PROPUESTA DE SUMINISTRO DE GASES DEL AIRE EN EL

PROPUESTA DE SUMINISTRO DE GASES DEL AIRE EN EL MERCADO
COLOMBIANO
CARLOS HENRY GONZÁLEZ DÍAZ
UNIVERSIDAD DE LA SABANA
FACULTAD DE CIENCIAS ECONOMICAS Y ADMINISTRATIVAS
ESPECIALIZACIÓN GERENCIA DE PRODUCCIÓN Y OPERACIONES
CHÍA, CUNDINAMARCA
2008
PROPUESTA DE SUMINISTRO DE GASES DEL AIRE EN EL MERCADO
COLOMBIANO
Carlos Henry González Díaz
Ing. GERMAN ARIAS GARCIA
Director
Proyecto de grado para optar al titulo de especialista en gerencia de
producción y operaciones
UNIVERSIDAD DE LA SABANA
FACULTAD DE CIENCIAS ECONOMICAS Y ADMINISTRATIVAS
ESPECIALIZACIÓN GERENCIA DE PRODUCCIÓN Y OPERACIONES
CHÍA, CUNDINAMARCA
2008
Nota de aceptación:
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Firma del presidente del jurado
___________________________________
Firma del jurado
___________________________________
Firma del jurado
Bogotá, D.C. Julio 19 de 2008
AGRADECIMIENTOS
A mis jefes y la compañía para la cual laboro por apoyo dado en el desarrollo de la
especialización y en este trabajo de grado.
A mi esposa y a mi bebé por el tiempo que me brindaron para culminar esta
especialización.
CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 10
2. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN .................................................................... 11
2.1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA .................................................................. 11
2.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ................................................................. 14
2.3. JUSTIFICACION DEL PROBLEMA ................................................................ 15
3. OBJETIVOS ....................................................................................................... 17
3.1. OBJETIVO GENERAL .................................................................................... 17
3.2. OBJETIVOS ESPECIFICIOS .......................................................................... 17
4.
MARCO REFERENCIAL ................................................................................ 18
4.1. MARCO TEORICO PLANTAS ASU ............................................................... 18
4.2. MARCO TEORICO PLANTAS NO CRYOGENICAS ..................................... 21
4.3. MARCO LEGAL .............................................................................................. 25
5. METODOLOGIA ............................................................................................... 27
5.1. RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN ........................................................ 27
5.2. PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN ................................................... 28
6. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN AL PROBLEMA ............................................ 57
7. CONCLUSIONES .............................................................................................. 63
8. RECOMENDACIONES ...................................................................................... 66
9. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................. 68
ANEXOS ................................................................................................................ 70
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico.1. Proceso planta ASU
20
Gráfico 2 Proceso planta PSA
23
Gráfico 3. Proceso VSA
23
Gráfico 4. Precios de energía
34
LISTA DE FOTOS
Foto 1. Planta de adsorción
24
Foto 2. Planta ASU
25
LISTA DE TABLAS
Tabla #1. Capacidad instalada de plantas de gases del aire
29
Tabla # 2. Demanda diaria de gases del aire
30
Tabla # 3. Principales clientes industriales de consumo de Oxígeno
31
Tabla # 4. Resumen demanda por mercado y por zona
31
Tabla # 5. Demanda de LOX industrial por Zonas
32
Tabla # 6. Especificaciones de plantas
32
Tabla # 7 Tarifa promedio $/Kwh Contratos.
35
Tabla # 8 Distancias entre plantas y consumidores
39
Tabla # 9 Costos variables de transporte
39
Tabla # 10 Capacidad de Transporte de tanqueros
40
Tabla # 11 Costos Variables por metro cúbico de LOX transportado
41
Tabla # 12 Costos fijos de transporte
42
Tabla # 13 Costos totales de transporte de LOX
43
Tabla # 14 Costos de producción unitario de ASU
45
Tabla # 15 Costos de producción unitario PSA
47
Tabla # 16 Costos de producción unitario VSA
48
Tabla # 17 Costos totales de Oxígeno en clientes
49
Tabla # 18 Calcula de VPN y TIR planta ASU
50
Tabla # 19 Calculo de VPN y TIR planta PSA
51
Tabla # 20 Calculo de VPN y TIR planta VSA
52
Tabla # 21Resumen de requerimientos y alternativa de suministro por
sector
58
Tabla # 22 comparativo de alternativas de plantas
60
LISTA DE ANEXOS
ANEXO No. 1. Crecimiento Anual del PIB
70
ANEXO No. 2. Índice de Producción Real de la Industria Manufacturera
Colombiana
72
ANEXO No. 3. Demanda de Energía Eléctrica del País
74
ANEXO No. 4. Glosario
75
1. INTRODUCCIÓN
Esta es una propuesta de mejores alternativas de suministro de gases del aire
para abastecer las demandas de Oxigeno de la industria Colombiana
Debido a las necesidades actuales y futuras del mercado Colombiano y a los
buenos resultados económicos que viene teniendo el país como se puede
observar en el anexo 1 del PIB estimado para los años 2004 al 2008 y un
crecimiento real por encima de ese estimado, la demanda de gases industriales
igualmente a tenido crecimiento, generando la necesidad de incrementar
capacidad instalada
la
de producción del Oxígeno, para poder suplir las
necesidades de consumo de la industria.
La propuesta busca presentar mejores alternativas de suministro, con base en las
condiciones de la industria, especialmente el siderúrgico y del sector medicinal de
Colombia, condiciones como son las purezas de producto requeridas en las
aplicaciones, cantidad de producto, la ubicación geográfica de las plantas de
producción y factores logísticos.
10
2. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
2.1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA1
Las empresas de gases del aire han venido desarrollando sus inversiones en
plantas de producción, acorde con la demanda del mercado en Colombia,
invirtiendo en las últimas tecnologías disponibles.
Las actuales plantas de producción que hay en el país, son de destilación del aire,
a partir de su estado líquido y teniendo como resultado sus tres principales
componentes (Oxígeno, Nitrógeno y Argón) a temperaturas entre los –196°C y –
183°C.
Los gases del aire son suministrados a los clientes así: en estado liquido para los
grandes consumidores, por medio de carro tanques criogénicos, que llegan hasta
los tanques instalados en las plantas de los clientes y hospitales; en estado
gaseoso en cilindros para clientes de consumos bajos, tales como los del sector
medicinal, con atención de pacientes en su hogar, industrias pequeñas de
alimentos, las áreas de mantenimiento de las compañías, entre otros.
1
GASES INDUSTRIALES DE COLOMBIA. Estudio de Mercado. 2007.
11
Si se desea también, se puede suministrar gas desde las plantas de producción
por medio de tuberías a clientes con ubicaciones cercanas. En el país se
encuentran tres plantas bajo esta modalidad, como es el caso de Propilco en
Cartagena, Enka de Colombia en Barbosa Antioquia y Sidelpa en Cali.
Las plantas con que cuenta actualmente el país para la producción de gases del
aire fueron adquiridas en los años 1980, 1990,1996, 1998 y 1999. Con estas
plantas la industria de gases ha trabajado en los últimos años, pero con la
reactivación de la economía del país y la inversión extranjera en la economía
nacional2, ha crecido la industria Colombiana en diferentes sectores, incrementado
así sus volúmenes de producción y demandando mayores consumos de gases del
aire.
Por lo anterior, las plantas instaladas de gases del aire, fueron copando su
capacidad de producción, hasta llegar en el año 2007 al tope, además con
respecto al Oxígeno líquido, se ha llegado a tener dificultades por requerimientos
adicionales en clientes y ha afectando igualmente la disponibilidad de tiempos
requeridos, para paradas de mantenimientos de las plantas.
Esto ha generado la necesidad de realizar nuevas adquisiciones de plantas de
producción de gases del aire, con el fin de suplir las demandas de los nuevos
12
proyectos que se están desarrollando en el país, específicamente en el sector
siderúrgico que es el mayor consumidor de Oxígeno. Sector el cual posee una
producción anual de 1.285.000 toneladas de acero al año y con proyección para el
año 2012 de 3.040.000 toneladas anuales3, según los proyectos de ampliación a
realizar por el grupo Gerdao, propietarios de Aceros Boyacá, Sidelpa y Comsisa,
por el Grupo Votorantin propietario de Acerías Paz del Río4.
Con estas expansiones se busca suplir las importaciones que actualmente se
realizan al país por la falta de producción de acero. En el anexo 3 se puede
observar como ha venido creciendo la participación del acero en el PIB en
Colombia.
Frente a este panorama, si el sector de gases del aire no inicia inversiones en
plantas, para incrementar su producción, se prevé que va a existir un
desabastecimiento de Oxígeno en el mercado y posiblemente a generar una
desaceleración en el desarrollo económico del país, especialmente en el sector
siderúrgico el cual, dentro de sus materias primas requiere de Oxígeno para la
producción del acero.
2
PERIODICO EL TIEMPO Sección Economía. Publicado 31 de Marzo de 2008.
PERIODICO EL TIEMPO. Sección Nación. Publicado 10 septiembre del 2007.
4
PERIODICO EL TIEMPO. Sección Nación. Publicado 3 abril de 2008.
3
13
2.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Con el crecimiento de la demanda de gases en Colombia, la industria de
producción de gases del aire ha llevado a sus plantas a sus máximas
capacidades, encontrando una limitante especialmente en la oferta del producto
Oxigeno.5, lo que ha generado a estas compañías, el no poder incrementar la
oferta de sus productos y el tener que segmentar su mercado a clientes
preferenciales, tanto por tipo de contratación, como por precio y además ha
llevado a muchas industrias a reemplazar el uso de gases con consumos de
energía mayores, como es el caso del sector siderúrgico.
Este problema de capacidades de producción, genera una necesidad inminente de
realizar inversiones en plantas productoras de gases del aire en el país y evitar así
un desabastecimiento, especialmente del Oxigeno.
En historia reciente, el país tuvo un desabastecimiento de Oxigeno, por 20 días,
obligando a muchas empresas a interrumpir los procesos donde se consumía este
gas, debido a que se presentó un daño en una de las plantas que pertenece a una
de las compañías de gases del aire.
5
COMPAÑÍA DE GASES DEL AIRE. Reporte Anual de Producción 2007.
14
2.3. JUSTIFICACION DEL PROBLEMA
La economía Colombiana ha tenido un incremento por encima del proyectado en
los últimos años (Anexo 1), en los diferentes sectores económicos, generando
igualmente un crecimiento en los requerimientos de materias primas y energéticos.
Como resultado, el sector de gases del aire ha tenido igualmente una mayor
demanda de sus productos y ha obligado a llevar a sus plantas de producción a su
máxima capacidad instalada.
En la actualidad estas compañías no cuentan con un margen de producto
disponible para suplir los requerimientos adicionales del mercado, ni de nuevos
clientes,
ni de exportaciones que habitualmente se realizaban a países de la
región.
Igualmente han entrado al país inversionistas extranjeros en el sector siderúrgico y
del vidrio, que actualmente están desarrollando proyectos de expansión, los
cuales estarán concluidos para el 2012, lo que va a ocasionar un fuerte
crecimiento en la demanda de gases del aire por parte de estas industrias.
