de soldadura c = Sobreespesor de corrosión en cm El peso se obtiene con la ecuación simplificada:

W = 7 ,85 D e( L+ D )e e· · ·π

Donde: W = Peso en Kg e = espesor en mm De = Diámetro externo en metros L = Altura o longitud total en metros A este peso hay que añadirle el de los soportes y conexiones (Ver tabla) El coste total se obtiene en función del coste unitario (Cu), el peso (W) y el factor debido al material (fm).

C = C W fu m· ·



Figura 21.- Vasijas y columnas

Figura 22 .- Corrección por material

MATERIAL ASTM AISI fm

SA 2SS C 1 SA203 Ay D 1,3

SA 357 2 SA 240 304 2,8 SA 240 340 L 3 SA 240 310 S 3,8 SA 240 316 2,9 SA 240 316 L 3,3 SA 240 316 (Ti) 3,1 SA 240 321 2,7 SA 240 347 2,9 SA 240 410 2,4

Figura 23.- ESPESORES MÍNIMOS Diámetro

exterior (mm) Acero

carbono y baja

aleación

Acero inoxi-dable

Aluminio

0-350 3 2 4 351-650 4 3 5

651-1.000 5 3 7 1.001-1.400 6 4 8 1.401-1.950 7 5 9 1.951-2.550 8 5 10 2.551-3.250 9 6 12 3.251-4.000 10 7 13 4.001-4.800 11 7 14 4.801-5.750 12 8 16 5.751-6.750 13 9 17 6.751-7.850 14 10 19 7.851-9.000 15 10 20 Estas tablas están dadas en pesetas de 1991. Podemos utilizar las tablas de costes del COULSON que incluimos a continuación:



Figura 25.-Vasijas horizontales a presión. Libras 1992

Figura 24.- Vasijas Verticales a presión. Libras 1992

2.5.5 COLUMNAS DE CONTACTO. Las columnas se calculan como el recipiente a presión del que están formadas mas el coste de los platos o rellenos según corresponda. Se utilizan además de la Figura 24 las siguientes:

Figura 26.- Coste de los platos Figura 27.- Cost of column packing (mid 1992)

Cost pounds/m Size, mm 25 38 50 Saddles, stoneware 720 530 500 Pall rings, polypropylene 560 340 210 Pall rings, stainless steel 1270 740 710



2.5.6 INTERCAMBIADORES DE CALOR. Podemos estimar el coste de un intercambiador de calor por métodos muy diversos, todos dependen del area de intercambio y tipo de intercambiador. Siendo más precisa la estimación cuanto más datos de la construcción del intercambiador utilicemos. Así Utilizando la fuente del COULSON tenemos:

Figura 28 .- Coste de un intercambiador de calor (Coulson)

Podemos mejorar la estimación del siguiente modo. El coste de un intercambiador de calor se determina a partir de la superficie calculada de intercambio, según gráfica que relaciona miles de pts/m2 vs superficie en m2.. El coste total se obtiene según:

C = C f f f f f f fb d l m t np p· · · · · · ·ϕ



Donde: Cb = Coste base fd = factor característico por tipo de intercambiador fm = factor de material ft = factor corrector por temperatura fp = factor debido a la presion entre carcasa y tubos f℘ = factor correctivo del diametro de tubo y de paso fnp = factor debido al número de paso de los tubos Obtenemos el coste base de la siguiente gráfica (en pts de 1991)

Figura 29.- Factores I. C. (1)

Tipo fd AES 1,00 AEM 0,87 AEU 0,85 AKT 1,20 BES 0,92 BEM 0,80 BEU 0,75 BKT 1,10

Thermosiphon 1,35 Numero de pasos fnp

2 1,00 4 1,02 6 1,04 8 1,06 12 1,08

Longitud (m) fl 2,4 1,35 3,7 1,13 4,9 1,00 6,1 0,92 7,3 0,90

Temperatura ( C) ft t < '350 1,00

350 < t < 550 1,08

Figura 30.- Coste base Cambiador de calor (pts 1991)

