TE7_U13310
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1 MODIFICACIÓN DE UN ASFÁLTO MEDIANTE LA ADICIÓN DE GRANO DE CAUCHO RECICLADO. Cindy Paola Yánez Ayala - Ingeniería Industrial [email protected] Carlos Andrés Flórez Serna - Ingeniería Civil [email protected] Viviana Katherine Monteverde Carrillo - Ingeniería de Minas y metalurgia [email protected] Laura Melissa Elorza Pérez - Ingeniería de Control [email protected] Yeison Chavarria Zapata - Ingeniería Administrativa [email protected] Mauricio Vargas Soto - Ingeniería Química [email protected] Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín 2013 - III
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1
MODIFICACIÓN DE UN ASFÁLTO MEDIANTE LA ADICIÓN DE GRANO DE CAUCHO RECICLADO.
Cindy Paola Yánez Ayala - Ingeniería Industrial [email protected]
Carlos Andrés Flórez Serna - Ingeniería Civil
Viviana Katherine Monteverde Carrillo - Ingeniería de Minas y metalurgia [email protected]
Laura Melissa Elorza Pérez - Ingeniería de Control
Yeison Chavarria Zapata - Ingeniería Administrativa [email protected]
Mauricio Vargas Soto - Ingeniería Química
Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín
2013 - III
2
TABLA DE CONTENIDO RESUMEN EJECUTIVO....................................................................................................................6
1. INTRODUCCIÓN.........................................................................................................................8
2. CONTEXTO DEL PROYECTO........................................................................................................9
2.1. Formulación del problema........................................................................................ 9
2.1.1. Descripción del problema..........................................................................9
2.1.2. Importancia del problema........................................................................ 9
2.1.3. Justificación del problema.........................................................................9
2.1.4. Árbol de Problemas..................................................................................10
2.1.5. Árbol de objetivos....................................................................................11
2.2. Descripción del proyecto.........................................................................................12
2.2.1. Proyecto seleccionado.............................................................................12
2.2.2. Justificación del proyecto como proyecto de ingeniería asociado con el
problema seleccionado……………………...............................................................12
2.2.3. Objetivos……………….................................................................................13
2.2.4. Matriz de marco lógico............................................................................14
2.3. Contexto social del proyecto...................................................................................15
2.3.1. Población beneficiada..............................................................................15
2.3.2. Impactos en calidad de vida.....................................................................15
2.3.3. Generación de empleo.............................................................................16
2.3.4. Análisis de externalidades........................................................................16
2.4. Contexto ambiental del proyecto............................................................................17
2.4.1. Identificación de impactos.......................................................................17
2.4.2. Relación con sostenibilidad......................................................................18
2.5. Contexto estratégico del proyecto..........................................................................18
2.5.1. Análisis de oferta.....................................................................................18
2.5.2. Análisis de la demanda............................................................................19
2.5.3. Proyección de la demanda.......................................................................20
3
2.6. Contexto técnico del proyecto................................................................................21
2.6.1. Descripción de alternativas tecnológicas consideradas...........................21
2.6.2. Contexto legal del proyecto.....................................................................22
3. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS Y DECISIONES DEL PROYECTO....................................................23 3.1. Decisiones de localización.......................................................................................23
3.1.1. ¿Qué van a localizar?………………………………………………………………….23 3.1.2. Macro localización...................................................................................23 3.1.3. Micro localización....................................................................................23
3.1.4. Justificación de las decisiones de macro y micro localización..........24
3.2. Decisiones de mercado............................................................................................25 3.2.1. Definición y caracterización del producto o servicio…………………………….25
3.2.2. Fijación de precios……………………………………………………………………………….25
3.2.3. Estrategias de penetración de mercado……………………………………………….25
3.3. Decisiones técnicas.................................................................................................26
3.3.1. Normas técnicas estándar (ISO, ICONTEC) que aplican para el proyecto26 3.3.2. Análisis de alternativas tecnológicas consideradas………………………………26 3.3.3. Tamaño del proyecto...............................................................................27 3.3.4. Materias primas e insumos......................................................................28 3.3.5. Equipos y maquinaria...............................................................................28 3.3.6. Personal requerido..................................................................................29
3.4. Decisiones ambientales...........................................................................................31
3.4.1. Análisis cualitativo de impactos ambientales……………………………..31
3.4.2. Análisis cuantitativo de impactos ambientales.................................34 3.5. Decisiones financieras.............................................................................................35
3.5.1. Estructura de inversiones........................................................................35 3.5.2. Costos: costos de instalación y costos de operación...............................37
4
3.5.3. Gastos: gastos operacionales, gastos no operacionales..........................37
3.5.4. Ingresos operacionales............................................................................38
3.5.5. Flujo de caja puro del proyecto............................................................... 38 3.5.6. Cálculo del punto de equilibrio................................................................39
4. CONCLUSIONES.......................................................................................................................40 5. RECOMENDACIONES...............................................................................................................41 6. ANEXOS...................................................................................................................................42 7. REFERENCIAS...........................................................................................................................43
5
ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Matriz de marco lógico................................................................................................. 14
Tabla 2. Matriz de análisis por dimensiones..............................................................................16
Tabla 3. Matriz de análisis por dimensiones………………………………………………………………………..... 23
Tabla 4. Matriz de resultados del método cualitativo por puntos para micro-localización………24
Tabla 5. Precios………………………………………………………………………………………………………………………25
Tabla 6. Análisis de tecnologías del proyecto…………………………………………………………………………27
Tabla 7. cantidades mínimas por 1 TON de mezcla………………………………………………………………29
Tabla 8. Maquinaria y equipos………………………………………………………………………………………………29
Tabla 9. Descripción del personal requerido…………………………………………………………………………31
Tabla 10. Valoración cualitativa de impactos…………………………………………………………………………33
Tabla 11. Análisis cuantitativo de impactos ambientales…………………………………………………....34
Tabla 12. Estructura de inversiones y capital de trabajo…………………………………………………………36
Tabla 13. Costos de instalación……………………………………………………………………………………………. 37
Tabla 14. Costos de operación…………………………………………………………………………………………….. 37
Tabla 15. Gastos de operación………………………………………………………………………………………….……37
Tabla 16. Gastos no operacionales…………………………………………………………………………………………38
Tabla 17. Flujo de caja puro del proyecto……………………………………………………………………………… 38
ÍNDICE DE FIGURAS
Ilustración 1. Árbol de Problemas.............................................................................................. 10
Ilustración 2. Árbol de objetivos................................................................................................. 11
Ilustración 3. Pirámide de sostenibilidad....................................................................................18
Ilustración 4. Evolución de la malla vial en Bogotá…………………………………………………………………20
Ilustración 5. Vista de la localización zona industrial de bosa……………………………………………….…24
Ilustración 6. Jerarquía del personal……………………………………………………………………………………….30
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1. Análisis cualitativo de las decisiones ambientales...................................................... 42
6
RESUMEN EJECUTIVO
El proyecto tiene como objetivo crear una planta en la ciudad de Bogotá, la cual
además de dar oportunidades de empleo, mitigara el aumento de contaminación
causada por las llantas y neumáticos usados, pues estas llantas serán tomadas y
trituradas con la intención de conseguir Grano de Caucho Reciclado (GCR) que
posteriormente será adicionado a un cemento asfaltico con el fin de brindar mejoras a
sus propiedades [1].
La pavimentación con una mezcla modificada con asfalto a base de GCR es un proceso
relativamente nuevo en Colombia ya que solo hay empresas especializadas en la
producción del grano y no en la producción de asfalto, lo cual refleja unas condiciones
sociales y estratégicas que benefician al proyecto ofreciendo a nuestros clientes
calidad y diferenciación en el producto [2].
El proyecto va dirigido principalmente a las empresas productoras de mezcla asfáltica
en la ciudad de Bogotá y del país, las cuales cuentan con las especificaciones
requeridas por la IDU para la pavimentación de calles y carreteras, además se tiene
también como objetivo las canteras que quieren proyectarse y crecer como
productoras de esta mezcla [3].
Teniendo presente el proyecto a ejecutar, se procede a determinar las implicaciones
que éste tendrá en varios contextos; se empieza por la identificación de los beneficios
que le traerá a la población aledaña junto con los cambios en la calidad de vida que le
podrá generar a ésta dicho proyecto. Se establecen también, los impactos ambientales
que generarán las distintas fases del proyecto junto con la identificación de la
demanda y oferta que se puede presentar en el mercado actual al momento de
realizar una modificación estructural de un material como se propone en este estudio.
Después se hace un análisis de alternativas y decisiones del proyecto donde se decide
la localización y los criterios con los cuales el proyecto queda ubicado en cierta región
y localidad, además de las decisiones de mercado donde se caracteriza el producto y se
hacen unas estrategias de mercado. Posteriormente, en las decisiones técnicas se
desarrolla la capacidad de producción, el análisis de alternativas tecnológicas y la
caracterización de la materia prima, equipos y maquinaria, además del personal
calificado para laborar en la planta diseñada. Finalmente, Siguiendo un orden se hace
una evaluación cuantitativa y cualitativa de los impactos ambientales y así se califica el
proyecto como de un alto, moderado o bajo impacto; y por último se realizan las
decisiones financieras donde se estructuran las inversiones, costos, gastos e ingresos y
así brindar toda la información pertinente para el análisis de viabilidad del proyecto.