Con base en los parámetros anteriormente mencionados, las compañías de gases
del aire deben enfocar sus nuevas inversiones en la compra de plantas, para
aumentar su capacidad de producción y contar con reservas que le permitan suplir
sus propias necesidades, durante los paros de plantas (programados y no
programados), así como para cubrir el incremento en las demandas de sus
15
clientes actuales y mercados potenciales, dado que las ampliaciones que se
podían realizar en las plantas actuales, fueron ya ejecutadas.
Con esta necesidad de comprar plantas de producción para gases del aire, se
busca tomar las tecnologías disponibles en el mercado productor mundial de este
tipo de plantas y realizar la comparación de las diferentes alternativas con base en
criterios técnicos y económicos para determinar como invertir, acorde con las
necesidades del mercado Colombiano, buscando igualmente incrementar las
ventajas competitivas de los industriales Colombianos.
Para esta propuesta se van a tener en cuenta los tipos de plantas ASU y plantas
de adsorción disponibles en el mercado ( PSA y VSA).
Además entre los criterios a tener en cuenta en la evaluación de las diferentes
alternativas de plantas productoras de gases del aire, están: los volúmenes de
producción, costos de producción, los requerimientos de calidad de producto, los
requerimientos logísticos para la entrega de los productos y tiempos de puesta en
marcha de cada una de las alternativas
La definición del tipo de planta o plantas a proponer, se va a segmentar de
acuerdo al mercado de mayor consumo de Oxígeno en Colombia con base en los
parámetros anteriores y determinar el tipo de planta.
16
3. OBJETIVOS
3.1. OBJETIVO GENERAL
Proponer mejores alternativas de plantas de producción de gases del aire para el
suministro al mercado Colombiano.
3.2. OBJETIVOS ESPECIFICIOS
3.2.1
Determinar el tipo de
plantas de gases del aire, con la capacidad de
producción, calidad del producto y costos de producción, con mayores ventajas
para el suministro, por parte de las compañías productoras.
3.2.2 Mostrar las ventajas y desventajas de cada uno de los tipos de plantas
productoras de gases del aire analizadas, de acuerdo con la ubicación geográfica
y tipo de clientes.
17
4. MARCO REFERENCIAL
4.1. MARCO TEORICO PLANTAS ASU 6
Una unidad de separación de aire (ASU) criogénica, es una planta de procesos en
la cual el aire es separado en sus gases constitutivos, mediante destilación a bajas
temperaturas.
La planta está conformada por un conjunto de columnas de destilación,
intercambiadores de calor, adsorbedores y maquinaria de soporte, para la
compresión, la expansión y el control de gases y líquidos.
Los gases constitutivos se venden y se distribuyen a los clientes, para una gran
variedad de aplicaciones industriales, médicas y otras aplicaciones especializadas.
El diseño de una planta de separación de aire depende de la magnitud de las
operaciones y de los productos que se desea obtener a partir de ella. Aunque los
principios básicos son siempre los mismos, los ciclos y flujos de los procesos
pueden variar de manera significativa para cada planta.
6
Disponible en Intranet: http://bocwebimssus.group.boc.com/imss_global/main.jsp//Library/
operations procceses/airseparation cryogenic/asu:01 asu general.
18
Las plantas de separación de aire en gran volumen de BOC, operan con una
variedad de diferentes ciclos de procesos.
Las plantas están diseñadas y
construidas para satisfacer los requisitos específicos de los clientes, con
capacidades de planta que pueden llegar a una producción de más 2,300
toneladas diarias de oxígeno, con producción de nitrógeno y argón como
productos derivados.
Los gases industriales solamente se transportan a distancias que sean
económicamente viables.
Dado que estas distancias están limitadas por los
costos de transporte y las propiedades físicas de los gases, las instalaciones de
producción están ubicadas cerca de los mercados que abastecen. Para el caso
de productos de mayor valor (por ejemplo, argón, helio, gases especiales), puede
ser factible ubicar la planta a cierta distancia del cliente.
Normalmente, las instalaciones de separación de aire están ubicadas en sitios
cercanos a los clientes de grandes volúmenes, tales como:
ƒ
Plantas siderúrgicas
ƒ
Plantas químicas
ƒ
Plantas petroquímicas
ƒ
Refinerías de petróleo, y
ƒ
Plantas de fundición
19
De manera que el gas puede ser suministrado directamente al cliente a través de
tuberías. La materia prima para la separación del aire es el aire de la atmósfera,
denominado aire de alimentación.
El siguiente diagrama permite visualizar de manera muy simplificada el proceso de
separación del aire.
El equipo caliente incluye todo el equipo que opera a temperaturas ambiente o
superiores. El equipo frío se encuentra instalado en el interior de la caja fría.
Gráfico.1. Proceso planta ASU
Fuente: COMPAÑÍA DE GASES. http://bocwebimssus.group.boc.com/imss_global/main.jsp//
Library/operations procceses/ airseparation cryogenic/asu:01 asu general.
20
4.2. MARCO TEORICO PLANTAS NO CRYOGENICAS7
La separación de las plantas no criogénicas de oxígeno y nitrógeno en oxígeno se
basa en el principio de que el tamiz molecular de zeolita adsorbe nitrógeno ó
Oxígeno a presión y lo desorbe cuando se libera la presión.
•
Existe una limitación de pureza del 95% de oxígeno en el producto
•
Las plantas estándar PA (de presión-atmósfera) generan oxígeno producto
a 1 bar(g), pero es posible llegar hasta 5 bar(g) usando un proceso de alta
presión.
Las plantas con VSA (adsorción por oscilación de vacío) usan un sistema de vacío
para la regeneración de los lechos de adsorción. La presión estándar del producto
es de 0.3 bar(g).
4.2.1. Descripción de la Planta de Oxígeno con PSA. Generador PA en la
localidad es un acrónimo de generador de presión-atmósfera en la localidad. La
planta PA presenta un gasto de capital relativamente menor debido a la falta de
una bomba de vacío y de un compresor de productos. Sin embargo, ya que la
potencia específica de las plantas PA es mayor que la potencia de las plantas con
VSA, las plantas PA tienden a ser más efectivas en relación con el costo cuando
los costos de energía son bajos. El rango de producción normal es de 2 a 12
toneladas de oxígeno por día.
7
Ibíd.
21
La planta PA viene montada en plataforma, sólo ocupa un espacio mínimo y se
puede instalar en forma fácil y rápida en la localidad. El sistema en paquete
también incluye un compresor de aire para disminuir aún más el espacio
necesario. Las plantas PA son totalmente automáticas y su producción puede ser
ajustada para satisfacer los requisitos de demanda de productos. Los sistemas PA
están integrados normalmente con un sistema de respaldo de oxígeno líquido para
mantener el suministro durante los períodos de mantenimiento. Si se requiere una
alta presión, el sistema PA puede ser equipado con un compresor de productos.
La línea de productos obtenidos por PA tiene una flexibilidad inherente. El
producto puede modificarse para ajustarse a las especificaciones de los clientes.
Por ejemplo, se pueden utilizar compresores de oxígeno adicionales para
aumentar la presión del producto.
El siguiente diagrama ilustra en términos generales los equipos utilizados en el
proceso.
22
Gráfico 2 Proceso planta PSA.
Fuente: INTRANET COMPAÑÍA DE GASES http://bocwebimssus.group.boc.com/ imss_global
/main.jsp // Library/operations processes/air separation non cryogenic/NCP-01 about non cryogenic
processes/NCP-01-01 BOC_SP acerca de las plantas no criogénicas
Gráfico 3. Proceso VSA.
Fuente: INTRANET COMPAÑÍA DE GASES http://bocwebimssus.group.boc.com/ imss_global
/main.jsp // Library/operations processes/air separation non cryogenic/NCP-01 about non cryogenic
processes/NCP-01-01 BOC_SP acerca de las plantas no criogénicas
23
Foto 1 Planta de adsorción
Fuente: Catalogo Planta PRISM Oxygen VSA System Air Products
24
Foto 2. Planta ASU
Fuente: Photo Library Air Products
4.3. MARCO LEGAL
La producción de gases del aire por los procesos de destilación o por adsorción
para la parte medicinal, están cubiertos bajo la resolución 1672 del 2004 del
Ministerio de la Protección Social.
25
Con esta resolución se cubren los aspectos y normas para la producción de gases
medicinales, almacenamientos, etiquetado, calidad y otros aspectos relacionados
tanto con la producción como con el manejo de los productos.
La producción de gases del aire para el sector industrial no se encuentra
reglamentadas en el país.
26
5. METODOLOGIA
5.1. RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN
Se hará una recolección de información de los diseños de las plantas productoras
de gases del aire tipo ASU y de adsorción ya existentes (PSA y VSA), a partir de
la información disponible en Internet de las compañías productoras de gases y de
catálogos de plantas adquiridas por compañías de gases, las cuales se van a
asumir como procesos diseñados, probados y comerciales, los cuales no sufrirán
modificaciones y además se tendrán en cuenta sus especificaciones de diseño y
desempeño, como datos estadísticos obtenidos de plantas que están instaladas
actualmente en el país y en otros países de los mismos grupos multinacionales de
las compañías establecidas en Colombia, igualmente este trabajo se basa en
información obtenida de el estudio de mercado realizado en el año 2007 por una
de las compañías de gases de Colombia.
De esta información de plantas, se tomaran las características cuantitativas en la
parte de pureza de producto, consumos de energía eléctrica y rangos de
volúmenes de producción; una vez tabulados, se iniciará el trabajo de análisis de
las ventajas y desventajas de cada una de estas alternativas de plantas.
Además se realizará una caracterización del mercado de gases del aire,
especialmente sobre el Oxigeno, que es el gas a incrementar en producción. Se
27
van a elaborar los requerimientos para la demanda por zonas del país,
estratificación de los clientes de acuerdo a sus volúmenes y por sus
requerimientos en cuanto a especificaciones de pureza de producto, esto debido a
que existen diferentes aplicaciones del Oxigeno y diferentes purezas requeridas,
cabe mencionar que actualmente el Oxígeno suministrado es de una sola pureza,
99,5% , por ser este producto obtenido de plantas ASU.
Adicionalmente se va a tener en cuenta la parte logística de distribución que
implica atender a los clientes en cada una de las zonas.
Una vez establecidos los parámetros anteriormente mencionados, se realizará la
propuesta sobre el tipo de plantas más adecuadas a adquirir y su posible
ubicación, para satisfacer las necesidades del mercado de gases del aire.
5.2. PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
5.2.1. Capacidad Instalada de Plantas de Gases del Aire en el País.
A
continuación se presenta la tabla # 1 que indica la capacidad instalada que hay en
el país en toneladas por día, de las compañías productoras de gases del aire para
la producción de Oxigeno liquido, Nitrógeno liquido, Argón Liquido, Oxigeno
Gaseoso y Nitrógeno gaseoso, de acuerdo a los dos modos de operación, los
cuales consisten en como se puede ajustar la planta para producir más de un
producto que de otro, denominando esto: Modo LOX cuando se desea producir a
28
la máxima capacidad de Oxigeno Liquido y Modo LIN cuando se desea producir a
máxima capacidad de Nitrógeno Liquido.
Las plantas PSA y VSA como producen sólo un producto, pueden trabajar a
diferentes capacidades con la modulación del compresor de aire
Tabla #1. Capacidad instalada de plantas de gases del aire ( Ton/día).