Figura 31.- Factores I.C. (2) Presion fp (bar) 50m 100m 500m

Diametro (mm) Paso (in) ff < 10 1,00 1,00 1,00 19,2 Cuadrado: l 1,00 10-20 1,03 1,08 1,18 19,2 Triangular: I 5/16 0,95 20-30 1,15 1,20 1,32 19,2 Triangular: I 0,97 30-40 1,28 1,35 1,50 25,4 Cuadrado: I I/4 1,07 40-65 1,67 1,75 1,93 25,4 Triangular: I I/4 0,97 65-85 1,80 1,90 2,10

85-130 2,35 2,45 2,70 130-180 3,00 3,15 3,45

Figura 32.- Factores I.C. (3)

fm: Material Carcasa/ Mat Tubo Superficie

(m2) AC/AC AC/Cu AC/Mo AC/304 304/304 AC/316 AC/

MonelMonel/ Monel

AC/ Ti Ti/Ti

< 10 1 1,05 1,4 1,55 2,3 1,95 2,8 4,5 4,7 11 10-50 1 1,1 1,55 1,75 2,55 2,15 3,05 4,8 5,8 12,2 50-100 1 1,15 1,75 2,15 2,9 2,55 3,55 5,3 7,3 13,9 100-500 1 1,3 2,05 2,6 3,4 3 4,35 6,1 9,4 16,3

500- l.000 1 1,5 2,35 3,2 4,15 3,65 5,25 7,1 12 19,1



Figura 33.- Tipos de intercambiadores de Calor (TEMA)



2.5.7 EQUIPOS VARIOS Purchase cost of miscellaneous equipment,

Equipment Size unit, S Size range Constant C,X Index n Comment Agitators Propeller driver power, kW 5-75 1000 0.5 complete unit Turbine 3200 0.5 Boilers Packaged up to 10 bar kg/h steam 5-50 x 103 30 0.8 oil or gas firedPack. 10 to 60 bar 50 0.8 Centrifuges Horizontal basket dia, m 0.5 – 1.0 30000 1.3 Vertical basket 30000 1.0 Compressors Centrifugal driver power, kW 20-500 500 0.8 electric, max.

Press 50 bar Reciprocating 700 0.8 Conveyors Belt 0.5 m wide length, m 2-40 1000 0.75 Belt 1.0 m wide 1500 0.75 Crushers Cone t/Il 20-200 2000 0.85 Pulverisers kg/h 1750 0.35 Dryers Rotary area, m2 5 -.30 6000 0.45 carbon steel Pan 2 - 10 4000 0.35 Evaporators Vertical tube area, m2 10-000 6000 0.53 carbon steel Falling film 11000 0.52 Filters Plate and frame area, m2 5 -50 2300 0.60 cast iron Vacuum drum 1-10 9000 0.60 carbon steel Furnaces Process heat abs, kW cylindrical 103 - 104 190 0.77 carbon steel box 103 - 105 290 0.77 x2.0 for ss Reactors Jacketed capacity, m3 3 - 30 8000 0.40 carbon steel agitated 16000 0.45 glass lined Tanks Process capacity, m3 vertical 1 – 50 1250 0.60 atmos. press horizontal 10-100 1500 0.60 carbon steel Storage floating roof 50-8000 1500 0.55 x2.5 for cone roof 50-8000 1200 0.55 stainless



2.6. EJEMPLOS Y PROBLEMAS

2.6.1. Se desea estimar el coste de un intercambiador de calor de acero al carbono, del tipo carcasa y

tubo con fondo flotante, con 150 psig de presión de diseño y un área de transmisión de calor de 3500 sqft.

a.- Si el precio de un intercambiador similar de 1000 sqft de área de transmisión es de 14.400$ . Estimar el precio de este equipo.

b.- Si el intercambiador es de tubos de acero inoxidable y se desea una presión de trabajo de 300 psig estimar el coste.

