147848

UNIDAD AUTONOMA METROPOLITANA --UNIDAD IZTAPALAPA

CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA

I NG ENlERlA QUI M ICA

PLANTA DE RECICLADO DE PE DE DESECHO URBANO, EN LERMA.

Asesor y titular LABORATORIO DE PROCESOS Y.DlSENO

ING. URIEL ARECHIGA VIRAMONTES

DIANA ESPARZA ARELLANO c Enero, 1994. Alumno

147848

INDICE

CAPITULO I. Resumen General de resultados.

1.1 Motivación y alcance del proyecto I .2 Usos principales I .3 Consumidores principales. 1.4 Volumen actual y potencial de mercado. 1.5 Materias primas y capacidad a instalar I .6 Análisis financiero

CAPITULO I I

Introducción

CAPITULO I l l . El Producto y sus características

3.1 3.2 3.3

Propiedades físicas y químicas Proceso de obtención Diagrama de bloques del proceso de obtención

CAPITULO IV. Estudio de mercado.

4.1 Antecedentes 4.2 Usos y consumidores principales 4.3 Análisis de la demanda 4.4 Proyección del mercado 4.5 Sustitutos y Sucedáneos 4.6 Ubicación

CAPITULO V . Trabajo de investigaciáin

5.1 Objetivos. 5.2 Condiciones generales de trabajo 5.3 Resultados y discusión

1

2 2 2 3 3 4

5

6

10

11 11 93

15

16 18 18 19 20

' 20

21

22 22 23

CAPITULO VI. Resultados de diseno

6.1 Procesos unitarios 6.2 Balances

6.2.1 Diagrama de flujo 6.3 Lista de equipo de procesos y auxiliares 6.4 Espacios necesarios y ubicación

CAPITULO VII. Personal, posición y sueldo.

7.1 Descripción de puestos.

CAPITULO VIII. Análisis financiero.

8.1 Inversion total 8.2 Costos de producción y administrativos 8.3 Balances proforma 8.4 Resumen anual

APENDICES

A. Propiedades físicas y químicas de materias primas B. Análisis de ubicación de la planta. C. Planos generales de la planta.

BIBLIOGRAFIA.

25

26 26 28 30 31

32

33

34

35 36 37 38

39

40 43 44

46

CAPITULO I

Resumen de Resultados.

1 .l Motivación y Alcance del proyecto.

Este trabajo surge a partir de la gran necesidad, tanto a nivel nacional como mundial, por eliminar la creciente acumulación de desechos plásticos y reutilizar

productos obtenidos de recursos no renovables para la mejor conservación del medio ambiente.

El alcance de este proyecto en el aspecto macro se circunscribe al area industrial

Lerma, Estado de México, México.En el aspecto micro se avocara ai nivel de resolución de evaluación de ingeniería básica, con objeto de determinar viabilidad del proyecto.

1.2 Usos Principales.

El producto reciclado se puede usar principalmente en los siguientes productos y ramas industriales:

construcción industria textil

empaques y recipientes

agricultura

juguetes

artículos domésticos y deportivos

1.3 Consumidores Principales.

El producto propuesto en este trabajo tiene un mercado muy amplio, ya que como se mencionó abarca varias ramas industriales. Las compañías que podrian consumir volúmenes mas grandes son, entre otras, :

Fábrica de Juguetes Didácticos, S.A. de C.V Juguetibodega, S.A. de C. V.

Mangueras Especializadas, S.A. de C.V.

industrias de Redes la Marina, S.A. de C.V.

2

.."_I

1.4 Volumen Actual y Potencial del Mercado.

mínima

media

máxima

Los estudios realizados muestran una tendencia al aumento en la demanda de resina virgen. Dada también la tendencia a la alza en el precio de esta, se puede suponer una demanda creciente de materia recuperado. Las políticas ambientales y la escasez del petróleo favorecen esta tendencia.

Para el año de 1993 el mercado de plástico de recuperación fue de

aproximadamente 900 toneladas anuales.Se estima que para el año 2003 habrá una

demanda en el área metropolitana de Lerma -Toluca de 1007.28 toneladas de material recuperado por año.

300 ton/año 24.04 800 tonlafio 64.10 1248 ton/año 1 O0

1.5 Materias Primas y capacidad a instalar.

La materia prima principal el es polietileno obtenido de los desechos municipales, lo

cual lo hace de fuentes y calidades muy variables. A este se le añaden pigmentos u otros aditivos de acuerdo a las necesidades del cliente.

La capacidad de la empresa sera de:

I CAPACIDAD I PRODUCCION I Yo DE CAPACIDAD I

3

1.6 Análisis Financiero.

Personal necesario.

1

1 1 2 1 I

Gerente general

secretaria

almacenista y chofer

obreros vendedor técnico

limpieza

I CoNCEPTo , INVERSIÓN TOTAL 433260

226084 COSTOS DE PRODUCCION

I CANTIDAD ANUAL,

UTILIDAD BRUTA 241916

CAPITULO II

INTRODUCCION

Los primeros polímeros que se usaron fueron de origen natural, como la seda,

el algodón y la lana, las proteínas y el a1midÓn.l En 1907 Leo Baekeland creó la

baquelita y a raíz de experimentos llevados a cabo en laboratorios de Du Pont en Inglaterra en la década de los años 30, se sintetizaron polímeros que desencadenaron una avalancha de productos sintéticos conocidos como "plásticos".* Entre los primeros plásticos conocidos y utilizados por todo mundo están el nylon y el polietileno, con un potencial tremendo de usos en todo ámbito.