Compañía
Zona
Departamento
Tipo de
planta
Lox
Lin
Lar
Gan
30
Aga Fano (Modo Lox) Costa Norte
Bolivar
ASU
35
35
0
Aga Fano (Modo Lin) Costa Norte
Bolivar
ASU
30
47
0
Aga Fano (Modo Lox) Centro Oriente
Cundinamarca
ASU
95
28
3
Aga Fano (Modo Lin) Centro Oriente
Cundinamarca
ASU
76
61
3
Praxair (Modo Lox)
Sur Occidente
Valle
ASU
80
40
3
Praxair (Modo Lin)
Sur Occidente
Valle
Cryogas (Modo Lox)
Centro Occidente Antioquia
Cryogas( Modo lin)
Centro Occidente Antioquia
ASU
54
26
2
Cryogas (Modo Lox)
Centro Oriente
Cundinamarca
ASU
68
23
2
Cryogas (Modo Lin)
Centro Oriente
Cundinamarca
ASU
68
44
2
ASU
70
50
3
ASU
70
13
2
14
Capacidad de Producción total del pais por parte de compañias de gases del aire ( Ton/día).
Centro
Sur
Centro
Total País
Oriente Occidente Occidente
Modo LOX
Modo LIN
Costa Norte
Oxígeno
348
298
35
163
80
70
348
Nitrógeno
139
228
35
51
40
13
139
Argón
10
10
0
5
3
2
10
Tipo de
Planta
Plantas en Sitio
Praxair ( Oxigeno)
Centro Oriente
Cryogas (Nitrógeno) Centro Oriente
Diaco
VSA
Ecopetrol
PSA
GOX
GAN
30
15
Fuente: Autoría propia, Datos tomados de estudio de mercado de compañía de gases 2007.
Nota: Las capacidades de producción presentadas en la tabla son a la máxima
capacidad del compresor de alimentación de aire.
29
5.2.2 Mercado de Gases del Aire en el País. A continuación se presenta en la
tabla # 2, un estimado de la demanda del país para el Oxigeno y el Nitrógeno.
Como se puede observar el sector industrial es el mayor consumidor de estos
productos y es el sector que en el futuro va a tener un mayor crecimiento, por lo
cual se va a enfocar esta propuesta a suplir los requerimientos de este mercado.
Tabla # 2. Demanda diaria en toneladas de gases del aire
PRODUCTO
MERCADO CANTIDAD
GOX
GOX
LOX
LOX
GAN
LIN
INDUSTRIAL
MEDICINAL
INDUSTRIAL
MEDICINAL
INDUSTRIAL
INDUSTRIAL
10
30
218
70
20
82
TOTAL OXIGENO INDUSTRIAL
228
TOTAL OXIGENO MEDICINAL
100
TOTAL NITROIGENO INDUSTRIAL
102
Fuente: COMPAÑÍA DE GASES DEL AIRE. Estudio de mercado 2007.
Cabe mencionar que la capacidad de producción en toneladas diarias de Oxígeno
Líquido es de 348, sin embargo, se deben tener en cuenta los paros de planta por
cortes en el suministro de energía eléctrica y paradas por mantenimiento, que
reduce la capacidad teórica de producción.
5.2.3 Demanda de Principales Clientes Industriales del País.
Para esta
demanda y análisis del problema que se tiene, sólo se va a analizar el mercado
del Oxígeno, debido que es el que presenta problemas de capacidad de
30
producción, en cuanto al Nitrógeno aún hay capacidad instalada suficiente para un
crecimiento en la demanda. En la tabla # 3 se presenta la demanda de Oxigeno de
los principales clientes industriales del país y que corresponden al 95,4% del
mercado de Oxigeno Liquido.
Tabla # 3. Principales clientes industriales de consumo de Oxígeno
COMPAÑÍA
Siderurgica Nacional
Siderurgica de Caldas
Siderurgica de Occidente
Paz del Río
Siderurgica del norte
Comsisa
Siderurgica de Boyacá
Siderurgica del Pacifico
Baterías MAC
Alumina
Cerromatoso
Sumicol
SLI
Lighting
Conalvidrios
Crystar
Peldar
Scott
Cartón Colombia
Propal
Cabot
MERCADO
Metalúrgico
Metalúrgico
Metalúrgico
Metalúrgico
Metalúrgico
Metalúrgico
Metalúrgico
Metalúrgico
Metalúrgico
Metalúrgico
Metalúrgico
Vidrio/Cerámico
Vidrio/Cerámico
Vidrio/Cerámico
Vidrio/Cerámico
Vidrio/Cerámico
Vidrio/Cerámico
Vidrio/Cerámico
Papel
Papel
Químico
ZONA
Centro Oriente
Centro Occidente
Sur Occidente
Centro Oriente
Costa Norte
Centro Oriente
Centro Oriente
Sur Occidente
Sur Occidente
Sur Occidente
Costa Norte
Centro Occidente
Centro Oriente
Centro Oriente
Centro Oriente
Sur Occidente
Centro Oriente
Centro Oriente
Sur Occidente
Sur Occidente
Costa Norte
CIUDAD
PRODUCTO
Sogamoso
LOX
Manizales
LOX
Cali
LOX
Sogamoso
LOX
Barranquilla
LOX
Bogotá
LOX
Duitama
LOX
Cali
LOX
Cali
LOX
Cali
LOX
Monte Líbano
LOX
Medellín
LOX
Bogotá
LOX
Bogotá
LOX
Bogotá
LOX
Cali
LOX
Zipaquira
LOX
Bogotá
LOX
Cali
LOX
Cali
LOX
Cartagena
LOX
Total:
DEMANDA
DIA
25
13
14
8
2
9
33
23
1
5
6
19
5
4
5
5
5
2
8
6
10
208
Fuente: COMPAÑÍA DE GASES DEL AIRE. Estudio de mercado 2007.
Tabla # 4. Resumen demanda por mercado y por zona
MERCADO
Metalúrgico
Metalúrgico
Metalúrgico
Metalúrgico
Vidrio/Cerámico
Vidrio/Cerámico
Vidrio/Cerámico
Papel
Químico
Fuente: Autoría Propia
ZONA
PRODUCTO
Centro Oriente
LOX
Centro Occidente
LOX
Costa Norte
LOX
Sur Occidente
LOX
Centro Oriente
LOX
Centro Occidente
LOX
Sur Occidente
LOX
Sur Occidente
LOX
Costa Norte
LOX
31
DEMANDA DIA PUREZA Min.
75
93%
13
93%
8
93%
43
93%
21
93%
19
93%
5
93%
14
99%
10
99%
Tabla # 5. Demanda de LOX industrial por Zonas
ZONA
PRODUCTO
Centro Oriente
Centro Occidente
Costa Norte
Sur Occidente
Fuente: Autoría Propia
DEMANDA DIA
LOX
LOX
LOX
LOX
96
32
18
62
5.2.4 Especificaciones de Plantas de Oxigeno.
Para el análisis de las
especificaciones de la planta de oxigeno se tomó información de plantas que se
pueden comprar en el mercado internacional, no se considera una compra local,
debido a que no hay fabricación en el país de estas plantas. En la tabla # 6 se
presentan las especificaciones de plantas.
Tabla # 6. Especificaciones de plantas
TIPO
CAPACIDAD
PUREZA
ASU
PSA
VSA
TIPO
50 - 2000 TPD
1 - 18 TPD
20 - 80 TPD
CAPACIDAD
99,50%
93%
90 - 95%
PUREZA
ASU 500 - 2000 TPD
PSA 1 - 18 TPD
VSA 20 - 80 TPD
Fuente: Autoría Propia
CONSUMO ESPECIFICO CONSUMO ESPECIFICO
ENERGIA
AGUA
0,9 Kw/ m3
1 M3/Ton
0,5 Kw/m3
0 M3/Ton
0,4 Kw/m3
0,01 M3/Ton
TIEMPO DE ENTREGA TIEMPO DE INSTALACIÓN
99,50%
93%
92 - 95%
2 AÑOS
5 MESES
6 MESES
8 MESES
3 MESES
3 MESES
En la tabla # 6 se observa como existen diferencias sustanciales en los tipos de
plantas, especialmente en el consumo específico de energía y en las purezas del
32
Oxígeno, además de requerimientos de áreas de terreno para la instalación de las
plantas y sus tiempos de entrega e instalación.
5.2.5 Mercado Nacional de Energía Eléctrica. El principal insumo de las plantas
de producción de gases del aire, cual sea su tipo, es la energía eléctrica y es un
factor primordial para los costos de producción.
En la tabla # 7 se observa como los costos de energía eléctrica se han
incrementado debido igualmente, al incremento en la demanda de la industria del
país y la disminución del margen de reserva de capacidad de producción de
energía como se puede observar en el Anexo 3.
Este incremento en la demanda de energía eléctrica ha generado un alza en los
precios de este servicio, lo cual afecta los costos de producción de las plantas de
gases del aire, convirtiendo el consumo específico de energía por metro cúbico de
producción de gas, en un aspecto muy importante en el momento la selección de
plantas.
* Precios Promedio de Bolsa de Energía y Contratos. Los precios de energía
eléctrica se han conservado estables en los últimos años como los muestra el
gráfico 4, sin embargo los precios contratados de energía han iniciado a tener
33
incrementos, lo que afecta directamente los costos de producción de las plantas
de producción de gases del aire. Siendo la energía eléctrica el 60% de los costos
de producción.
Gráfico 4. Precios de energía.
Fuente: XM EXPERTOS EN MERCADOS. Información del mercado Indicadores/ precios mercados
34
Tabla # 7 Tarifa promedio $/Kwh Contratos.
Año Registro\Tipo
05/2007
06/2007
07/2007
08/2007
09/2007
10/2007
11/2007
12/2007
01/2008
02/2008
03/2008
04/2008
05/2008
1997
No Regulado
75,199
74,60
74,23
74,40
75,12
75,20
75,77
76,51
77,40
78,75
78,57
78,75
79,26
1998
No Regulado
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
104,71
0,00
95,21
88,12
101,85
109,42
131,19
130,87
No Regulado
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1999
Regulado
58,29
57,82
57,54
57,46
57,51
57,51
57,78
58,07
58,68
59,57
59,43
59,57
59,95
2000
No Regulado
0,00
0,00
0,00
0,00
2002
No Regulado
69,97
69,79
69,87
70,45
70,07
70,71
69,61
72,22
73,88
75,51
74,36
75,71
75,57
No Regulado
73,90
73,12
72,85
73,06
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
Regulado
117,35
112,05
114,25
111,97
111,68
110,05
85,18
114,36
122,17
125,42
122,05
120,87
113,18
No Regulado
34,71
39,04
37,89
40,19
35,76
35,85
36,55
37,27
35,07
34,26
35,00
33,64
33,51
Regulado
75,07
74,47
74,11
74,27
74,99
75,07
75,64
76,38
No Regulado
72,35
73,01
73,04
73,14
73,36
73,45
72,39
75,31
77,62
79,53
78,71
79,31
79,69
Regulado
77,99
77,36
No Regulado
73,86
73,75
74,46
74,13
74,10
74,48
71,84
76,44
80,30
84,13
83,98
84,16
84,71
Regulado
75,45
75,67
74,21
74,23
75,20
75,90
74,30
78,13
88,84
90,31
90,18
90,37
91,92
No Regulado
79,03
80,65
81,73
80,94
76,17
79,59
76,85
84,01
87,72
90,19
88,88
90,64
88,58
Regulado
81,40
80,04
80,55
80,77
81,22
81,39
82,42
86,82
89,33
89,96
89,92
89,38
86,86
No Regulado
98,56
99,90
96,61
98,17
99,10
Regulado
97,08
100,87
98,36
99,03
95,72
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Fuente: XM EXPERTOS EN MERCADOS. Información del mercado Indicadores/ precios mercados.