7
Por ser un producto novedosos los costos del cemento asfáltico mejorado con GCR son
mayores que el usado en una mezcla asfáltica convencional. Sin embargo, el desempeño de la
mezcla asfáltica con GCR es mucho más positivo y el uso del caucho trae beneficios
ambientales al valorizar un desecho como los neumáticos brindando una solución parcial con
el problema de su disposición final. Se evidencian también beneficios sociales al lograr tener
mejores pavimentos y beneficios económicos al aprovechar estos residuos contaminantes que
no tenían ningún valor [4] [5].
8
1. INTRODUCCIÓN
En Colombia gran parte de las llantas al finalizar su vida útil, son almacenadas en
depósitos clandestinos, patios de casas de vivienda y en espacios públicos como (lagos,
ríos, calles y parques) con graves consecuencias en términos ambientales, económicos
y sanitarios [6]. Por otra parte los pavimentos asfalticos presentan varios problemas,
entre ellos el fisuramiento por fatiga, el ahuellamiento y los correspondientes a la
adherencia, esto disminuye la vida útil del pavimento e incrementa costos, tanto para
los arreglos del pavimento dañado como para los automóviles que transitan por estos
sitios [4].
A partir de esto, el proyecto pretende reutilizar un desecho sólido, en este caso las
llantas y transformarlo en un producto útil para la sociedad, obteniendo un cemento
asfaltico con mejores características mecánicas que el tradicional a partir de Grano de
Caucho Reciclado, el cual se obtendrá por medio de la trituración de las llantas
después del proceso de separación de los componentes que las constituyen,
principalmente acero y fibras textiles [5].
Como limitante se tiene la penetración en el mercado ya que el uso de las mezclas
asfálticas convencionales ha estado allí durante mucho tiempo como material
preferido para pavimentar las carreteras y esto hace difícil que los clientes quieran
experimentar y usar nuestro nuevo producto para crear una mezcla modificada. El IDU
dicta la resolución número 3649 por medio de la cual hace la especificación técnica
para la aplicación del GCR con lo que se formaliza y autoriza la utilización de ésta
mezcla en la malla vial de la ciudad de Bogotá [2].
9
2. CONTEXTO DEL PROYECTO
2.1. Formulación del problema
2.1.1. Descripción del problema
La problemática principal de las llantas usadas en la ciudad de Bogotá, está relacionada a
su volumen, sumando su alta generación y lenta degradación. El depósito a cielo abierto o
en bodegas, sin considerar un confinamiento adecuado de acuerdo a la naturaleza de las
llantas, representa un peligro potencial para la comunidad. El manejo actual de las llantas
usadas puede ocasionar problemas de salud pública, ya que los neumáticos
inadecuadamente ubicados pueden acumular agua proveniente de la precipitación, esto
produce proliferación de vectores como ratas e insectos que transmiten infecciones a la
población cercana. Con una menor intensidad la acumulación de llantas trae consigo una
molestia visual, debido al deterioro del paisaje y a la mala disposición en cielo abierto,
concluyendo con esto el mal manejo que se le da en la ciudad a esta clase de residuos sólidos
especiales [7].
2.1.2. Importancia del problema
Siendo Bogotá una zona que no presenta las condiciones de clima tropical para la presencia de
los vectores de enfermedades, el riesgo de contraerlas proviene de la introducción de las
mismas desde otras zonas y a la acumulación de las llantas y neumáticos usados en ciertas
localidades, el tema es preocupante ya que en el 2001 se notificaron en la ciudad 198 casos de
dengue clásico, y 142 de dengue con manifestaciones hemorrágicas, presentándose la
necesidad de la evaluación del problema por parte de las entidades de salud [8].
En la ciudad de Bogotá las llantas son utilizadas como recurso energético en diferentes
empresas ya que buscan darle uso a esas llantas inservibles acumuladas en los depósitos.
Lo anterior produce una polución del aire por el dióxido de carbono proveniente de la
combustión. Convirtiéndose, en un problema local que con el tiempo se puede propagar a
toda una región, produciendo infecciones respiratorias y daños en la salud pública [9].
2.1.3. Justificación del problema como proyecto de ingeniería asociado con el tema
general del curso.
El aumento de cumulo de llantas y neumáticos en la ciudad de Bogotá está íntimamente
asociado y direccionado a una solución desde la ingeniería, nuestra propuesta radica en la
reutilización de este tipo de desechos, aprovechando sus propiedades fiscas, químicas y
mecánicas para la elaboración de un asfalto modificado que contiene GCR. Diferentes
investigaciones realizadas en el tema han dado como resultados preliminares que una mezcla
asfáltica hecha con asfalto a base de GCR posee propiedades más sostenibles comparadas con
los pavimentos fabricados con los materiales tradicionales [10]. De lo anterior se deduce que el
10
asfalto modificado con GCR da como resultado un nuevo material encaminado a la mitigación
de este viejo problema en las grandes metrópolis, en este caso en la ciudad de Bogotá.
11
2.1.4. Árbol de Problemas
Aumento del cúmulo de llantas y neumáticos usados en la ciudad de Bogotá [1].
Proliferación de plagas,
roedores e insectos [11].
Carencia de uso sustentable
para las llantas en la
modificación de asfalto [13].
Lenta degradación natural
de la llanta [13].
Afectación al medio ambiente
y a la salud pública [10].
Malas condiciones de
vida [13].
Aumento de emisión de
contaminantes [10].
Contaminación visual [11].
Inadecuado
procesamiento para la
reutilización de llantas
usadas [11].
Pérdida de recursos
transformables [13].
Necesidad de cambiar las
llantas [13]. Aumento de la compra de
automóviles [11]
Incineración de llantas
para Combustible [10]
Polución Atmosférica [10].
Desgaste de la llantas del
parque automotor [10].
Difícil compactado de llantas en un
relleno sanitario [15]
Aumento de la demanda de
llantas nuevas y desecho de
las usadas [14].
Falta de responsabilidad social de las
empresas productoras de llantas [14].
Sociedad inconsciente [14]. Alto costo de compactar
llantas. [15]
Mala imagen de la ciudad [10].
Perdida de una fuente de
ingreso [13].
Pérdida de oportunidades de
negocio [11].
12
2.1.5. Árbol de objetivos
Reducción del cúmulo de llantas y neumáticos usados en la ciudad de Bogotá [1].
Extinción de plagas, roedores
e insectos [11].
Presencia de uso sustentable
para las llantas en la
modificación de asfalto [13].
Lenta degradación natural
de la llanta [13].
Minimización de la afectación al
medio ambiente y a la salud pública.
[10]
Buenas condiciones de
vida [13].
Reducción de emisión de
contaminantes [10].
Disminución de la
Contaminación visual [11].
Adecuado procesamiento
para la reutilización de
llantas usadas [11].
Aumento de recursos
transformables [13]
Necesidad de cambiar las
llantas [13]. Disminución de la compra
de automóviles [11].
Reducción de Incineración de
llantas para Combustible [10].
Disminución de la Polución
Atmosférica [10]
Desgaste de la llantas del
parque automotor [10].
Difícil compactado de llantas en un
relleno sanitario [15].
Aumento de la demanda de
llantas nuevas y desecho de
las usadas [14].
Perfección de la educación
[14].
Aumento de la responsabilidad social de
las empresas productoras de llantas [14].
Sociedad consciente [14]. Alto costo de compactar
llantas [15].
Buena imagen de la ciudad. [4]
Ganancia de una fuente de
ingreso [13].
Aumento de oportunidades de
negocio [11].
13
2.2. Descripción del proyecto
2.2.1. Proyecto seleccionado
El proyecto que se va a abordar pretende crear una planta en Bogotá dedicada a la
obtención y comercialización de un asfalto a base de grano de caucho reciclado (GCR),
nuestro producto complementa las mezclas asfálticas tradicionales a base de roca
triturada con el fin de ofrecer ventajas como: mayor rigidez a elevadas temperaturas,
mayor elasticidad que le permite tener una gran resistencia a la formación de fisuras
trayendo como consecuencia una mayor vida útil y menores costos de mantenimiento.
La materia prima necesaria para el proceso será obtenida a partir de la recolección en
diferentes puntos de reciclajes de llantas que ofrecen las empresas relacionadas con la
comercialización de las mismas, de los botaderos y del aporte voluntario que ofrezcan
los ciudadanos. Nuestro mercado objetivo serán las diferentes empresas dedicadas a la
fabricación de mezcla asfáltica y las empresas como canteras que quieran proyectarse
hacia la fabricación de pavimentos. Lo que hace diferente este proyecto es que se
especializara en la producción de asfalto a base de GCR, siguiendo todos los
requerimientos que dicta el IDU; ofreciendo calidad, confianza y seguridad a nuestros
clientes, siendo buena para los accionistas, empleados, clientes, proveedores, estado y
sociedad [1], [2],[16].
2.2.2. Justificación del proyecto como proyecto de ingeniería asociado al problema
seleccionado.
En base a la necesidad de atacar las graves consecuencias en términos ambientales,
económicos y sanitarios que genera el cumulo de llantas y neumáticos usados en Bogotá. Nace
con mentalidad ingenieril, la búsqueda de una solución total o parcial para dicha problemática.
El aumento del parque automotor y el desgaste de sus llantas no nos permiten tomar acciones
para frenar el incremento en la demanda de llantas nuevas y el desecho de las usadas. Generar
conciencia de la situación en las empresas productoras de llantas y en la sociedad resulta una
tarea compleja. La lenta degradación y su difícil compactado son características propias desde
su fabricación por lo que se convierten en factores que no podemos atacar pero nos lleva a
pensar en intervenir el adecuado procesamiento para su reutilización [17].