Actualmente, hay una variedad enorme de plásticos, todos con propiedades y

características profundamente diferentes. Los principales plásticos- polietileno,

polipropileno, poliester, poliestireno, cloruro de polivinil, polietilentereftalato -- se han

comercializado ampliamente en los Últimos 40 años, utilizandose en la industria en

muchas ramas, convirtiéndose así en la industria química de mayor crecimiento, todo debido a sus características:3

-ofrece al productor un amplia gama de productos, - son inertes a una gran cantidad de sustancias, por lo que se usan para envasar ácidos y sustancias alcalinas,

- pesan poco y ofrecen mayor resistencia al impacto que otros materiales, con lo cual representan, ademas, un ahorro de energía en el transporte,

- se moldean a menores temperaturas que otros materiales, por lo tanto reducen costos y tiempo,y pueden adquirir casi cualquier forma y tamaño,

- son menos frágiles (por ejemplo que el vidrio), más seguros y baratos, - son transparentes, transiúcidos u opacos y pueden tener diferentes colores si se

desea,pueden ser brillosos o mates

- tienen baja conductividad térmica y eléctrica -,

-ofrecen control al fabricante en las propiedades de barrera (ideal para contenedores y

equipo médico),

- son muy versátiles ya que se pueden combinar con otros materiales y/o plásticos,

para desarrollar las propiedades necesarias en el producto o embalaje, - son muy resistentes a la degradación biológica y ambiental, pudiendo alcanzar una vida Útil de hasta 450 años.4

1 Speriing. p. I * Rangel. p. 13

' Toro. p. 47 Packaging Omortunities and Challenges. p. 3-5

6

Dadas sus características de resistencia a cambios externos, se ha observado

que duran mucho tiempo aun estando enterrados. El bajo costo de los productos de plásticos y sus cualidades que los hace tan aptos para recipientes de todo tipo ha provocado que estos materiales proliferen de una manera impresionante en las Últimas tres décadas.

Envases de plástico,

botellas de bebidas

botellas para líquidos no-bebibles

Pero, la falta de visión, la avaricia y muchos otros. factores no permitieron a los industriales, a los gobiernos, ni al pueblo en general controlar el flujo de material que

iría al desperdicio contaminando grandes areas verdes.

En los años setenta se inicio la preocupación por el medio ambiente, sobre todo

en el rubro de los desechos sólidos ya que el incorporar materia prima al mercado como producto terminado equivale a generar grandes volúmenes de desperdicios de

productos hechos a partir de vidrio, plástico, metal, cartón, madera, papel, et^.^

% en volumen

25%

25%

Actualmente, en los paises desarrollados se calcula una producción diaria promedio entre 900 y 20009 de basura por persona.De esta manera, según estadísticas, en 1989, en Estados Unidos se produjeron 250 millones de toneladas de basura,6 de las cuales el 8% en peso fue plástico, pero el porcentaje en volumen ascendió a 19.90%. De estas cantidades, aproximadamente el 80% del plástico se

encontraba en forma de recipientes rígidos, mientras que el 20% restante lo constituian plásticos en forma de película:

película 20%

otros recipientes rígidos 130% I I

Padilla massieu. p. Corcoran, E.. p. 100

La composición promedio de la basura varia según el país y el nivel socioeconomico de la población debido a sus costumbres, ritmo de vida, hábitos alimenticios, capacidad para adquirir cierto tipo de productos, etc. En la siguiente tabla se muestran datos promedios de Estados Unidos y de México:7

otros 11 -60 2.00

En México," en 1982 se produjeron aproximadamente 48,000 toneladas diarias de basura en el país.Se calcula que para el año 2000, de continuar con el ritmo actual de generación de basura, se producirán 100,000 toneladas al día."8 A nivel mundial se

estima que la población alcanzará los I O billones de personas en el año 2030, lo cual a un ritmo de producción de basura actual generaría aproximadamente 400 billones de toneladas anuales.

Los residuos sólidos municipales son recolectados y manejados de distintas maneras; incinerados, colocados en rellenos sanitarios, uso como combustible (desperdicio a energía) y el reciclado o el reutilizado de los materiales, alimento para animales y compostaje. Cada uno de estos métodos tiene sus ventajas y desventajas,

según los recursos con que cuente la comunidad, así como sus costumbres e ideología. Las soluciones que se han presentado a este problema social y ecológico

' Pearson. p. 14.1- 14.3

Villeda. p. 68.

8

también han sido muy diversas, y éstas incluyen desde todas las anteriores en sus

diferentes formas, hasta programas de concientización de la población para evitar el

embalaje excesivo, y el hacer campañas publicitarias para la utilización de materiales

reciclables y/o reciclados. Otros autores proponen también hacer "ecosistemas

industriales 'I9 involucrando a las industrias en actividades cíclicas y complementarias que funcionaran como un ecosistema vivo.

