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CAPITULO 3

El CASO DE ESTUDIO

En este proyecto se propondraacute el disentildeo de una planta de reciclaje primario para los

envases plaacutesticos de los plaguicidas tratando el agua utilizada en el lavado por medio de

fotocataacutelisis solar

Es por esto que en la primera parte del capiacutetulo se haraacute una breve resentildea del trabajo de

tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic Degradation Applicationsrdquo

realizada por la Ing Fernanda Rivas Chaacutevez en la Universidad de las Ameacutericas Puebla en

conjunto con el Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua (IMTA) la cual habla de la

eficiencia y costos en utilizar el proceso de Fotocataacutelisis Solar para degradar plaguicidas

Seguido de esto se haraacute una breve descripcioacuten de una planta de reciclaje que actualmente

ya estaacute en operacioacuten la cual se encuentra en El Ejido Espantildea y utiliza el proceso y

funcionamiento que se proponen en este proyecto Con esto se tienen como antecedentes

estos dos proyectos los cuales sustentan la propuesta de esta tesis

Con estos antecedentes se mencionaraacuten brevemente los pasos que se deben seguir en la

planta de reciclaje primario de los plaacutesticos

39

Finalmente se explicaraacute el origen de los datos econoacutemicos para poder realizar la evaluacioacuten

econoacutemica en el siguiente capiacutetulo

31 Planta Piloto Disentildeada para el Uso en Aplicaciones de Degradacioacuten por Medio de

Fotocataacutelisis Solar

311 Breve Descripcioacuten

Cuando el envase de un plaguicida es enjuagado el agua que sale de ese enjuague todaviacutea

contiene una importante cantidad de quiacutemicos activos los cuales pueden ser dantildeinos para el

medio ambiente donde es liberado Para garantizar la neutralidad hacia la poblacioacuten viva en

los ecosistemas debe haber una degradacioacuten de los plaguicidas presentes en el enjuague de

los envases de agroquiacutemicos En ambientes urbanos con el mantenimiento de jardines

parques campos de golf y otras aacutereas verdes el lavado de los envases generalmente es

vaciado el sistema de aguas residuales antildeadiendo a este todos los componentes que deben

ser tratados En las ciudades con facilidades de tratamiento de aguas residuales estos

componentes son toacutexicos para las etapas de degradacioacuten microbioloacutegicas disminuyendo la

eficiencia de las plantas En ciudades o pueblos sin plantas de tratamiento de aguas

residuales la descarga de las aguas negras normalmente van a sistemas de agua superficial

como riacuteos lagos oceacuteanos etc (Rivas 2005)

Como las teacutecnicas tradicionales de degradacioacuten son inefectivas con ciertos plaguicidas

meacutetodos alternativos incluyen a los denominados procesos avanzados de oxidacioacuten (PAOs)

40

Estos incluyen a una serie de meacutetodos que promueven a los radicales de OH para oxidar

completamente a compuestos a simples aacutecidos inorgaacutenicos CO2 and H2O Entre los PAOs

la fotocataacutelisis solar se presenta como una teacutecnica sustentable y eficiente en energiacutea (Rivas

2005)

La fotocataacutelisis solar usa una combinacioacuten de radiacioacuten solar mas un catalizador (por

ejemplo reactivo de Fenton TiO2) para promover la liberacioacuten de radicales de OH

atacando sin seleccionar los compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos estables y oxidaacutendolos a

compuestos faacutecilmente degradables La fotocataacutelisis solar prepara agua para un tratamiento

convencional o por lo menos disminuir su toxicidad en ambientes rurales donde son

disueltos directamente a los sistemas de aguas superficiales (Rivas 2005)

312 Resultados

bull Aacuterea disponible y configuracioacuten seleccionada del sistema

El aacuterea para la planta piloto es un rectaacutengulo el cual mide 703 metros de largo y 35 metros

de ancho La Figura 31 muestra la configuracioacuten seleccionada Fue seleccionada por su

versatilidad para usar cualquier nuacutemero de liacuteneas requeridas necesita poca energiacutea y una

minimizacioacuten de las liacuteneas de recirculacioacuten

41

FIGURA 31 Flujo a traveacutes de 4 colectores compuestos paraboacutelicos (CPCs) en serie