La obtención de un asfalto a base de GCR, es el conjunto de cálculos, especificaciones y
recolección de datos que sirven para desarrollar una actividad cíclica y única para tomar
decisiones, en la que el conocimiento de las bases de la ciencia de ingeniería, la habilidad
matemática y la experimentación se conjugan para poder transformar los recursos naturales
en mecanismos y sistemas que aprovechen las llantas y neumáticos usados en la ciudad de
Bogotá.
Es una actividad cíclica porque se repite muchas veces con el fin de alcanzar la meta prefijada y
también es una actividad única puesto que los criterios, cálculos y especificaciones que sirven
de base para obtener el sistema no se usaran en su forma original para otro proyecto [2].
14
2.2.3. Objetivos
Objetivo general
Mitigar la acumulación de llantas y neumáticos usados de la ciudad de Bogotá mediante su
reciclaje [13]
Objetivos específicos
Modificar un asfalto con GCR proveniente de la transformación de las llantas usadas
[2], [18]
Disminuir la contaminación visual y ambiental con la utilización de las llantas usadas en
nuevos materiales [7].
Analizar los procesos involucrados para la obtención de un cemento asfaltico
modificado con GCR [19].
15
2.2.4. Matriz de marco lógico
Tabla 1. Matriz demarco lógico
INDICADORES (1año) VERIFICADORES SUPUESTOS
FIN: Obtener asfalto modificado con caucho
(# de llantas utilizadas para la fabricación del pavimento) / (# de llantas generadas en Bogotá )
IDU y La universidad de los Andes [4].
Si la cantidad de llantas acumuladas no es significativa
PROPOSITO: Acumulación de llantas y neumáticos usados disminuidas en la ciudad de Bogotá. .
(Km pavimentados con asfalto a base de caucho reciclado) / (km pavimentados con asfalto tradicional)
IDU y La universidad de los Andes [4].
Si el número de llantas que llegan a la planta no es suficiente para generar la producción de asfalto
COMPONENTES: 1.Llantas recicladas. 2. Llantas transformadas. 3. Asfalto obtenido.
-(# de llantas actuales en los basureros )/( # de llantas en los basureros en el año anterior) -(# de llantas transformadas)/(# de llantas recicladas) -(ton GCR)/ (Ton de asfalto producido)
Alcandía mayor de Bogotá [1].
Si no se cuenta con la maquinaria adecuada
ACTIVIDADES : 1.1 Recolectar 1.2 transportar 1.2 Almacenar 1.2 Seleccionar 2.1 Triturar 2.2 Moler 2.3separacion de impurezas 3.1 Calentamiento del asfalto. 3.2 Mezclar 3.3Almacenamiento
-(# de llantas recolectadas/(# de llantas generadas en la ciudad) -(# de llantas transportadas)/(# de llantas recolectadas) -(# de llantas en la planta)/(# de llantas recolectadas) -(# de llantas trituradas)/(# de llantas en la planta) -(# de llantas trituradas)/(# de llantas en la planta) -(# de llantas molidas)/(# de llantas en la planta -(# de impureza )/(Total de la mezcla) -Toneladas de mezcla /Toneladas llantas llamas procesadas
Supervisores de planta. Supervisores de área.
Si el pavimento con asfalto a base de caucho reciclado no cumple los requerimientos técnicos necesarios
Fuente: Elaboración propia a partir de [1], [4].
16
2.3. Contexto social del proyecto
La Información suministrada sobre el parque automotor establece un estimado de 1, 000,000 de vehículos de los cuales aproximadamente 91% corresponde a transporte particular y 9% a transporte público; lo cual afecta significativamente la generación de llantas como residuos sólidos en la ciudad; La utilización del Sistema Integrado de Transporte (SITP) puede disminuir la cantidad de vehículos de servicio público que circulan en la ciudad pero a la vez los vehículos que presten el servicio tendrán más carga, deteriorando agresivamente el pavimento. Como consecuencia, según la secretaria de transporte y tránsito, el 53% de las vías actuales de Bogotá D.C se encuentran en mal estado debido a su deterioro. Por tal motivo la administración ha tenido como objetivo dar sostenibilidad con énfasis en la conservación de pavimentos para prolongar la vida útil de sus corredores viales. Con lo anterior se deduce que hay contexto social positivo para el proyecto, si bien por un lado aumenta la acumulación de llantas, por el otro se necesita nuestro producto [2] [20] [21].
2.3.1. Población beneficiada
Este proyecto beneficiara directamente a las diferentes empresas productoras de mezcla
asfáltica, permitiendo la utilización de un nuevo material en la modificación de estas lo que se
traduce en pavimentos con estructuras mejoradas para las diferentes obras de carretera. Por
otro lado, mitigara el problema de disposición de residuos sólidos que actualmente sufre la
ciudad, mejorando la acción de los pavimentos y la calidad del ambiente lo que beneficia de
forma indirecta a todos los ciudadanos y a la administración de Bogotá. Finalmente la
implementación de grano de caucho reciclado en el asfalto aumenta su vida útil y por tanto
disminuye gastos en reparación, dinero que puede destinarse para otros fines [20] [21].
2.3.2. Impactos en calidad de vida
El cemento asfáltico mejorado con grano de caucho reciclado ha demostrado más resistencia a altas y bajas temperaturas, envejecimiento y fatiga, pues es mucho más flexible. Disminuye el ruido de rodadura y la necesidad de mantenimiento (Rondón, 2011), lo que aumenta su vida útil. Hace que los viajes sean más cómodos, pues el ruido provocado por la fricción del neumático es menor, y seguros ya que la dispersión del agua lluvia es superior, reduciendo el riesgo de acuaplaneo. Por otra parte por ser el producto de un proceso de transformación de llantas usadas valoriza la actividad de reciclaje proyectada hacia el futuro. El desarrollo de esta propuesta de gestión sostenible presupone un ordenamiento lógico de las distintas etapas que implican el manejo de cualquier residuo, partiendo desde la generación, pasando por la acumulación, recolección, transporte y almacenamiento, hasta llegar a su tratamiento para reutilización. Lo anterior, permite una ocupación más eficiente de los rellenos sanitarios, una disminución de la quema de llantas y una reducción en los usos dañinos de las mismas que afectan directamente a la salud y al medio. La implementación del grano de caucho reciclado en asfalto busca mejorar las características y vida de los pavimentos. Este, es un aporte al uso responsable las llantas como residuo sólido que tanto daño le generan a la ciudad, permitiendo una mejor utilización y aprovechamiento de espacios, haciéndolos visualmente más agradables [1] [2] [22] [23].
17
2.3.3. Generación de empleo
El bajo desarrollo del proceso industrial en la actividad del reciclaje trae como consecuencia bajos ingresos; el desarrollo del manejo de las llantas en Bogotá para ser utilizadas como componentes del cemento asfaltico, crea oportunidades de negocio particularmente para las personas naturales o jurídicas que se dediquen a la gestión final de las llantas usadas para la obtención GCR [2].
2.3.4. Análisis de externalidades
Tabla 2. Matriz análisis de externalidades
Externalidad positiva
Externalidad negativa
Productor-productor
- La utilización de grano de caucho reciclado en el asfalto mejorará la acción de los pavimentos y disminuirá costos de reparación, actividad que beneficiara a la administración de Bogotá, lo cual no se atribuye al proyecto en utilidades sino en cualidades del producto [2] [4]. - Una reducción en la acumulación de llantas en la ciudad implica mejores condiciones del paisaje y por tanto una mejor imagen para la ciudad, lo cual puede atraer a más visitantes a la ciudad y mejor la economía de muchas familias y hoteles de la ciudad [22].
- Se sabe que las llantas en Bogotá son utilizadas en hornos de producción panelera, actividad que ocasiona efectos perjudiciales al ambiente y a la salud de las personas involucradas, sin embargo reciclar las llantas para obtener un cemento asfáltico implica limitaciones para tal uso; razón por la cual algunas empresas se pueden ver afectadas y obligadas a buscar nuevas fuentes de energías para sus hornos [22].
Productor-Consumidor
- Poner en práctica el proyecto implica una operación logística de reciclaje que beneficia tanto a los actores como a las familias relacionadas y todas aquellas personas que se han visto afectadas por la problemática ambiental a causa de las llantas [2].
- La disminución de la utilización de llantas en hornos de producción panelera evita la emisión de gases contaminantes, mitigando el riesgo de enfermedades [22].
- Durante el proceso los operarios están expuestos a accidentes debido a la complejidad del mismo en busca de un uso sustentable, por otra parte al estar expuestos a constantes interacciones con las maquinas pueden (con el tiempo) desarrollar enfermedades [2].
Fuente: Elaboración propia a partir de [2], [4], [22].
18
2.4. Contexto ambiental del proyecto
2.4.1. Identificación de impactos
Ya que este es un proyecto ubicado en zona industrial es importante identificar los impactos
que el medio ambiente puede sufrir, es por esto que se realiza la matriz de análisis por
dimensiones correspondiente a la Tabla 3, que permite establecer las relaciones de causalidad
entre las actividades a realizar.
Tabla 3. Matriz de análisis por dimensiones
Dimensión Física Biótica Cultural Económica Política
Física Aumento del ruido y vibraciones en la zona [25].
NA
Deterioro del rendimiento de la población que trabaja en la zona [25].
