UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE GRADUACIÓN

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1 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE GRADUACIÓN TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO INDUSTRIAL ÁREA SISTEMAS PRODUCTIVOS TEMA ANÁLISIS Y MEJORAMIENTO DEL PROCESO DE GENERACIÓN DE ACETILENO, PARA EL TRATAMIENTO DE Ca(OH)2 EN INDURA ECUADOR S.A. AUTOR LÓPEZ CAJAMARCA ERWIN ALEJANDRO DIRECTOR DEL TRABAJO ING. MEC. RUÍZ SÁNCHEZ TOMAS ESIQUIO MSC 2014 GUAYAQUIL ECUADOR

2 ii RESPONSABILIDAD Yo, Erwin Alejandro López Cajamarca, soy responsable de las ideas, doctrinas, resultados y hechos expuestos en esta tesis, el patrimonio intelectual de esta tesis de grado pertenecen a la Universidad de Guayaquil Facultad de Ingeniería Industrial. López Cajamarca Erwin Alejandro CI:

3 iii AGRADECIMIENTO Es mi deseo, como sencillo gesto de agradecimiento, dedicarle mi trabajo de grado, plasmado en el presente informe, en primera instancia a mis padres María Cajamarca y Norberto López (Que Dios lo tenga en su gloria), ellos me direccionaron con su ejemplar forma de vida para desarrollarme como hombre de bien y permanentemente me apoyaron con espíritu alentador, contribuyendo incondicionalmente a lograr las metas y objetivos propuestos. A mi esposa Mónica, mis hijos Ariana y Nicolás, por su apoyo incondicional y que con mucha paciencia soportaron los sacrificios que involucraron llegar a este objetivo. A mis hermanos que de una u otra forma siempre contribuyeron con un granito de arena, con un consejo o simplemente con un aliento para continuar con el objetivo propuesto. A mi tutor quien me ha orientado en todo momento en la realización de este proyecto que enmarca el último escalón de este objetivo. A los docentes que me forjaron durante este largo camino, brindándome siempre su orientación con profesionalismo ético en la adquisición de conocimientos y afianzando mi formación como profesional. De manera especial a todos los docentes de nuestra Patria, quienes labran la materia más valiosa, las mentes, la personalidad, la formación integral de nuestros niños y niñas, y, son en definitiva, formadores de los hombres del mañana, sobre la bases de valores morales, éticos y de mucho humanismo, quienes con mucha paciencia y bondadoso amor cincelan los corazones de los más pequeños.

4 iv DEDICATORIA Es mi deseo dedicarle mi proyecto con todo mi amor y cariño a Dios, por darme la oportunidad de vivir y por estar conmigo en cada paso que doy, por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haber puesto en mi camino a una familia maravillosa que han sido mi soporte y compañía durante todo el periodo de estudio. A mis padres por ser el pilar fundamental en todo lo que soy, en toda mi educación, tanto académica, como de la vida, por su incondicional apoyo perfectamente mantenido a través del tiempo. Todo este trabajo ha sido posible gracias a ellos. A mi esposa Mónica, mis hijos Ariana y Nicolás, por su apoyo incondicional, y porque significan el valor más preciado de mi vida. Lo que hoy es utópico mañana es real. Mundos Posibles. La utopía es lo que ha conducido a que seamos posibles. Jerome Bruner.

5 v INDICE GENERAL No. Descripción Pág. 0. PROLOGO 1 CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN Y FUNDAMENTACIÓN DEL PROBLEMA No. Descripción Pág. 1.0 Problema de investigación Antecedentes Justificativos Objetivo general Objetivos específicos Marco teórico Metodología Novedades científicas y otros aportes Capacidad de producción Indicadores de gestión de planta generadora de 22 gas acetileno 1.10 Recursos productivos Recurso o Factor humano Equipos utilizados (Factor Capital) Proceso de producción Materia prima e insumos Diagrama de flujo del proceso Diagrama de operaciones del proceso Identificación del problema Registros de problemas 33

6 vi No. Descripción Pág Inexistencia de equipo para separar el hidróxido 34 de calcio Descarte del hidróxido de calcio por medio de 35 tanqueros Incumplimiento de normas ambientales para 36 destino final del descarte 1.17 Análisis de la solución del problema 43 CAPÍTULO II RESULTADOS Y ANÁLISIS No. Descripción Pág. 2.1 Diagrama de causa efecto (Ishikawa) Introducción teórica Desarrollo de diagrama para el proyecto Análisis por diagrama de Pareto Introducción teórica Desarrollo de diagrama para el proyecto Impacto económico del problema Diagnóstico 55 CAPÍTULO III PROPUESTA No. Descripción Pág. 3.1 Planteamiento de la propuesta Introducción teórica Teoría de Restricciones Desarrollo de la propuesta Identificación de la restricción en función del TOC 58

7 vii No. Descripción Pág Presentación de la propuesta Costo de la propuesta Beneficios de la propuesta Plan de inversión y financiamiento Flujo de caja Cálculo TIR (Tasa Interna de Retorno) Cálculo VAN (Valor Actual Neto) Análisis beneficio/costo Periodo de recuperación del capital Planificación y cronograma de implementación Conclusiones Recomendaciones 75 GLOSARIO DE TÉRMINOS 77 ANEXOS 79 BIBLIOGRAFÍA 92

8 viii ÍNDICE DE ANEXOS No. Descripción Pág. 1 Ubicación geográfica 80 2 Organigrama general de INDURA ECUADOR S.A Organigrama Gerencia de Operaciones 82 4 Plano de distribución de planta 83 5 Diagrama de flujo del proceso de producción 84 de gas acetileno 6 Diagrama de operaciones del proceso de 85 producción de gas acetileno 7 Plano P&D de la instalación 86 8 Plano isométrico de la instalación 87 9 Cotización filtro prensa Cotización bomba de diafragma Tasas de interés Banco Bolivariano Cotización de repuestos filtro prensa 91

9 ix ÍNDICE DE GRÁFICOS No. Descripción Pág. 1 Diagrama de operaciones de la planta 29 generadora de gas acetileno 2 Modelo de diagrama CAUSA-EFECTO 46 (ISHIKAWA) 3 Diagrama CAUSA EFECTO 48 4 Modelo de diagrama PARETO 49 5 Diagrama PARETO 51 6 Consumo de agua para el proceso de 54 generación de gas acetileno 7 Descartes de hidróxido de calcio 54

10 x ÍNDICE DE CUADROS No. Descripción Pág. 1 Análisis de síntomas y causas del problema 3 2 Clasificación CIUU de la actividad comercial 6 de INDURA ECUADOR S.A. 3 Características físico-químicas del gas acetileno 13 4 Características físico-químicas del hidróxido de calcio 15 5 Información técnica de equipos de planta 18 generadora de gas acetileno 6 Capacidad nominal instalada de planta 20 generadora de gas acetileno 7 Producción real de planta generadora de gas acetileno 20 8 Productividad de planta generadora de gas acetileno 21 9 Generación de hidróxido de calcio de planta 22 generadora de gas acetileno 10 Indicadores de consumo de planta generadora 24 de gas acetileno 11 Índices de planta generadora de gas acetileno Número de colaboradores total INDURA ECUADOR S.A Número de colaboradores área de operaciones Materia prima e insumos del proceso de 32 generación de gas acetileno 15 Consumo de agua de la planta de generación 35 de gas acetileno 16 Descartes de hidróxido de calcio Estratificación de variables para diagrama de pareto Cálculo media móvil consumo de agua nov. / dic. del Cálculo media móvil descarte de Ca(OH)2nov. / dic. del Costo anual de consumo de agua para el 53

11 xi No. Descripción Pág. proceso de generación de gas acetileno 21 Costo anual descartes de hidróxido de calcio Equipos y adecuaciones en las instalaciones Costo de equipos y adecuaciones Tabla de amortización Costos fijos y variables del sistema para tratar 67 hidróxido de calcio 26 Ahorro de pérdidas y flujo de caja Planificación de la puesta en marcha Cronograma tentativo de ejecución 74

12 AUTOR: LÓPEZ CAJAMARCA ERWIN ALEJANDRO TEMA: ANÀLISIS Y MEJORAMIENTO DEL PROCESO DE GENERACIÓN DE ACETILENO, PARA EL TRATAMIENTO DE Ca(OH)2 EN INDURA ECUADOR S.A. DIRECTOR: ING. MEC. RUÍZ SÁNCHEZ TOMAS ESIQUIO MSC RESUMEN El estudio de este proyecto fue realizado en la empresa INDURA ECUADOR S.A. ubicada en el kilometro 14.5 de la vía Daule. Dentro de la empresa el área específica de acción estuvo centralizada en la planta generadora de gas acetileno. El tiempo empleado para el estudio abarco desde el mes de Mayo hasta Diciembre del El jefe de planta, el operador de la planta de acetileno y el suscrito fueron las personas que colaboraron con la información para hacer efectivo este estudio. El propósito de la investigación fue visualizado ante la presencia de oportunidades de mejora de tipo económico y medioambiental. Básicamente los criterios que justificaron el estudio son la reducción de costos y alineación a directrices medioambientales. La fundamentación teórica y la metodología se baso en los diferentes tipos de investigación. El análisis económico arrojo los siguientes resultados, la tasa interna de retorno supero ampliamente a la tasa de interés bancaria (128.12% contra 10.21%). El valor actual neto fue de $74491,65. El costo-beneficio fue de $1.77 (por cada dólar que invierta Indura Ecuador S.A. en esta propuesta recuperaría $ 1,77). Se determino que una de las conclusiones más importantes tomo el hecho de notables mejoras en aspectos económicos y medioambientales. PALABRAS CLAVES: estudio, acetileno, mejora, económico, medioambiental, reducción, análisis, costo, beneficio. López Cajamarca Erwin Alejandro Ing. Mec. Ruíz Sánchez Tomas Esiquio C.I Director del trabajo

13 AUTHOR: LÓPEZ CAJAMARCA ERWIN ALEJANDRO TEMA: ANALYSIS AND IMPROVEMENT OF ACETYLENE GENERATION PROCESS FOR THE TREATMENT OF Ca (OH)2 IN INDURA ECUADOR S.A. DIRECTOR: ING. MEC. RUÍZ SÁNCHEZ TOMAS ESIQUIO MSC SUMMARY The study of this project was executed in the company INDURA ECUADOR S.A. located at kilometer 14.5 of the Daule way. Within the company, the specific area of action was centralized in generating acetylene gas plant. The time used for the study spanned from May until December The boss plant, the operator acetylene plant and the undersigned were the people who contributed with information to implement this study. The purpose of the investigation was visualized in the presence of opportunities to improve economic and environmental considerations. Basically the criterias who justified the study are to reduce costs and alignment with environmental guidelines. The theoretical foundation and methodology was based on the different types of research. The economic analysis showed the following results, the internal rate of return exceeded widely the bank interest rate ( % versus %). The net present value was $ 74, The cost -benefit was $ 1.77 ( for every dollar spent Indura Ecuador S.A. in this proposal recover $ 1.77 ). It was determined that one of the most important conclusions take the fact notable improvements in economic and environmental aspects. KEYWORDS: study, acetylene, improvement, economic, environmental, reduction, analysis, cost, benefit. López Cajamarca Erwin Alejandro Ing. Mec. Ruíz Sánchez Tomas Esiquio I.C Director of work

14 PROLOGO El estudio de este proyecto de grado se realizo bajo la estructura de tres capítulos. Esta estructura fue planteada por la Facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad de Guayaquil. En el contexto del documento se podrá observar al detalle el estudio del tema ANÀLISIS Y MEJORAMIENTO DEL PROCESO DE GENERACIÓN DE ACETILENO, PARA EL TRATAMIENTO DE Ca(OH)2 EN INDURA ECUADOR S.A.. Los capítulos que comprende son: Introducción y Fundamentación del Problema, Resultados y Análisis, y la Propuesta. El estudio fue realizado en la empresa INDURA ECUADOR S.A. desde el mes de Mayo hasta Diciembre del 2013, la empresa está ubicada en el kilometro 14.5 de la vía Daule. El área específica de acción estuvo centralizada en la planta generadora de gas acetileno. El propósito de la investigación fue visualizado ante la presencia de oportunidades de mejora de tipo económico y medioambiental. Básicamente los criterios que justificaron el estudio son la reducción de costos y alineación a directrices medioambientales. La fundamentación teórica y la metodología se baso en los diferentes tipos de investigación. El análisis económico arrojo los siguientes resultados, la tasa interna de retorno supero ampliamente a la tasa de interés bancaria (128.12% contra 10.21%). El valor actual neto fue de $74491,65. El costo-beneficio fue de $1.77 (por cada dólar que invierta Indura Ecuador S.A. en esta propuesta recuperaría $ 1,77). Se determino que una de las conclusiones más importantes tomo el hecho de notables mejoras en aspectos económicos y medioambientales.