Los plásticos son hechos a partir del petróleo bruto, a base de destilaciones y

reacciones de polimerización.Del 100% de la extracción de crudo, sólo se utiliza el 4% en la producción de plástico, el 96% restante se usa para combustible, otros productos

químicos, asfalto, etc.10 Para la producción de una tonelada de plástico se necesitan

casi 20 toneladas de petróleo bruto, lo cual lo hace un proceso caro, considerando las

reservas mundiales de petróleo y su costo.

El método que se propone es el del reciclado del material ya que de esta

manera se puede aprovechar el espacio en los rellenos sanitarios para otros

materiales, se puede utilizar el potencial de materiales con características tan

deseables, se puede ahorrar energía y petróleo en la producción de material virgen,

se ayuda en la preservación del medio ambiente.

Frosch y Gallopoiilos, p. 144. lo Del Val, p.130-131.

9 6

i

CAPITULO 111

El Producto y sus Características

10

. -

Impacto lzod (Jlcm) Elongacion rupt (%) Esfuerzo ruatíasil

3.1 Propiedades Físicas y Químicas

2.5-3.2 78-1 15

2654-31 76

Dada la gran variedad de productos que se encuentran en el flujo de desechos

urbanos, así como el espectro de densidades y otras características que presentan los polietilenos desde su estado virgen, es dificil obtener valores exactos en las

propiedades del plástico reciclado. Sin embargo, a continuación se presenta una tabla

de propiedades obtenidas en las pruebas realizadas:

Tabla 3.1 Propiedades de el producto obtenido !

I PROPIEDADES I PRODUCTO I I melt index ía/lO min) I 0.41 -0.6 I I densidad íalcm31 I 0.957-0.961 I

I Esfuerzo al cede íasil ' I 428-4365 I

11

3.2 Proceso de obtención

La obtención de la materia prima es uno de los pasos más delicados y

difíciles del proceso. Se estudiaron diferentes posibilidades como centros de acopio,

recolección a domicilio o barrio y compra directa al público. Estos métodos obligan a

varias circunstancias.

-Que la población estuviera educada para separar la basura y además hacerlo

correctamente,

-Que el precio de ésta fuera atractivo a la población y competitivo con el polímero

virgen,

--Que la recolección fuera periódica y puntual,

--Que hubiese manera de disponer de los demás desechos (ya que la población

entregaría todo, ¡e. papel, vidrio, orgánica, etc.).

j

Estos métodos de recolección demandan más personal, transporte y hasta

locales, lo cual lo hace muy costoso. Por lo tanto se recurrió a los pepenadores,

quienes desde el momento de recibir la basura la estan separando. La separación por flotación permite distinguir de otros plásticos, como el PVC,

por diferencias de densidad, para corroborar que la materia prima entregada fuese

PEAdemás va remojando mugre y etiquetas que seran separados m’s adelante.

SE procede a una segunda separación manual donde se dividirá al material por

colores (transparente, blanco, negro, otros), para luego pasar a la molienda.

El molido a usar será de cuchillas para poder disminuir el tamaño de partícula

hasta 3/8” aproximadamente, de tal manera que sea facilmente procesable más

adelante. Una vez molido, el material se traslada a el tanque de lavado. En él se

encontrara una solución condetergente, agitadadonde se disolverán grasas, se atacan

los pedazos de papel y mugre en general. El tiempo de residencia en este tanque será de 20 horas.

12

El tanque se desaguará mediante una válvula y el material caerá por gravedad a un filtro inclinado donde regaderas enjuagarán con agua limpia el material mientras este se desliza hasta una centrifuga donde pierde hasta un 40% en peso de humedad. Pasa después a un secador de aire caliente a 20 OC por un periodo de 2 horas donde queda seco y listo para procesarse. Por cuestión de manejo del material, en este punto se le mantiene en un silo de almacenamiento hasta tener la cantidad suficiente para extrui rlo .

Se transporta por medio de bandas hasta el extrusor donde, segun los requerimientos del cliente, se le agregaran antioxidantes, pigmentos o aditivos, se extruye y peletiza. Luego se pesa en la báscula de plataforma y se envasa.

13

-.-

I

_-

Separacirin por flotacion y manual

3.3 Diagrama de bloques del proceso.

molido / \

4 ,, unidad

de

pesado y

envasado

extruido y peietizado

I \ \ i ,~

silo de

almacenamiento

unidad \ de unidad de

( secado enjuague 1

CAPITULO IV

Estudio de Mercado

15

4.1 ANTECEDENTES Y PROYECCIONES.

En otros paises, sobre todo los industrializados, como Estados Unidos, el

reciclado de plástico de desecho municipal ha tenido un interés creciente en la ultima

década, gracias a la conciencia ecológica del pueblo en general, a presiones de

grupos ecologistas como Greenpeace y a factores económicos como es el incremento en el costo por manejo de la basura doméstica e industrial. Los gobiernos han

fomentado proyectos de investigación (en 1985 se consiguio un fondo por $3.5

millones de dolares para proyectos en esta área en la Universidad de Rutgers en

Nueva Jersey), hallando problemas técnicos, económicos, institucionales e incluso

legislativos que han hecho mas lentas sus propuestas. Aun así, se han llevado a cabo

intentos importantes para la solución del problema, tal es el caso del reciclado de

botellas de refrescos, que en 1984 se calculó en 14.8 millones de toneladas,

esperandose reciclar 21.7 millones de toneladas para 1995 tan solo en Estados

Unidos. En Francia, recuperan hasta 4500 toneladas al año en una mezcla de

plásticos para fabricar postes de bardas, elementos de paletas, etc. En Gran Bretaña

se recuperan hasta 132 millones de libras de película de PE anualmente, para uso en

todo tipo de artículos.