Afectación de las actividades comerciales de la zona [25].
Generación de quejas de los habitantes y dueños de infraestructura cercana [25].
Biótica Aumento de las emisiones de material particulado en la zona [26].
Disminución de los individuos arbóreos que aun existe en la zona [27].
Afectación de prácticas como jardinería y adecuación de zonas verdes [26].
Disminución de empleo de jardineros y personas dedicadas a la adecuación de zonas verdes [26].
Generación de conflictos con la comunidad [25].
Cultural
NA
NA
Migración de los habitantes a zonas más tranquilas [17].
Devaluación de las viviendas y edificios de oficinas cercanos a la planta [17].
Crea rechazo de la comunidad hacia el proyecto [25].
Económica
NA
NA
Mejora de la calidad de vida de personas empleadas [27].
Aumento de los empleos disponibles en la zona para personas de oficios varios [17].
Apoyo de la comunidad a la empresa.
Política
NA
NA
Disminución de visitantes a espacios recreativos, deportivos y culturales [17], [27].
Pocos visitantes en la zona que afecta lugares comerciales [17], [27].
Reclamos y protestas convocada por la junta de acción comunal en contra de la presa [25].
Fuente: Elaboración propia a partir de [17], [24], [25], [26],[27]
19
2.4.2. Relación con sostenibilidad Al momento de ubicar el proyecto en la pirámide de sostenibilidad, se estableció que hace parte de la base, es decir constituye un principio medio ambiental y por tanto ocupa la posición más baja de la jerarquía, ya que a partir de este proyecto, se espera la mitigación del cumulo de llantas en la ciudad de Bogotá y aunque se espera obtener utilidades el principal beneficio será ambiental [10]. El principio más asociado al proyecto es RE, reciclaje [6] como se observa en la Ilustración 3, ya que éste es un proyecto donde se realizara la recolección y tratamiento de desecho como llantas y neumáticos para emplearlos en la fabricación de un nuevo producto mediante procesos como trituración, molienda y mezclado permitiendo obtener un asfalto que mejorará la resistencia y durabilidad de los pavimentos [10].
Ilustración 3. Pirámide de sostenibilidad
Fuente: Elaboración propia [10], [28].
2.5. Contexto estratégico del proyecto
2.5.1. Análisis de oferta
Con el fin de identificar las organizaciones interesadas en ofrecer productos con similares
características o que podrían satisfacer las mismas necesidades que se pretenden suplir con el
producto a desarrollar en el proyecto, es prudente analizar el sector de las soluciones asfálticas
y su dinámica en la ciudad de Bogotá.
20
Es importante resaltar que aunque en la ciudad de Bogotá aún no se comercializa un producto
con las características que se quiere desarrollar en el proyecto, se deben analizar la
competencia como aquellas empresas que ofrecen soluciones asfálticas tradicionales y que
representan una barrera de entrada fuerte al mercado objetivo, ya que cuentan con
importante experiencia y lealtad de sus principales clientes.
Aunque en Colombia existen 135 plantas que desarrollan mezclas asfálticas [29], consideramos
como competencia directa solo a aquellas que tienen injerencia en la ciudad de Bogotá, entre
las cuales se encontraron las siguientes: ABL internacional s. a, Asfaltados y pavimentaciones,
asfaltos Siberia, Bogotana de asfaltos, CMC ingeniería, compañía de trabajos urbanos,
Incoasfaltos, entre otras [30]. Es evidente que la barrera de entrada mencionada es relevante a
la hora de penetrar este nicho de mercado, por lo que se requiere ofrecer un producto
diferenciador con valores agregados que permitan acceder a dicho mercado y ser sostenibles
en el tiempo.
Sin embargo, estas son empresas que no ofrecen productos con las características que
pretendemos tenga el producto, por lo que la competencia seria relativa en este caso.
Hemos determinado como competidores indirectos aquellas empresas dedicadas al
mantenimiento de las vías ya existentes dado que su operación mitiga la necesidad de
repavimentar estas vías en un número importante lo que conllevaría a una baja demanda.
2.5.2. Análisis de demanda
En primera instancia tomaremos como principales clientes a aquellas empresas que se dedican
a la mezcla asfáltica final con el fin de ponerlas en forma de pavimento. Hemos identificado
tres potenciales clientes que son: Industrial de Mezclas Asfálticas Ltda., concretos y mezclas
asfálticas PSI Bogotá y compañía de mezclas asfálticas G4 SAS. Sin embargo consideramos
importante también estudiar la demanda en cuanto la malla vial existente en malas
condiciones en el área metropolitana de Bogotá.
Se ha determinado como potenciales consumidores a los habitantes de la ciudad de Bogotá
que día a día utilizan sus vías para desplazarse de un lugar a otro dentro de la misma.
Población que está estimada en 6’763.000 [31] correspondientes a todos los estratos
económicos existentes, siendo los estratos 1,2 y 3 los más representativos en cuanto a mayoría
poblacional.
Como cliente principal del proyecto y teniendo en cuenta que el servicio soluciona problemas
que le corresponde ser satisfechos por el estado, en este caso sería la administración local de
la ciudad de Bogotá, representada por el instituto de desarrollo urbano (IDU) que es la entidad
encargada de todos los aspectos estructurales en la ciudad y son ellos los encargados de emitir
las solicitudes de propuestas con el fin de licitar este tipo de proyectos [3].
La demanda actual que estimamos basados en la deteriorada malla vial existente la cual es de
15560 km, y los constantes daños causados a la misma, es una demanda que consideramos
alta con respecto a la producción que se espera obtener en la planta de modificación asfáltica
del proyecto. El porcentaje de la malla vial en malas condiciones es del 44.3% [69].
21
2.5.3. Proyección de la demanda
Teniendo en cuenta que para la determinación de la proyección de la demanda, no fue
pertinente hacer uso de alguno de los métodos conocidos ya que la demanda del producto
está íntimamente ligado a las políticas municipales encabezadas por el IDU, y como
actualmente dado la coyuntura política existente en Bogotá, no se ha podido definir un plan
de ordenamiento territorial (POT) definitivo, encontramos un impase para estimar una
demanda proyectada aproximada que nos dé certeza de la misma.
Sin embargo, se podría establecer una proyección con respecto al crecimiento de la malla vial y
urbanístico de la ciudad, los cuales están representados con tasas de crecimiento anuales con
un valor aproximado de 1% en cuanto a la malla vial desde el año 2004 hasta el 2012, y en lo
urbanístico no existen datos claros dadas las fluctuaciones en crecimiento, pero siempre son
positivas [32]. En las siguientes dos imágenes se muestra esa evolución.
Fuente: Base de Datos del Inventario y Diagnóstico de la Malla Vial - IDU - Diciembre de 2012.
Fuente: Base de Datos del Inventario y Diagnóstico de la Malla Vial - IDU - Diciembre de 2012
22
2.6. Contexto técnico del proyecto
2.6.1. Descripción de alternativas tecnológicas consideradas.
Dentro del problema evaluado previamente, se estudiaron distintas soluciones para el manejo
ambiental del aumento del cumulo de llantas en la ciudad de Bogotá, que pueden ser
empleadas como tecnologías, y más que ello como soluciones desde la ingeniería.
En la solución empleada para este proyecto se considera la obtención de un producto final
llamado Grano de Caucho Reciclado (GCR) resultante de un proceso de recapado de las llantas
y de la trituración a temperatura ambiente, mediante acción mecánica con una granulometría
que varían desde 1 milímetro hasta el entorno de los 10 milímetros. Dicho caucho se puede
usar en la modificación de cementos asfálticos, mediante la incorporación ya sea por el
proceso de vía húmeda o vía seca, los cuales con las alternativas a considerar, producen un
cambio estructural en el pavimento que da mayor resistencia a la fatiga y al envejecimiento
[2] [18] [33].
El proceso de vía seca es un método donde el GCR es usualmente combinado con aditivos y
agregados que se mezclan con el cemento asfaltico y posteriormente se adicionan de manera
directa a la mezcla asfáltica en caliente. Este proceso se usa cuando se quiere sustituir una
pequeña parte del agregado fino de la mezcla asfáltica. A comparación de la vía húmeda, este
proceso no requiere un equipo especial, solo un sistema de alimentación que proporcione la
cantidad adecuada de GCR y que sea suministrada en el momento indicado con cierta
temperatura. En esta tecnología se busca usar un porcentaje de caucho aproximadamente del
2% del peso de los agregados de la mezcla a crear por otra entidad, a la cual se le recomienda
que el producto terminado por este proceso solo debe usarse para mezclas asfálticas en
caliente con granulometrías densas, abiertas o discontinuas, por lo tanto no se considerará
como alternativa para nuestro proyecto ya que abarca un proceso diferente [34].
Las alternativas a considerar son las tecnologías basadas en el proceso de adición de GCR en el
asfalto por vía húmeda [35], creando un ligante modificado asfalto-caucho. Cuando son
mezclados el caucho interacciona hinchándose y ablandándose por la absorción de aceites
aromáticos, siendo necesaria la utilización de un catalizador compatibilizante para darle un
pre-tratamiento al caucho mejorando la estabilidad de la mezcla. La reacción entre GCR y el
asfalto puede ser aumentada ampliando el área superficial del GCR, la temperatura de
mezclado y el tiempo de agitación. Entre las tecnologías más usadas están:
La primera a considerar es la metodología por bachadas, que consiste en la producción de
mezclado de asfalto y caucho por bachada, es decir que la cantidad de asfalto que se prepara
va limitada por el ciclo del mezclador en las plantas de tipo discontinuo o por peso [36].