15 CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN Y FUNDAMENTACIÓN DEL PROBLEMA 1.0 Problema de investigación Se ha expresado el problema en términos concretos y explícitos mediante la descripción, análisis y delimitación de los elementos que conforman el objeto de investigación; se ha considerado seguir los siguientes pasos: Descripción de la situación actual Uno de los principales negocios de Indura Ecuador S.A. radica en el procesamiento y distribución de gases para diferentes mercados, entre las cuales se puede mencionar: 1. Alimenticio 2. Metalmecánico 3. Medicinal 4. Científico Una de las aplicaciones para los mercados científico y metalmecánico constituye el proceso y comercialización de gas acetileno. Indura Ecuador S.A. posee una planta productora y envasadora con las siguientes características: Fabricante: SANGHI ORGANIZATION Tipo/Modelo: CARBIDE TO WATER Serie: NO 36

16 Introducción y Fundamentación del Problema 3 Capacidad: 45m3/Hr Fecha de fabricación: AMOUNT & SIZE OF CARBIDE FOR SINGLE CHARGE El hidróxido de calcio Ca(OH)2 constituye un subproducto que forma parte del proceso de generación de gas acetileno. Actualmente este subproducto no recibe el tratamiento apropiado; considerando este agravante se centrará el estudio para analizar y recomendar mejoras. Análisis Para analizar el problema se ha establecido la relación existente entre sus síntomas y causas, que a su vez constituirán las variables de la investigación; en función de esta relación se han planteado algunas alternativas para superar el problema. CUADRO Nº 1 ANÁLISIS DE SÍNTOMAS Y CAUSAS DEL PROBLEMA No. CAUSA SÍNTOMA ALTERNATIVA No se separa la solución Recomendar No existe maquinaria para el Ca(OH)2 (Cal + Agua). maquinaria en 1 tratamiento del subproducto Perdida de Agua para función de Ca(OH)2 proceso capacidad 2 3 Descarte del subproducto Ca(OH)2 en tanqueros Destino final del subproducto Ca(OH)2 en lugares inciertos Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca Mal utilización de recursos económicos Incumplimiento de normas ambientales Eliminar esta forma de descarte Recomendar descarte de forma y destino final correctos Delimitación La delimitación del problema se encasilla en el área de generación y llenado de gas acetileno de la planta Indura Ecuador S.A. Esta área esta bajo responsabilidad del Jefe de Planta, físicamente cuenta con 260m2

17 Introducción y Fundamentación del Problema 4 para su operación y en la parte operativa dispone de 2 operadores, (ver Marco Teórico). Es importante recalcar que esta área trabaja de lunes a sábado en jornadas de 16hrs, es decir aproximadamente 24 días al mes. Formulación del problema Basado en la descripción de la situación actual, análisis y delimitación, se ha planteado la siguiente pregunta para formular el problema: Dentro del proceso existe un tratamiento adecuado para el subproducto hidróxido de calcio Ca(OH)2? En función de esta interrogante, la investigación se basará en los siguientes puntos: 1. Como separar el residuo hidróxido de calcio Ca(OH)2 antes del descarte? 2. Cuál es la forma y medio correcto de descarte? 3. El destino final cumple normas ambientales? 1.1 Antecedentes La planta de INDURA ECUADOR S.A. tiene sus raíces a partir del 22 de marzo de 1978, fecha en la cual inicia sus actividades en Guayaquil- Ecuador pero con el nombre de SOLECSA Soldaduras Ecuatorianas S.A.. Bajo esta razón social la empresa incursiona en el mercado con la venta de gases industriales y soldadura. En el año 2001 y mediante escritura pública otorgada el 2 de abril de ese año, la compañía cambia su razón social a INDURA ECUADOR S.A.,

18 Introducción y Fundamentación del Problema 5 bajo la Gerencia General del Economista Cristián Vélez, actualmente en funciones. En el año 2003 INDURA ECUADOR S.A. realiza una alianza comercial estratégica con IPAC, esta alianza da origen a los IPAC-Market en Guayaquil, esta relación se extiende a otras ciudades como Quito, Cuenca y Manta. A partir del año 2005, esta relación se afianza con locales propios ubicados estratégicamente al norte y sur de Guayaquil, los productos de estos locales abarcan mercados como: metalmecánica, minería, metalurgia, alimentos y científico. Con la apertura de estos locales nace el "modelo delta" basado en un enfoque de segmentación de mercado. Esto es, satisfacer las necesidades de cada uno de los clientes, hasta lograr un "lock in". En el año 2006 Indura Ecuador S.A. extiende su presencia a provincias como Santo Domingo y Orellana, e impulsa la venta de servicios como: alquiler de equipos, centro técnico INDURA -CETI-, servicio técnico, ampliación de la cobertura del 1800-INDURA a nivel nacional, abarcando Quito. Además obtiene la certificación ISO , BPM e ingreso al mercado de oxígeno medicinal con la instalación de redes centralizadas de gases en unidades médicas. En el año 2007, mediante una alianza estratégica con Acerías del Ecuador (Adelca), en Aloag Santo Domingo, instala una Planta ASU (Unidad de Separación del Aire), para la producción local de LOX (Oxigeno Liquido) y LIN (Nitrógeno Liquido), comprometiendo una producción diaria a la acería y el excedente para distribución de otros clientes de Indura. En el año 2009 implementan la sala de llenado de mezclas, con la finalidad de llenar localmente cilindros con mezclas y gases especiales. Indura Ecuador S.A. tiene su planta matriz en Guayaquil que cuenta con

19 Introducción y Fundamentación del Problema 6 sistemas de llenado de Oxígeno, Nitrógeno, Argón, CO2, Producción de Acetileno, Test Shop y Sala de Mezcla. También existe una planta en Quito para los sistemas de llenado de Oxígeno y CO2. Ubicación geográfica Indura Ecuador S.A. está ubicada en el cantón Guayaquil, Vía Daule Km. 14 ½ y Av. Cenáculo; diagonal a Agricominsa, Teléfono:+593 (04) Ver anexo 1. Clasificación CIIU Indura Ecuador S.A. mantiene la clasificación con el código CIUU d del formulario de las actividades comerciales del Servicio de Rentas Internas. CUADRO Nº 2 CLASIFICACIÓN CIUU DE LA ACTIVIDAD COMERCIAL DE INDURA ECUADOR S.A. D Fabricación de máquinas eléctricas o de gas para soldadura autógena, dura o blanda, con o sin capacidad para cortar; inclusive máquinas que utilizan rayos láser u otros haces de luz o de fotones; ondas ultrasónicas, impulsos magnéticos o arcos de plasma. Fuente: SRI (Servicios de Rentas Internas) Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca Misión "Somos una corporación internacional que entrega soluciones tecnológicas integrales, principalmente asociadas al uso de gases y soldaduras, y para la seguridad de las personas. Somos un eje de desarrollo para otras industrias, a través de la innovación y generación de

20 Introducción y Fundamentación del Problema 7 valor hacia nuestros clientes y trabajadores. Nos focalizamos en la eficiencia y la rentabilidad que asegure nuestro crecimiento y posicionamiento en los países donde operamos. Visión Ser líderes en el mercado Latinoamericano en la entrega de soluciones tecnológicas integrales a otras industrias, principalmente con gases, soldaduras y seguridad industrial. Política SHEQ Política de calidad, seguridad, salud y protección del medio ambiente Indura Ecuador S.A. considera que la calidad, la seguridad, la salud de las personas y la protección del medio ambiente son aspectos esenciales y parte integral de la gestión, con el fin de asegurar su permanencia en el tiempo. Estamos comprometidos con generar productos y servicios que satisfagan los requerimientos de nuestros clientes, beneficien a la comunidad y preserven el medio ambiente. Para cumplir con estos compromisos: Promovemos con un compromiso con la implementación del sistema de gestión de calidad para cumplir con los requisitos y el mejoramiento continuo de la efectividad del sistema asegurando la eficiencia de los procesos y cumplimiento con los requerimientos de nuestros clientes. Disponemos de todos los recursos necesarios para eliminar o controlar los riesgos inherentes de nuestros colaboradores, clientes, proveedores,

21 Introducción y Fundamentación del Problema 8 usuarios, comunidad y medio ambiente. Toda nuestra organización es responsable de ejecutar su trabajo en una forma segura, consecuente con nuestros compromisos, los procedimientos implementados y la norma vigente. Promovemos, a través de la capacitación de nuestro personal, la estandarización de los procesos y la entrega de los recursos físicos pertinentes; el mejoramiento de nuestra organización en la ejecución de cada trabajo, enfocado a la satisfacción del cliente. Estos compromisos representan la firme convicción de INDURA en que las lesiones a las personas, los daños a la propiedad y al medio ambiente son pérdidas para nosotros y que son controlables a través de un sistema de gestión, comprometido y entusiasta que involucre a toda la organización. Organigrama Indura Ecuador S.A. está liderada por la Gerencia Generala cargo del Economista Cristian Javier Vélez Weshler, esta gerencia cuenta con el respaldo de otras gerencias, tales como: Administración y Finanzas, Operaciones, Marketing, Dirección Técnica SHEQ, Desarrollo Tecnológico, Negocios Área Médica, Negocios Zona Norte y Negocio Zona Sur. Ver anexo 2. El área donde se llevará a cabo el estudio está a cargo del Jefe de Planta que depende jerárquicamente de la Gerencia de Operaciones. Los procesos que se ejecutan en esta área comprenden el llenado de oxígeno medicinal, gases industriales (Nitrógeno, Oxígeno, CO2, Argón, Indurmig), gases de mezcla, generación y llenado de gas acetileno y Test Shop (Mantenimiento de cilindros donde se realizan revisiones rutinarias,

22 Introducción y Fundamentación del Problema 9 periódicas, especiales y pintura). Ver anexo Justificativos Visualizando las oportunidades de estudio, ahorro y el alineamiento a las leyes ambientales a las que conlleva este proyecto, se ha considerado justificable su estudio. Como se ha mencionado, en el análisis del problema presentado en el cuadro No. 1, el proceso de generación de gas acetileno, para el tratamiento del hidróxido de calcio Ca(OH)2 de la empresa INDURA ECUADOR S.A. amerita un estudio analítico y técnico para mejorar el proceso y tratamiento final del hidróxido de calcio. El estudio de este proyecto conllevaría a presentar alternativas viables que representarían ahorro de recursos económicos y alineamiento a las leyes ambientales de la M.I. Municipalidad de Guayaquil. Este organismo tiene derecho a regular el Sistema Único de Manejo Ambiental (SUMA), mediante resolución 383 del Ministerio del Ambiente de la República del Ecuador. 1.3 Objetivo general Recomendar mejoras para el proceso de separación y destino final del hidróxido de calcio en el área de generación de acetileno de Indura Ecuador S.A. 1.4 Objetivos específicos Analizar el proceso de generación de gas acetileno para el tratamiento de Ca(OH)2.

23 Introducción y Fundamentación del Problema 10 Seleccionar y recomendar el equipo adecuado para separar físicamente el hidróxido de calcio. Cuantificar el gasto por el servicio de transporte bajo el proceso de descarte actual. Determinar normas ambientales para cumplimiento de destino final de la cal. 1.5 Marco teórico El acetileno fue descubierto por el químico inglés Edmond Davy en Está disponible desde Para generar acetileno, el carburo de calcio es tratado con agua, produciendo acetileno, e hidróxido de calcio. El acetileno es una molécula rica en energía que libera grandes cantidades cuando es descompuesto en carbón e hidrógeno. El acetileno es muy inestable incluso por debajo de su presión normal. A presiones sobre 1 kg/cm2, puede iniciar una descomposición explosiva por calentamiento, chispas, colisión o fricción. Generador de acetileno tipo húmedo Este equipo forma parte del proceso usado para producir gas acetileno disuelto. Las materias primas carburo de calcio y agua son colocados dentro de un colector para generar el gas acetileno, justamente la reacción de estos componentes genera el gas. La temperatura del agua se mantiene por debajo de 70 C. La entrada del carburo de calcio está equipada con tuberías para nitrógeno o dióxido de carbono por seguridad contra el fuego. La capacidad del generador está calculada por la máxima cantidad de carburo de calcio que puede procesar por hora y esta cantidad es convertida en gas acetileno.

24 Introducción y Fundamentación del Problema 11 Generador de gas El tanque usado por el gas acetileno es un contenedor sellado al agua, que consiste de un tanque de plancha de acero al carbón. Para prevenir presiones negativas en las tuberías debido a la succión del compresor, el tanque debería ser siempre mantenido a la presión adecuada. Como el acetileno es un gas combustible, debe pintarse de color rojo o colocarse avisos de seguridad gas acetileno! del mismo color. Purificador líquido Consta de una batería de torres purificadoras instaladas en paralelo que trabajan con agua, el gas acetileno fluye a través de estas en sentido opuesto. La batería está constituida de una torre de ácido sulfúrico, una torre de soda cáustica, una torre de agua limpia y una torre de recuperación, la función principal es remover impurezas del gas como fosfina, sulfuro de hidrógeno, silicato (SiH4 ) y amoníaco (NH3). Secado a baja presión El secador de baja presión está constituido de varias estructuras en forma de mallas, sobre estas se coloca el agente de secado (cloruro de calcio).el cloruro de calcio es un compuesto químico, inorgánico, mineral. El gas acetileno proveniente del generador atraviesa la malla y la humedad es retenida, dando paso de gas seco. Compresor de acetileno Este equipo forma parte medular del proceso. Para estos equipos su capacidad está limitada a m3/hr y su velocidad de rotación está alrededor de 100 RPM. La presión de succión debe ser controlada para no exceder los 25 kgs/cm2.

25 Introducción y Fundamentación del Problema 12 Separador de aceite El gas del compresor, contiene aceite en estado gaseoso. Este aceite debe ser removido por el separador de aceite a través de los aros de metal o cerámica conocidos como aros Lessing. Secado a alta presión El secador es un cilindro de acero con cloruro de calcio en su interior. Se utiliza para remover la humedad del gas acetileno a alta presión. Llenado Cilindros: Los cilindros deben ser provistos con un descargador de fuego para prevenir accidentes, son construidos de plancha de acero al carbono- manganeso con excelentes propiedades mecánicas. Su espesor varía de 3.2 a 4.5mm. En el interior contienen material poroso para almacenar acetona, esta disuelve el acetileno cuando el cilindro es llenado a una presión de 15 kg/cm2. Proteja los cilindros del daño físico. Almacénelos en un área fría, seca, bien ventilada, lejos de las áreas con gran tráfico y de las salidas de emergencia. No permita que la temperatura donde se encuentren almacenados los cilindros exceda los 52ºC. Los cilindros deberían almacenarse hacia arriba y asegurados firmemente, para impedir que caigan o sean golpeados. Los cilindros llenos y vacíos deberían ser segregados. Use el sistema de inventario de "primero que entra - primero que sale" para impedir que los cilindros completos sean almacenados por excesivos períodos de tiempo. En el siguiente cuadro se detalla las características físico-químicas del gas acetileno.