Se han creado varias asociaciones para tratar de resolver el problema que representa

el alto volumen de plástico en los desechos urbanos, tal es el caso de: Plastic

Recycling Institute, Piastic Recycling Foundation, Council for Solid Waste Solutions,

Centro Español de Plásticos, etc.

Las empresas privadas también han incursionado en este campo, como es el

caso de Resource Recycling Technologies, de Nueva York que opera desde 1983, Western Gold Thermoplastics de Los Angeles, Energy Answers de Nueva York, Exxon

Chemical, Du Pont, Sonoco Graham, Wellman, wTe, Day Products United Resin Recovery, Quantum, Phillips, Polysource, etc. En la mayoria de los casos, a pesar de

los esfuerzos hechos por autoridades gubernamentales, así como empresas privadas,

el porcentaje de recuperación del material es muy bajo, generalmente menor al 10Y0 de los desechos urbanos.

En México en realidad no ha habido un proyecto importante, y mucho menos trascendente en cuanto al reprocesado de plástico de desperdicio municipal. Los esfuerzos por utilizar materiales de desecho se limitan a un bajísimo nivel familiar-

dados los escasos recursos económicos de la población .en general-- y sin

conocimiento del problema ecológico a nivel nacional e incluso mundial.

16

Existen pocas empresas y grupos tratando de encontrar soluciones adecuadas a

nuestra cultura y necesidades, como son: -Plásticos Rex

-Recuperadora y Maquiladora de Plástico, S.A de C.V. -Recuperadora de Plásticos Beltrán -Glezco Plásticos -Reich Mexicana de Plásticos -Comercializadora Huva -Damas voluntarias de Texcoco,

y varias asociaciones de colones y ecologistas como el Sr. Padilla Massieu, pero

ninguna dedicada a la recuperación de la basura domestica al 100%.

4.2 Usos Principales y Consumidores.

1985 1986 1987 1988

PEAD 6781 5 69075 75992 - 81717 PEBD 159996 242166 275108 317101

El polietileno es un plástico ampliamente utilizado en nuestro pais en las

siguientes ramas de la industria: Construcción: tubería de agua fría, tinacos, relleno en carreteras Eléctrica: recubrimiento de cables y aplicaciones dieléctricas. Industria textil: como fibra y monofilamento Papelera: como aditivo

Envases y empaques: detergentes, soluciones, bolsas y botes para basura, protector

de sembradíos, forros para trajes o aparatos eléctricos, recipientes para fertilizantes o sustancias q u ímicas .

Juguetes: . Ductos: manguera, tubos, empaques, tanques de mezclado

Otros: bancas para parques, plataformas antiderrapantes, señales para carreteras, macetas, postes para bardas, adornos navideños, casa para perros, lonas, etc.

1989 1990

97134 175674 34001 1 347803

4.3 Análisis de la Demanda.

1985 1986 1987 1988 PEAD 479 14 8 1530 840 2093 PEBD 141008 75870 500 1522

El Único productor de polietileno en México es Pemex. La industria en nuestro

país además consume PE de importación en las siguientes cantidades:

1989 1990 2160 86 1 O O

El mercado al que está enfocado esta investigación es el area de Lerma-

Toluca. Actualmente, segun datos del INEGI, el consumo de plástico en el Estado de México es el 32% del total usado en el pais (incluye nacional e importado), de las cuales la zona industrial de Lerma -Toluca consume aproximadamente el 50%, o sea 301,004.4 toneladas anuales. El polietileno recilado no se puede usar en todo aquello que vaya directamente relacionado con alimentos, medicamentos o usos sanitarios, lo cual nos deja un 40% del mercado total. AI usarse emla producción de otros objetos,

se utiliza hasta el 20 %, reduciendo aun más nuestro mercado potencial para ubicarlo

en aproximadamente 2% del total, siendo de 963.21 toneladas anuales.

4.4 Proyección del mercado

A pesar de tener una demanda potencial relativamente alta, los precios del

material virgen son aun bajos y los métodos de separación no se han logrado adecuar

a nuestra sociedad, lo cual disminuye nuestra posibilidad de venta.

Se estima que el consumo de plástico se incrementará a un ritmo anual del 1%

desde un punto de vista conservador, mientras que las reservas de crudo disminuyen

constantemente. Esto favorece el consumo directo del plástico reciclado dado su disponibilidad.

También el factor ecológico apoyará el uso de este material, conforme la

población adquiera mayor educación al respecto.

La proyección de mercado para el plástico reciclado es la siguiente:

AÑO

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

DEMANDA

963.21 972.84 982.54 992.34 1002.24 1003.26 1004.27 1005.27 1006.28

19

Con lo cual se calcula la capacidad de la planta:

CAPACIDAD PRODUCCION % DE CAPACIDAD

mínima 300 ton/año 24.04

media 800 toniaño 64. I O

máxima 1248 ton/año I O0

4.5 Sustitutos y Sucedáneos.

éste tiende a aumentar de precio para finalmente desaparecer ya que proviene de recursos naturales no renovables.