La tecnología continua es la segunda alternativa, este proceso consiste en un mezclado de
asfalto y caucho de manera continua, esta tecnología fue desarrollada en Florida a finales de
los años 1980; en este proceso un tamaño de fino 0,18 mm de GCR es mezclado con el
cemento asfaltico. Esta tecnología se diferencia del proceso McDonald o por bachadas en
varios aspectos: emplea bajos porcentajes de GCR (entre 8 y 10%), el tamaño de la partícula
23
de caucho requerida es más pequeña, disminuye la temperatura de mezclado, y acorta el
tiempo de reacción [36].
La tercera opción es la tecnología terminal un proceso húmedo que brinda la capacidad de
combinar el cemento asfaltico con el GCR y conservar el producto durante amplios periodos
de tiempo. Este proceso asfalto-caucho tiene una amplia duración de almacenamiento y puede
ser mezclado en la refinería donde se produce el cemento asfaltico por cualquiera de las dos
tecnologías anteriores [36]
La mezcla asfáltica obtenida por vía seca puede obtener mejoras en su comportamiento
mecánico y en su durabilidad, pero los efectos obtenidos son inferiores a los alcanzados con la
incorporación del caucho por vía húmeda [37]
2.6.2. Contexto legal del proyecto
En Colombia gran parte de las llantas al finalizar su vida útil, son almacenadas en depósitos
clandestinos, patios de casas de vivienda y en espacios públicos como (lagos, ríos, calles y
parques) con graves consecuencias en términos ambientales, económicos y sanitarios. Las
llantas usadas se convierten el hábitat ideal de roedores e insectos, que transmiten
enfermedades como dengue, fiebre amarilla y encefalitis equina. Cuando las llantas usadas se
disponen en botaderos a cielo abierto, contaminan el suelo, los recursos naturales renovables
y contaminan el paisaje. Adicionalmente, generan dificultades en la operación de rellenos
sanitarios.
De lo anterior el ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial pone a regir la
resolución 1457 del 29 de julio de 2010 por la cual se establecen los sistemas de recolección
selectiva y gestión ambiental de llantas usadas. Esta, obliga a los productores a asegurar la
recolección mínima del 25% de las llantas usadas sobre la base del promedio de las llantas
puestas en el mercado en los dos años anteriores; a los distribuidores y comercializadores en
formar parte de los sistemas propuestos por el productor y aceptar la devolución de llantas
usadas sin cargo alguno para el consumidor y finalmente; al consumidor para que retorne las
llantas en los puntos de recolección y sigua las instrucciones dadas por el productor sobre el
manejo seguro de las llantas[38].
En Bogotá, algunos subsectores utilizan las llantas usadas como combustible en sus procesos
productivos en forma inadecuada. Así mismo, grupos informales que forman parte de la
cadena de llantas usadas, las queman a cielo abierto para extraer el acero, generando
problemas de contaminación atmosférica. De allí, los secretarios distritales y de movilidad
ponen a regir la resolución 6981 del 27 de diciembre del 2011 por la cual se dictan
lineamientos para el aprovechamiento de llantas en el distrito capital. Esta, cita la
implementación en pavimentos asfalticos como un uso permitido para el aprovechamiento de
llantas usadas y obliga a toda persona que ejecute o adelante procesos constructivos de obras
de infraestructura del transporte urbano a prever el uso de materiales provenientes del
aprovechamiento de llantas en un porcentaje no inferior al 5% de metros cuadrado por cada
contrato de obra [39].
24
Finalmente el grano de caucho reciclado (GCR) para la elaboración de mezclas asfálticas usadas
en las obras de infraestructura del transporte urbano del distrito capital como: Vías
vehiculares, peatonales, ciclo vías, puentes y túneles. Deberá cumplir con las especificaciones
técnicas generales de materiales y construcción para proyectos de infraestructura vial y de
espacio en Bogotá citadas en el capítulo 5, sección 560-11 llamada “Mezclas asfálticas en
caliente con asfaltos modificados con caucho por vía húmeda” [40].
3. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS Y DECISIONES DEL PROYECTO
3.1. Decisiones de localización
3.1.1. ¿Qué van a localizar?
Se desea localizar una planta dedicada a la producción de un cemento asfaltico
modificado con Grano de Caucho Reciclado. En este espacio se llevaran a cabo las
diferentes fases para su creación.
3.1.2. Macro localización
El proyecto desde su planteamiento inicial presenta una macro localización definida,
pues de acuerdo con el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, una
de las regiones con mayor generación de llantas usadas [43] y con un porcentaje de
generación de residuos sólidos del 23.48% de un 40% de la generación total del país es
la ciudad de Bogotá [41], [42]. Por esta razón se decide que sea en esta ciudad donde
se desarrollara el proyecto.
3.1.3. Micro localización
Para llevar a cabo la micro localización es necesario realizar una adecuada selección
del sector donde se ubicara la planta con el fin de dar optimización al proyecto.
Se escogieron tres sectores de la ciudad de Bogotá como posibles lugares para el
desarrollo del proyecto: Zona Industrial Bosa, Puente Aranda y Álamo; debido a que
estos sectores presentan cercanía con empresas del sector que nos permite encontrar
proveedores de las materias primas necesarias para la elaboración del producto,
además que presentan alternativas físicas las cuales cuentan con estructuras
comerciales o bodegas que se adecuan a la operación de la planta y también cuentan
con una cobertura de servicios públicos suficientes para la ejecución de la operación.
La cercanía con empresas de sectores similares, permite una interacción en forma de
clúster industrial que permitiría eventuales colaboraciones y/o alianzas entre dichas
organizaciones.
25
3.1.4. Justificación de las decisiones de macro y micro localización
Luego de haber seleccionado los posibles sectores para la localización del proyecto, se
evalúan según tres criterios para lograr seleccionar el más indicado:
Vías de acceso: otorgándole la mayor calificación (10) a la localidad que se
encuentra más central y que presenta mejores vías, pues con ellos se logra
disminuir costos y tiempo en el transporte.
Infraestructura: otorgándole mayor calificación (10) al sector donde se
encuentran los locales en mejores estados y los más amplios para poder tener
toda la maquinaria necesaria en un solo lugar.
Cobertura de servicios públicos: otorgándole la mayor calificación (10) a la
localidad donde se pueda tener en su totalidad los servicios públicos.
Según muestra la tabla 4, hecha a partir del método cualitativo por puntos, la zona
industrial Bosa obtuvo el mayor puntaje, esto quiere decir que es el sector más
indicado para la localización y desarrollo del proyecto.
Tabla 4: Matriz de resultados del método cualitativo por puntos para micro-localización
Peso
Zona industrial Bosa Puente Aranda Álamo
Calificación Ponderación calificación Ponderación Calificación ponderación
Vías de acceso. 0,2 10 2 6 1,2 7 1,4
Infraestructura. 0,4 10 4 6 2,4 6 2,4
Cobertura de servicios públicos. 0,4 10 4 9 3,6 7 2,8
Total. 1 10 7,2 6,6 Fuente: elaboración propia
Ilustración 4. Vista de la localización zona industrial de bosa
26
3.2. Decisiones de mercado
3.2.1. Definición y caracterización del producto o servicio
El producto que vamos a producir y vender es un cemento asfaltico Modificado con caucho
reciclado, extraído de la llantas usadas de los automóviles , las cuales después de recibir un
tratamiento para su adecuación y en especial para la reducción de su tamaño se puede
incorporar al asfalto para de esta manera formar un asfalto modificado con caucho (AMC) .
El AMC está constituido por dos fases, una formada por pequeñas partículas de grano de
caucho y la otra por asfalto virgen tradicional, mejorando relaciones de viscosidad y
temperatura que afectan directamente su comportamiento y propiedades mecánicas [10].
3.2.2. Fijación de precios
Tabla 5: precios
Costos por tonelada producida:
Asfalto virgen: $456.000 $/ton
Caucho: 380.000$/ton
Compatibilizante: $817.000 $/ton
Otros costos de operación: $892.500
De acuerdo con las especificaciones Técnicas
obtendremos un costo unitario de respecto al costo de
insumos de : $ 484.500
Fuente: Elaboración propia [10].
Se utilizó el método por sobre precios, con un rendimiento esperado que definimos con un
margen de 20% sobre los costos unitarios; se establece un Precio de $1’721.000/ton.
3.2.3. Estrategias de penetración de mercado
En la actualidad no existen empresas que vendan el mismo producto que ofreceremos en el
proyecto, por lo tanto no tendrá competencia directa, sin embargo, si existen empresas ya
posicionadas que venden el Grano de Caucho Reciclado y la mezcla asfáltica tradicional. Por
esta razón el proyecto pretende entrar a este mercado con una estrategia de diferenciación de
producto, dadas las características nuevas del mismo, que aunque no tendrá un precio
competitivo dado sus altos costos, si garantiza una serie de altos beneficios para todas las
partes interesadas. Accediendo así a un mercado competitivo, pretendiendo crear una
preferencia en los clientes a la hora de tomar una decisión de comprar Cemento asfaltico
modificado en lugar de adquirir únicamente el cemento asfaltico tradicional.
Para conseguir esto, el proyecto dará conferencias regulares al público o entidades a las que
pueda interesar este producto, en estas conferencias se mostrara las ventajas que tiene el
cemento asfaltico modificado con Grano de Caucho Reciclado en comparación con el asfalto
tradicional, además, se dará acompañamiento y asesorías durante la venta.