c.- Si el precio dado corresponde a 1987, ¿cuál será el precio actual? 2.6.2. Estimar el coste de instalación de una tubería de 6 “ de diámetro de 100 m de largo con tapas

soldadas en los extremos. a.- Si la tubería se suministra en piezas de 20 pies. b- Calcularlo si tenemos un coste de instalación de 1200 pts/m. 2.6.3. Calcular el coste total de una bomba centrífuga si el coste de instalación es del 35 %. Las

características de la bomba son: 1.- Bomba para solución salina de densidad 1.5 g/cc. de 15 m3 /hora. Elevando el producto

a 12 m. 2.- La bomba es de acero inoxidable 316 y tiene una presión de aspiración de 30 bares. 2.6.4. Una torre de destilación tiene un coste instalado de 150.000 $. a.- Estimar el coste anual si la vida útil se estima en 11 años. b.- Ajustar el coste anual si se vende al fin de vida por 10.000 $ 2.6.5. Se ha realizado el trabajo preliminar de diseño de un proceso para recuperar un producto valioso

de un efluente gaseoso. El gas será lavado con un disolvente en una torre empaquetada, el producto recuperado y el disolvente se separan por destilación y el disolvente enfriado y reciclado. Los equipos principales de la instalación de detallan seguidamente:

1.- Columna de Absorción: diámetro 1 m, altura de vasija 15 m , altura de empaquetado 12 m, Empaquetado de silla cerámica de 38 mm, vasija de acero al carbono, presión de diseño 5 bar.

2.- Columna de recuperación: diámetro 1 m , altura de vasija 20 m, 35 platos, vasija y platos de acero inoxidable, presión de operación 1 bar.

3.- Intercambiador de calor: tipo: convección forzada, tubos fijos, área 18,6 m2 , carcasa de acero al carbono y tubos de acero inoxidable, presión de trabajo 1 bar.

4.- Condensador: Tubos fijos de 25.3 m2 de área carcasa y tubos de acero al carbono, presión de operación 1 bar.

5.- Refrigerador de disolvente: tubos en U, área 10.1 m2 , tubos y carcasa de acero inoxidable, presión de trabajo 5 bares.

6.- Depósitos de almacenamiento de producto y disolvente: cilíndricos de 35 m3 , acero inoxidable

Requisitos estimados de servicios. Vapor 200 kg/h Agua de refrigeración. 5000 kg/h Potencia eléctrica 100 kWh/d (360 MJ/d) Perdidas estimadas de disolvente: 10 kg/d . Precio 400 UKL/t Carga de la planta 95 % Estimar las necesidades de inversión de capital para este proyecto y los costes anuales

de operación. (fecha 1992) 2.6.6. Una planta produce 10.000 t /a de un producto. el rendimiento total es el 70 % (kg de producto

por kg de materia prima). El coste de la materia prima es de 2000 pts/t y el precio de venta 7000



pts/t. Se estima que una modificación del proceso puede aumentar el rendimiento al 75 % con una inversión inicial de 7.000.000 pts y sin costes adicionales de operación. Es rentable la inversión. (interés anual 10 %).

2.6.7. Se pretende construir una planta para producir un nuevo producto. La inversión inicial requerida

es de 2500 M pts y el plan de inversión el siguiente: año 1 200. M pts (coste de diseño) año 2 1000. M pts (coste de construcción) año 3 1000. M pts (coste de construcción) año 4 300. M pts (capital de trabajo) La planta entrará en operación el año 4. Los costes fijos de operación son: 80 M pts por año hasta el año 9 100 M pts por año desde el año 9 al 13 110 M pts por año a partir del año 13 los costes variables de operación son: 2000 pts por tonelada hasta el año 13 2500 pts por tonelada a partir del año 13 El volumen de ventas previsto, el precio de venta, y el precio de las materias primas es de:

Año 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Volumen de ventas

(1000 t)

100

105

110

120

130

140

150

165

180

200

180

160

150Precio de venta

(1000 pts/t)

30

30

30

30

30

30

28

26

26

25

24

20

18 Precio materia

prima (1000 pts/t)

18

18

18

18

18

18

16

14

14

13

12

12

11 Suponiendo una tasa de interés fija para todo el periodo del 8 % calcular: a.- El cash flow por año. b.- El valor futuro del proyecto c.- El valor presente d.- El tiempo de retorno de la inversión.