35
Estos valores de contratos corresponden a la variable G, variable que es la única
que se puede negociar, las otras variables son de acuerdo a reglamentaciones de
la CREG. El precio $/Kwh con todos los componentes, esta en promedio para un
nivel de tensión 3 en $190/Kwh8, con base en el cual se hará el análisis de nuestra
propuesta.
Los componentes son:
G:
Generación eléctrica
Cm:
Comercialización
T:
Transmisión del sistema nacional.
D:
Distribución Local
R:
Restricciones.
CR:
Cargos regulados.
P:
Perdidas.
Ct:
Contribución.
5.2.6 Costos de Distribución. Uno de los costos de las compañías productoras
de gases del aire, son los costos de transportar sus productos en estado liquido
hasta los diferentes puntos de consumo en la industria (ver tabla # 8), estos costos
son transferidos a los clientes y cubren el rubro del servicio del contratista de
37
transporte, el costo de mantenimiento de los tanqueros, los cuales por ser de
diseño especial (Criogénicos), son de propiedad de las compañías productoras de
gases.
Para este análisis se tomó como base los costos que tiene una de las compañías
de gases del aire con una firma contratista de transporte. En este contrato se tiene
un costo fijo mensual por cada tracto camión de $10.000.000 (diez millones de
pesos) y un costo variable por kilometraje recorrido de $2.200 (Dos mil doscientos
pesos) por kilómetro (ver tabla # 9).
El costo de mantenimiento del tanquero, es en promedio de $10.000.000 (Diez
millones de pesos) por mes y se difiere por la cantidad de metros cúbicos de
liquido que se moviliza en ese periodo de tiempo, la depreciación del equipos se
realiza de manera lineal a 10 años con base en un costo de tanquero de
$550.000.000
8
GASES INDUSTRIALES DE COLOMBIA. Costo promedio actual.
38
Tabla # 8 Distancias entre plantas y consumidores
DISTANCIAS TERRESTRES ENTRE PLANTAS Y PRINCIPALES CONSUMIDORES
Planta/Cuidad Bogotá Manizales Duitama Sogamoso Cartagena Barranquilla Montería Medellín Cali
Toncancipa
Sibaté
Barbosa
Cali
Cartagena
20
10
430
538
1274
325
295
252
284
957
166
196
579
671
1262
186
216
599
691
1282
1274
1304
705
1178
0
1411
1215
842
1315
137
1059
1059
490
963
317
569 558
569 528
30 490
474
0
705 1178
Fuente: COMPAÑÍA DE GASES DEL AIRE. 2007.
Tabla # 9 Costos variables de transporte
TABLA DE COSTOS VARIABLES " KILOMETROS RECORRIDOS"
Costo por Kilómetro
Planta/Cuidad
$ 2.200
Bogotá
Manizales
Duitama
Sogamoso Cartagena Barranquilla Montería
Medellín
Cali
Toncancipa
$ 80.000 $ 1.300.000
$ 664.000
$ 744.000 $ 5.096.000
$ 5.644.000 $ 4.236.000 $ 2.276.000 $ 2.232.000
Sibaté
$ 40.000 $ 1.180.000
$ 784.000
$ 864.000 $ 5.216.000
$ 4.860.000 $ 4.236.000 $ 2.276.000 $ 2.112.000
Barbosa
$ 1.720.000 $ 1.008.000 $ 2.316.000 $ 2.396.000 $ 2.820.000
$ 3.368.000 $ 1.960.000
Cali
$ 2.152.000 $ 1.136.000 $ 2.684.000 $ 2.764.000 $ 4.712.000
$ 5.260.000 $ 3.852.000 $ 1.896.000
Cartagena
$ 5.096.000 $ 3.828.000 $ 5.048.000 $ 5.128.000
$0
39
$0
$ 548.000 $ 1.268.000 $ 2.820.000 $ 4.712.000
Nota: El costo se calcula con el recorrido de ida y regreso a la planta de abastecimiento.
Fuente: COMPAÑÍA DE GASES DEL AIRE. 2007.
$ 120.000 $ 1.960.000
La capacidad de los tanqueros (ver tabla # 10) no puede ser superior a los 8000
galones, debido al peso permitido del conjunto tractocamión y tanquero que no
puede exceder 52 toneladas de peso, según las normas de transporte del país. En
el país las compañías de gases del aire manejan tanqueros tradicionalmente de
6000 galones de capacidad de líquidos, pero las últimas adquisiciones han sido de
8000 galones9. Con estos últimos se genera un ahorro en el costo del transporte
debido a que se puede movilizar mayor cantidad de producto al mismo costo por
kilómetro recorrido, sin embargo un 90% de la flota en las compañías es de 6000
galones.10
Tabla # 10 Capacidad de Transporte de tanqueros
CAPACIDAD EN OXIGENO DE TANQUEROS DE DISTRIBUCIÓN
Volumen del
tanquero
Galones
6000
7000
8000
Factor de
conversión
3,026
3,206
3,206
Volumen
Transportado
Metros cúbicos
18156
22442
25648
Peso del
Producto
24
30
34
Fuente: COMPAÑIA DE GASES DEL AIRE.
En la tabla 11 se observa el costo de transporte que existe entre cada una de las
plantas de producción de gases hasta las localidades donde se encuentran
ubicados los principales clientes de líquidos.
9
COMPAÑÍA DE GASES DEL AIRE. Información suministrada por la Compañía.
Ibid.
10
40
Tabla # 11 Costos Variables por metro cúbico de LOX transportado
TABLA DE COSTOS VARIABLES POR METRO CUBICO DE OXIGENO
Capacidad del tanquero se calcula como 6000 gls promedio
Planta/Cuidad Bogotá Manizales Duitama Sogamoso Cartagena
Barranquilla Montería Medellín Cali
Toncancipa
$5
$ 79
$ 40
$ 45
$ 309
$ 342
$ 257
$ 138 $ 135
Sibaté
$2
$ 71
$ 47
$ 52
$ 316
$ 294
$ 257
$ 138 $ 128
Barbosa
$ 104
$ 61
$ 140
$ 145
$ 171
$ 204
$ 119
$ 7 $ 119
Cali
$ 130
$ 69
$ 163
$ 167
$ 285
$ 319
$ 233
Cartagena
$ 309
$ 232
$ 306
$ 311
$0
$ 33
$ 77
Fuente: Autoría Propia
41
$ 115
$0
$ 171 $ 285
El estimado de viajes de un carro tanque durante un mes es de 15 viajes11, con
base en ello se calcularon los costos fijos de transporte de un metro cúbico de
LOX , este costo al ser fijo es indiferente a la distancia que se lleve el producto.
Con base en ello, un vehículo transportaría en promedio de 272.340 metros
cúbicos por mes. (Ver tabla # 12).
Tabla # 12 Costos fijos de transporte
COSTOS FIJOS TRANSPORTE DE LOX
Producto transportado promedio
COSTO FIJO
VALOR
Mantenimiento
Cargo Banquero
Depreciación
10.000.000
10.000.000
3.055.555
272340m3/mes
UNITARIO
37
37
11
Fuente: Autoría propia.
En la tabla # 13 se observa la sumatoria del costo fijo y variable de transportar el
Oxígeno líquido desde las plantas de producción hasta las ciudades donde se
ubican los principales clientes.
El promedio del costo de distribución desde las plantas de producción a las
ciudades aledañas es de $ 121 (Ciento veintiún pesos) por cada m3 de producto
movilizado en estado liquido.
11
Ibid.
42
Tabla # 13 Costos totales de transporte de LOX
TABLA DE COSTOS TOTALES DE
TRANSPORTE DE LOX
Planta/Cuidad
Bogotá Manizales
Duitama Sogamoso Cartagena Barranquilla Monteria Medellín Cali
Toncancipa
$ 90
$ 163
$ 125
$ 130
$ 393
$ 427
$ 341
$ 223 $ 220
Sibaté
$ 87
$ 156
$ 132
$ 137
$ 401
$ 379
$ 341
$ 223 $ 213
Barbosa
$ 189
$ 146
$ 225
$ 230
$ 256
$ 289
$ 203
$ 92 $ 203
Cali
$ 215
$ 153
$ 247
$ 252
$ 370
$ 403
$ 318
$ 200 $ 85
Cartagena
$ 393
$ 317
$ 390
$ 395
$ 85
$ 118
$ 161
$ 256 $ 370
Fuente: COMPAÑIA DE GASES DEL AIRE.
43
5.2.7 Costos de Producción de Plantas.
Los costos de producción de las
plantas de gases del aire se dividen en costos fijos y costos variables. Los costos
fijos cubren: salarios, prestaciones sociales, depreciaciones de la inversión,
seguros, mantenimientos, reparaciones de equipos y otros costos indirectos del
área administrativa. Los costos variables cubren el consumo de energía eléctrica,
consumos de agua y otros insumos de producción como los químicos para
tratamientos de aguas en los sistemas de refrigeración de equipos.
Los costos con los cuales se va a realizar el siguiente análisis, corresponden a
una de las compañías de gases del país.12
12
Ibíd.
44
Tabla # 14 Costos de producción unitario de ASU
COSTOS DE OPERACIÓN
Parámetro de calculo: Producción de 100 Ton. Equivalentes a 77.000 m3/día de Gases del Aire
Precio estimado planta $30.000.000.000 ( corresponde a adquisición de equipos e instalación de planta.)
Depreciación lineal a 15 años
Seguros 10% anual de la inversión
FIJOS
Costo Mensual
Costo Diario
Costo Unitario
MANO DE OBRA
Salarios ( 4 operadores, 1 Instrumentista de
mantenimiento y 1 Ingeniero de planta)
$ 13.000.000
$ 433.333
$ 5,63
Prestaciones Sociales
$ 14.500.000
$ 483.333
$ 6,28
Otros gastos empleados
$ 2.000.000
$ 66.667
$ 0,87
Subtotal
$ 29.500.000
$ 983.333
$ 12,77
MAQUINARIA Y EQUIPOS
Mantenimientos ( preventivo, predictivo,
correctivo)
$ 50.000.000
$ 1.666.667
$ 21,65
Subtotal
$ 50.000.000
$ 1.666.667
$ 21,65
COSTOS INDIRECTOS
Indirectos administrativos
$ 33.000.000
$ 1.100.000
$ 14,29
Depreciación
$ 166.666.667
$ 5.555.556
$ 72,15
Seguros
$ 8.333.334
$ 277.778
$ 3,61
Subtotal
$ 208.000.001
$ 6.933.333
$ 90,04
TOTAL FIJOS
$ 287.500.001
$ 9.583.333
$ 124,46
VARIABLES
Costo Mensual
Costo Diario
Costo Unitario
Insumos
Químicos tratamiento agua
Servicios Públicos
Otros Insumos
Costo agua cruda ($ 1000/m3)
$ 6.840.000
$ 2.000.000
$ 2.000.000
45
$ 228.000
$ 66.667
$ 66.667
$ 100.000
$ 2,96
$ 0,87
$ 0,87
$ 1,30
TOTAL
$ 10.840.000
$ 361.333
$ 5,99
$ 460.845.000
15361500
$ 15.361.500
199,5
$ 200
ENERGIA
Energía Consumo especifico 1,05 Kw/m3
$190 Kwh
TOTAL
Costo Total Unitario por M3 de Oxigeno
$ 329,95
Fuente: COMPAÑÍA DE GASES DEL AIRE.