27
El proyecto manejara un producto de excelente calidad y se asegurara tener un buen servicio
al cliente.
3.3. Decisiones técnicas
3.3.1. Normas técnicas estándar (ISO, ICONTEC) que aplican para el proyecto
Gracias a los estudios realizados para la utilización de GCR en las mallas viales de la ciudad de
Bogotá, el IDU dicta la resolución No. 3841 del 5 de septiembre del 2011 por la cual modifica la
resolución No. 3649 el día 16 de septiembre de 2009, con la finalidad de dar especificaciones
técnicas de la aplicación en mezclas asfálticas de GCR [44].
Para fijar las responsabilidades al productor de las llantas, el Ministerio de ambiente, vivienda
y desarrollo crea la resolución No. 1457 del día 29 de julio del 2010, estableciendo así, que
estos deben crear formas de recolectar selectivamente las llantas usadas en puntos
establecidos para el público sin costo alguno [42].
La norma ASTM D 1559 aplica al proyecto porque va dirigido al diseño de una adecuada mezcla
asfáltica por medio del análisis de su estabilidad, fluencia, densidad y vacíos [45].
La AASHTOT 245 determina la cantidad y calidad de agregado y asfalto que se deben mezclar
para que sean compatibles, logrando así un buen procedimiento para conseguir pavimentos
con cualidades como la estabilidad, durabilidad, trabajabilidad y resistencia al deslizamiento
[46].
Norma ISO 9001 es una norma internacional que se aplica a los sistemas de calidad y que se
centra en todos los elementos de administración de calidad con los que una empresa debe
contar para tener un sistema efectivo que le permita administrar y mejorar la calidad de sus
productos o servicios [47].
Norma ISO 18000 es la que normaliza los sistemas de gestión de la seguridad y la salud
ocupacional [48].
Norma ISO 14000 es un Sistemas de Gestión Ambiental de las Organizaciones. Dicta los
Principios ambientales, etiquetado ambiental, ciclo de vida del producto, programas de
revisión ambiental y las auditorías [49].
3.3.2. Análisis de alternativas tecnológicas consideradas
La alternativa tecnológica que se va a implementar en el proyecto fue escogida teniendo en
cuenta las características funcionales y la relación costo-beneficio de cada una de las opciones
consideradas en el contexto técnico. La selección de alternativas se realizó mediante el
método DELPHI; se le dio prioridad a los aspectos que pueden ser más significativos y/o
críticos para el proyecto, a los cuales se les asignó un peso teniendo en cuenta las
características del mismo.
28
Para la elección se tuvieron en cuenta tres criterios: economía, efectividad, adaptabilidad al
entorno. A continuación se presenta una breve descripción de cada criterio y la escala de
valoración utilizada para medir cada uno de ellos.
Efectividad: Este criterio mide la capacidad que tiene cada alternativa tecnológica para cumplir el objetivo propuesto. Se le ha asignado el valor de 10 a aquella opción que necesite menos tiempo y menos recursos para su debido proceso y 1 a aquella que por sí sola no logre de manera rápida el efecto deseado, es decir, que necesite ser complementada con otro proceso y sea más demorado.
Compatibilidad con el producto: Este criterio mide el nivel de adaptabilidad de las
etapas del proceso con los materiales. Se le ha asignado el valor de 10 a la opción que
no altere las condiciones físicas y químicas del asfalto y componentes, y 1 a aquella
cuya implementación cambie o afecte la estabilidad del producto.
Economía: Este criterio mide el costo de implementación de las tecnologías y
materiales en sus diferentes etapas, incluye maquinaria, mano de obra, transporte,
instalación, materias primas e insumos. Se le ha asignado el valor de 10 a aquella
opción cuyo costo de ejecución sea más bajo, y 1 a aquella con el costo más alto.
Por medio del método cualitativo por puntos, se obtuvo la Tabla 6 presentada a continuación.
Tabla 6. Análisis de tecnologías del proyecto
Fuente: elaboración propia a partir de [34], [35], [36], [37], [50], [51], [52], [53].
Observando la tabla anterior se difiere que la tecnología a emplear en el proyecto es la
continua con una ponderación de 7,75 sobre las otras dos, esta opción es mucho más eficiente
ya que disminuye la temperatura de mezclado, y acorta el tiempo de reacción, lo que la hace
las más económica ya que además se usa porcentajes de caucho muy bajos.
3.3.3. Tamaño del proyecto
Dada la naturaleza del proyecto enmarcado básicamente en el montaje de una planta y
posterior producción de un nuevo producto, el tamaño del proyecto se verá reflejado en la
capacidad de producción que tendrá la planta limitada por los recursos que se tienen a la hora
de comenzar su ejecución.
METODOS
CRITERIOS CAL POND CAL POND CAL POND
Economia 0,3 6 1,8 8 2,4 5 1,5
Efectividad 0,45 3 1,35 8 3,6 6 2,7
compatibilidad con el producto 0,25 7 1,75 7 1,75 8 2
TOTAL 4,9 7,75 6,2
PESOtecnologia por
bachadas(McDonad)
tecnologia
continua
tecnologa
terminal
29
En ese contexto, el método utilizado para determinar dicha capacidad de producción es el de
tamaño mínimo de proyecto, el cual requiere de variables que pudimos establecer mediante la
capacidad tanto de la maquinaria de la planta, como del capital de trabajo establecido para la
ejecución del mismo.
Fue así como se determinó una capacidad de producción mínima de 21,4 toneladas/mes.
Para el cálculo del tamaño óptimo del proyecto se tomó una demanda de 360 toneladas/año,
esta se obtuvo de acuerdo a llamadas que se hicieron a las empresas que consideramos
potenciales para venderles nuestro producto, las cuales nos dieron estos valores aproximados.
De acuerdo a dicha información, la demanda anteriormente mencionada y tomando una vida
útil del proyecto de 10 años por la vida útil de la maquinaria, el tamaño óptimo del proyecto
arrojo un resultado de 33.1 toneladas/mes.
3.3.4. Materias primas e insumos
Nuestro producto está constituido por tres componentes, el asfalto virgen, los
compatibilizantes y el GCR. Las características de cada uno se muestran a continuación:
El GCR (Grano de Caucho Reciclado) es obtenido de la trituración de las llantas en desuso de
los vehículos, este contiene varios componentes que pueden contribuir al buen desempeño
del asfalto, algunos de estos son:
Negro de humo: este componente se destaca por su acción específica del desgaste de
las llantas al contacto con la superficie, en la mezcla asfáltica ha demostrado aumentar
las propiedades del esfuerzo ligante y ayudar a disminuir el envejecimiento
Antioxidantes: compuesto que retarda el deterioro del caucho natural causado por la
oxidación
Aminas: evitan el endurecimiento progresivo del caucho, el aumento de su fragilidad y
la perdida de elasticidad.
Aceites aromáticos: estos son similares a los agentes rejuvenecedores los cuales
prolongan la vida del asfalto-caucho.
Los Compatibilizantes son elementos usados frecuentemente en la elaboración de asfaltos con
GCR, los cuales cumplen la función de acondicionar el caucho en especial su superficie para
asegurar una mejor interacción de este con el asfalto, además evita la absorción, por parte del
caucho de aceites aromáticos presentes en el medio maltenico del asfalto impidiendo el
envejecimiento prematuro.
El asfalto Virgen es un producto proveniente de la refinería del petróleo, el que se va usar en
este proyecto es comprado en el mercado por una marca reconocida y eficiente.
30
Tabla 7 cantidades mínimas por 1 TON de mezcla
Materiales Cantidad mínima por 1000 Kg de mezcla
Cemento asfaltico 930*-920~
Compatibilizantes 55*- 70~
Grano de caucho reciclado 20* - 10,5~
Fuente: elaboración propia a partir de [2] [3]
* Mezcla vía seca
~ Mezcla vía húmeda
3.3.5. Equipos y maquinaria
Tabla 8 Maquinaria y equipos
Maquinas Cantidad
Reactor 1
Tanque de almacenamiento 1
Mezclador 1
Secador 1
Caldera 1
Bombas 3
Condensador 1
Molino triturador 1
Molino pre granulador 1
Molinos granulares 1
Separador ciclónico 1
Tamizadora 1
Basculas 3
Carretillas 2
Contenedores 5
Tolvas de almacenamiento exterior
5
Tractor pala 1
Computador 3
Separador ciclónico 1
TOTAL MAQUNARIA 34
Vehículos
2 volquetas 2
31
3.3.6. Personal requerido
Debido a que nuestro proyecto se dedicaría a la producción y comercialización de asfalto a base de caucho de llanta reciclado; la planta a utilizar debe estar dividida principalmente en dos áreas: Una netamente operativa y otra administrativa. El área operativa se distribuye en tres secciones: recolección y lavado, corte y separación de componentes, mezclado y almacenamiento; por lo cual se hace necesario la incorporación de 7 operarios encabezados por dos ingenieros (químico y civil). Por otra parte se requiere del conocimiento organizacional que puede proveer un gerente, un contador y un asesor comercial [2],[13].
Ilustración 6. Jerarquía del personal Fuente: elaboración propia [2], [13].
Criterios de selección.
Dado los riesgos que se tienen en el desarrollo del proceso se hace necesario tener un reglamento de seguridad industrial y hacerlo cumplir muy estrictamente. Para esto se necesita que los operarios tengan conocimientos básicos en el tema.