26 Introducción y Fundamentación del Problema 13 CUADRO Nº 3 CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DEL GAS ACETILENO Nombre Sistemático (IUPAC) Unión Internacional de Química Pura y Aplicada Otros nombres Fórmula semidesarrollada Etino General Vinileno Fórmula molecular C 2-H 2 Identificadores Número CAS (Chemical Abstracts Service) Estado de agregación Densidad Masa Molar Punto de fusión Punto de ebullición Temperatura crítica H-C C-H triple enlace C-C Propiedades físicas Gaseoso 1.11 kg/m 3 ; 0,00111 g/cm g/mol 192 K (-81 C) 216 K (-57 C) 308,5 K (35 C) Presión crítica atm Propiedades químicas Solubilidad en agua 1.66 g/ 100 ml a 20º C Fuente: Wikipedia Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca Génesis del hidróxido de calcio Génesis de hidróxido de calcio es el proceso de convertir carburo de calcio en acetileno. El hidróxido de calcio Ca(OH)2 es un producto derivado que se obtiene en el proceso de generación del gas acetileno C2H2 al reaccionar carburo de calciocac2 con aguah2o. La ecuación química para esta reacción es como sigue: CaC2+2 H2O = C2H2+Ca(OH)2 Carburo de Calcio + Agua = Acetileno + Hidróxido de Calcio

27 Introducción y Fundamentación del Problema 14 El Ca(OH)2 se conoce comúnmente como cal de carburo y se lo describe mejor como hidróxido de calcio derivado de la generación de acetileno. El carburo de calcio CaC2 usado para la generación de acetileno se manufactura calcinando piedra caliza CaCO3 para producir cal CaO según esta reacción: CaCO3 + Calor = CaO + CO2 luego, la cal se reduce por medio de un electrodo de carbono (C) en las altas temperatura de un horno eléctrico, según la siguiente reacción: 2CaO + 5C = 2CaC2+CO2 El hidróxido de calcio es un hidrato de alta calidad y de gran potencial por la buena calidad de los materiales originales, por la naturaleza de los cambios que tiene la cal en la generación del acetileno y por su composición química. El hidróxido de calcio derivado de la generación del acetileno es una fuente de cal. Su mayor utilidad económica y química es comparable a la cal comercial; se utiliza en aplicaciones agrícolas, para la construcción, en la industria en general y en los procesos químicos. En el siguiente cuadro se detalla las características físico-químicas del hidróxido de calcio.

28 Introducción y Fundamentación del Problema 15 CUADRO Nº 4 CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DEL HIDRÓXIDO DE CALCIO Nombre Sistemático (IUPAC) Unión Internacional de Química Pura y Aplicada Otros nombres Hidróxido de calcio Datos generales Hidróxido cálcico Dihidróxido de calcio Cal apagada Cal muerta Fórmula semidesarrollada Ca (OH) 2 Fórmula molecular CaO 2H 2 Identificadores Número CAS (Chemical Abstracts Service) Propiedades físicas Estado de agregación Apariencia Densidad Sólido Polvo blanco 2211 kg/m 3 ; 2,211 g/cm 3 Masa Molar Punto de descomposición 74,093 g/mol 653 ºK (380 C) Estructura cristalina Hexagonal Propiedades químicas Alcalinidad Solubilidad en agua pk b 0.185g/100 cm³ Producto de solubilidad 7.9 x 10 6 Termoquímica Δ f H 0 sólido kj/mol Calor específico cal/g Fuente: Wikipedia Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca Adopción de una teoría (desarrollo de perspectiva teórica o de referencia propia) La teoría investigativa que se utilizará para desarrollar el estudio es del tipo explicativo, descriptivo, analítico, bajo modalidad bibliográfica y de campo, describiendo características cualitativas y cuantitativas.

29 Introducción y Fundamentación del Problema Metodología Para llevar a cabo el presente proyecto, se utilizará la investigación de tipo aplicada, explicativo, descriptivo, analítico, bajo modalidad bibliográfica y de campo, describiendo características cualitativas y cuantitativas, desarrollando los siguientes aspectos: Recopilación de datos, mediante el levantamiento de información, con la ayuda de la observación directa y registros del proceso. Análisis de la información, mediante la elaboración de diagramas de procesos, cuadros y gráficos estadísticos para determinar las recomendaciones necesarias para mejorar este proceso. Diagnóstico de la situación actual, mediante el uso de herramientas de calidad. Elaboración de una propuesta para alcanzar los objetivos propuestos. En el análisis económico se aplicará el coeficiente costo/beneficio, TIR y VAN. 1.7 Novedades científicas y otros aportes Se puede indicar que el estudio de este problema y el desarrollo de este proyecto abrirían formas o daría pie de inicio, para la implementación de maquinaria adecuada en los procesos, principalmente en las plantas productoras de gases. En el capítulo III de este proyecto se presentará alternativas de solución; de lo que se ha podido investigar estas alternativas también serían válidas para compañías que manejen residuos (subproductos) sólidos mezclados con agua o líquidos.

30 Introducción y Fundamentación del Problema 17 A continuación se detalla un listado de opciones para aplicar las alternativas en procesos industriales: 1. Bagazo en el proceso de la cerveza. 2. Lodo aerobio o anaerobio en el proceso de aguas residuales. 3. Hidróxido de calcio en el proceso de tratamiento químico del plomo. 1.8 Capacidad de producción Se define a la capacidad de producción o capacidad productiva como el máximo nivel de actividad que puede alcanzarse con una estructura productiva dada. El estudio de la capacidad es fundamental para la gestión empresarial porque permite analizar el grado de uso que se hace de cada uno de los recursos en la organización, para tener oportunidad de optimizarlos. Los incrementos y disminuciones de la capacidad productiva provienen de decisiones de inversión o desinversión (por ejemplo, la adquisición de una máquina adicional). También puede definirse como cantidad máxima de producción en la nomenclatura surtido y calidad previstos, que se pueden obtener por la en un período con la plena utilización de los medios básicos productivos bajo condiciones óptimas de explotación. Como se ha mencionado en la introducción de este proyecto, Indura Ecuador S.A. cuenta con una planta generadora de gas acetileno, en la cual se puede discriminar la capacidad instalada y la capacidad utilizada. Para discriminar la capacidad máxima instalada, el proyecto se basará en el levantamiento de información de equipos que se detalla a continuación:

31 Introducción y Fundamentación del Problema 18 CUADRO Nº 5 INFORMACIÓN TÉCNICA DE EQUIPOS DE PLANTA GENERADORA DE GAS ACETILENO No. CANT. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO 1 1 Grúa neumática 2 2 Tolva de carburo Generador de gas C2H2 Intercambiador de calor de gas C2H2 Secador de baja presión de gas C2H2 Olla Purificadora de gas C2H2 Lavador de gas C2H2 Compresor de gas C2H2 Secador de alta presión de gas C2H2 Manifold de carga de cilindros de C2H2 Bomba neumática de descarga de hidróxido de calcio Silos de almacenamiento de hidróxido de calcio Bomba neumática de carga de acetona en cilindros Fuente: Observación directa de procesos Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca USO Transportar carburo de calcio desde bodega a tolva Recibir carburo para el proceso de generación de acetileno Generar gas acetileno por reacción química con agua Bajar temperatura del gas acetileno proveniente del generador Secar el gas acetileno proveniente del intercambiador de calor Remover compuestos de fósforo-hidrogeno y azufre-hidrogeno pasando el gas a través de tierra infusoria Remover la tierra infusoria que pudiese haber sido arrastrada del purificador Comprimir el gas C2H2 para llenar los cilindros Retener y drenar el condensado que genera el proceso Llenar cilindros con gas C2H2 Bombear el hidróxido de calcio desde la planta de C2H2 hasta los silos de almacenamiento Almacenar el hidróxido de calcio Cargar de acetona los cilindros cuando haga falta CAPACIDAD x EQUIPO 150Kg 115Kg 45M3/Hr ND ND 50M3/Hr ND 65M3/Hr ND CAPACIDAD INSTALADA 150Kg 230Kg 45M3/Hr ND ND 50M3/Hr ND 65M3/Hr ND 34 cilindros 68 cilindros 630Lt/min 630Lt/min 3,44m3 6,88m3 50Lt/min 50Lt/min

32 Introducción y Fundamentación del Problema 19 Por la cantidad de equipos visualizados durante el levantamiento de información y como se puede observar en el cuadro No. 5 esta planta generadora corresponde a un proceso de tipo continuo, es decir todos los equipos forman parte del mismo, una vez que arranca el ciclo de producción. Para ilustrar de mejor manera lo anteriormente expuesto se puede observar el diagrama de operaciones del proceso de generación de gas acetileno. Ver anexo 6. Considerando lo expuesto en el párrafo anterior y según los datos observados del levantamiento se puede indicar que la capacidad máxima instalada de la planta estará limitada por los manifolds de llenado de cilindros con gas acetileno. Esta restricción de los manifolds de llenado enlazado al tiempo de preparación de 1 batch de producción, el tiempo de llenado de 1 batch de producción, la capacidad del generador de gas acetileno, la densidad del gas y al estándar de Indura Ecuador S.A. en cuanto al peso de llenado por cilindro; cabe recalcar que estos manifolds son de construcción local. En función de lo indicado se puede presentar los siguientes datos de capacidades nominales de llenado. Datos: Cantidad de manifolds: 2 Capacidad de manifolds de llenado: 68cilindros Tiempo de preparación de 1 batch: 15.83hrs Tiempo de llenado de 1 batch: 8.17hrs Capacidad del generador de gas acetileno: 45M3/hr Densidad del gas acetileno (15 C, 1 atm.): 1.11Kg/M3 Peso estándar de llenado por cilindro: 6Kg

33 Introducción y Fundamentación del Problema 20 CUADRO Nº 6 CAPACIDAD NOMINAL INSTALADA DE PLANTA GENERADORA DE GAS ACETILENO Capacidad / Mes (Kg) Capacidad /Año (Kg) Capacidad / Mes (Cil) Capacidad /Año (Cil) Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca La capacidad real de la planta generadora de gas acetileno se ve seriamente afectada por diversos motivos, entre los cuales se puede exponer los siguientes: 1. Disponibilidad de cilindros para llenado. 2. Limitación de recurso humano destinado para esta operación. 3. Desprogramaciones de producción los fines de semana para mantenimiento de los equipos o por no necesidad. En función de estas restricciones se puede presentar el siguiente cuadro, los datos del cuadro fueron provistos por el Jefe de Planta de Indura Ecuador S.A., estos datos forman parte de los KPI`s de esta área. Los datos recopilados corresponden desde Enero hasta Julio del año CUADRO Nº 7 PRODUCCIÓN REAL DE PLANTA GENERADORA DE GAS ACETILENO Año 2013 Description Metric jan feb mar apr may jun jul Cylinders Filled cyls Acetylene kg 4.412, , , , , , ,5 Produced (actual) Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Jefe de planta Indura Ecuador S.A.

34 Introducción y Fundamentación del Problema 21 Con esta información se puede establecer la productividad mensual con que actualmente trabaja el área de generación de gas acetileno. El siguiente cuadro ilustra los datos: CUADRO Nº 8 PRODUCTIVIDAD DE PLANTA GENERADORA DE GAS ACETILENO AÑO 2013 DESCRIPCIÓN UND ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO Cilindros Llenados Real Cilindros Nominal Planta Cil Cil Productividad % 32,48% 32,48% 35,08% 43,12% 43,69% 40,40% 43,38% Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca Hasta ahora se han presentado datos del producto final, es decir el que llega al consumidor final, en función de esta información se podrá discriminar la cantidad residual de subproducto que genera el proceso de generación de gas acetileno. A continuación se detalla el concepto de subproducto y algunas de sus ventajas dentro del proceso productivo. Subproducto es el residuo de un proceso que se le puede sacar una segunda utilidad. No es un desecho porque no se elimina, y se usa para otro proceso distinto. Es ventajoso encontrar una utilidad para los desechos y convertirlos en algún subproducto reaprovechable de algún modo. Así, en vez de pagar el costo de eliminar el desecho, se crea la posibilidad de obtener un beneficio. Además del factor económico está el factor ambiental al reducir o eliminar los residuos que en otro caso recibiría el entorno.

35 Introducción y Fundamentación del Problema 22 El subproducto que entrega el proceso de generación de gas acetileno es conocido como hidróxido de calcio o cal de carburo. Su composición química esta descrita por la siguiente ecuación Ca(OH)2. Para discriminar la cantidad de hidróxido de calcio que entrega el proceso de generación de gas acetileno, se validará los datos provistos por el Jefe de Planta de Indura Ecuador S.A. y que forman parte de los KPI`s de esta área. Los datos corresponden desde Enero hasta Julio del año CUADRO Nº 9 GENERACIÓN DE HIDRÓXIDO DE CALCIO DE PLANTA GENERADORA DE GAS ACETILENO Año 2013 Description Metric jan feb mar apr may jun jul Calcium Hydroxide disposed kg Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Jefe de planta Indura Ecuador S.A. 1.9 Indicadores de gestión de planta generadora de gas acetileno Se define o se conoce como indicadores de gestión a los signos vitales de una organización, estos permiten cuantificar la medida de las actividades dentro de un proceso o si el resultado de este cumple con los objetivos trazados. Los indicadores de gestión deben derivarse de la misión de la compañía y de los factores críticos de éxito. Su objetivo también es fortalecer la comunicación de estrategias de arriba hacia abajo y resultados de abajo hacia arriba en la compañía.

36 Introducción y Fundamentación del Problema 23 Una ventaja competitiva que se les atribuye a los indicadores de gestión es la verificación de técnicas de control y el mejoramiento de los procesos. Los indicadores de gestión, se entienden como la expresión cuantitativa del comportamiento o el desempeño de toda una organización o una de sus partes: gerencia, departamento, unidad u persona, cuya magnitud al ser comparada con algún nivel de referencia, puede estar señalando una desviación sobre la cual se tomarán acciones correctivas o preventivas según el caso. Son un subconjunto de los indicadores, porque sus mediciones están relacionadas con el modo en que los servicios o productos son generados por la institución. El valor del indicador es el resultado de la medición del indicador y constituye un valor de comparación, referido a su meta asociada. En el desarrollo de los Indicadores se deben identificar necesidades propias del área involucrada, clasificando según la naturaleza de los datos y la necesidad del indicador. Es por esto que los indicadores pueden ser individuales y globales. En el proceso de generación de gas acetileno son varios los indicadores que se controlan, en base a la información proporcionada por el Jefe de Planta de Indura Ecuador S.A. se puede presentar dos cuadros que reflejan el seguimiento y control en función del tiempo. A continuación se detallan cuadros de índices y consumos de los principales KPI`s de la planta generadora de gas acetileno de la compañía Indura Ecuador S.A., estos datos corresponden desde Enero hasta Julio del año 2013.