A largo plazo el factor económico, social y hasta politico permitirá el uso indiscriminado del material reciclado.

4.6 Ubicación de la Planta y su Distribución.

El parque industrial Lerma-Toluca es la ubicación Óptima segun los motivos expuestos en el Apéndice B. La distribución de la planta es la siguiente:

Area en m2 Area total del terreno 550

area de producción 220 bodega I O0 oficina 200

estacionamiento 30

20

147848

CAPITULO V.

TRABAJO DE INVESTIGACION

21

5.1 OBJETIVOS.

Generales.

Este trabajo tiene como principal objetivo la reutilizacion de polietileno de desecho municipal para uso como materia prima de diversos productos plasticos.

Específicos.

-Determinación del tipo de residuos urbanos

-Separación del PE de los desechos municipales. -Determination del proceso de reciclado -Determination de las condiciones de trabajo -Calculo de costos.

5.2 Condiciones Generales de trabajo.

Para la realización de este proyecto, se tomaron muestras de residuos urbanos

de la zona Lerma-Toiuca y se separaron manualmente.

Se estudiaron efectos de solubilidad, flotación, y limpieza de los residuos, con diferentes pigmentos y se hicieron pruebas en equipo similar al propuesto. Se tomaron muestras del producto y se obtuvo su indice de fluidez ( melt ‘index) como punto de comparacion.

Condiciones de Extrusión.

El material que entra al extrusor fluira más facilmente si su tamaño es menor por lo que se recomienda tener cuidado en la molienda .

Se observó que el pigmento de la materia prima afecta al producto por lo cual se incluyó la separación manual previa ai molido. Si el cliente necesita materia para producto negro (como pueden ser botes, mangueras, plataformas, tacones, etc.), no se

22

I --

O!O de

detergent

O

3

5

deben- incluir recipientes o película de color blanco ya que el producto tomará un tono grisáceo. De igual forma, para productos naranjas o tonos semejantes (tuberias, recipientes, etc.) la materia prima blanca los tornará tonos rosados. Resulta con esto, por otra parte, relativamente fácil obtener tonos pastel (juguetes, sillas, etc.). El

pigmento que se le adiciona al exxtruir dependerá del producto que el cliente requiera.

Observaciones

no se logra la remoción de mugre y/o etiquetas

Adecuado para el proceso, se enjuaga

facilmente

Se desprende la mugre y etiquetas pero

Condiciones de limpieza:

PROPIEDAD MATERIAL VIRGEN MATERIAL RECUPERADO

La solución es mas viscosa y se dificulta el

MELT INDEX (g/l Omin) densidad (gkm3)

I 1 lavado y enjuague. I

0.77 0.41 -0.6 0.963 O. 957-0.961

5.3 Resultados y Discusión:

Los análisis realizados sobre el producto obtenido arrojaron los siguientes

elongacion ruptura (Oh) esfuerzo ruptura (psi)

555 78-1 15 2204 2654-31 76 -

I imPacto izod (J/cm\ 1 I .3 I 2.5-3.2 I

23

Tabla . Caracteristicas de los extrusores.

velocidad rotacion capacidad production

75

90

170

1 50

200

90 150 80 1 50 80 1 50 135 225

70 1 O0 280 400

70 1 O0 370 530 90 - 990 -

Dados las cantidades de produccion de cada exrusor, se eligio el extrusor con

D=170 mm, para empezar con 125 kg /h en 1994 hasta los 375kg/hr, para una produccion anual de 1248 toneladas.

Discusión.

El material obtenido varía significativamente segun la materia prima usada, por lo cual es recomendable separarla aun más por tipo de recipiente y10 película. Las propiedades del material reciclado son limitadas con respecto al material virgen, y el

color es una gran barrera de mercado 'o beneficio' qeu hasta cierto punto se puede

controlar separando la basura por marca de producto y color. Otros estudios sobre

tipos de aditivos, procesos de lavado y separación se recomiendan.

24

- I ._ --

CAPITULO VI.

Resultados de diseño.

2s

6.1 Procesos Unitarios.

1 .- Molino

3/8", con un molino de cuchillas. Se usa este equipo para reducir el tamaño de partícula hasta aproximadamente

2.- Sistema de lavado y filtrado.

En esta operación se separaran materiales y residuos diferentes al polietileno

mediante un lavado agitado de agua jabonosa.Mientras se filtra se enjuaga con agua

limpia para eliminar residuos de jabón.

3.- Sistema de secado.

En la primera fase se pasa el material por una centrífuga para eliminar el

exceso de agua.

La segunda fase comprende un secador eléctrico de aire caliente a 2OOC.

4.- Extruido y peletizado.

En este paso el material entra al extrusor por la tolva y pasa por el husillo

donde se funde y se desplaza hacia la salida, en forma de espagueti.Pasa a traves de

una peletizadora y sale directamente a tambos que son pesados. E 4

6.2 Balances de materia y energía.

Tabla 6.1 Balance de masa.

no. de paso P, atm T,OC I

compuesto

1 PEd 1 22 2 PEd 1 22

2 agua 1 22

3 detergente 1 22

3 PEd 1 22

3 agua I 22

4 P Ed 1 43.5

fase

solido

granulado

liquido

liquido granulado

liquido pellets

flujo másico, kg/lote

150

70

I O00

27.3 69.2

73.4 68.75

26

I" - "I

clave equipo T, O C

E-I01 secador 20

S-I o1 extrusor -1 80

Kcallh

-254.89 I -872.44

DETERGENTE %

mmm b

!