46
Tabla # 15 Costos de producción unitario PSA
COSTOS DE OPERACIÓN
Parámetro de calculo: Producción de 18 Ton. Equivalentes a 13572 m3/día de Oxígeno
Precio estimado planta $1.500.000.000 ( corresponde a adquisición de equipos e instalación de planta )
Depreciación lineal a 15 años
Seguro 10% anual
FIJOS
Costo Mensual
Costo Diario
Costo Unitario
MANO DE OBRA
Salarios ( 1 ingeniero de planta )
3.000.000
$ 100.000
$ 4,42
Prestaciones Sociales
3.300.000
$ 110.000
$ 4,86
Otros gastos empleados
300.000
$ 10.000
$ 0,44
Subtotal
$ 6.600.000
$ 220.000
$ 9,73
MAQUINARIA Y EQUIPOS
Mantenimientos ( preventivo, predictivo,
correctivo)
$ 10.000.000
$ 333.333
$ 24,56
Subtotal
$ 10.000.000
$ 333.333
$ 25
COSTOS INDIRECTOS
Indirectos administrativos
$ 10.000.000
$ 333.333
$ 24,56
Depreciación
$ 8.333.333
$ 277.778
$ 3,61
Seguros
$ 1.250.000
$ 41.667
$ 0,54
Subtotal
$ 19.583.333
$ 652.778
$ 28,71
TOTAL FIJOS
$ 36.183.333
$ 220.000
$ 63,00
VARIABLES
Costo Mensual
Costo Diario
Costo Unitario
Insumos
Servicios Públicos
$ 200.000
$ 6.667
$ 0,09
Otros Insumos
$ 1.000.000
$ 33.333
$ 0,43
TOTAL
$ 1.200.000
$ 40.000
$ 0,52
ENERGIA
PSA Consumo especifico 0,5 Kw/m3 $190
Kwh
$ 1.289.340
$ 95
TOTAL
$ 38.680.200
$ 1.289.340
$ 95
Costo Total Unitario por M3 de Oxigeno
$ 158,51
Fuente: COMPAÑÍA DE GASES DEL AIRE.
47
Tabla # 16 Costos de producción unitario VSA
COSTOS DE OPERACIÓN
Parámetro de calculo: Producción de 30 Ton. Equivalentes a 22620 m3/día de
Oxígeno
Precio estimado planta $2.500.000.000 ( corresponde a adquisición de equipos e instalación de planta )
Depreciación lineal a 15 años
Seguro 10% anual de la inversión
FIJOS
Costo Mensual Costo Diario
Costo Unitario
MANO DE OBRA
Salarios ( 1 Ingeniero de Planta )
3.000.000
$ 100.000
$ 4,42
Prestaciones Sociales
3.300.000
$ 110.000
$ 4,86
Otros gastos empleados
300.000
$ 10.000
$ 0,44
Subtotal
$ 6.600.000
$ 220.000
$ 9,73
MAQUINARIA Y EQUIPOS
Mantenimientos ( preventivo, predictivo,
correctivo)
$ 15.000.000
$ 500.000
$ 22,10
Subtotal
$ 15.000.000
$ 500.000
$ 22
COSTOS INDIRECTOS
Indirectos administrativos
$ 10.000.000
$ 333.333
$ 14,74
Depreciación
$ 13.888.889
$ 462.963
$ 6,01
Seguros
$ 2.084.334
$ 69.478
$ 0,90
TOTAL
$ 25.973.223
$ 865.774
$ 21,65
TOTAL FIJOS
$ 47.573.223
$ 220.000
$ 53,48
VARIABLES
Costo Mensual Costo Diario
Costo Unitario
Insumos
Servicios Públicos
$ 200.000
$ 6.667
$ 0,09
Otros Insumos
$ 1.000.000
$ 33.333
$ 0,43
TOTAL
$ 1.200.000
$ 40.000
$ 0,52
ENERGIA
VSA Consumo especifico 0,4 Kw/m3 $190 Kwh
$ 1.719.120
$ 76
TOTAL
$ 51.573.600
$ 1.719.120
$ 76
Costo Total Unitario por M3 de Oxigeno VSA
$ 130,00
Fuente: COMPAÑÍA DE GASES DEL AIRE.
48
En la tabla # 17 se presenta un resumen de los costos unitarios de producción de
Oxígeno en los diferentes tipos de plantas.
Tabla # 17 Costos totales de Oxígeno en clientes
COSTOS DE PRODUCTO EN INSTALACIONES DEL CLIENTE
TIPO DE
PLANTA
COSTO
PRODUCCIÓN
COSTO
TRANSPORTE
ASU
$ 329,95
$121
PSA
$ 158,51
$0
VSA
$ 130,00
$0
Fuente: COMPAÑÍA DE GASES DEL AIRE.
VARIACIÓN CON
RELACIÓN AL
COSTO TOTAL MÁS ECONOMICO
$450,95
$158,51
$130,00
247%
22%
0%
5.2.8 Evaluación Financiera de las Inversiones en Plantas. Con base en los
costos de producción de las tablas 14, 15 y 16, el precio de venta se estimó con
un 30% sobre el costo del producto. Con base en esta información se realizó la
evaluación del VPN y de la TIR para cada una de las plantas, encontrando que
son proyectos viables.
49
Tabla # 18 Calcula de VPN y TIR planta ASU
Calculo de VPN y TIR para planta de 100 TPD ASU
Años
0
3
4
Ingresos
$ 16.250.442.010 $ 17.062.964.111 $ 17.916.112.316
$ 18.811.917.932
$ 19.752.513.829 $ 20.740.139.520
$ 21.777.146.496 $ 22.866.003.821
Costos desembolsables
$ 13.375.363.809 $ 14.044.131.999 $ 14.746.338.599
$ 15.483.655.529
$ 16.257.838.305 $ 17.070.730.221
$ 17.924.266.732 $ 18.820.480.068
Depreciaciòn
1
2
5
6
7
8
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 875.078.202
$ 1.018.832.112
$ 1.169.773.718
$ 1.328.262.403
$ 1.494.675.524
$ 1.669.409.300
$ 1.852.879.765
$ 2.045.523.753
UAII
$0
Valor de Salvamento
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
Menos Impuestos
$0
$ 306.277.371
$ 356.591.239
$ 409.420.801
$ 464.891.841
$ 523.136.433
$ 584.293.255
$ 648.507.918
$ 715.933.314
U Neta
$0
$ 568.800.831
$ 662.240.873
$ 760.352.916
$ 863.370.562
$ 971.539.090
$ 1.085.116.045
$ 1.204.371.847
$ 1.329.590.439
Mas Depreciación
$0
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.662.240.873
$ 2.760.352.916
$ 2.863.370.562
$ 2.971.539.090
$ 3.085.116.045
$ 3.204.371.847
$ 3.329.590.439
2.256.136.333
2.339.282.133
2.426.585.222
2.518.253.466
2.614.505.123
2.715.569.362
2.821.686.813
10
Inversión Inicial
-$ 30.000.000.000
Flujo Neto del Proyecto
-$ 30.000.000.000
$ 2.568.800.831
VP Flujo
-30.000.000.000
2.176.949.857
VPN
13.072.913.195
TIR
7%
Años
11
12
14
15
Ingresos
$ 22.770.413.299 $ 23.908.933.964 $ 25.104.380.662
9
$ 26.359.599.695
$ 27.677.579.680 $ 29.061.458.664
13
$ 30.514.531.597
Costos desembolsables
$ 19.761.504.072 $ 20.749.579.275 $ 21.787.058.239
$ 22.876.411.151
$ 24.020.231.708 $ 25.221.243.294
$ 26.482.305.459
Depreciaciòn
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
UAII
$ 1.008.909.227
$ 1.159.354.689
$ 1.317.322.423
$ 1.483.188.544
$ 1.657.347.972
$ 1.840.215.370
$ 2.032.226.139
Valor de Salvamento
Menos Impuestos
U Neta
Mas Depreciación
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$ 353.118.230
$ 405.774.141
$ 461.062.848
$ 519.115.991
$ 580.071.790
$ 644.075.380
$ 711.279.149
$ 655.790.998
$ 753.580.548
$ 856.259.575
$ 964.072.554
$ 1.077.276.181
$ 1.196.139.991
$ 1.320.946.990
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.000.000.000
$ 2.655.790.998
$ 2.753.580.548
$ 2.856.259.575
$ 2.964.072.554
$ 3.077.276.181
$ 3.196.139.991
$ 3.320.946.990
2.333.542.837
2.420.558.962
2.511.925.893
2.607.861.171
2.708.593.212
2.814.361.856
Inversión Inicial
Flujo Neto del Proyecto
VP Flujo
2.250.670.337
Fuente: Autoría propia.
50
Tabla # 19 Calculo de VPN y TIR planta PSA
Calculo de VPN y TIR para planta de 18 TPD PSA
Años
0
Ingresos
1
2
3
4
5
6
7
8
$ 1.084.286.575 $ 1.138.500.903 $ 1.195.425.948 $ 1.255.197.246 $ 1.317.957.108 $ 1.383.854.964 $ 1.453.047.712 $ 1.525.700.097
Costos desembolsables
$ 912.762.400
$ 958.400.520 $ 1.006.320.546 $ 1.056.636.573 $ 1.109.468.402 $ 1.164.941.822 $ 1.223.188.913 $ 1.284.348.359
Depreciaciòn
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 71.524.175
$ 80.100.383
$ 89.105.402
$ 98.560.673
$ 108.488.706
$ 118.913.141
$ 129.858.799
$ 141.351.738
UAII
$0
Valor de Salvamento
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
Menos Impuestos
$0
$ 25.033.461
$ 28.035.134
$ 31.186.891
$ 34.496.235
$ 37.971.047
$ 41.619.600
$ 45.450.579
$ 49.473.108
U Neta
$0
$ 46.490.713
$ 52.065.249
$ 57.918.512
$ 64.064.437
$ 70.517.659
$ 77.293.542
$ 84.408.219
$ 91.878.630
Mas Depreciación
$0
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
Inversión Inicial
-$ 1.500.000.000
Flujo Neto del Proyecto
-$ 1.500.000.000
$ 146.490.713
$ 152.065.249
$ 157.918.512
$ 164.064.437
$ 170.517.659
$ 177.293.542
$ 184.408.219
$ 191.878.630
-1.500.000.000
$ 124.144.672
$ 128.868.855
$ 133.829.247
$ 139.037.659
$ 144.506.491
$ 150.248.764
$ 156.278.152
$ 162.609.008
9
10
11
12
13
14
15
VP Flujo
VPN
983.736.822
TIR
11%
Años
0
Ingresos
$ 1.601.985.102 $ 1.682.084.357 $ 1.766.188.575 $ 1.854.498.004 $ 1.947.222.904 $ 2.044.584.049 $ 2.146.813.252
Costos desembolsables
$ 1.348.565.777 $ 1.415.994.066 $ 1.486.793.769 $ 1.561.133.457 $ 1.639.190.130 $ 1.721.149.637 $ 1.807.207.119
Depreciaciòn
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 153.419.325
$ 166.090.292
$ 179.394.806
$ 193.364.547
$ 208.032.774
$ 223.434.413
$ 239.606.133
UAII
$0
Valor de Salvamento
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
Menos Impuestos
$0
$ 53.696.764
$ 58.131.602
$ 62.788.182
$ 67.677.591
$ 72.811.471
$ 78.202.044
$ 83.862.147
U Neta
$0
$ 99.722.562
$ 107.958.690
$ 116.606.624
$ 125.686.955
$ 135.221.303
$ 145.232.368
$ 155.743.987
Mas Depreciación
$0
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
$ 100.000.000
Inversión Inicial
-$ 1.500.000.000
Flujo Neto del Proyecto
-$ 1.500.000.000
$ 199.722.562
$ 207.958.690
$ 216.606.624
$ 225.686.955
$ 235.221.303
$ 245.232.368
$ 255.743.987
VP Flujo
-1.500.000.000
$ 169.256.408
$ 176.236.178
$ 183.564.936
$ 191.260.132
$ 199.340.087
$ 207.824.041
$ 216.732.192
Fuente: Autoría propia.