2.7. CUESTIONES Y PROBLEMAS DE EXAMENES

2.7.1 EXAMEN 29-01-97 Disponemos del estudio económico de una planta química que tiene los siguientes datos: Capital total invertido: 600 M pts Mano de obra directa 60 M pts Costes de materias primas/año 300 M pts Costes de servicios (electricidad,... ) 40 M pts Valor Producto/año 1000 M pts Interés bancario 7 % C01.- Determinar los costes totales de producción:

A 288 M pts B 820 M pts C 631 M pts D 400 M pts

C02.- Cual será la tasa interna de recuperación con 10 años de vida, considerando constante el valor

de los gastos totales de producción y precio del producto durante los diez años. A 27,3 % B 41,2 % C 14,7 % D otro.

C14.- Estimar el precio en 1991 del siguiente intercambiador de calor de casco y tubo. Tipo AKT de

100 m2 con tubos en dos pasos de 25,4 mm, configuración triangular con 1-1/4 in de paso y 4.9 m de largo, con una presión de 25 bar, y temperaturas inferiores a 550 ºF, con carcasa de acero al carbono y tubos de Titanio.

A 300.000 $ B 45.000.000 pts C 25.000.000 pts D 35.000.000 pts

2.7.2 EXAMEN 03-09-97 C01.- Disponemos del estudio económico de una planta química que tiene los siguientes datos:

Capital total invertido: 600 M pts Mano de obra directa 60 M pts Costes de materias primas/año 300 M pts Costes de servicios, electricidad,. 40 M pts Valor Producto/año 1000 M pt Interés bancario 7 %

Si suponemos un periodo de amortización de 10 años, ¿qué capital tendremos que amortizar al año?.

A 60 M pts B 85,4 M pts C 74,2 M pts D 97,6 M pts

C10.- Estimar el precio en 1992 de una columna de absorción con las siguientes características:

• Diámetro =2 m • Altura de vasija 15 m • Altura de empaquetado 12 m • Empaquetado tipo silla cerámica de 38 mm • Material: Acero inoxidable • Presión de diseño: 25 bar

A 50.000 libras B 75.000 libras C 100.000 libras D 200.000 libras

2.7.3 EXAMEN 03-02-98 Disponemos del estudio económico de una planta química que tiene los siguientes datos: Capital total invertido: 2500 M pts Valor Mano de obra directa 250 M pts Costes de materias primas/año 1500 M pts Costes de servicios (electricidad,... ) 40 M pts Valor Producto/año 3500 M pts Interés bancario 8 % Valor de la planta a fin de vida 800 M pts Beneficios/año 800 M pts



C01.- Determinar los gastos de amortización de la planta si la vida estimada es de 10 años y el interes constante. :

A 317.3 M pts B 250 M pts C 253.3 M pts D 372.6 M pts

C06.- Estimar el precio en 1991 de una columna de relleno de 3 pies de diámetro y 20 pies de altura

con una altura de 16 pies de relleno tipo silla intalox de gres de 1 in . La carcasa es de acero inoxidable.

A 85000 $ B 25000 $ C 55000 $ D 105000 $

2.7.4 EXAMEN 04-09-98 C01.- Estimar el coste de una columna de destilación con un diámetro de columna de 2 m, una altura

de 20 m con 20 platos de tipo buble cup, construida toda ella en acero inoxidable AISI 304 y con presión de diseño de 2 bar.