1 F I L T R O ROTATORIO

28

Ly-L”.y -- -̂ u

I

CODIGOS - B-101: SECkDOR DE l I R E C-101 : MOLINO

H-181 :FILTRO ROTlTORIO I H-182 : CI CLON

D-182: TANQUE DE L a u m I F-191: SILQ I $-ill I EXTRUSOR 1

PESClDO Y EMPACCIDO

29

6.3 Lista de equipo de proceso y Auxiliares.

1 .- Tanque de flotación. Sin agitación, cilindrico de PVC o fibra de vidrio, para trabajar

a temperatura ambiente.

dimensiones V=25001ts, D=1 .Om, H=1.66m Precio N$llOO.

clave D-101

2.moiino. De cuchillas, acero inoxidable AIS-I 020, con transmisión por bandas.

clave c-IO? dimensiones motor de 7.5HP, rotor de 220 mm, peso 320 kg.

Precio N$21000.

3.-Tanque de lavado. Acero inoxidable, capacidad de 10m3 , con agitación de 30HP

dimensiones D=2.6m, H=2.6m

Precio N$12600

clave D- 102

4.-Filtro con enjuague. Inclinado y rotatorio, con serie de regaderas a lo largo., de acero.

clave H-IO1

dimensiones I=5m

Precio N$7025

LCentrifuga. acero inoxidable

dimensiones pot=20HP Toper.=20°C

Precio N$8200

clave H-102

6.-Secador de aire caliente, con capacidad de secado de 200kglhr.

clave 0-101 dimensiones de la cámara D=50cm,L=l50cm

Precio N$14000

7.- Extrusor peletiazdor de acero con tolva grande clave s-101

dimensiones UD= >30

Precio N $62060.

8.-agitador. aspas de acero inoxidable, dimensiones 3/4 HP

Precio N$9820

9.- válvulas. precio N$300 (*4)=1200

tu be ria D, in long., m precio, N$ 1 6 93 2 10 200

1 O.-báscula. De plataforma

dimensiones hasta 500kg, 50x70 cm

Precio N$2030

6.4 Espacio Necesario y Ubicación de la Planta

La ubicación Óptima para esta planta es en la zona industrial de Lerma-toluca,

por motivos expuestos en el Apéndice B.

El área del terreno es de 550m 2 con la siguiente distribución:

Area en m2 Area total del terreno

área de Droducción 220

estacionamiento

oficina 200

31

147848

1 \

t Fl

t

t (7

t -E /a / €U

\

;%I d;

/-\ I

I I I

n2 O z e r

CAPITULO VI1

Personal, posición y sueldos.

32

PLAZAS PLAZAS SUELDO

MENSUAL

SUELDO ANUAL

TOTAL, N$

1

1

1

2

1

POR PLAZA,

N$ Gerente general 4000 48000 secretaria 1800 21600 almacenista y chofer 1800 2 1600 obreros 800 19200 vendedor técnico 2200 26400

33

1

1

1

2

1

POR PLAZA,

N$ Gerente general 4000 48000 secretaria 1800 21600 almacenista y chofer 1800 2 1600 obreros 800 19200 vendedor técnico 2200 26400

1 limpieza 800 9600 despacho contable 800 9600 externo sistema vigilancia 2500 30000 '

, externo

CAPITULO Vlll

Aná I is is F i na nc ie ro

34

8.1 Inversion total

MONTO, NS 15,000 1,500

I ,500 2,500

10,000

10,500 1,000

500

3,000

30,000 , 35,000

11 0500

140,223 50,000

190,223

2,500 800

2,500 3,150 2,000 10950

29,100 1,500 6,000

30,000

INVERSION FIJA CONCEPTO

obiliario administrativo

omunicaciones

omputo

eguridad

apeleria

tans porte

UBTOTAL 'LANTA

iUBTOTAL .EGAL

iUBTOTAL :OSTO DE ARRANQUE ncluye capital de trabajo

DETALLE ,ficha ;om ed o r

elefono inea telefonica

;omp/impresora

?xtiniores .opa iotiq u in

worrioviles (2) =.ami0 net a

maquinaria almacen (monta)