51
Tabla # 20 Calculo de VPN y TIR planta VSA
Calculo de VPN y TIR para planta de 30 TPD VSA
Años
0
4
5
Ingresos
$ 1.482.071.019 $ 1.556.174.569 $ 1.633.983.298 $ 1.715.682.463
$ 1.801.466.586
$ 1.891.539.915 $ 1.986.116.911 $ 2.085.422.757
Costos desembolsables
$ 1.204.161.875 $ 1.264.369.968 $ 1.327.588.467 $ 1.393.967.890
$ 1.463.666.285
$ 1.536.849.599 $ 1.613.692.079 $ 1.694.376.683
Depreciaciòn
1
2
3
6
7
8
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 111.242.476
$ 125.137.933
$ 139.728.163
$ 155.047.905
$ 171.133.633
$ 188.023.648
$ 205.758.164
$ 224.379.406
UAII
$0
Valor de Salvamento
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
Menos Impuestos
$0
$ 38.934.867
$ 43.798.277
$ 48.904.857
$ 54.266.767
$ 59.896.772
$ 65.808.277
$ 72.015.357
$ 78.532.792
U Neta
$0
$ 72.307.609
$ 81.339.657
$ 90.823.306
$ 100.781.138
$ 111.236.862
$ 122.215.371
$ 133.742.807
$ 145.846.614
Mas Depreciación
$0
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
Inversión Inicial
-$ 2.500.000.000
Flujo Neto del Proyecto
-$ 2.500.000.000
$ 238.974.277
$ 248.006.325
$ 257.489.974
$ 267.447.806
$ 277.903.530
$ 288.882.039
$ 300.409.475
$ 312.513.282
VP Flujo
-2.500.000.000
$ 202.520.574
$ 210.174.851
$ 218.211.842
$ 226.650.683
$ 235.511.466
$ 244.815.288
$ 254.584.301
$ 264.841.764
VPN O VNA
1.544.891.605
TIR
8%
Años
09
10
11
12
13
14
15
Ingresos
$ 2.189.693.894 $ 2.299.178.589 $ 2.414.137.519 $ 2.534.844.395
$ 2.661.586.614
$ 2.794.665.945 $ 2.934.399.242
Costos desembolsables
$ 1.779.095.517 $ 1.868.050.293 $ 1.961.452.807 $ 2.059.525.448
$ 2.162.501.720
$ 2.270.626.806 $ 2.384.158.146
Depreciaciòn
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
UAII
$0
$ 243.931.710
$ 264.461.628
$ 286.018.043
$ 308.652.279
$ 332.418.226
$ 357.372.471
$ 383.574.428
Valor de Salvamento
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
Menos Impuestos
$0
$ 85.376.098
$ 92.561.570
$ 100.106.315
$ 108.028.298
$ 116.346.379
$ 125.080.365
$ 134.251.050
U Neta
$0
$ 158.555.611
$ 171.900.058
$ 185.911.728
$ 200.623.981
$ 216.071.847
$ 232.292.106
$ 249.323.378
$0
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
$ 166.666.668
Mas Depreciación
Inversión Inicial
-$ 2.500.000.000
Flujo Neto del Proyecto
-$ 2.500.000.000
$ 325.222.279
$ 338.566.726
$ 352.578.396
$ 367.290.649
$ 382.738.515
$ 398.958.774
$ 415.990.046
VP Flujo
-2.500.000.000
$ 275.612.101
$ 286.920.955
$ 298.795.251
$ 311.263.262
$ 324.354.674
$ 338.100.656
$ 352.533.937
Fuente: Autoría propia.
52
5.2.9 Ventajas y Desventajas de las Alternativas de Plantas de Producción.
Para las alternativas existentes de plantas de producción, se tienen las siguientes
ventajas y desventajas con base en los diferentes parámetros de pureza, cantidad
de producción, costos de producción y las necesidades futuras del mercado de
gases del aire en Colombia.
Cabe mencionar que para el caso de las plantas PSA y VSA que son muy
similares, por ser plantas de adsorción de gases, se van a manejar las mismas
ventajas y desventajas, esto debido a ser plantas muy parecidas tanto en
operación como en costos.
* Ventajas Plantas ASU
a. Altos Volúmenes de producción, sin limitaciones a los requerimientos del
mercado de Colombia.
b. Purezas de producto superiores al 99% lo cual permite el cubrimiento de
todos los mercados.
c. Plantas que por su producción en estado liquido, permiten tener un
almacenamiento de reserva para suministrar al mercado, en caso de
paradas de plantas por mantenimientos o daños de planta.
d. Por la relación volumétrica de los gases en estados líquidos, se requiere de
poco espacio en los clientes para la instalación del sistema de suministro.
53
e. No se requiere en los clientes de energía eléctrica para el suministro del
gas desde el tanque de almacenamiento, debido a que los tanques son
sistemas autónomos, los cuales aprovechan la gasificación del gas
contenido en el recipiente de almacenamiento para enviar el producto al
cliente.
f. Para clientes con consumos irregulares, con picos, el sistema de tanque y
gasificadores de gases licuados, permiten suplirlos con facilidad.
* Desventajas Plantas ASU
a. El producto se debe transportar desde la planta de producción hasta los
sitios de consumo, como tradicionalmente se ha realizado, sin embargo se
podría instalar dentro de la locación del cliente, requiriendo una gran
cantidad de terreno.
b. En el transporte de gases licuados se presentan perdidas, como también en
el llenado de los tanques de los clientes, incrementando los costos del
producto.
c. Debido a los costos de los combustibles que se están incrementando por
los precios internacionales del petróleo, y este tipo de planta depende del
transporte
desde el sitio de producción hasta los clientes, se tiene un
riesgo inminente de incremento de los fletes y así incremento en el costo
final.
54
d. Pese a que son plantas con niveles de contaminación mínimos, sí generan
una contaminación al medio ambiente en la parte de transporte de los
productos por la quema de combustibles en los carro tanques.
e. Existe un riesgo en el suministro a clientes en el caso de existir problemas
de orden público por bloqueo de carreteras o deterioros de las mismas.
f. Para la instalación de estas plantas se requiere de tiempos prolongados de
fabricación e instalación.
g. Mayores consumos específicos de energía por metro cúbico de gas
producido con respecto a las plantas PSA y VSA.
h. Pese a tener una muy buena TIR para la compañía que esta realizando la
inversión, económicamente por costos de producto final, es muy difícil
vender el proyecto y no tiene ventajas para el consumidor.
* Ventajas plantas PSA y VSA
a. Son plantas muy básicas con poco requerimiento de personal de operación,
con lo cual reduce sus costos de producción
b. Plantas con tiempos de fabricación y de instalación más rápidos que las
ASU.
c. Plantas con pocos requerimientos de espacio para su instalación
d. Plantas de operación remota si se desea.
e. Consumos energéticos muy bajos con respecto a las plantas ASU,
generando costos de producción más bajos.
55
f. No tienen requerimientos de agua para enfriamiento de equipos.
g. El gas es producido en la planta del cliente y no se requiere de transportes
de productos, generando beneficios económicos y ambientales.
* Desventajas Plantas PSA y VSA
a. Plantas con purezas inferiores a las ASU y no pueden instalarse en todos
los clientes.
b. Son plantas que deben ser instaladas en el sitio del cliente y por producir
gas, este se debe consumir en línea, en caso contrario este producto no se
puede almacenar y se incrementa el consumo de energía debido que el
compresor de aire debe seguir operando a menor carga.
c. Requieren de un sistema de respaldo criogénico, para suplir las
necesidades de consumo del cliente durante paros requeridos por
mantenimientos o cortes de energía, generando igualmente consumos del
sistema de tanque de respaldo.
d. Son plantas que se deben seleccionar como mínimo, con la capacidad de
producción para suplir los consumos pico de los clientes y cuando los
clientes no estén en consumos pico, la planta estará sobre dimensionada y
los equipos trabaja en vacio, desperdiciando energía.
e. Existe un riesgo elevado de enviar producto fuera de especificaciones de
pureza, por ser un proceso en línea, razón por la cual no son adecuadas
para usarse en el sector medicinal.
56
6. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN AL PROBLEMA
Tomando en consideración las tablas a continuación 21 y 22, la propuesta para el
sector productor de gases del aire, es la de realizar inversiones en plantas para
ser instalarlas en el sitio de producción de los clientes, específicamente en el
sector siderúrgico, ya que es el sector que tiene mayor consumo de oxígeno y va a
presentar un crecimiento en los siguientes años, adicionalmente es la industria con
plantas de producción que se ubican a mayores distancias de las plantas actuales
de producción de gases del aire, y sus requerimientos de pureza del 93 al 99,5%,
permiten la instalación de las 3 alternativas de plantas propuestas.
En las tablas 21 y 22 se puede observar la comparación de las diferentes
alternativas para los sectores y sustenta la propuesta de la instalación de plantas
en sitio para el sector siderúrgico, para los otros sectores se plantean alternativas
de suministro, las cuales se podría implementar pero con menor beneficios para la
industria de los gases, debido a que no libera mucha capacidad de producción de
las plantas actuales.
57
TABLA # 21 RESUMEN DE REQUERIMIENTOS Y ALTERNATIVA DE SUMINISTRO POR SECTOR
Requerimientos / Sector Pureza
Sector Medicinal
Este sector
acorde con la
resolución 1672
requiere pureza
mínimas de un
93% en el
Oxigeno.
Cantidad de producto. Distancia a plantas de Pn
Estas instituciones
El consumo de las
hospitalarias están
instituciones
hospitalarias varia con el ubicadas tradicionalmente
dentro de las principales
numero de camas. el
consumo es en promedio ciudades, siendo muy
de 1 tonelada por día en cercanas a las plantas de
una institución típica y en producción actuales, las
distancias pueden ser
las más grandes de 2
toneladas por día.
máximo de unos 30 km.
Alternativa de suministro
Por la pureza y requerimiento de cantidades de
producción, este sector puede ser atendido con
plantas ASU, con la instalación de tanques en el
sitio y suministro a través de carro tanques, y
plantas PSA instaladas en sitio. Las VSA no son
aptas porque manejan volúmenes superiores a 20
toneladas por día de producción y no serian
económicamente rentables.
Sector Siderúrgico
Este sector
requiere pureza
entre el 93% y
el 99% acorde
con la etapa del
proceso de
producción.