Nuestro contador y asesor comercial deben trabajar de la mano, con el fin de proveer información útil a la gerencia; deben ser personas integras y con buenas relaciones personales para ofrecer un excelente servicio al cliente.
Debido a la complejidad del proceso se hace necesario el conocimiento de los ingenieros, los cuales deberán tener experiencias comprobadas en mezclas asfálticas y criterios técnicos para su aplicación.
Gerente General: Profesional en Administración de Empresas, Ingeniería Industrial o afines, que tenga habilidades en la cultura, clima organizacional, trabajo en equipo, liderazgo y visión compartida [2].
Finalidad del cargo: Organizar, dirigir y coordinar el funcionamiento y desarrollo de la empresa, en concordancia con los objetivos establecidos, ejerciendo su representación legal [2].
32
Ingeniero civil Ingeniero químico Contador Operario de Producción: Bachiller con experiencia en fábricas de producción del sector
industrial, operación de equipos de pesado, operación de máquinas de proceso, ideal inyectoras o máquinas de calentamiento, con habilidades como puntualidad, responsabilidad, honestidad, compromiso [13].
Finalidad del cargo: Seguir las labores encomendadas por los ingenieros para hacer su trabajo eficaz y eficientemente para cumplir los objetivos [13].
Asesor Comercial: Persona responsable de establecer el primer contacto para fines
comerciales con el cliente potencial. Formación específica en Ventas y Marketing. [2] Finalidad del cargo: Selección y vinculación de clientes potenciales y la atención de clientes, para lograr la venta efectiva de la mezcla y mantener relaciones crecientes y de largo plazo, que sean rentables y de riesgo controlado [2].
Tabla 9. Descripción del personal requerido
Fuente: Elaboración propia con base en: [2], [13].
3.4. Decisiones ambientales
3.4.1. Análisis cualitativo de impactos ambientales
Con el fin de determinar qué tanto afecta la construcción de una planta al ambiente, donde el producto final es un asfalto modificado con GCR, se procede a determinar de forma cualitativa cada uno de los impactos de las fases de este proyecto a partir del método de EEPPM [1]. En este método se plantea evaluar individualmente cada uno de los impactos, mediante una expresión denominada “Calificación Ambiental (Ca)”, obtenida con base en cinco factores característicos tanto de los impactos positivos como los negativos [54] y cuya expresión es:
Cargo Función Cant. Características
Gerente Planeación y organización de los planes de producción.
1 Conocimientos amplios en administración.
Contador Registro y pago de las obligaciones tributarias. 1 Experiencia.
Vendedor Seguimiento de ventas y servicio al cliente continuo. 1 Experiencia.
Ing. Químico
Control y supervisión de las variables del proceso en la mezcla.
1 Experiencia en mezclas asfálticas.
Ing. civil Control y supervisión de las especificaciones técnicas.
1 Experiencia en mezclas asfálticas.
Operarios Continuidad del proceso de producción. 7 Conocimiento Básico en: mecánica, electrónica y seguridad industrial.
33
En donde, Ca: importancia ambiental Clase (C): Define el sentido del cambio ambiental producido por una determinada acción del proyecto. Puede ser Negativa (-) o Positiva (+), dependiendo de sí mejora o degrada el ambiente actual o futuro [54]. Presencia (P): Califica la probabilidad de que el impacto pueda darse. Se expresa como un porcentaje de la probabilidad de ocurrencia [54]. Duración (D): Evalúa el periodo de existencia activa del impacto y sus consecuencias. Se expresa en Función del tiempo que permanezca el impacto [54]. Evolución (E): Evalúa la velocidad de desarrollo del impacto, desde que aparece o se inicia hasta que se presente plenamente con todas sus consecuencias; se califica de acuerdo con la magnitud máxima alcanzada por el impacto y la variable tiempo [54]. Magnitud (M): Califica la dimensión o tamaño del cambio ambiental producido por una actividad o proceso constructivo u operativo .Los valores de magnitud absoluta cuantificados o inferiores se transforman en función de la magnitud relativa que es una expresión mucho más comparable del nivel de afectación del impacto [54]. La calificación ambiental es la expresión de la interacción o acción conjugada de los criterios o factores que caracterizan los impactos ambientales. Los rangos de cada una de los factores se muestran en el anexo 1
34
Tabla 10. Valoración cualitativa de impactos
Fuente: Elaboración propia a partir de [54].
El resultado obtenido es de -9,2 lo que se interpreta que el proyecto tendrá un impacto
negativo con nivel de importancia ambiental muy alta [54].
IMPACTO C P D E M CA
Aumento del ruido y
vibracion en la zona -1 0,9 1 1 0,8 -7,74
Afectacion de las
actividades
comerciales en la zona -1 0,5 0,69 0,69 0,4 -2Aumento de
emisiones de material
particulado -1 0,9 1 0,9 0,7 -6,67Disminuciónde
cobertura vegetal en la
zona -1 0,99 1 0,8 1 -8,51
Generacion de
desacuerdos en la
comunidad -1 0,1 0,2 0,7 0,2 -0,16
Migracion de
habitantes a zonas mas
tranquilas -1 0,05 0,19 0,19 0,01 -0,03
Destruccion de habitat
de especies -1 0,1 0,1 0,4 0,1 -0,06
Emision de gases por
vehiculos y maquinaria -1 0,7 1 1 0,5 -4,55
Mejora de condiciones
de asfalto 1 1 0,99 0,69 1 7,8
Generacion de empleo 1 1 0,7 1 0,8 7,7
Disminución de la
propagacion de
enfermedades
infecciosas 1 0,39 0,69 0,19 0,39 1,01
Disminución de la
contaminacion por
llantas acumuladas 1 0,7 0,8 0,69 0,69 4,013
-9,2
35
3.4.2. Análisis cuantitativo de impactos ambientales
Por medio de indicadores ambientales se logra valorar de forma cuantitativa cada impacto
como se presenta en la Tabla 11.
Tabla 11. Análisis cuantitativo de impactos ambientales
Impacto Indicador Medición
Emisión de gases
Se consideran emisiones derivadas de sectores como el transporte y la utilización de maquinaria en trabajos de construcción.
ETi = Emisión total de CO2 generada por el módulo (sector) procesos industriales en el país i Aj = Dato de actividad del proceso en el sector j FEj = Factor de emisión asociado con CO2 por unidad de actividad en el sector j
Se toman datos durante las actividades de operación y construcción de la fábrica.
Aumento en emisiones de ruido
L day = Es el nivel sonoro medio a largo plazo ponderado determinado en el transcurso de todos los períodos diurnos. L evening = Es el nivel sonoro medio a largo plazo ponderado determinado en el transcurso de todos los períodos vespertinos. L night = Es el nivel sonoro medio a largo plazo ponderado determinado en el transcurso de todos los períodos nocturnos
Se hacen mediciones durante el día y la noche.
Contaminación por material particulado.
Para este impacto es importante tener en cuenta la concentración de material particulado que se puede estimar mediante
PTSm = Concentración promedio anual de PST en el aire. PTSd = Concentraciones de PST diarias registradas. N = Numero de concentraciones diarias registradas en el año.
Las medidas se deben llevar a cabo antes y después de la jornada laborar para tener el registro de la concentración de partículas durante todo el día.
Reducción de cobertura vegetal
Para la cuantificación de este impacto se utilizan principalmente imágenes obtenidas por medio de sensores remotos y se puede calcular con la expresión:
Se toman mediciones y fotografías antes de
36
CSBN = Es el cambio de la superficie cubierta por vegetación entre los momentos de tiempo t1 y t2. jt1-2 SR = Es la superficie de bosque que ha sido regenerada entre los tiempo t1 y t2.
empezar el proyecto en la etapa preliminar y luego de que esté en su etapa final.
Destrucción de hábitat de especies
No se encontró ningún medio de verificación cuantificable
Desacuerdo de la comunidad
No se encontró ningún medio de verificación cuantificable
Fuente: Elaboración propia en base a [55]
3.5. Decisiones financieras
3.5.1. Estructura de inversiones Teniendo en cuenta las especificaciones técnicas para la producción de un AMC y la
organización de la empresa; se plantean las siguientes inversiones:
Inversiones fijas: Comprende el conjunto de bienes que se adquieren una vez durante
la etapa de instalación y se utilizan a lo largo de su vida útil [55].
Inversiones diferidas: son aquellas que se realizan sobre la compra de servicios o
derechos que son necesarios para la puesta en marcha del proyecto [55].
Hay que aclarar que no se tienen en cuenta inversiones en obras civiles ni terrenos porque la
opción inicial es arrendar el lugar donde se va a desarrollar el proyecto, para luego conciliar
una futura compra.
Capital de trabajo: La inversión en capital de trabajo corresponde al conjunto de
recursos necesarios en forma de activos corrientes, para la operación normal del
proyecto durante el ciclo productivo [55].
En la tabla 12 se muestra la estructura de inversiones y el costo de capital inicial.