alia de la empresa marcas registros gob. seguros licencias -

~~~

sueldos cornu nicaciones servicios rente materia prima

INVERSION TOTAL N$

15,600l

433.260 I

8.2 Costos de produccion y administrativos.

COSTO DE PRODUCCION CONCEPTONALOR NS

MATERIAL Y EMPAQ.. 93,600

AGUA Y OTROS 5,200 MANO DE OBRA 45,600 COSTO DE MTO. (2%) 3,804 SEGUROS E IMP.(l%) 1,902

ENERGIA ELECTRICA 75,977

TOTAL 226,084

ENERGIA ELECTRICA EQUIPO KWlHR NSIANO c-1 o1 1.62 1,244.16

- _ _ ~~

1

CONCEPTONALOR NS SUELDOS GERENTE I 48,000

H-102 0.554 425.47 H-1 O 1 468.48 . OTROS 82.125 63,072.00 s-1 O 1 14.02 10,767.36 U 98.929 75,977.47

VENDEDOR SECRETARIA

DESPACHO CONT. SEGURIDAD LIMPIEZA INSUMOS COMUNIC.

AUTOS OTROS

ANALISIS DE COSTOS 1994

26,400 21,600

9,600 30,000 9,600 6,000

12,000 12,000

lCOSTOS ADMIN. I Y DE VENTAS I

36

B. PROFORMA

ANO 1994 1995 1996 1997 1998

VOLUMEN ( TON) 31 2 360 420 480 540

CONCEPTO

VENTA N$ 468,000 540,000 630,000 720,000 810,000

material y empaque 93,600 108,000 126,000 144,000 162,000

UTILIDAD DE CONTR. 374,400 432,000 504,000 576,000 648,000

costo de manufact. 132,484 93,456 93,456 93,456 93,456

UTILIDAD BRUTA 241,916 338,544 410,544 482,544 554,544

costo administrat. 175,200 265,200 265,200 265,200 265,200

UTILIDAD DE OPER. 66,716 73,344 145,344 2í7,344 289,344 antes de impuesto

retorno de inversion. 66,716 140,060 285,404 502,748 792,092

ROI (Oh) ACUM. 15% 32% 66% 116% 183%

.

8.3 Balances proforma.

BALANCE PROFORMA

EVALUACION A CINCO ANOS

Evaluacion hecha a valores constantes de 1994.

8.4 Resumen anual.

RESUMEN ANUAL 1994 ICONCEPTO MONTO/N$ 1 ICOSTO DE PROD. 226,0841 ICOSTO ADMIN. 175,2001 ISUBTOTAL 401.2841 IDEPRECIACION 77.9871 IFLUJO DE EFECTIVO 323.2971

38

APENDICES

39

APENDICE A.

MATERIA PRIMA Y SUS CARACTERISTICAS.

Este proceso se alimentara de plastico de desecho urbano, en especial

polietileno de alta y baja densidad, utilizado principalmente en empaque, por lo que es primordial entender. la naturaleza del plastico en si.

Los compuestos formados por cadenas repetitivas (generalmente de hidrogeno y carbon) son conocidos como polimeros. Los polimeros pueden ser naturales ( lana,

algodón, seda, DNA, etc.) o sintéticos (nylon, poliester, PVC, polietileno, ABS, etc.).

Cada uno de ellos tiene propieades Únicas que pueden transformarse para dar materiales "diseñados a las caracteristicas deseadas. Los plasticos pertenecen al conjunto de polimeros sintéticos con una amplísima gama de caractrísticas y

propiedades, clasificadas en los siguientes grupos: I. Por sus monómeros:

Las unidades repetitivas en las cadenas poliméricas, los monómeros, pueden unirse de varias maneras:

homopolímero lineal A-A-A = -(A)-n

Cuando se tienen dos o mas monómeros en una cadena se les llama copolimeros, y

de nuevo su orden dara el tipo de copolimero:

donde n representa el numero de repeticiones del monómero A

copolimero lineal alternado: A-B-A-B-A-B = :(A-B)-n

copolimero lineal desordenado: A-A-B-A-B-B-B-

copolímero lineal en bloques: A-A-A-A-A-B-B-B-B

11. Por su ramificacion.

lineales.

ramificados.

entrecruzados.

147848

Ill. Por su comportamiento al calor.

A. Termoplasticos.

Son los polímeros que al aplicarles energía calofífica se suavizan y con el fr-io se endurecen, facilitando su moldeo con calor y presión, aun después de fabricados.

Durante su fabricación y transformación mantienen sus características químicas inalteradas lo cual hace que su recuperacion sea viable ya que se pueden volver a

formar objetos de consumo con su granza.

B. Termofijos, o termoestables.

Estos polimeros se carbonizan al contacto con el calor una vez que son formados, perdiendo sus características químicas y sus propiedades. Son rigidos y no permiten su moldeo. Por Io tanto, estos no son facilmente reciclables y muchas veces

no se reciclan en absoluto. Se usan generalmente en muebles o artículos grandes dadas sus características.

IV. Por su cristalinidad.

amorfos

El polietileno pertenece al grupo de los xmop isticos, facilitandose se manejo aun como material de desecho.

Se produce a partir del etileno basicamente a partir de dos reacciones: procesos de

fraccionacion de Ziegler-Natta y de poiimerización aniónica, llevandose a cabo una

reacción de adicion:

l 1 Del Val. p. 131.

Dependiendo del tipo de proceso utilizado en la polimerizau6n del polietileno, se obtendra un espectro de propiedades. 2, l3

CARACTERISTICA

estado fisico

color

olor/sabor

toxicidad

oxidación

poder calorifico. kj/kg

densidad, g/cm3

esfuerzo tensil, psi

elongacion,

melt index, 9/10 min

resistencia ai impacto, fi-l b/i n2

O bajo peso O

O flexibilidad

O resistencia quimica

O aislante eiectrico

O facilidad de procesado

O diferentes pesos moleculares.

resistencia ai impacto y a la tension

PEBD PEAD

solido sólido

incoloro incoloro

inodoro/insipido inodoro

no tóxico no tóxico

muy ox¡. durante proceso idem

46.000 46.000

0.93 0.94-0.96

1- 2.5 0.77

600-2300 2204

90-800 555% 41-50 60-70

I I

Para el poiietiieno de alta densidad (PEAD) as¡ como para el de baja densidad (PEBD)