A 110.000 libras B 76.000 libras ± 10 % C 35 Millones pts ± 30 % D 35.734.500 pts

P01.- Calcular Los Gastos Totales de Producción (GTP), el Beneficio Industrial Bruto (BIB) y el tiempo

en que se amortizaría la inversión inicial de una planta para la fabricación de un producto que se utiliza como producto intermedio de una industria de química fina de la misma propiedad y que absorbe toda la producción de la planta. La planta tiene los siguientes datos. Capital total invertido: 12000 M pts Mano de obra directa 600 M pts Costes de materias primas/año 10000 M pts Costes de servicios

(electricidad,... ) 300 M pts

Valor Producto/año 20000 M pts Interés aplicable 10 % Inversiones futuras 10 % BIB Dividendos de accionistas 20 % BIB Impuestos 30 % BIB

2.7.5 EXAMEN 28-11-98 C01.- Disponemos del estudio económico de una planta química que tiene los siguientes datos: Capital total invertido: 1600 M pts Costes totales de producción 820 M pts Costes de materias primas/año 300 M pts Costes de servicios (electricidad,... ) 40 M pts Valor Producto/año 1400 M pts Interés bancario 6 % Cual será la tasa interna de recuperación con 10 años de vida, considerando constante el valor

de los gastos totales de producción y precio del producto durante los diez años. A 11,7 % B 34.3% C 8,1 % D 68.4 %

C06.- Estimar el precio en 1991 de una columna de relleno de 3 pies de diámetro y 20 pies de altura

con una altura de 16 pies de relleno tipo silla intalox de gres de 1 in . La carcasa es de acero inoxidable.

A 85000 $ B 25000 $ C 55000 $ D 105000 $

P01.- ESTUDIO PRELIMINAR Calcular los Gastos Totales de Producción (GTP), el Beneficio Industrial Bruto (BIB) y el

tiempo en que se amortizaría la inversión inicial de una planta para la fabricación de un producto que se utiliza como producto intermedio de una industria de química fina de la misma propiedad y que absorbe toda la producción de la planta. La planta tiene los siguientes datos. Capital total invertido: 12000 M pts Mano de obra directa 600 M pts Costes de materias primas/año 10000 M pts Costes de servicios

(electricidad,... ) 300 M pts

Valor Producto/año 20000 M pts Interés aplicable 10 %




Inversiones futuras 10 % BIB Dividendos de accionistas 20 % BIB Impuestos 30 % BIB

2.7.6 EXAMEN 05-02-99 C06.- Estimar el coste de un intercambiador de calor con las características indicadas en la tabla

siguiente Configuración BES 25 192 Area de intercambio 140 m2. Presión de diseño lado tubo : 20 bar Presión de diseño lado casco : 10 bar Dos pasos en tubos de acero inoxidable 304 de ¾ in 14 BWG con configuración triangular equilátera a 1 in de separación. Casco, canal cabezales y soportes de tubos de acero al carbono.

80000$ de 1991 +/- 10% 5000000 pts 11 millones pts +/- 30 % 8419000 pts de 1991

P01.- Cálculo de amortización

Disponemos del estudio económico de una planta química que tiene los siguientes datos:

Capital total invertido: 2500 M pts Costes totales de producción 700 M pts Costes de materias primas/año 500 M pts Valor a fin de vida 1200 M pts Valor Producto/año 1400 M pts Interés bancario 6 %

En cuanto tiempo se puede amortizar la instalación, considerando constantes los datos

aportados durante todo el periodo y desviando a amortización un 50 % de los beneficios totales.

2.7.7 EXAMEN 04-09-99 C01.- Cálculo del precio de un equipo. (7%)

Estimar el coste en modo estudio para 1998 de una caldera de vapor de agua con una potencia de 50 106 kJ/hr, Si esta consiste en una caja tipo cabina de 2x4x4 m. Con tubos de 6 pulgadas Sch 80 en acero al carbono y un flujo de calor radiante de 10000 Btu/hr ft2.

A 43 millones pts B 700.000 $ ± 30 % C 100 millones pts ± 10% D 725.320 $

dei 02 costes

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