37 Introducción y Fundamentación del Problema 24 CUADRO Nº 10 INDICADORES DE CONSUMO DE PLANTA GENERADORA DE GAS ACETILENO Description Un jan feb mar apr may jun jul Cylinders Filled cyls 751,0 751,0 811,0 997,0 1010,0 934,0 1003,0 Cylinders testing cyls 0,0 1,0 0,0 0,0 16,0 7,0 10,0 Utility - Power kwh Utility - Water m3 140,0 156,0 153,0 187,0 179,0 158,0 174,0 Generator Running hr 88,0 88,0 90,0 110,0 116,0 101,0 114,5 Generator Water m3 140,0 156,0 153,0 187,0 179,0 158,0 174,0 Compressor 1 hr 74,2 76,4 76,4 95,2 98,9 90,4 95,9 Carbide Consumption kg Carbide Cost US$ , , , , , 1 Acetylene Produced actual kg 4412,5 4485,0 4759,0 5888,0 5820,5 5396,0 5851,5 LIN Consumption (45-TA) kg 221,0 147,0 221,0 147,0 294,0 294,0 294,0 Acetone Consumption kg 458,7 407,2 516,7 588,0 474,5 292,7 423,8 Acetone Cost US$ 1371,1 1217,1 1544,3 1757,4 1418,2 874,9 1266,7 Calcium kg Hydroxide disp. 0 Manpower - Production hr 176,0 160,0 160,0 176,0 176,0 160,0 184,0 Manpower - Production filter hr 176,0 160,0 160,0 176,0 176,0 160,0 184,0 Manpower - Overtime hr 42,0 60,0 28,0 40,0 69,0 59,0 73,0 Manpower - Over time filter hr 41,0 88,0 14,0 33,0 39,0 49,0 35,0 Manpower - Maintenance hr 20,0 8,0 25,0 25,0 10,0 16,0 18,0 Manpower-Test hr 0,0 0,3 0,0 0,0 8,0 4,0 4,0 Dryers Low pressure-calcium Kg 125,0 125,0 125,0 125,0 50,0 100,0 150,0 chloride in flake Dryers - high Pressure-hazel kg 2,5 3,0 10,0 10,0 12,2 7,8 11,0 calcium chloride Purification Monkey Dust Kg 0,0 0,0 0,0 379,8 0,0 0,0 276,6 Tags C2H2 uni 751,0 751,0 604,0 588,0 760,0 601,0 583,0 Tags C2H2 EP uni 0,0 0,0 0,0 68,0 0,0 0,0 48,0 Stamps Kg uni 751,0 751,0 811,0 997,0 1010,0 934,0 1003,0 Stamps warranty uni 751,0 751,0 700,0 845,0 903,0 827,0 873,0 Oil Regarts 68 litros 8,0 8,0 4,0 3,0 4,0 1,0 2,0 Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Jefe de planta Indura Ecuador S.A.

38 Introducción y Fundamentación del Problema 25 CUADRO Nº 11 ÍNDICES DE PLANTA GENERADORA DE GAS ACETILENO Description Metric jan feb mar apr may jun jul Kg Carbide Yield CaC2 / Kg 3,1275 3,1026 3,1414 3,1055 3,1217 3,1329 3,1248 C2H2 C2H2 Yield Kg C2H2 / Kg CaC2 0,3197 0,3223 0,3183 0,3220 0,3203 0,3192 0,3200 Acetylene/Generator kg prod / hr 50, ,97 52,878 53,527 50,177 53,426 51,087 Acetylene/Compresso rs kg prod / hr 59, , ,291 61,829 58,864 59,703 61,023 N2/ Acetylene kg/kg 0,0501 0,0328 0,046 0,025 0,051 0,054 0,050 Acetone/Acetylene kg/kg 0,1040 0,0908 0,109 0,100 0,082 0,054 0,072 Power/Acetylene kwh/k g 0,3311 0,3362 0,325 0,322 0,334 0,335 0,326 Acetylene/Production 20,386 kg/hr 20,2408 (manpower) 4 25,314 27,259 23,757 24,639 22,768 Cylinders Tested/manpower cyls/hr NA 0,3300 NA NA 2,000 1,750 2,500 Cost Carbide/Acetylene US$/kg 4,1595 4,1264 4,178 4,130 4,152 4,167 4,156 Cost Acetone/Acetylene Cost - Calcium Hydroxide / Calcium Hydroxide Disposed US$/kg 0,3107 0,2714 0,324 0,298 0,244 0,162 0,216 US$/kg 0,0078 0,0077 0,007 0,005 0,005 0,008 0,007 Cost Calcium Hydroxide / Acetylene US$/kg 0,2840 0,3054 0,242 0,177 0,193 0,284 0,262 Usage Monkey Dust kg/kg 0,000 0,000 0,000 0,065 0,000 0,000 0,047 Usage - Calcium chloride in flake kg/kg 0,0283 0,0279 0,026 0,021 0,009 0,019 0,026 Usage hazel calcium chloride kg/kg 0,0006 0,0007 0,002 0,002 0,002 0,001 0,002 Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Jefe de planta Indura Ecuador S.A.

39 Introducción y Fundamentación del Problema Recursos productivos Los factores de producción o recursos productivos, son aquellos recursos empleados en los procesos de elaboración de bienes y en la prestación de servicios. Se clasifican en dos grupos principales. Factor humano o trabajo El factor humano o trabajo es conocido como toda actividad humana que interviene en el proceso de producción. En economía dicho factor es representado con una "L". Trabajo se entiende como la actividad humana, tanto física como intelectual. En realidad toda actividad productiva realizada por un ser humano requiere siempre de algún esfuerzo físico y de conocimientos previos. Factor capital Capital físico: Formado por bienes inmuebles, maquinaria, etc. Capital humano: Todo el personal, sean empleados o ejecutivos. Capital financiero: El cual se haya formado por el dinero. Factor tierra: Engloba los recursos naturales, en economía es representada con una "T". Una vez revisados estos conceptos, a continuación se detallará los recursos actualmente disponibles en Indura Ecuador S.A. y de manera más específica de la planta generadora de gas acetileno Recurso o factor humano Actualmente Indura Ecuador S.A. cuenta con diferentes áreas, las cuales hacen posible su gestión interna y el desarrollo del negocio.

40 Introducción y Fundamentación del Problema 27 A continuación se detalla un cuadro donde se puede visualizar el número de colaboradores por área que laboran en la compañía Indura Ecuador S.A. CUADRO Nº 12 NÚMERO DE COLABORADORES TOTAL INDURA ECUADOR S.A. Área No. de Colaboradores Gerencia General 1 Administración y Finanzas 71 Operaciones 40 Ventas 42 Marketing 5 Dirección Técnica 8 Desarrollo Tecnológico 2 Total de Colaboradores 169 Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca El recurso humano que utiliza la planta generadora de gas acetileno se encuentra dentro del área de Operaciones. En el siguiente cuadro se detalla el número de personas por departamento en Operaciones. CUADRO Nº 13 NÚMERO DE COLABORADORESÁREA DE OPERACIONES Sub área No. de Colaboradores Llenado de Gases 10 Planta de Acetileno 1 Pintura 1 Test Shop 2 Bodega de Repuestos y Materiales Mantenimiento y Redes 12 Planta ASU 12 Total de Colaboradores 40 Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca 2

41 Introducción y Fundamentación del Problema 28 Como se puede observar actualmente la planta generadora de gas acetileno cuenta con 1 colaborador que trabaja jornadas laborales de lunes a viernes de 07:30 hasta las 17:30 horas, y sábados de 08:00 hasta las 12:00 horas Equipos utilizados (Factor Capital) En la introducción del numeral 1.3 se ha descrito como factor capital a los bienes inmuebles o maquinaria utilizada para el proceso. Indura Ecuador S.A. ha dispuesto un área de 338m2 para ejecutar correctamente la operación de la planta generadora de gas acetileno. Adicional a esta área, también cuentan con 2 silos para recepción del hidróxido de calcio. Para ilustrar de mejor manera el área dispuesta para producción se puede observar el plano distribución de planta. Ver Anexo 4. En el cuadro Nº 5; expuesta a inicios de este capítulo; se puede cuantificar los equipos que actualmente se utilizan en el área donde se está ejecutando el proyecto de investigación Proceso de producción El proceso de producción en la planta generadora de acetileno es de tipo continuo, como mínimo debe contener los siguientes equipos: Generador de acetileno, camisa de enfriamiento, secador de baja presión, purificador, lavador, compresor de gas acetileno, secador de alta presión, filtros y manifolds de carga. De manera general el proceso de producción de la planta generadora de acetileno es como se detalla en el siguiente gráfico:

42 Introducción y Fundamentación del Problema 29 GRÁFICO Nº 1 DIAGRAMA DE OPERACIONES PLANTA GENERADORA DE GAS ACETILENO Fuente: Manual de Operaciones Planta de Acetileno (Boc Gases) Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca El proceso empieza con el llenado de las tolvas de carburo (2), a través de la grúa neumática (3). Una vez que se han llenado las tolvas, estas descargan el carburo hasta el generador (1), en el generador, el carburo reacciona con agua y genera el gas acetileno. Cabe recalcar que en este paso el generador también genera el residuo llamado hidróxido de calcio. Después de este paso el gas acetileno es transportado por presión hacia un intercambiador de calor (4) este equipo tiene la finalidad de bajar la temperatura al gas.

43 Introducción y Fundamentación del Problema 30 Luego el gas acetileno pasa a través de un secador de baja presión (5) en este equipo, como su nombre lo indica, es el que se encarga de eliminar las trazas de humedad que contenga el gas. Una vez que el gas acetileno es secado, pasa al purificador (6) este se encarga de eliminar todo tipo de impurezas mediante el principio de filtrado a través de tierra infusoria. Después de este paso el gas acetileno pasa por un lavador (7), este equipo se encarga de eliminar polvos en suspensión que haya arrastrado el gas desde el purificador. Luego de este paso el gas acetileno es succionado por un compresor de 3 etapas (8), este compresor eleva la presión al gas para expulsarlo a través de los secadores (9) y filtros de alta presión (10). Como se ha indicado el gas en esta parte del proceso se encuentra a alta presión, el incremento de esta variable es otorgado por el compresor, justamente esta variable es la que permite llenar los cilindros con gas en los manifolds de carga (12). A continuación se detallará el proceso operacional que recibe el residuo o subproducto (hidróxido de calcio) y que justamente es el tema de investigación de este proyecto. Se había indicado que el hidróxido de calcio se genera en la primera etapa del proceso como consecuencia de la descomposición del carburo en el agua. Este es descartado por gravedad desde el generador hasta un pozo. Este pozo sirve de receptor-pulmón durante el proceso. Una vez que este pozo se encuentra lleno el operador bombea el hidróxido de calcio a través de una bomba neumática hasta los silos de

44 Introducción y Fundamentación del Problema 31 almacenamiento. Finalmente el hidróxido de calcio es receptado desde los silos hasta tanqueros que se encargan de la disposición final. Para ilustrar de mejor manera el proceso de producción se puede observar el diagrama de operaciones. Ver Anexo Materia prima e insumos Se conoce como materia prima, a la materia extraída de la naturaleza y que se transforma para elaborar materiales que más tarde se convertirán en bienes de consumo. Las materias primas son los recursos naturales que utiliza la industria en su proceso productivo, la utilizan para ser transformados en producto semielaborado, en bienes de equipo o de consumo. Existe una gran diversidad de materias primas que se clasifican según su origen, se pueden distinguir entre los siguientes tipos: Origen orgánico Origen Inorgánico o mineral: Origen químico Insumo es o son los elementos que se utilizan en el proceso de la elaboración de un bien, estos pueden ser tangibles o intangibles. Básicamente a los insumos se dividen en dos tipos: 'Trabajo' (o mano de obra) y 'capital', este capital es el que se conoce como capital "físico o productivo" (maquinaria, equipo, instalaciones, tecnología en general). En el siguiente cuadro se detallan la materia prima e insumos utilizados en el proceso de generación de gas acetileno.

45 Introducción y Fundamentación del Problema 32 CUADRO Nº 14 MATERIA PRIMA E INSUMOS DEL PROCESO DE GENERACIÓN DE GAS ACETILENO ITEM NOMBRE CLASIFICACIÓN UND PROVEEDOR PRESENTACIÓN 1 Carburo de calcio 2 Nitrógeno Insumo Kg Materia prima Kg Indura Chile Tambor de 115 Kg Propio (producto planta) Termos de 125kg 3 Agua Insumo m3 Nacional-Local Al granel 4 Cloruro de avellana Insumo Kg Del exterior Tambor de 180 Kg 5 Cloruro en escama Insumo Kg Nacional-Local Saco de 25 Kg 6 Acetona Insumo Kg Del exterior Tambor de 190 Kg 7 Tierra infusoria Insumo Kg Indura Chile Sacos de 0,5 Ton 8 Aceite regal Caneca de 5 Insumo Lts Nacional-Local 68 Galones 9 Sellos de PVC Insumo Und Del exterior Unidades 10 Sellos de seguridad Insumo Und Del exterior Unidades 11 Etiquetas de C2H2 normal Insumo Und Nacional Unidades 12 Etiquetas de C2H2 extra Insumo Und Nacional Unidades puro Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca 1.13 Diagrama de flujo del proceso El diagrama de flujo del proceso es la representación gráfica de la secuencia de pasos que se realizan para obtener un cierto resultado. Este resultado puede ser un producto, un servicio, o bien una combinación de ambos. Para ilustrar de mejor manera el diagrama de flujo del proceso se puede observar el anexo 5. Ver Anexo Diagrama de operaciones del proceso El diagrama de operaciones o diagrama de actividades es la

46 Introducción y Fundamentación del Problema 33 representación gráfica del proceso. Se utiliza en disciplinas como programación, economía, procesos industriales y psicología cognitiva. Estos diagramas utilizan símbolos con significados definidos que representan los pasos del proceso, y representan el flujo de ejecución mediante flechas que conectan los puntos de inicio y de fin del proceso. Para ilustrar de mejor manera el diagrama de operaciones se puede observar el anexo 6. Ver Anexo Identificación del problema Basado en la descripción de la situación actual, análisis y delimitación, se ha planteado la siguiente pregunta para identificar el problema: Dentro del proceso existe un tratamiento adecuado para el subproducto hidróxido de calcio Ca(OH)2? En función de esta interrogante, la investigación se basará en los siguientes puntos: 1. Como separar el residuo hidróxido de calcio Ca(OH)2 antes del descarte? 2. Cuál es la forma y medio correcto de descarte? 3. El destino final cumple normas ambientales? 1.16 Registros de problemas Como se ha indicado en la parte introductoria de este estudio, los problemas se encuentran focalizados en los siguientes aspectos: 1. No existe equipo adecuado para separar físicamente el hidróxido de calcio.