Como se pudo observar Estas industrias están
en la tabla 3, los
localizadas a las afueras de
consumos varían acorde las ciudades y
con el tamaño de la
especialmente en el
siderúrgica, y están entre departamento de Boyacá,
2 hasta 33 toneladas por en promedio pueden estar
día.
ubicadas a unos 200 km de
las plantas actuales de
producción.
Por la pureza y requerimiento de cantidades de
producción, este sector puede ser atendido con
plantas ASU ya sea instaladas en el sitio o por
medio de tanques criogénicos y distribución de
producto en estado liquido por medio de carro
tanques, y plantas VSA instaladas en el sitio. Las
plantas PSA se descartan por los volúmenes de
producción, los cuales son inferiores a los
requerimientos de este sector.
Sector Vidrio/Cerámico
Este sector
requiere de
pureza mínimas
del 93 al 99%
para su proceso
de producción.
Como se pudo observar
en la tabla 3, los
consumos varían acorde
con el tamaño de
industria y están entre 2
hasta 19 toneladas por
día.
Por la pureza y requerimiento de cantidades de
producción, este sector puede ser atendido con
plantas ASU por medio de tanques criogénicos y
distribución de producto en estado liquido por
medio de carro tanques, Planta ASU instalada en
sitio no es viable económicamente por el bajo
consumo de producto y las plantas VSA y PSA son
viables por las purezas requeridas y por los
volúmenes de producción.
58
Estas industrias están
localizadas en las afueras
de las ciudades , con
relativa cercanía a las
plantas actuales de
producción de gases del
aire, en un promedio de 30
Km.
TABLA # 21 RESUMEN DE REQUERIMIENTOS Y ALTERNATIVA DE SUMINISTRO POR SECTOR
Requerimientos / Sector Pureza
Sector Químico
Este sector
requiere de
pureza mínimas
del 99% para su
proceso de
producción.
Cantidad de producto.
Como se pudo observar
en la tabla 3, el consumo
de esta industria es de
10 toneladas.
Distancia a plantas de Pn
Esta industria están
localizada en un sector
industrial con cercanía a
una planta de producción
de gases del aire de 10 km.
Alternativa de suministro
Por la pureza y requerimiento de cantidades de
producción, este sector puede ser atendido con
plantas ASU por medio de tanques criogénicos y
distribución de producto en estado liquido por
medio de carrotanques, Planta ASU no es viable
económicamente por el bajo consumo de producto
y las plantas VSA y PSA no son viables por las
purezas requeridas.
Sector Papelero
Como se pudo observar
en la tabla 3, los
consumos varían acorde
con el tamaño de la
siderúrgica, y esta entre
6 y 8 toneladas por día.
Estas industrias están
localizadas a las afueras de
las ciudades y se
encuentran a 20 Km de una
de las plantas de
producción actuales.
Por la pureza y requerimiento de cantidades de
producción, este sector puede ser atendido con
plantas ASU por medio de tanques criogénicos y
distribución de producto en estado liquido por
medio de carrotanques, Planta ASU no es viable
económicamente por el bajo consumo de producto
y las plantas VSA y PSA no son viables por las
purezas requeridas.
Este sector
requiere de
pureza mínimas
del 99% para su
proceso de
producción.
FUENTE: Autoría Propia
59
TABLA # 22 COMPARATIVO DE ALTERNATIVAS DE PLANTAS
ASU
VSA
PSA
50-2000 TPD
20 - 80 TPD
1-18 TPD
99,50%
90 a 95%
93%
0,9
0,36
0,4
329,95
130
158,51
450,95
130
158,51
70 Psig
5 psig
120 psig
1
0,1
0
2 años
6 meses
5 meses
8 meses
3 meses
3 meses
30x 70 mts
20 x 20 mts
15 x 10 mts
No
Sí
Sí
30.000.000.000 2.500.000.000
1.500.000.000
7
8
9
Capacidades de producción
Pureza
Consumo especifico de energía Kw/m3
Costo Producción $/m3 sin transporte.
Costo Producto Con Transporte $/m3
Presión de Operación de la planta
Consumo espeficico de agua m3/agua / Ton gas
Tiempo entrega de Planta
Tiempo de instalación
Area requerida para instalación
Requerimiento de reserva de producto en sitio
Inversión Col$
TIR (%)
Nota: Costos de inversión y producción basados en plantas: ASU de 100 TPD, VSA de 35 TPD y PSA de 18 TPD
Fuente: Autoría propia
La propuesta más viable para el sector productor de gases del aire es la de
instalar plantas VSA en el sector siderúrgico, debido que son plantas que se
ajustan a los volúmenes de producto requerido por estas industrias , siendo
plantas de 20 TPD hasta 80 TPD y con menores costos de producción con
respecto a las otras alternativas.
Las plantas ASU pueden ser una buena alternativa para este sector, pero por los
volúmenes de producción, los costos de inversión y costos de producción se
puede tomar como una segunda alternativa.
60
Existe una excepción en el sector siderúrgico para este tipo de planta en una
etapa del proceso de producción y es el consumo que tiene Acerías Paz del Río
en los oxíconvertidores, donde se requiere de oxigeno de alta pureza (99,5%), sin
embargo la pureza obtenida en las plantas VSA es adecuada para el alto horno y
para los otros proceso de consumo de Oxígeno.
Es importante anotar que Acerías Paz del Río es propietario de su propia planta
de producción de Oxígeno Liquido, su planta es una ASU de capacidad de 274
Toneladas por día, planta la que por los incrementos en la producción de la acería,
ya esta copada en su capacidad de producción, requiriendo de suministro
adicional por parte de las compañías productoras de gases del aire, además sus
proyectos de expansión hacen que se requiera aún más cantidad de Oxígeno, los
cuales se podrán suplir por medio de plantas VSA como se propone.
La propuesta de instalar plantas VSA en el sector siderúrgico, permite tener
producto disponible en las plantas actuales de producción de gases del aire.
La propuesta es la de instalar como mínimo dos plantas VSA, una en la zona
siderúrgica de Boyacá y otra en la zona de Manizales, logrando con esto, liberar
en la zona centro-oriente del país 25 toneladas de Oxigeno por día y 13 toneladas
de oxígeno por día en la zona centro-occidente, cantidad que equivale a un 10,9%
de la capacidad actual de producción de las plantas instaladas ASU, permitiendo
61
con esta liberación de producto atender nuevos clientes y crecimiento de la
demanda.
62
7. CONCLUSIONES
Con la propuesta de instalar plantas VSA en sitio en clientes del sector siderúrgico
y plantas ASU igualmente en sitio como segunda opción, se proponen alternativas
de plantas de producción de gases del aire para el suministro al mercado
Colombiano, el cual como se ha mostrado a lo largo del documento, es el que se
encuentra en un proceso de crecimiento y el que actualmente tiene mayor
consumo de estos gases.
Estas propuesta se fundamenta en mejores costos de producción, ahorros por la
reducción de costos de transportes de producto, pureza de producto que se
ajustan a los requerimientos de los clientes y beneficios ambientales (poco
tangibles) por la reducción de consumos de energía, agua e hidrocarburos
consumidos en el proceso de transporte.
Se determinó que las plantas VSA que existen en el mercado para ser instaladas
se ajustan a los volúmenes de producción, calidad de producto y costos de
producción del mercado Colombiano y especialmente al sector siderúrgico,
generando este tipo de plantas ventajas con respecto a la modalidad actual de
suministro ( a través de productos líquidos de plantas ASU, transportado en carro
tanques).
63
En el literal 5.2.9 se presentaron las ventajas y desventajas que tienen las plantas
analizadas ASU, VSA y PSA, pudiéndose concluir que acorde con los
requerimientos de los diferentes sectores, cualquiera de estas plantas puede llegar
a suplir necesidades del mercado Colombiano, pero que para el contexto de esta
propuesta, la que más brinda ventajas y se ajusta a los requerimientos son las
plantas VSA.
La instalación de plantas VSA en el sector siderúrgico a su vez permite la
liberación de producto de las plantas ASU más rápido, debido a que los tiempos
de fabricación e instalación son más cortos que el de las plantas ASU, permitiendo
el suministro de producto a otros sectores como el medicinal e industrial.
La industria de productores de gases del aire, con la propuesta de instalación de
plantas VSA en sitio, para suplir futuros requerimientos de Oxígeno, podrá brindar
competitividad a sus consumidores, al tener una alternativa más económica que
las condiciones actuales, esto debido a menores consumos específicos de energía
por unidad de producción y al no tener que generar el costo del transporte de los
productos.
64
La tasa interna de retorno no es un factor que afecte la decisión final de la
implementación del proyecto pese a que los alternativas son financieramente
conservadores para la compañía que realice la inversión,
todas las plantas
propuestas presentan tasa internas de retorno similares., sin embargo pueden a
llegar a no ser muy interesantes para los sectores a los cuales se enfocó la
propuesta.
65
8. RECOMENDACIONES
Es recomendable que se tenga en cuenta para otro tipo de proyectos plantas de
otros tipos similares a estas, las cuales pueden ser tenidas en cuenta y realizarles
análisis semejantes al de esta propuesta. Esos tipos de plantas son los
generadores de Oxigeno, con principios criogénicos en algunos casos.
Se recomienda tener en cuenta las restricciones que esta teniendo el mercado
para adquisición de energéticos como energía eléctrica (anexo. 3), gas natural y
sus sustitutos, los cuales pueden ser un factor critico para la instalación de una
nueva planta acorde con la ubicación y consumo especifico de energía y los
costos de combustibles que afectan los costos de transporte de los productos
líquidos.
Se recomienda desarrollar por medio de un estudio, la opción de incluir mejoras al
medio ambiente cuando se instale una planta en sitio, logrando así la excepción
del pago del IVA en el momento de la importación. Esa mejora al medio ambiente
se fundamenta en la reducción del consumo de energéticos para la producción del
Oxígeno, reducción de emisiones de gases de combustión en el transporte de
líquidos y en el no consumo de combustible diesel requerido en ese transporte.
66
Para el sector medicinal, se recomienda realizar en análisis en el sistema de
control de purezas de las plantas a instalar en el caso de ser plantas en sitio, esto
para evitar un posible paso de producto por fuera de especificaciones que
conlleven a suministrar productos fuera de especificaciones, adicional de controlar
las impurezas no deseadas en el producto acorde con la resolución 1672 del 2004
del ministerio de protección social.
67
9. BIBLIOGRAFIA
ACOSTA G. Oswaldo Fundamentos de Finanzas. - Preparó/recopilo: VISIÓN
GLOBAL DE LAS FINANZA1
BERNARD J. HARGADON Jr. Segunda edición (1994) –Desarrollo gerencial
Contabilidad de costos, Grupo editorial norma
GARCIA, Oscar León –– Administración Financiera, fundamentos y aplicaciones –
Prensa Moderna Impresores Cali. Tercera edición (1999)
HERNANDEZ, Samperi Roberto y otros . Metodología de la investigación.
Editorial McGrawHill, 3° edición 2006.
R.N Richardson. Institute of Cryogenics, University of Southampson, BOC
graduate Workshop Septemeber 1988.