37
Tabla 12. Estructura de inversiones y capital de trabajo
Maquinas Cant Costo unitario ($) Costo Total ($)
Reactor 1 $ 442.700.000 $ 442.700.000
Tanque de almacenamiento 1 $ 256.500.000 $ 256.500.000
Mezclador 1 $ 23 560.000 $ 23 560.000
Secador 1 $ 294.690.000 $ 294.690.000
Caldera 1 $ 1016.880.000 $ 1016.880.000
Bombas 3 $ 27.037.000 $ 81. 111.000
Condensador 1 $ 545.870.000 $ 545.870.000
Molino triturador 1 $5.490.909 $ 5.000.000
Molino pre granulador 1 $5.090.000 $5.000.000
Molinos granulares 1 $5.485.007 $5.000.000
Separador ciclónico 1 $3.649.635,04 $3.649.635,04
Tamizadora 1 $ 182.481,75 $182.481,75
Basculas 3 $ 2.754.197,25 $ 8.262.591,75
Carretillas 2 $ 749.914,76 $1.499.829,52
Contenedores 5 $ 5.400.000 $ 21.000.000
Tolvas de almacenamiento exterior
5 $4.124.368 $ 20.651.840
Tractor pala 1 $ 1.546.638 $1.546.638
Computador 3 $ 1.200.000 $3.600.000
Separador ciclónico 1 $3.649.635,04 $3.649.635,04
TOTAL MAQUNARIA 34 $ 2.635.682.651
Vehículos
2 volquetas 2 $ 21.000.000 $ 42.000.000
TOTAL VEHICULOS $42.000.000
Muebles y enceres
Escritorios 5 $ 250.000 $1.250.000
Sillas para escritorio 10 $ 80.000 $800.000
Archivador 1 $ 90.000 $90.0000
Elementos de oficina - $300.000
TOTAL MUEBLES Y ENCERES 16 $ 3.250.000
INVERSIONES DIFERIDAS
Procesos de instalación - 2.000.000 $2.000.000
Software de instalación. - 5.000.000 $5.000.000
Constitución y registro de la sociedad
- $200.000 $200.000
Matricula Mercantil - $480.000 $480.000
TOTAL INVERSIONES DIFERIDAS
$ 7.680.000
INVERSION TOTAL EN CAPITAL DE TRABAJO
$ 2.772.749.025
Fuente: elaboración Propia con base en: [10], [55], [57].
38
3.5.2. Costos: costos de instalación y costos de operación Los costos de instalación se presentan en la tabla 13:
Tabla 13. Costos de instalación.
Detalle Costo
Maquinaria $ 2.635.682.651
Muebles y enceres $ 3.250.000
Imprevistos $ 2.000.000
Total $ 2.640.932.651
Fuente de elaboración propia con base en: [10], [55].
Tabla 14. Costos de operación.
Detalle Costo Categoría
Materia prima $484.500 Variable
Nomina $ 14 .270.000
Motivo de Nomina Gerente Ingeniero civil Ingeniero químico Asesor comercial Contador Operarios
$2.500.000 $2.500.000 $2.500.000 $1.110.000 $1.110.000 $4.550.000 (650.000$/OP)
Fijos
Arrendamiento $10.000.000 Fijo
Servicios públicos $2.500.000 Variable
Costos de operación $27254000 24269500 fijos 2984500 variables
Fuente de elaboración propia [10], [55].
3.5.3. Gastos: gastos operacionales, gastos no operacionales
Tabla 15. Gastos de operación
Detalle Frecuencia Costo
Uniforme y equipo de protección personal operario
Semestral o cada vez que sea necesario
$ 373.8000
Mantenimiento de vehículos Semestral o cada vez que sea necesario
$1.100.000
Mantenimiento de equipos Semestral $ 3.050.000
Total $ 7.888.000
Fuente: elaboración propia
39
Gastos no operacionales:
Tabla 16. Gastos no operacionales
Detalle Frecuencia Costo
Papelería Mensual $ 250.000
Implementos de aseo Mensual $300.000
Total $550.00
Fuente de elaboración propia.
3.5.4. Ingresos operacionales
Los ingresos operacionales se estimaron mediante las utilidades que arrojarían las ventas mensuales del producto. Estas ventas se proyectaron teniendo en cuenta una estimación de demanda aproximada de 30 unidades de producto mensual, lo cual arrojarían unos ingresos operacionales del orden de $10.325.010 mensuales durante la ejecución del proyecto.
3.5.5. Flujo de caja puro del proyecto
La tabla 17 presenta el flujo de caja puro proyectado a los primeros 5 años de ejecución, como son valores proyectados, se hará en base a la demanda esperada que se definió en 30 ton/mes, aunque estos valores pueden no ser muy ajustados dado la naturaleza de proyecciones futuras en un mercado prácticamente inexistente. Se tomó un aumento en el precio del 4% por año basado en los valores del IPC de los últimos años en el país. Para la depreciación se utilizó el método de línea recta para toda la maquinaria que se utilizara las cuales tienen una vida útil de 10 años. Se considera inicialmente un nivel bajo de producción debido a la falta de posicionamiento del mercado que se tendrá inicialmente. Además se evidencia una alta inversión en capital de trabajo que se tiene que inyectar al proyecto en el año cero.
Tabla 17. Flujo de caja puro proyectado a 5 años.
año 0 año 1 año 2 año 3 año 4 año 5
ingresos $ 619,560,000.00
$ 644,521,384.00
$ 670,302,239.36
$ 697,501,507.12
$ 725,602,921.06
egresos $ 3,106,597,025.00
$ 597,416,265.00
$ 597,416,265.00
$ 597,416,265.00
$ 597,416,265.00
ganancias $ 2,487,037,025.00
$ 47,105,119.00
$ 72,885,974.36
$ 100,085,242.12
$ 128,186,656.06
Impuestos $ 15,544,689.27
$ 24,052,371.54
$ 33,028,129.90)
$ 42,301,596.50
depreciación $ 263,568,265.00
$ 263,568,265.00
$ 263,568,265.00
$ 263,568,265.00
$ 263,568,265.00
costos de inversión 2,772,749,025
flujo de caja neto 2,772,749,025
$ 2,223,468,760.00
$ 295,128,694.73
$ 312,401,867.82
$ 330,625,377.22
$ 349,453,324.56
Fuente: elaboración propia.
40
3.5.6. Cálculo del punto de equilibrio Para el cálculo del punto de equilibrio se utilizó la metodología basada en unidades con el propósito de conocer qué cantidad de metros lineales de muro de contención son necesarios construir para lograr un equilibrio entre los ingresos y los costos, permitiendo así que no haya pérdidas. Así la fórmula por la cual se calcula es: Q*= costos fijos / (precio – costo variable unitario) Lo que nos arroja un resultado de 21,4 toneladas; esta sería la cantidad mínima que se debería vender con el fin de no acarrear perdidas.
41
4. CONCLUSIONES
Establecer según las condiciones ambientales y económicas las zonas principales de contaminación y generación de residuos sólidos, es fundamental para lograr identificar el punto correcto a intervenir al momento de implementar el proyecto como una medida de mitigación.
El impacto ambiental que genera el proyecto evitara el aumento de la condición actual de contaminación que vive la ciudad de Bogotá, además que se lograra un impacto social al mejorar radicalmente las vías de dicha ciudad, junto con la generación de empleo.
Los costos de un asfalto mejorado con GCR son mayores que los de un asfalto convencional, sin embargo este costo es compensado al tener mejores cualidades de durabilidad y resistencia el asfalto modificado con GCR.
Los aspectos técnicos de un proyecto son la base para la elaboración de las
decisiones financieras que se toman, ya que teniendo en cuenta la maquinaria,
los materiales y materias primas, las características del producto final, se forma
un todo para sacar el costo-beneficio para la empresa.
Dada la característica de nuevo producto, resulta difícil la estimación de la
demanda, ya que este sería un producto con la intención de suplir las
necesidades que tradicionalmente lo han hecho productos más baratos pero
menos duraderos.
Este es un mercado que resulta atractivo dadas las características del producto
y la alta tasa de deformación de los pavimentos a base de asfalto tradicional.
Dados los altos costos para entrar a ser competitivo en este mercado que
podría considerarse nuevo por las propiedades del producto, es necesaria una
alta inversión, por lo que la competencia se vería reflejada en empresas con músculos
financieros importantes, resultando esto en barreras de entrada determinantes.
El proyecto inicialmente tendrá unas ganancias muy bajas en comparación con la
inversión requerida para realizarlo, pero se puede decir que será rentable a largo
plazo; por otra parte si se utilizan buenas estrategias de penetración en el mercado se
podrá recuperar la inversión rápidamente y obtener utilidades máximas.
Este proyecto es bueno tanto para la sociedad como para el medio ambiente,
mitigando dos de los problemas más graves que tiene la ciudad de Bogotá; la
acumulación de llantas y el mal estado de las vías, debido a que con nuestro producto
se mejorarían las propiedades mecánicas de los pavimentos .
42
5. RECOMENDACIONES
Para aumentar la vida útil de las nuevas vías con el cemento asfaltico modificado con Grano de Caucho Reciclado, es fundamental tener en cuenta el mantenimiento de éstas para asegurar su funcionabilidad y su efectividad.
El desarrollo del proyecto no asegura que la contaminación en la ciudad de
Bogotá baje sus niveles, debe tenerse presente que la producción de llantas
puede aumentar y con ello aumente la generación de residuos sólidos.
Es conveniente proponer el proyecto a la IDU que es el encargado de
desarrollar proyectos sostenibles para mejorar las condiciones de movilidad y
así aumentar la demanda.
Hacer un periodo de prueba durante un año con una mezcla asfáltica producida con el
asfalto a base de GCR, incorporándola en la pavimentación de una vía principal de la
ciudad de Bogotá.
43
6. ANEXOS Anexo1. Análisis cualitativo de las decisiones ambientales.
44
7. REFERENCIAS
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