47 Introducción y Fundamentación del Problema Excesivo gasto por el servicio de transporte bajo el proceso de descarte actual. 3. Incumplimiento de normas ambientales para destino final del hidróxido de calcio. En función de estos aspectos se analizará cada uno de ellos para determinar su influencia dentro de la problemática de estudio Inexistencia de equipo para separar el hidróxido de calcio Como se ha indicado en la parte introductoria, el Ca(OH)2 se conoce comúnmente como cal de carburo y se lo describe mejor como hidróxido de calcio derivado de la generación de acetileno. Estequiometricamente el hidróxido de calcio está compuesto por una molécula de óxido de calcio y una molécula de agua (CaO + H2O). Basado en esta relación y los datos proporcionados por Indura Ecuador S.A.; se puede indicar que este aspecto principalmente genera la pérdida de agua que podría ser reutilizada en el mismo proceso. La reutilización de agua en el proceso conlleva a ahorros de recursos naturales. A continuación se detalla un cuadro con los datos totales de consumo de agua de la planta generadora de gas acetileno, este cuadro contiene datos de consumo de Enero a Julio del año Cabe recalcar que estos datos son cuantificados por un medidor general, es decir este mide consumo de agua para el proceso y otros servicios del área. En el mismo cuadro se cuantificará aproximadamente el consumo de agua para el proceso, este dato fue proporcionado por el Jefe de Planta de Indura Ecuador S.A. y corresponde al 20% del consumo total.

48 Introducción y Fundamentación del Problema 35 CUADRO Nº 15 CONSUMO DE AGUA DE LA PLANTA DE GENERACIÓN DE GAS ACETILENO Año 2013 Description Metric jan feb mar apr may jun jul Utility Total Water m Process Water m3 28,00 31,20 30,60 37,40 35,80 31,60 34,80 Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca Descarte del hidróxido de calcio por medio de tanqueros El proceso actual de descarte del hidróxido de calcio contempla la subcontratación de los recursos para esta operación, y entre los mismos esta el medio de transporte y la persona encargada. Como se indico en el literal 1.4 (Proceso de producción) el hidróxido de calcio se produce en la primera etapa del proceso de generación de gas acetileno como consecuencia de la descomposición del carburo en el agua. Este es descartado por gravedad desde el generador hasta un pozo. Este pozo sirve de receptor-pulmón durante el proceso. Una vez que este pozo se encuentra lleno el operador bombea el hidróxido de calcio a través de una bomba neumática hasta los silos de almacenamiento. Finalmente el hidróxido de calcio es receptado desde los silos hasta tanqueros que se encargan de la disposición final. En base a observaciones directas, se ha podido verificar que el descarte se lo efectúa con un solo medio de transporte, obviamente involucrando una sola persona natural subcontratada. La capacidad del tanquero que actualmente realiza los descartes es de 3.5m3, pero el volumen promedio de descarte fluctúa aproximadamente en 3m3.

49 Introducción y Fundamentación del Problema 36 Basado en los datos proporcionados por Indura Ecuador S.A.; se puede indicar que este aspecto principalmente genera costos innecesarios por la subcontratación de este servicio, considerando que se puede mejorar el proceso separando el agua de la cal, la misma que podría ser reutilizada en el mismo proceso. A continuación se detalla un cuadro, que parte de datos del proceso proporcionados por Indura Ecuador S.A.; este cuadro contiene volúmenes descartados en función del tiempo, en el mismo cuadro aparecen la cantidad de viajes por mes que realizo el tanquero descartando la solución de hidróxido de calcio. Este cuadro contiene datos de Enero a Julio del año CUADRO Nº 16 DESCARTES DE HIDRÓXIDO DE CALCIO Año 2013 Descripción Und Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Masa de hidróxido de calcio descartado Densidad del hidróxido de calcio Volumen de hidróxido de calcio descartado Promedio de descarte en tanquero Viajes de Kg x , , ,970 kg/m m3 72,37 80,96 79,60 94,21 97,69 89,34 95,87 m und 24,12 26,99 26,53 31,40 32,56 29,78 31,96 Tanquero Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca Incumplimiento de normas ambientales para destino final del descarte Este numeral conlleva al estudio ambiental de esta problemática; como

50 Introducción y Fundamentación del Problema 37 se indico en el numeral anterior los descartes de hidróxido de calcio son realizados por tanqueros. A continuación se detallarán algunos literales importantes que indica la NORMA DE CALIDAD AMBIENTAL DEL RECURSO SUELO Y CRITERIOS DE REMEDIACIÓN PARA SUELOS CONTAMINADOS LIBRO VI ANEXO 2. Esta norma es regulada por la M.I Municipalidad de Guayaquil mediante resolución 383 del Ministerio del Ambiente dado en Quito el 19 de Abril del 2011 por la Ministra Marcela Aguiñaga Vallejo, en la que aprueba y confiere a la M.I. Municipalidad de Guayaquil, la renovación de la acreditación y el derecho a utilizar el Sistema Único de Manejo Ambiental, SUMA. El literal (Página 354) de la norma indica lo siguiente: De la prohibición de descargas, infiltración o inyección de efluentes en el suelo y subsuelo. Se prohíbe la descarga, infiltración o inyección en el suelo o en el subsuelo de efluentes tratados o no, que alteren la calidad del recurso. Se exceptúa de lo dispuesto en este artículo las actividades de inyección asociadas a la exploración y explotación de hidrocarburos, estas actividades deberán adoptar los procedimientos ambientales existentes en los reglamentos y normas ambientales hidrocarburíferas vigentes en el país. El literal (Página 354) de la norma indica lo siguiente: De las actividades que degradan la calidad del suelo Las sustancias químicas e hidrocarburos deberán almacenarse,

51 Introducción y Fundamentación del Problema 38 manejarse y transportarse de manera técnicamente apropiada, tal como lo establece las regulaciones ambientales del sector hidrocarburífero y la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 2266, referente al Transporte, Almacenamiento y Manejo de Productos Químicos Peligrosos, o la que la reemplace. El literal y (Página 355) de la norma indica lo siguiente: Suelos contaminados Los causantes por acción u omisión de contaminación al recurso suelo, a causa de derrames, vertidos, fugas, almacenamiento o abandono de productos o desechos peligrosos, infecciosos o hidrocarburíferos, deberán proceder a la remediación de la zona afectada, considerando para el efecto los criterios de remediación de suelos contaminados que se encuentran en la presente norma La entidad ambiental de control exigirá al causante la remediación del sitio contaminado y el monitoreo de las acciones de remediación, hasta alcanzar los objetivos o valores de remediación establecidos en la presente norma. El literal (Página 358, 359, 360, 361) de la norma indica lo siguiente: Cuando un suelo se encuentre contaminado, el causante o la organización responsable por la contaminación, adoptará los siguientes procedimientos de informe: 1.- Caracterización del Área de Influencia Directa (*) Ubicación Geográfica del sitio Ubicación de las zonas aledañas

52 Introducción y Fundamentación del Problema 39 Condiciones locales de la zona: Precipitación y / o riego (frecuencia y nivel) Nivel freático de la zona Escorrentías Ubicación de cuerpos de agua aledaños, pozos de extracción (en uso, clausurados, en proyecto) Clima y temperatura del ambiente Caracterización del suelo: Uso del suelo: Agrícola, residencial, comercial o residencial Topografía y Vegetación presente Determinación físico, químico y biológica del suelo: Granulometría Permeabilidad del suelo Composición química, física y biológica el suelo Perfiles estratigráficos del área en estudio. (*) En derrames antiguos, la información permitirá determinar hacia donde se ha desplazado la mancha contaminante y es posible deducir el tiempo que tomará el alcanzar sitios poblados o fuentes subterráneas. 2.- Determinación del origen de la contaminación Características de la actividad que da origen a la contaminación: Exploración o explotación de recurso. Procesos Industriales. Centro de Almacenamiento o transporte de productos químicos o sustancias peligrosas. Terminal Marítima o Terrestre. Estación de Transferencia, Centro de Transferencia. Ducto, poliducto. Rellenos sanitarios, botaderos y sistemas de tratamiento de desechos. Otras Planos de las instalaciones. Estudios Previos efectuados al área en evaluación (estudios ambientales,

53 Introducción y Fundamentación del Problema 40 mediciones del nivel freático, composición del suelo del área, entre otros). Determinación básica del contaminante (si el contaminante es materia prima, producto, subproducto o desecho del proceso). Localización de las fuentes de contaminación (superficial o subterránea). Tiempo transcurrido desde el inicio de la contaminación y de la verificación del mismo. 3.- Diagnóstico de la contaminación in situ El diagnóstico en situ permite obtener información de manera simple y rápida de la contaminación del suelo. Dos métodos de diagnósticos in situ más comunes son los geoeléctricos y la gasometría, los mismos permiten detectar los niveles de concentración de los contaminantes. Dependiendo de la naturaleza de la contaminación se emplearán otro tipo de métodos descritos en la literatura y aprobados por la entidad ambiental de control. 4.- Criterios de Toma de muestras Determinación del número de muestras: El número de muestras a colectar dependerá de la profundidad alcanzada por el/los contaminante(s) y del tiempo transcurrido desde que se ha consumado la afectación al recurso. Se deberá tomar como mínimo cinco y máximo 20 muestras, cuando el contaminante no ha alcanzado una profundidad mayor a 80 centímetros. Cuando la profundidad de afectación alcance niveles superiores a los 80 centímetros, el número de muestras a colectar dependerá del criterio de la entidad ambiental de control y del técnico encargado de la toma de muestras. Selección del sitio y toma de muestra: Se trazará una cuadrícula extendida sobre toda el área afectada. Las líneas de la cuadricula distarán una de la otra 3 metros. Cuando la extensión de la contaminación cubra grandes áreas, se escogerá las muestras más representativas de los nudos de la cuadricula. Cuando el área contaminada sea pequeña o de

54 Introducción y Fundamentación del Problema 41 forma irregular, que la cuadricula con intervalos de 3,0 metros no contenga el mínimo de muestras (cinco), se tomará una de las dos opciones: Usar una cuadricula más pequeña y proceder a recoger las muestras, o Colectar las muestras al azar. Las muestras deberán ser representativas y deben cubrir toda el área contaminada y son de carácter simple y puntual. Los niveles de profundidad de recolección de las muestras dependerán del diagnóstico de contaminación efectuado en el sitio y del criterio de la entidad ambiental de control y del técnico encargado de la toma de muestras. Tamaño y tipo de muestra: El tamaño de la muestra deberá ser representativa, para garantizar su adecuado análisis en el laboratorio. Como un procedimiento de aseguramiento de calidad, por cada 6 o 7 muestras, se tomará una muestra testigo, en el caso de la determinación de Inorgánicos Tóxicos. La selección del sitio de colección de muestras, así como el número de muestras a colectar deberá efectuarse con la aprobación y preferentemente en la presencia de un representante de la entidad ambiental de control. 5.- Análisis de muestra El análisis de un suelo contaminado, permite determinar el nivel de afectación de un suelo y la concentración del contaminante en el mismo. Estos análisis serán complementarios a los encontrados en el análisis in situ, de esta manera se determinará la distribución de los contaminantes en la zona saturada y no saturada. Los parámetros físicos a determinar en las muestras se enumeran a continuación:

55 Introducción y Fundamentación del Problema 42 ph humedad Materia Orgánica (Carbono Orgánico) Granulometría del suelo (tamaño de partícula) Los parámetros químicos y biológicos a analizar deben estar relacionados con los posibles contaminantes, los mismos tendrán relación con las actividades industriales, comerciales o agrícolas que se realizan en el área de estudio. Ante la ausencia en la norma de un parámetro relevante para el suelo objeto de estudio, la Entidad Ambiental de Control tomará el criterio emitido en Remediación del Suelo Contaminado Se deberá evaluar y adoptar el método más idóneo de remediación, actividad que dependerá de la sustancia contaminante presente y que será decisoria en el momento de elegir los criterios técnicos para cada caso en particular. Entre las opciones de remediación se citan las siguientes: Tratamientos Físicos Excavación y remoción Extracción de vapores Lavado del suelo Aireación Estabilización y solidificación Vitrificación Tratamiento Térmico (incineración, pirolisis, desorción térmica, destrucción térmica, etc.)

56 Introducción y Fundamentación del Problema 43 Tratamiento Químico Neutralización Extracción con solventes Deshalogenación Tratamiento químico directo. Tratamientos Biológicos Tratamientos Biológicos Independiente del tratamiento que el regulado adopte, los suelos contaminados deberán alcanzar los niveles de concentración establecidos en los criterios de remediación de suelos establecidos en la presente Norma. Los valores serán aplicados de acuerdo al uso de suelo donde se sitúa el área contaminada Análisis de la solución del problema Como se ha indicado en la parte introductoria de este estudio, cuadro Nº 1, se está planteando las siguientes alternativas para solucionar el problema. 1. Recomendar equipos, instalaciones y maquinaria adecuada para separar físicamente el hidróxido de calcio. 2. Eliminar la forma de descarte actual, que conllevaría a ahorrar recursos y adherirse a la normativa ambiental vigente.

57 CAPÍTULO II RESULTADOS Y ANÁLISIS 2.1 Diagrama de causa efecto (Ishikawa) Introducción teórica El diagrama de Ishikawa, también llamado diagrama de espina de pescado, diagrama de causa-efecto, diagrama de Grandal o diagrama causal, se trata de una película que por su estructura ha venido a llamarse también: diagrama de espina de pez, que consiste en una representación escénica en la que puede verse de manera relacional una especie de espina central, que es una línea en el plano horizontal, representando el problema a analizar, que se escribe a su derecha. El diagrama de Ishikawa es una de las diversas armas surgidas a lo largo del siglo XX en ámbitos de la industria y posteriormente en el de los servicios, para facilitar el análisis de problemas y sus soluciones en esferas como lo son; calidad de los procesos, los productos y servicios. Fue concebido por el licenciado en química japonés Dr. Kaoru Ishikawa en el año Este diagrama causal es la cara gráfica de las relaciones múltiples de causa - efecto entre las diversas variables que intervienen en un proceso. En teoría general de sistemas, un diagrama causal es un tipo de diagrama que muestra gráficamente las entradas o inputs, el proceso, y las salidas o outputs de un sistema (causa-efecto), con su respectiva retroalimentación (feedback) para el subsistema de control.