Páginas WEB
http://bocwebimssus.group.boc.com/imss_global/main.jsp
// Library/operations
procceses/air separation cryogenic/asu:01 asu general /asu-01-01-boc_sp: acerca
de unidades de separación de aire
-----
http://bocwebimssus.group.boc.com/imss_global/main.jsp
//
Library/operations processes/air separation non cryogenic/NCP-01 about non
cryogenic processes/NCP-01-01 BOC_SP acerca de las plantas no criogenicas.
http://www.xm.com.co/Pages/default.aspx
68
http://www.airproducts.com/index.asp
http://www.linde.com/international/web/linde/like35lindecom.nsf/docbyalias/homep
age
http://prphotolibrary.airproducts.com/ImageDetail.aspx
www.pazdelrio.com.co
www.imcportal.com
69
ANEXOS
ANEXO No. 1. CRECIMIENTO ANUAL DEL PIB
Crecimiento Anual del PIB
8%
6,8%
7%
% crecimiento
6%
5,3%
4,9%
5%
4%
3,9%
7,5%
6,2%
5,2%
5,0%
4,0%
4,6%
4,1%
*
real
proyectado
3%
2%
1%
0%
2003
2004
* Al primer trimestre del 2008
Fuente: DANE y cálculos de ANIF
2005
2006
Año
70
2007
2008
Fuente: Comisión Económica para América Latina y el Caribe – CEPAL, DANE, Proyecciones CEPAL y Banco de la República.
71
ANEXO No. 2. INDICE DE PRODUCCIÓN REAL DE LA INDUSTRIA
MANUFACTURERA COLOMBIANA
INDICE DE PRODUCCION REAL DE LA INDUSTRIA MANUFACTURERA COLOMBIANA
Total Nacional y según clases industriales
(Base promedio mesual 2001=100)
Año
Mes
Total
Nacional
Sustancias
químicas
básicas,
fibras
Otros
sintéticas y productos Vidrio y sus
artificiales químicos productos
Productos
minerales no
metálicos
Industrias
básicas de
Fabricación de
hierro y acero;
productos
fundición de elaborados de
metales
metal
2001
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
90,7
93,0
101,6
94,5
102,3
98,2
99,5
102,9
103,2
108,1
107,1
98,9
88,4
96,3
104,3
106,8
96,3
99,2
105,9
95,1
97,0
100,7
104,9
105,2
77,4
95,3
104,5
102,1
103,0
103,2
98,3
99,2
103,3
108,1
112,4
93,3
96,9
89,6
100,2
93,1
101,6
94,9
102,0
102,5
98,2
104,2
107,5
109,2
104,5
100,2
106,6
94,9
105,0
96,5
97,2
97,5
97,7
101,3
100,4
98,2
101,8
117,4
116,1
101,3
104,2
104,9
94,2
96,4
97,3
98,6
91,6
76,3
76,6
92,9
106,7
92,0
113,9
103,4
104,8
108,3
98,2
105,4
103,2
94,7
2002
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
91,6
93,2
91,4
102,4
102,4
96,0
101,0
102,9
102,4
109,8
105,2
104,5
96,4
90,9
103,6
107,1
104,7
113,3
120,0
109,4
115,6
112,4
106,6
102,8
90,3
99,4
91,4
112,4
99,3
99,6
101,7
100,9
100,5
106,2
101,7
83,5
98,3
97,5
101,0
107,4
104,9
102,9
111,6
110,1
101,7
108,2
115,3
111,7
93,2
97,8
95,2
105,7
106,8
104,5
115,9
111,2
109,3
125,9
120,6
127,6
84,4
91,3
86,3
101,4
99,1
90,4
105,4
107,5
111,2
114,0
111,6
110,8
82,6
103,5
92,2
109,3
108,9
107,2
111,3
106,4
108,8
124,5
110,5
111,6
2003
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
94,4
94,8
102,3
96,9
102,9
95,0
105,9
101,3
108,7
112,1
111,0
106,9
109,7
119,0
130,5
127,2
121,4
113,6
121,5
124,0
130,6
133,3
128,3
133,9
79,0
98,6
105,9
95,2
96,7
86,3
100,1
94,9
102,7
101,8
104,2
86,3
101,5
90,2
103,8
106,1
107,2
107,3
115,4
118,1
117,6
104,8
108,1
109,5
114,4
113,2
115,2
108,9
115,6
104,2
123,3
123,3
129,9
134,8
126,6
120,2
112,6
111,3
125,7
117,8
126,0
123,2
140,7
126,9
129,9
145,2
139,4
141,1
105,9
103,5
99,9
105,6
105,5
106,5
126,3
118,0
131,4
142,6
137,1
116,1
2004
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
95,5
101,3
111,2
101,1
106,6
106,7
110,6
111,6
113,0
116,7
120,3
115,4
127,3
128,0
131,1
130,1
148,4
130,9
144,8
146,9
147,0
142,6
144,8
140,3
72,1
99,0
103,5
96,1
101,6
100,8
99,5
99,7
106,6
103,8
110,9
94,6
91,1
95,3
99,6
97,6
104,3
102,6
106,9
113,9
109,0
112,1
114,5
113,0
118,9
118,2
126,9
112,9
120,7
125,3
129,1
128,3
127,9
128,5
121,2
117,7
157,9
161,4
168,1
145,0
148,2
149,8
149,7
159,9
152,8
150,6
150,7
148,5
103,2
115,6
131,5
109,7
106,4
117,4
112,4
117,4
122,4
123,8
128,9
123,8
2005
Enero
100,0
142,2
81,8
115,1
116,6
158,2
102,1
72
INDICE DE PRODUCCION REAL DE LA INDUSTRIA MANUFACTURERA COLOMBIANA
Total Nacional y según clases industriales
(Base promedio mesual 2001=100)
Sustancias
químicas
básicas,
fibras
Otros
sintéticas y productos Vidrio y sus
artificiales químicos productos
124,8
97,9
103,8
140,7
96,5
111,9
152,4
102,3
113,8
143,8
97,8
120,5
133,0
101,1
119,8
140,2
96,7
112,4
143,0
101,4
125,2
148,2
103,9
125,8
161,6
94,2
131,7
156,4
108,9
129,5
160,2
84,1
123,7
Productos
minerales no
metálicos
119,8
128,1
142,3
137,5
144,2
137,1
139,8
147,5
143,8
147,9
147,0
Industrias
básicas de
Fabricación de
hierro y acero;
productos
fundición de elaborados de
metales
metal
163,0
131,5
165,4
118,5
173,4
132,2
183,0
129,6
178,0
122,7
170,9
122,8
167,8
132,8
172,5
128,8
167,7
133,4
159,5
143,3
156,2
135,4
Mes
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Total
Nacional
105,6
110,0
115,2
110,9
112,3
110,8
120,0
119,2
118,6
121,0
116,4
2006
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
105,3
110,9
122,5
111,6
124,2
123,2
126,0
135,3
137,3
139,9
141,2
131,2
143,9
123,0
150,9
147,2
153,9
163,6
163,8
175,0
168,3
174,5
166,7
159,6
84,5
96,4
106,5
92,7
107,4
109,1
108,9
117,6
122,9
116,6
121,1
96,8
115,4
110,5
124,5
119,4
129,5
135,9
114,7
119,2
127,4
129,8
128,2
119,7
162,7
168,7
179,9
170,2
167,0
177,9
195,4
203,8
214,6
219,1
212,7
207,1
144,0
160,2
172,9
166,9
188,6
200,4
196,6
225,9
221,7
236,6
220,2
219,0
111,2
126,2
130,4
117,4
142,7
133,7
138,8
142,7
145,7
153,5
148,4
129,7
2007
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
121,1
127,8
140,8
127,1
138,9
138,4
138,6
145,4
144,9
150,8
152,0
142,8
157,4
149,2
164,9
171,8
181,2
168,8
170,7
181,3
186,7
189,9
183,2
172,5
81,8
108,6
117,4
103,7
110,0
109,5
105,8
110,6
115,0
119,7
124,4
108,4
116,8
119,0
128,8
128,7
135,4
129,8
129,3
135,1
143,0
146,0
139,0
131,0
207,0
209,9
230,6
221,3
252,0
239,4
239,5
245,8
243,5
257,1
250,4
246,3
223,2
236,2
276,4
271,9
274,7
323,0
278,6
270,0
258,5
259,9
228,0
252,0
129,1
139,6
151,5
145,0
156,4
147,7
146,5
156,1
149,7
153,9
164,5
147,0
2008
Enero
Febrero
Marzo
Abril
128,8
139,2
128,0
139,9
176,9
178,9
169,4
180,8
97,3
106,1
107,6
118,7
123,8
133,8
134,9
133,1
228,3
230,1
221,1
236,7
263,5
299,2
158,8
257,7
132,5
157,0
150,2
154,7
Año
Fuente: DANE - Nueva Muestra Mensual Manufacturera, base promedio mes
2001=100.
73
ANEXO No. 3. DEMANDA DE ENERGÍA ELÉCTRICA DEL PAÍS
MW
80%
15.000
70%
12.500
60%
10.000
50%
40%
7.500
30%
5.000
20%
2.500
10%
0%
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
0
CAPACIDAD INSTALADA
Demanda de Potencia_EscMedio_UPME
DEMANDA POTENCIA
CAPACIDAD PROYECTADA
MARGEN RESERVA SEGURIDAD %
MARGEN RESERVA SEGURIDAD % (Incluyendo Proy en estudio)
Fuente: ACOLGEN
74
ANEXO No. 4. GLOSARIO
ASU: De la sigla en ingles. Aire Separation Unit. Unidad Separación de Aire.
BOC: De la sigla British Oxygen Company
Caja Fría: Torre que contiene las columnas de destilación y otros elementos
a temperaturas por debajo de –172°C, en las plantas ASU.
Carro tanque: Equipo criogénico para movilizar gases en estado líquido,
requiere de un tracto camión para ser movilizado.
Cilindros: Contenedores para almacenamiento de gases bajo presión.
Criogénico: Productos químicos a temperaturas bajo -100°C.
Destilación Fraccionada: Proceso químico de separación de elementos por
sus diferentes puntos de evaporación o condensación.
GAN: Denominación para el Nitrógeno gaseoso
Gases Licuados: Gases llevados a sus temperaturas de Condensación y
llevado a estado líquido.
GOX: Denominación para el Oxígeno gaseoso.
Kw/M3: Unidad de medición para determinar la cantidad de energía eléctrica
consumida por cada metro cúbico de gas producido.
LAR: Argón en estado líquido.
Lechos de Absorción: Recipientes con material de relleno, encargado de
realizar la retención temporal de impurezas o productos gaseosos o
particulados de una corriente de gas o de líquidos
LIN: Nitrógeno en estado líquido.
75
LOX: Oxígeno en estado líquido.
Modo LOX: Operación de planta ASU, para obtener mayor producción de
Oxígeno líquido.
Modo LIN: Operación de planta ASU, para obtener mayor producción de
nitrógeno líquido.
Oxígeno Líquido: Oxígeno llevado a su temperatura de condensación –
183°C.
PIB: Producto interno Bruto
PSA: De la sigla en ingles. Pressure Swing Absorption. Absorción por
variación de presión.
Relación Volumétrica: Unidad de gas contenida en la misma unidad del
producto en estado líquido.
Tamices Moleculares: Compuesto particulado encargado de absorber
impurezas en elementos químicos.
Tanquero: Equipo criogénico para movilizar gases en estado líquido,
requiere de un tracto camión para ser arrastrado.
TIR: Tasa interna de retorno.
VPN: Valor Presente neto.
VSA: De la sigla en ingles. Vacuum Swing Absorption.
76