se tienen las siguientes caracteristicas:

resistencia ai calor continuo, O C

transmitancia, 94

opacidad, YO

82-1 O0 110-130

0-75 0-40

4-50 4-50

!

l2 Polymer Encyclopedia. p. 278, 287, 280. 13LM.P.I. MARZO. 1988, Capitulo polietileno.

42

Apéndice B

Localización de la Empresa

La materia prima y el mercado son factores determinantes para la empresa. La primera se obtiene a partir de desechos urbanos generados per capita, con lo cual es necesario obtenerla en grandes poblaciones ya que representa el 7% en volumen del total de basura generada. El mercado depende totalmente de un área industrial ya que el producto sera materia

prima en la elaboración de artículos de plástico (de uso no-comestible ni médico). Observando estas dos grandes necesidades, se estudian lugares donde se den estas condiciones y se encuentra que en México, la población que tiene mayor cantidad de producción de artículos de plástico, de gente, de actividad comercial, y de basura es incuestionablemente el D.F. Pero también tiene los mas altos índices de contaminación, problemas de trAnsito, sociales, de impuestos, etc. Aún muchas empresas grandes conservan sus oficinas corporativas y hacen sus transacciones bursátiles en esta gran metrópoli por lo que resulta práctico e incluso necesario en algunos casos estar relativamente cerca del D.F. o de los otros focos industriales como son las zonas de Monterrey, Guadalajara, Lerma, Cuernavaca y Puebla.

Dado que nuestros consumidores directos serían principalmente industrias

manufactureras, se analizaron las entidades que tuvieran mayor producción de

artículos de plástico, encontrándose que el Estado de México ocupa el segundo lugar después del D.F. y mayor que Puebla y Cuernavaca.13

Otros factores que se tomaron en cuenta son la vida útil del sitio,vías de

acceso, terreno, mercado, aspectos sociales y culturales, aspectos geográficos y de salud. Dentro de las necesidades de la empresa y sus trabajadores, se encontró que uno de los sitios ideales para su ubicación seria el área de Lerma-Toluca.

a. Vida Útil del sitio.

Se considera que el sitio debera tener un mercado y extensión tal que sirva para cuando menos diez anos, tomando en cuenta la proyección futura de la población y el índice de generación de la misma.

l 3 L a Industria Química en inésico. 1992. INEGl.

43

El parque industrial Lerma -Toluca es considerado uno de los mas grandes del país y su población ha ido creciendo a ritmo acelerado en la Última década.

b.Vías de acceso.

Las condiciones de transito afectan el costo global del proceso de una manera dramática. Debe estar de preferencia a corta distancia de la ciudad y bien comunicado;

transitable en toda época del año. Debe ubicarse de 3 a 12 Km de la ciudad, de preferencia en una zona industrial y cerca de tiraderos municipales o centros de acopio.

El parque industrial Lerma -Toluca cuenta con dos carreteras al D.F. (libre y de cuota) en excelente estado, a una distancia mas corta que las ciudades de Puebla y

Cuernavaca. Tiene también un aeropuerto de carga internacional en operción.

c. Terreno.

La planta se localizara en un sitio con uso de suelo (o permiso de radicación)

industrial, con opción a renta o compra, según convenga. Se tomaran en cuenta los vientos dominantes para evitar posibles malos olores a poblaciones circundantes, evitar contaminación a los sistemas acuíferos cercanos y contar con servicios de : -red de agua y alcantarillado

-red de luz -red telefonía -aeropuerto internacional -gas -seguridad publica.

El parque de Lerma-Tolua cuenta con todos estos servicios, y con una gran cantidad de terrenos y naves disponibles.

d. Mercado

El mercado es uno de los puntos claves para el buen funcionamiento de la empresa. Se debe tomar en cuenta que el material reciclado sera usado como materia prima de diversos productos, por lo cual es importante situarse en una zona industrial. Siendo el segundo productor de artículos de plástico en el pais, el parque de Lerma- Toluca es escogido como el lugar Óptimo.

e. Aspectos Sociales y Culturales.

Dado que la empresa depende básicamente de la materia pnma y los trabajadores, es importante que el sitio elegido cuente con una infraestructura social y cultural amplia para el desarrollo de los mismos. Se buscara una factibilidad de mano de obra, oficinas de instituciones gubernamentales, servicios como centros comerciales, bancos, escuelas, parques, universidades, transportes de todo tipo, carreteras, seguridad, museos.

f. Aspectos de Salud.

Ademas de contar con hospitales públicos y de carácter privado, el índice de contaminación promedio de la zona debera ser menor al de ciudades grandes como lo son el Distrito Federal, Monterrey y Guadalajara, lo cual repercute en un nivel de vida mas alto para todos.

Proyeccion-del crecimiento poblacional en 2 entidades

25000000

$ 10000000 ói

E 5000000 - .-

t

O 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

H

1 1 EDO. MEX.

PUEBLA

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,

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