58 Resultados y Análisis 45 Causa El problema analizado puede provenir de diversos ámbitos como la salud, calidad de productos y servicios, fenómenos sociales, organización, etc. A este eje horizontal van llegando líneas oblicuas -como las espinas de un pez- que representan las causas valoradas como tales por las personas participantes en el análisis del problema. A su vez, cada una de estas líneas que representa una posible causa, recibe otras líneas perpendiculares que representan las causas secundarias. Cada grupo formado por una posible causa primaria y las causas secundarias que se le relacionan forman un grupo de causas con naturaleza común. Este tipo de herramienta permite un análisis participativo mediante grupos de mejora o grupos de análisis, que mediante técnicas como por ejemplo la lluvia de ideas, sesiones de creatividad, y otras, facilita un resultado óptimo en el entendimiento de las causas que originan un problema, con lo que puede ser posible la solución del mismo. Procedimiento Para empezar, se decide qué característica de calidad, salida o efecto se quiere examinar y continuar con los siguientes pasos: 1. Hacer un diagrama en blanco. 2. Escribir de forma concisa el problema o efecto. 3. Escribir las categorías que se consideren apropiadas al problema: máquina, mano de obra, materiales, métodos, son las más comunes y se aplican en muchos procesos. 4. Realizar una lluvia de ideas (brainstorming) de posibles causas y relacionarlas con cada categoría. 5. Preguntarse por qué? a cada causa, no más de dos o tres veces. Por qué no se dispone de tiempo necesario?. Por qué no se dispone de tiempo para estudiar las características de cada

59 Resultados y Análisis 46 producto?. 6. Empezar por enfocar las variaciones en las causas seleccionadas como fácil de implementar y de alto impacto. Causas y Espinas Para crear y organizar las espinas de un diagrama, hay que considerar lo siguiente: 1. Todas las espinas deben ser causas posibles. 2. Todas las causas deben ser presentadas en las vías que indiquen cómo se relacionan con el problema. 3. La disposición de las espinas debe reflejar las relaciones entre las causas. A continuación se presenta un modelo de diagrama básico para resolución de problemas. GRÁFICO Nº 2 MODELO DIAGRAMA CAUSA EFECTO (ISHIKAWA) Fuente: Wikipedia Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

60 Resultados y Análisis Desarrollo de diagrama para el proyecto Como se ha indicado en la introducción teórica de este numeral, el diagrama causa efecto facilita el análisis de problemas y sus soluciones en aspectos de: calidad de los procesos, productos y servicios. El diagrama permite buscar causas dentro de las siguientes variables: Hombre, máquina, entorno, material, método y medida. El efecto de estudio en este proyecto se centraliza en los altos costos por el tratamiento inadecuado del Hidróxido de Calcio, y se ha determinado que las causas probables están encasilladas en las variables de método, máquina y entorno (medio ambiente). Básicamente las causas probables están resumidas de la siguiente manera: Método 1. Medio de transporte inadecuado para descartar el Ca(OH)2. 2. Procedimiento inadecuado de descarte del Ca(OH)2. Máquina 1. No existe equipo para separar físicamente el Ca(OH)2. Medio Ambiente 1. Genera excedente de consumo de agua en la Planta de C2H2. 2. Destino final incierto para el Ca(OH)2. A continuación se presenta el diagrama causa efecto, elaborado

61 Resultados y Análisis 48 como punto de partida para la resolución del problema en estudio. GRÁFICO Nº 3 DIAGRAMA CAUSA EFECTO Fuente: Observación directa de procesos Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca 2.2 Análisis por diagrama de pareto Introducción teórica El diagrama de Pareto, también llamado curva cerrada o Distribución A- B-C, es una gráfica para organizar datos de forma que estos queden en orden descendente, de izquierda a derecha y separados por barras. Permite, pues, asignar un orden de prioridades. El diagrama permite mostrar gráficamente el principio de Pareto (pocos vitales, muchos triviales), es decir, que hay muchos problemas sin importancia frente a unos pocos muy importantes. Mediante la gráfica colocamos los "pocos que son vitales" a la izquierda y los "muchos triviales" a la derecha. El diagrama facilita el estudio de las fallas en las industrias o empresas comerciales, así como fenómenos sociales o

62 Resultados y Análisis 49 naturales psicosomáticos. Hay que tener en cuenta que tanto la distribución de los efectos como sus posibles causas no es un proceso lineal sino que el 20% de las causas totales hace que sean originados el 80% de los efectos. El principal uso que tiene el elaborar este tipo de diagrama es para poder establecer un orden de prioridades en la toma de decisiones dentro de una organización. Concretamente este tipo de diagrama, es utilizado básicamente para: 1. Conocer cuál es el factor o factores más importantes en un problema. 2. Determinar las causas raíz del problema. 3. Decidir el objetivo de mejora y los elementos que se deben mejorar. 4. Conocer se ha conseguido el efecto deseado. A continuación se presenta un modelo de diagrama básico para resolución de problemas bajo esta metodología. GRÁFICO Nº 4 MODELO DIAGRAMA PARETO Fuente: WIKIPEDIA Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

63 Resultados y Análisis Desarrollo de diagrama para el proyecto Para elaborar el diagrama de pareto en este proyecto, se ha tomado como base, los datos de costeo de consumo de agua y descartes de hidróxido de calcio, estos valores están reflejados en los cuadros 20 y 21. Es importante recalcar que los datos correspondientes a los tres últimos meses de los cuadros 20 y 21 fueron calculados mediante medias móviles. En el cuadro 17 se representa los datos escogidos para elaborar el diagrama de pareto. Como se puede observar en este cuadro, se ha analizado la información desde el punto de vista económico, para este caso están representadas en dos únicas variables. CUADRO Nº 17 ESTRATIFICACIÓN DE VARIABLES PARA DIAGRAMA DE PARETO No. Tópicos de estratificación Valor asociado ($ /Año) % Acumulado % Unitario Explote en $ 1 Costos por contratación de transporte para descartes de hidróxido de calcio 57298,0 99% 99% $ ,0 2 Costos por consumo de agua en el proceso 450,9 100% 1% $ 450, % 0% 4 100% 0% Total $ ,90 100% Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca En el gráfico 5 se representa el diagrama de pareto elaborado para este proyecto.

64 Resultados y Análisis 51 GRÁFICO Nº 5 DIAGRAMA PARETO Fuente: Observación directa de procesos Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca 2.3 Impacto económico del problema El objetivo de los indicadores de desempeño económico es medir los resultados económicos originados por las actividades de la organización y su impacto sobre una amplia gama de grupos de interés. Se define como impacto económico al resultado de las actividades económicas y las transacciones comerciales de la organización. Para analizar el impacto económico del problema en este proyecto, se recurrirá nuevamente a detallar los consumos de agua y descartes de hidróxido de calcio. Los siguientes cuadros contienen datos reales de Enero a Octubre del año 2013, para determinar los datos en los meses de Noviembre y Diciembre se utilizará la técnica de pronósticos Media Móvil 4 meses.

65 Resultados y Análisis 52 CUADRO Nº 18 CÁLCULO MEDIA MÓVIL CONSUMO DE AGUA NOV. / DIC. DEL 2013 Meses 2013 Consumos Agua Reales (M3) Pronóstico Promedio Móvil 4 Meses Error Absoluto Enero 28,0 Febrero 31,2 Marzo 30,6 Abril 37,4 Mayo 35,8 31,8 4,0 Junio 31,6 33,8 2,2 Julio 34,8 33,9 1,0 Agosto 32,4 34,9 2,5 Septiembre 40,4 33,7 6,8 Octubre 49,8 34,8 15,0 Noviembre 39,4 39,4 0,0 Diciembre 40,5 40,5 0,0 Suma= 31,4 DMA= 3,9 Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca CUADRO Nº 19 CÁLCULO MEDIA MÓVIL DESCARTE DE Ca(OH)2 NOV. / DIC. DEL 2013 Meses 2013 Descartes Ca(OH)2 Reales (Und) Enero 24,12 Febrero 26,99 Marzo 26,53 Abril 31,40 Pronóstico Promedio Móvil 4 Meses Error Absoluto Mayo 32,56 27,3 5,3 Junio 29,78 29,4 0,4 Julio 31,96 30,1 1,9 Agosto 30,02 31,4 1,4 Septiembre 37,25 31,1 6,2 Octubre 43,12 32,3 10,9 Noviembre 35,60 35,6 0,0 Diciembre 36,50 36,5 0,0 Suma= 26,1 DMA= 3,3 Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

66 Resultados y Análisis 53 CUADRO Nº 20 COSTO ANUAL DECONSUMO DE AGUA PARA EL PROCESO DE GENERACIÓN DE GAS ACETILENO Año 2013 Descrip. Und Ene Febr Mar Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic Total / Año Cons. de Agua m3 28,0 31,2 30,6 37,4 35,8 31,6 34,8 32,4 40,4 49,8 39,4 40,5 431,9 Costo X M3 $ 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 Costo Total / Mes $ / Mes 29,2 32,6 31,9 39,0 37,4 33,0 36,3 33,8 42,2 52,0 41,1 42,3 450,9 Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca CUADRO Nº 21 COSTO ANUAL DESCARTES DE HIDRÓXIDO DE CALCIO Año 2013 Descrip. Und Ene Febr Mar Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic Total /Año Viajes de Tanquero Costo X Viaje und 24,12 26,99 26,53 31,40 32,56 29,78 31,96 30,02 37,25 43,12 35,60 36,50 385,8 $ 148,5 148,5 148,5 148,5 148,5 148,5 148,5 148,5 148,5 148,5 148,5 148,5 148,5 Costo Total / Mes $ / Mes Fuente: Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

67 Resultados y Análisis 54 GRÁFICO Nº 6 CONSUMO AGUA PARA EL PROCESO DE GENERACIÓN DE GAS ACETILENO Fuente: Observación directa de procesos Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca GRÁFICO Nº 7 DESCARTES DE HIDRÓXIDO DE CALCIO Fuente: Observación directa de procesos Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

68 Resultados y Análisis 55 Como se puede observar en los cuadros 20 y 21 se encuentran representados los costos por consumo de agua y descartes de hidróxido de calcio respectivamente. En el cuadro 20 también está representado el costo total / año por consumo de agua, el costo total asciende hasta $450.9 USD. Este valor será utilizado en el siguiente capítulo en la parte correspondiente a la Evaluación Económica de la Implantación. De igual forma, en el cuadro 21 está representado el costo total / año por contratación externa de transporte por descarte de hidróxido de calcio, el costo total asciende hasta $57298 USD. Este valor será utilizado en el siguiente capítulo en la parte correspondiente a la propuesta. 2.4 Diagnóstico Se define como diagnóstico al resultado final o temporal de la tendencia del comportamiento del objeto de estudio que se desea conocer, en un determinado contexto-espacio-tiempo, a través de sus funciones y principios que lo caracterizan como tal. La explicitación y presentación del diagnóstico en un documento no es solo descriptiva, sino que también es explicativa y pronosticativa. El diagnóstico es una determinación que se realiza sobre la base de datos y hechos recogidos ordenados sistemáticamente, que permiten juzgar mejor qué es lo que está pasando. Un diagnóstico son el o los resultados que se arrojan luego de un estudio, evaluación o análisis sobre determinado ámbito u objeto. Si se toma como base el concepto anterior, se puede diagnosticar que ante la inexistencia de maquinaria para el tratamiento del subproducto

69 Resultados y Análisis 56 hidróxido de calcio, la Compañía Indura Ecuador S.A. relega la oportunidad de optimizar el proceso de generación de acetileno. Las oportunidades básicamente están centralizadas en ahorros económicos y el alineamiento a las directrices medioambientales de la M.I. Municipalidad de Guayaquil. En total, los costos por consumo de agua y contratación de transporte por descarte ascienden a $57.748,90 USD al año. Este costo bien podría ser reducido o eliminado en los estados financieros de la compañía. En el capítulo III se realizará planteamientos de alternativas con su respectiva evaluación económica para la implantación. El planteamiento de alternativas estarán ligadas como la propuesta de este proyecto.

70 CAPÍTULO III PROPUESTA 3.1 Planteamiento de la Propuesta Introducción teórica Teoría de Restricciones Restricción es todo aquello que impida el logro de la meta del sistema o empresa. Se identifican 2 tipos de restricción: 1. Las restricciones físicas que normalmente se refieren al mercado, el sistema de manufactura y la disponibilidad de materias primas. 2. Las restricciones de política, que normalmente se encuentran atrás de las físicas. Por ejemplo; Reglas, procedimientos, sistemas de evaluación y conceptos. El enfoque sistemático del TOC comprende los siguientes pasos: 1. Identificar las restricciones del sistema: Una restricción es una variable que condiciona un curso de acción. Pueden haber distinto tipo de restricciones, siendo las más comunes, las de tipo físico: maquinarias, materia prima, mano de obra etc. 2. Explotar las restricciones del sistema: Implica buscar la forma de obtener la mayor producción posible de la restricción. 3. Subordinar todo a la restricción anterior: Implica que todo el esquema debe funcionar al ritmo que marca la restricción (tambor).

71 Propuesta Elevar las restricciones del sistema: Implica encarar un programa de mejoramiento del nivel de actividad de la restricción Desarrollo de la propuesta Identificación de la restricción en función del TOC Identificación de la restricción Indura Ecuador S.A. genera aproximadamente Kg de gas acetileno x año. Este proceso forma parte de la gama de productos que ofrece a sus clientes. Como se ha indicado en la parte introductoria del estudio, este proceso genera el subproducto conocido como hidróxido de calcio. La cantidad que se genera aproximadamente de este subproducto asciende a m3 x año. Como se indico en el capítulo anterior, el costo por no tratar adecuadamente este subproducto asciende a $57.748,90 USD x año. En base a este análisis se puede indicar que existe 1 restricción con 2 oportunidades de mejora. Mejora 1: Separar físicamente el hidróxido de calcio para: recuperar agua y eliminar costos e incumplimiento ambiental que implica el método de descarte actual. Mejora 2: Recuperar agua para reutilizarla en el proceso. Explotar la restricción del sistema Para la mejora 1 de la restricción expuesta, se plantea adquirir equipos

72 Propuesta 59 que técnicamente separen los componentes de este subproducto. Para la mejora 2, se plantea adecuar instalaciones y equipos actuales para recuperar agua y devolverla nuevamente al proceso. Subordinar la restricción En este paso del enfoque se plantea adherir los procedimientos operativos de los equipos e instalaciones nuevas al folder de la Planta Generadora de Gas Acetileno. Elevar la restricción del sistema En este paso del enfoque se plantea hacer seguimiento y generar datos estadísticos (KPI`s) que sirvan de ayuda en análisis futuros de mejoramiento Presentación de la propuesta Una vez que se ha identificado la restricción, se detalla la propuesta para solventar el problema, la propuesta está constituida en la adquisición de equipos y readecuación de instalaciones/equipos actuales. A continuación se detalla un cuadro con los equipos y adecuaciones necesarias para solventar los problemas, en este cuadro se ha adicionado un comentario que indica si requiere inversión o no. En este cuadro se puede observar que más o menos el 70% de equipos e instalaciones se debe considerar como recurso nuevo, el 30% está disponible. Entre este 30% disponible, están dos silos de almacenamiento de

73 Propuesta 60 hidróxido de calcio y dos tanques cilíndricos horizontales, cabe recalcar que los silos de hidróxido de calcio actualmente funcionan como parte del proceso. En la propuesta la función de estos silos se mantendrá como en el proceso actual. CUADRO Nº 22 EQUIPOS Y ADECUACIONES EN LAS INSTALACIONES No. Cant Descripción del equipo / Instalación Silo de almacenamiento de hidróxido de calcio Filtro prensa hidráulica/neumática de hidróxido de calcio Bomba neumática de descarga de hidróxido de calcio Tanque cilíndrico horizontal Instalación de tuberías para interconexión entre silo-prensa-tanque Instalación de tuberías de alimentación de aire para accionar prensa y bomba neumática Adecuación estructural para ubicación de prensa y equipos Uso Almacenar el hidróxido de calcio Separar físicamente agua / cal Bombear el hidróxido de calcio desde los silos hasta la prensa Tanque pulmónreceptor de agua recuperada Circulación de fluidos Alimentación de energía neumática Ubicación de equipos Fuente: Indura Ecuador S.A. / Investigación del proyecto Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca Cap. x Equipo 3,44m3 250Lt/min 630Lt/min 1200Lt NA NA NA Comentario Equipo existente Equipo nuevo Equipo nuevo Equipo existente, sin uso en planta. Instalación nueva Instalación nueva Área nueva A continuación se detalla especificaciones técnicas para el caso de equipos nuevos (numeral 1 y 3) respectivamente del cuadro 22. Filtro prensa hidráulico accionado neumáticamente Procedencia: Argentina

74 Propuesta 61 Fabricante: PPE Argentina Modelo: FP PPE 250 Estructura metálica reforzada para placas de 0.5m x 0.5 m Capacidad interna filtrante 250 lt. Superficie de filtración 25 m2. Cierre y apertura mediante equipo hidráulico neumático de doble efecto_ manómetro indicador de cierre en línea. Placas y marcos de polipropileno. Juego de paños de polipropileno. Cuadro de válvulas de alimentación. Descarga unificada a cañería de salida. Bandeja colectora de goteo. Datos estructurales aproximados: largo x ancho x alto: 3.6 x 0.6 x 1.2m. Paquete filtrante 2.7m peso vacío: 1100 kg. Bomba de diafragma accionada neumáticamente Procedencia: Japón / Estados Unidos Fabricante: YAMADA Modelo: NDP-50 BFS Partes húmedas: Hierro fundido. Diafragma: Santopreno Válvulas check / o-rings: Santopreno Asiento de válvula: Santopreno Diámetro de succión y descarga: 2" NPT Diámetro alimentación de aire: 3/4" NPT Diámetro salida de aire: 1" NPT DATOS TECNICOS ADICIONALES Volumen por ciclo: 4.24 L (1.12 gal) Ciclos máximos x minuto: 146 Tamaño máximo de partículas: 8 mm (5/16") Temperatura máxima del líquido: 100º C Altura máxima de succión: 5.5 m (18 pies)

75 Propuesta 62 En el caso de equipos existentes y montaje de instalaciones, se ilustrará de mejor manera en los planos P&D e isométrico de la implantación, detallados en los anexos 7 y 8 respectivamente. 3.2 Costo de la propuesta El costo de la propuesta se puede observar en el siguiente cuadro. La inversión en equipos y adecuaciones asciende a $ USD. Es importante recalcar que el numeral 1 y 4 no reflejan costo dentro de la propuesta porque son equipos que actualmente están disponibles en las instalaciones de Indura Ecuador S.A. CUADRO Nº 23 COSTO DE EQUIPOS Y ADECUACIONES No. Cant Descripción del equipo / Instalación Silo de almacenamiento de hidróxido de calcio Filtro prensa hidráulica/neumática de hidróxido de calcio Bomba neumática de descarga de hidróxido de calcio Tanque cilíndrico horizontal Instalación de tuberías para interconexión entre silo-prensa-tanque Instalación de tuberías de alimentación de aire para accionar prensa y bomba neumática Adecuación estructural para ubicación de prensa y equipos Capacidad x Equipo 3,44m3 NA Costo 250Lt/min $ ,0 630Lt/min $ 2.360, Lt NA NA $ 1.820,35 NA $ 520,00 NA $ 2.650,35 Costo Total de la Inversión $ ,61 Fuente: Indura Ecuador S.A. / Investigación del proyecto Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca En el caso del numeral 2 (Filtro prensa) se adjunta una cotización como

76 Propuesta 63 anexo 9, considerando que es un equipo de importación se ha incrementado un 22% adicional al valor total cotizado por gastos de transporte y desaduanización. En el caso del numeral 3 (Bomba de diafragma) se adjunta una cotización como anexo 10, este equipo es de compra local. Para el caso de los demás numerales no se ha conseguido cotización formal por el valor total indicado en el cuadro, pero el costo fue tabulado consultando aleatoriamente los precios de accesorios y tuberías de proveedores locales. 3.3 Beneficios de la propuesta Como se ha indicado en el capítulo I, los problemas se encuentran focalizados en los siguientes aspectos: 1. No existe equipo adecuado para separar físicamente el hidróxido de calcio. 2. Excesivo gasto por el servicio de transporte bajo el proceso de descarte actual. 3. Incumplimiento de normas ambientales para destino final del hidróxido de calcio. Se tomará estos aspectos como punto de partida para enumerar los siguientes beneficios de la propuesta: 1. Instalar un equipo adecuado para separar físicamente el hidróxido de calcio, con este equipo se conseguirá recuperar agua devolviéndola al proceso. 2. Eliminar el gasto por el servicio de transporte, al separar la cal del

77 Propuesta 64 agua, la ordenanza municipal permite el descarte de la cal en estado sólido hacia el botadero de basura (relleno sanitario). 3. Cumplimiento de normas ambientales para destino final de la cal. 3.4 Plan de inversión y financiamiento Se define como plan de inversión a una necesidad. La persona o compañía que quiera comenzar a operar o mejorar un proceso de su empresa debe elaborar un plan de negocios, en este plan debe constar un estudio económico que represente los valores financiables para el proyecto. Un plan de inversión define los ingresos con precisión, identifica las metas y sirve como currículum de sus negocios. Como se ha indicado en el numeral 3.2 de este capítulo, los costos de equipos y adecuaciones para la implementación de esta propuesta de mejora ascienden a $ USD. Para esta propuesta se recomienda realizar un plan de inversión, este plan estaría basado en un préstamo financiado a 24 meses con el Banco Bolivariano, se ha escogido esta entidad financiera porque ofrece la tasa de interés más baja del mercado en la fecha de análisis (10.21% Anual). En el anexo 11 se puede observar un cuadro de la entidad financiera, donde indica la tasa de interés anual aplicada al sector productivo empresarial. En el siguiente cuadro se presenta una tabla de amortización representando los valores y dividendos mensuales por el financiamiento del préstamo sugerido.

78 Propuesta 65 CUADRO Nº 24 TABLA DE AMORTIZACIÓN ENTIDAD FINANCIERA BANCO BOLIVARIANO MONTO DEL PRÉSTAMO $ ,61 $ TASA DE INTERÉS ANUAL 10,21% % TASA DE INTERÉS MENSUAL 0,85% % PLAZO 24 MESES No. Periodo de Pago Capital Adeudado Pago de Intereses Amortización de Capital Dividendo Mensual 1 Jul-14 $ ,6 $ 322,1 $ 1.577,2 $ 1.899,2 2 Ago-14 $ ,5 $ 308,6 $ 1.577,2 $ 1.885,8 3 Sep-14 $ ,3 $ 295,2 $ 1.577,2 $ 1.872,4 4 Oct-14 $ ,2 $ 281,8 $ 1.577,2 $ 1.858,9 5 Nov-14 $ ,0 $ 268,4 $ 1.577,2 $ 1.845,5 6 Dic-14 $ ,9 $ 255,0 $ 1.577,2 $ 1.832,1 7 Ene-15 $ ,7 $ 241,5 $ 1.577,2 $ 1.818,7 8 Feb-15 $ ,6 $ 228,1 $ 1.577,2 $ 1.805,3 9 Mar-15 $ ,4 $ 214,7 $ 1.577,2 $ 1.791,9 10 Abr-15 $ ,3 $ 201,3 $ 1.577,2 $ 1.778,4 11 May-15 $ ,1 $ 187,9 $ 1.577,2 $ 1.765,0 12 Jun-15 $ ,0 $ 174,4 $ 1.577,2 $ 1.751,6 13 Jul-15 $ ,8 $ 161,0 $ 1.577,2 $ 1.738,2 14 Ago-15 $ ,7 $ 147,6 $ 1.577,2 $ 1.724,8 15 Sep-15 $ ,5 $ 134,2 $ 1.577,2 $ 1.711,3 16 Oct-15 $ ,4 $ 120,8 $ 1.577,2 $ 1.697,9 17 Nov-15 $ ,2 $ 107,4 $ 1.577,2 $ 1.684,5 18 Dic-15 $ ,1 $ 93,9 $ 1.577,2 $ 1.671,1 19 Ene-16 $ 9.462,9 $ 80,5 $ 1.577,2 $ 1.657,7 20 Feb-16 $ 7.885,8 $ 67,1 $ 1.577,2 $ 1.644,2 21 Mar-16 $ 6.308,6 $ 53,7 $ 1.577,2 $ 1.630,8 22 Abr-16 $ 4.731,5 $ 40,3 $ 1.577,2 $ 1.617,4 23 May-16 $ 3.154,3 $ 26,8 $ 1.577,2 $ 1.604,0 24 Jun-16 $ 1.577,2 $ 13,4 $ 1.577,2 $ 1.590,6 Fuente: Banco Bolivariano Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca $ 0,0 $ 4.025,7 $ ,6 $ ,3 La sumatoria de los intereses por el financiamiento a 24 meses plazo representan los gastos financieros del proyecto. Para determinar el costo total de la propuesta, se debe sumar el costo

79 Propuesta 66 de la propuesta (equipos y adecuaciones) más los gastos financieros por el financiamiento, en este caso la fórmula quedaría como en la siguiente línea: Costo total de la propuesta = (costo fijo + gastos financieros) Costo total de la propuesta = ($ ,61 + $ ) Costo total de la propuesta = $ Flujo de caja En finanzas y economía se entiende por flujo de caja o flujo de fondos (en inglés cash flow), a los flujos de entradas y salidas de caja o efectivo, en un período dado. El flujo de caja es la acumulación neta de activos líquidos en un periodo determinado y, por lo tanto, constituye un indicador importante de liquidez en una empresa. Como se indico en el capítulo anterior, numeral 2.4, la pérdida total de utilidad anual considerando consumo de agua y descartes asciende a $57.748,90 USD. Para la elaboración del flujo de caja se considerará incrementos de ahorro del 20% para el año 2015 y 25% en el año Estos datos fueron tabulados en función de las pronósticos de ventas para este producto (Gas Acetileno). En el siguiente cuadro se determinará los costos anuales (fijos y variables), involucrados en la operación del sistema recomendado para tratar el hidróxido de calcio. Entre los costos tabulados están sueldo del

80 Propuesta 67 operador, mantenimiento preventivo/correctivo y energía eléctrica. CUADRO Nº 25 COSTOS FIJOS Y VARIABLES DEL SISTEMA PARA TRATAR HIDRÓXIDO DE CALCIO Costo Fijo Fórmula Valor Sueldo de operador No aplica $ 0,00 No Aplica (Por la baja productividad actual en la planta de C2H2, se recomienda utilizar el mismo operador en el nuevo sistema) Costo Fijo Total Año $ 0,00 Costo Variable Fórmula Valor Mantenimiento preventivo No aplica $ 921,10 Mantenimiento correctivo No aplica $ 221,30 Energía eléctrica (aire comprimido) (5Kw x 64hr/mes x 12meses x $ 0,06 Kw/Hr) $ 230,40 Costo Variable Total Año $ 1.372,80 Fuente: Observación directa de procesos Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca En el caso del costo fijo (sueldo del operador) no se considera ningún valor porque se recomienda reaprovechar el actual, considerando la baja productividad que actualmente maneja la planta generadora de gas acetileno. En el capítulo 1; cuadro N o 8 se puede calcular un promedio de los meses de Enero a Julio del año %. El valor promedio es de En el caso de mantenimiento preventivo y correctivo se adjunta una cotización como anexo 12, considerando que estos repuestos son de importación se ha incrementado un 22% adicional al valor total cotizado por gastos de transporte y desaduanización. En el costo de este numeral se prevé utilizar una cantidad de repuestos recomendada por el fabricante.

81 Propuesta 68 En este cuadro no se considera costos por desalojo de la cal deshidratada (hidróxido de calcio tratado), este subproducto es desalojado sin costo por la empresa Puerto Limpio hasta la zona del relleno sanitario ciñéndose a la NORMA DE CALIDAD AMBIENTAL DEL RECURSO SUELO LIBRO VI ANEXO 2. En el siguiente cuadro se ha elaborado un flujo de caja donde se representa los movimientos financieros a considerar por la empresa en la implementación del nuevo sistema de tratamiento de hidróxido de calcio. En este cuadro también se refleja los indicadores económicos VAN, VPN, TIR para un periodo de 2 años. CUADRO Nº 26 AHORRO DE PÉRDIDAS Y FLUJO DE CAJA AHORRO ANUAL $ ,90 INVERSIÓN INICIAL $ ,31 AHORRO DE PÉRDIDAS PERIODOS AÑOS % INCREMENTO AHORRO % 25% $ AHORRO $ - $ ,68 $ ,13 DESCRIPCIÓN FLUJO DE CAJA AÑOS TOTAL $ AHORRO ---- $ ,68 $ ,13 $ ,81 $ INVERSIÓN INICIAL -$ , $ ,31 $ COSTO OPERACIÓN ANUAL $ 1.372,80 $ 1.372,80 $ 2.745,60 $ Costo de mano de obra $ - $ - $ - $ Costo por mantenimiento $ 1.142,40 $ 1.142,40 $ 2.284,80 $ Costo por energía eléctrica $ 230,40 $ 230,40 $ 460,80 $ GASTOS FINANCIEROS $ 2.979,00 $ 1.046,70 $ 4.025,70 $ FLUJO DE CAJA -$ ,31 $ ,88 $ ,63 $ ,51 $ ,96 VPN / VAN $ ,65 TIR 128,12% Fuente: Observación directa de procesos Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

82 Propuesta Cálculo TIR (Tasa Interna de Retorno) La tasa interna de retorno o tasa interna de rentabilidad (TIR) de una inversión, es el promedio geométrico de los rendimientos futuros esperados de dicha inversión, incluso este indicador puede dar una mejor visión y/u oportunidad para "reinvertir". En términos simples, diversos autores la conceptualizan como la tasa de descuento con la que el valor actual neto o valor presente neto (VAN o VPN) es igual a cero. La TIR puede utilizarse como indicador de la rentabilidad de un proyecto, a mayor TIR mayor rentabilidad; este indicador se utiliza como uno de los criterios para decidir sobre la aceptación o rechazo de un proyecto de inversión. Como se puede observar en el numeral anterior se determino que la Tasa Interna de Retorno para este proyecto corresponde a %, para calcular ese valor se utilizo la función financiera de la hoja de cálculo de Excel, para efectos de comprobación se volverá a calcular el valor con la ecuación matemática financiera del VAN. Esta comprobación consiste en buscar un valor porcentual que iguale a cero esta ecuación financiera. La nomenclatura utilizada en la ecuación anterior corresponde a los siguientes significados: l0 = Inversión inicial Ft = Flujos de caja

83 Propuesta 70 TD= TIR (Tasa interna de retorno) t = Numero de años Reemplazando los valores de la ecuación (cuadro 26), quedaría de la siguiente forma: 0 = 64946,88 / (1+TIR) ,63 / (1+TIR) ,31 0= 64946,88 / (1+1,281) ,63 / (1+1,281) ,31 0= 0 Como ya se había determinado la TIR es de 128,12%, esta tasa es mayor a la tasa de interés bancario del 10,21% anual, lo que significa que la propuesta de inversión es factible para la empresa. 3.7 Cálculo VAN (Valor Actual Neto) El valor actual neto, también conocido como valor actualizado neto o valor presente neto (en inglés net present value), cuyo acrónimo es VAN (en inglés, NPV), es un procedimiento que permite calcular el valor presente de un determinado número de flujos de caja futuros, originados por una inversión. Cuando dicha equivalencia es mayor que el desembolso inicial, entonces, es recomendable que el proyecto sea aceptado. Como se puede observar en el numeral 3.5 se determino que el Valor Actual Neto para este proyecto corresponde a $74491,65; para calcular ese valor se utilizo la función financiera de la hoja de cálculo de Excel, para efectos de comprobación se volverá a calcular el valor con la siguiente ecuación matemática financiera.

84 Propuesta 71 Donde la nomenclatura utilizada en la ecuación anterior corresponde a los siguientes significados: l0 = Inversión inicial Ft = Flujos de caja TD = Tasa de descuento igual al 10,21% t = Numero de años Reemplazando los valores de la ecuación (cuadro 26), quedaría de la siguiente forma: VAN = 64946,88 / (1+0,1021) ,63 / (1+0,1021) ,31 VAN = $ 74491,61 El resultado del cálculo del VAN dio un valor positivo, lo que indica que es conveniente realizar la inversión. 3.8 Análisis beneficio/costo El costo-beneficio es una lógica o razonamiento basado en el principio de obtener los mayores y mejores resultados al menor esfuerzo invertido, tanto por eficiencia técnica como por motivación humana. Para determinar el coeficiente beneficio costo se lo obtiene estableciendo la relación entre el VPN de los ingresos y el VPN de los egresos. Beneficio Coeficiente beneficio costo = Costo

85 Propuesta 72 $ 74491,65 Coeficiente beneficio costo = $ 41877,31 Coeficiente beneficio costo = 1,77 El beneficio de la propuesta se refiere al valor actual neto VAN que es igual a $ 74491,65. El costo de la propuesta está dado por la inversión inicial requerida que asciende a $ 41877,31. Esto se puede explicar que por cada dólar invertido por Indura Ecuador S.A. en esta propuesta, se recuperaría$ 1, Periodo de recuperación del capital Para recuperar la inversión inicial del capital necesario para la implementación de la propuesta se requiere de un tiempo de 7.73 meses, lo cual indica la factibilidad de la puesta en marcha. Este valor fue tabulado estableciendo una relación entre el flujo de caja en el primer año y la inversión de la propuesta Planificación y cronograma de implementación La planificación e implementación traduce el marco lógico de un proyecto en la secuencia de acciones necesarias para lograr los objetivos inmediatos en un plazo determinado. El plan de implementación define el orden en que deberá realizarse cada actividad, los recursos que serán necesarios, el tiempo que tomará la ejecución, y las responsabilidades que tendrán cada uno de los miembros del equipo del proyecto.

86 Propuesta 73 Lo normal es que en el momento del diseño el plan de implementación sea relativamente general. Para el caso de este proyecto, la puesta en marcha de la solución se propone la siguiente planificación y un cronograma tentativo de ejecución para el año CUADRO Nº 27 PLANIFICACIÓN DE LA PUESTA EN MARCHA No. Descripción de Actividad Fecha Inicio Fecha Fin Días 1 Diseño de la propuesta Presentación de la propuesta Aceptación de la propuesta Cotización de equipos/servicios Compra de equipos Desaduanización de Equipos Instalaciones de obra civil Instalaciones de tuberías Instalaciones de equipos Puesta en marcha Capacitación y entrenamiento Fuente: Observación directa Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

87 Propuesta 74 CUADRO Nº 28 CRONOGRAMA TENTATIVO DE EJECUCIÓN No. Descripción de Actividad Días Fecha Inicio Fecha Fin AÑO 2014 Jul-14 Ago-14 Sep-14 Oct-14 Nov-14 Dic Diseño de la propuesta Presentación de la propuesta Aceptación de la propuesta Cotización de equipos/servicios Compra de equipos Desaduanización de Equipos Instalaciones de obra civil Instalaciones de tuberías Instalaciones de equipos Puesta en marcha Capacitación y entrenamiento 13 05/07/14 18/07/ /07/14 25/07/ /07/14 01/08/ /08/14 22/08/ /08/14 21/10/ /10/14 30/10/ /10/14 14/11/ /11/14 29/11/ /11/14 14/12/ /12/14 21/12/ /12/14 28/12/14 Fuente: Observación directa Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca 3.11 Conclusiones En conclusión se puede indicar que, una vez realizada la investigación en la empresa Indura Ecuador S.A., se determinó mediante la aplicación de TOC que existe 1 restricción con 2 oportunidades de mejora. La primera oportunidad de mejora consiste en aplicar la separación física del hidróxido de calcio para: recuperar agua y eliminar costos e incumplimiento ambiental que implica el método de descarte actual. La segunda oportunidad consiste en recuperar agua para reutilizarla en el proceso. También se puede concluir que este proyecto representa una buena oportunidad de inversión, por los resultados expuestos en el análisis

88 Propuesta 75 económico. La tasa interna de retorno supera ampliamente a la tasa de interés bancaria (128.12% contra 10.21%). El valor actual neto es de $74491,65. El costo-beneficio es de $1.77 (por cada dólar que invierta Indura Ecuador S.A. en esta propuesta recuperaría$ 1,77). También es importante recalcar que si Indura Ecuador S.A. decidiera realizar la inversión, esta se recuperaría en un período corto de tiempo (7.73 meses). De manera general y para finalizar, también se puede indicar que este estudio involucra notables mejoras en aspectos económicos y medioambientales Recomendaciones Si la empresa Indura Ecuador S.A. decide realizar la inversión para implementar este sistema, se recomienda tener mucha atención para que se cumplan los siguientes enunciados: Los equipos que se comprarían tanto localmente como de importación deben contar con garantía y el aseguramiento de las especificaciones técnicas requeridas. Por lo general los proveedores entregan equipos con garantías: técnica de un año y provisión de repuestos por al menos cinco años, es muy importante tener en cuenta estos aspectos para evitar que los equipos caigan en obsolescencia en un corto período de tiempo. Se debe establecer un plan de mantenimiento preventivo para estos equipos en el corto plazo, después de haber sido instalados. Se debe contar con un stock de repuestos críticos para estos equipos.

89 Propuesta 76 Realizar seguimiento para que la planificación de la puesta en marcha este sujeta a las fechas establecidas en el cronograma. Capacitar al operador en la operación del nuevo sistema, considerando aspectos fundamentales de este proceso. Desarrollar indicadores de gestión (KPI`s) cuando este implementado y funcionando el sistema, estos indicadores ayudarán a corroborar el estudio y mejorarlo si fuese el caso.

90 GLOSARIO DE TÉRMINOS Brainstorming.- Lluvia de ideas. CaC2.- Carburo de calcio. Piedra de carburo en diferentes tamaños, a la reacción con el agua genera el gas acetileno. Ca(OH)2.- Hidróxido de calcio. CIUU.- Código industrial internacional uniforme. CO2.- Gas Dióxido de carbono. C2H2.- Gas acetileno. H2O.- Agua. Indurmig.- Gas industrial, mezcla de argón y CO2. IUPAC.- Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. KPI.- Key Performance Indicators (Indicadores clave de desempeño). Manifold.- Equipo compuesto de flexibles para llenar gases en cilindros de alta presión. RPM.- Revoluciones por minuto. SHEQ.- De las siglas en ingles Security Health Environment Quality (Seguridad Salud Medioambiente - Calidad).

91 Glosario de Términos 78 Subproducto.- Residuo de un proceso que se le puede sacar una segunda utilidad. SUMA.- Sistema único de manejo ambiental. Test Shop.- Taller de revisión de cilindros. TIR.- Tasa interna de retorno. TOC.- Theory Of Constraints (Teoría de las restricciones). VAN.- Valor actual neto.

92

93 Anexos 80 ANEXO 1 UBICACION GEOGRAFICA Fuente: Archivos de Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

94 Anexos 81 ANEXO 2 ORGANIGRAMA GENERAL DE INDURA ECUADOR S.A. Fuente: Archivos de Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

95 Anexos 82 ANEXO 3 ORGANIGRAMA GERENCIA DE OPERACIONES Fuente: Archivos de Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

96 Anexos 83 ANEXO 4 PLANO DE DISTRIBUCION DE PLANTA Fuente: Archivos de Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

97 Anexos 84 ANEXO 5 DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE PRODUCCION DE GAS ACETILENO Fuente: Observación directa de procesos Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

98 Anexos 85 ANEXO 6 DIAGRAMA DE OPERACIONES DEL PROCESO PRODUCCION DE GAS ACETILENO INDURA ECUADOR S.A. Inicio Resumen Actividades Elaborado por: Juan Sofío Burgos Barzola Operación Área: Planta de Productora de Acetileno Inspección Sección: Producción DESCRIPCIÓN Terminación Transporte Demora Almacenaje Observación 1 Inspeccionar del estado del cilindro (pre-llenado) y tara 2 Acetonar cilindros que no cumplen tara Báscula 3 Transportar cilindros hasta el manifold 4 Conectar los flexibles a válvulas 5 Calcular el carburo de Calcio a ocupar 6 Puesta en Marcha (Venteo de Equipos) 7 Cargar tolvas de Carburo 8 Vaciar carburo al generador 9 Arrancar compresor 10 Realizar prueba de Pureza Papel filtro 11 Abrir sistema de diluvio 12 Inspeccionar fuga de gas Jabón detector 13 Inspeccionar la temperatura Tocando cilindros 14 Inspeccionar la presión Registrar Completado el ciclo de llenado (350 PSI), cerrar de 15 sistema de diluvio de cilindros 16 Desconectar cilindros de los flexibles. Colocar en la boca de las válvulas de los cilindros los 17 sellos de PVC 18 Transportar cilindros hasta el área de pesado Báscula Colocar etiquetas de pesado, precaución y banana de 19 C2H2 20 Transportar cilindros hasta el área de almacenamiento Montacargas 21 Alamacenamiento Colocar cadenas Total Fuente: Archivos de Indura Ecuador S.A. Elaborado por: Jefe de Planta Indura Ecuador S.A.

99 Anexos 86 ANEXO 7 PLANO P&D DE LA INSTALACION Fuente: Observación directa Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

100 Anexos 87 ANEXO 8 PLANO ISOMETRICO DE LA INSTALACION Fuente: Observación directa Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

101 Anexos 88 ANEXO 9 COTIZACION FILTRO PRENSA Fuente: PPE ARGENTINA S.A. Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

102 Anexos 89 ANEXO 10 COTIZACION BOMBA DE DIAFRAGMA Fuente: INDUCOM Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

103 Anexos 90 ANEXO 11 TASAS DE INTERES BANCO BOLIVARIANO Fuente: Banco Bolivariano Elaborado por: Erwin Alejandro López Cajamarca

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