(Rivas 2005)

Veinte liacuteneas estaacuten disponibles las cuales pueden captar un volumen de 675 litros El

volumen total de 350 litros tomaraacute en cuenta el tanque de recirculacioacuten el cual en cualquier

momento despueacutes del comienzo almacenaraacute 2925 litros El tiempo de operacioacuten de la

planta se calculoacute en 162 horas En la Figura 32 se muestra un esquema de la planta En eacutel

se muestran los 4 colectores compuestos paraboacutelicos (CPCs) el tanque y los accesorios

principales

FIGURA 32 Arreglo baacutesico de la planta de fotocataacutelisis solar (Rivas 2005)

42

Maacutes detalles de ilustraciones se muestran en las figuras 33 34 y 35

FIGURA 33 Detalles de los acopladores (Rivas 2005)

FIGURA 34 Detalles de las conexiones finales (Rivas 2005)

43

FIGURA 35 Vista de la planta en tercera dimensioacuten (Rivas 2005)

bull Seleccioacuten de los Tipos y Materiales de los Accesorios

Los materiales de los accesorios fueron seleccionados por su suavidad su capacidad para

adaptarse a los tubos de vidrio y su resistencia quiacutemica

Para empezar se seleccionoacute plaacutestico en vez de metal debido a una menor peacuterdida de

friccioacuten y un menor peso (para que los tubos de vidrio pudieran soportarlos) Para la

mayoriacutea de los accesorios especiales se eligioacute utilizar cloruro de polivinilo tratado con cloro

44

(CPVC) debido a su alta durabilidad aunque su costo sea mayor al cloruro de polivinilo

(PVC)

bull Proveedores Costos y Unidades Necesitadas

A continuacioacuten se mencionan los accesorios necesarios para construir esta planta piloto La

mayoriacutea de los accesorios se pueden conseguir en ferreteriacuteas locales La Tabla 31 muestra

a su vez la lista de los proveedores de cada accesorio necesitado

TABLA 31 Materiales y lista de proveedores (Rivas 2005)

Accesorios Proveedor Contacto Teleacutefono

Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC EMMSA Ing Leon

F Valdes

55 91717000-13

5591717001

Unioacuten de PVC Ferreteriacuteas locales

Codo de 90deg PVC Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de Muestreo de

CPVC

Ferreteriacuteas locales

Anillos-O de Vitoacuten Refaccionaria Industrial

Casa Salinas

3206996 3201746

Tanque Rotoplas (450 l) Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de globo para la

salida del tanque de PVC

Ferreteriacuteas locales

Manguera de HPDE Ferreteriacuteas locales

Tuberiacutea de PVC Ferreteriacuteas locales

Bomba Centriacutefuga (05 hp) Ferreteriacuteas locales

Fuente (Rivas 2005)

45

En la Tabla 32 se presenta el nuacutemero necesario de accesorios necesitados para la

configuracioacuten seleccionada de 4 colectores compuestos paraboacutelicos

TABLA 32 Nuacutemero de accesorios necesarios

Fuente (Rivas 2005)

En adicioacuten a esto los costos de los reactivos se tienen que considerar en la Tabla 33 se

muestran los costos aproximados de estos reactivos la fuente de informacioacuten de estos

costos fue el Sigma-Aldrichrsquos 2002-2003 Reagent Catalogue por lo que se recomienda

actualizar los precios

No Accesorios

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC

60 Unioacuten de PVC

22 Codo de 90deg PVC

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC

240 Anillos-O de Vitoacuten

1 Tanque Rotoplas (450 l)

1 Vaacutelvula de globo para la salida del tanque de PVC

1 Manguera de HPDE

2 Tuberiacutea de PVC

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp)

46

TABLA 33 Costos aproximados de los reactivos

Coacutedigo Nombre Formula Molecular Cantidad (kg)

Precio (USD)

Para Fenton

F2387 heptahidrato de sulfato ferroso Miacutenimo 990 ACS

FeSO47H2O 025 25

Peroacutexido de Hidroacutegeno (Industrial) H2O2 1 074

Para Co-PMS

22803-6 Ozono Compuesto monosulfato (Monosulfato de peroxide de potasio) KHSO5 01 257

40302-4 Cobalto(II) tetrahidrato de acetato 98-102 ACS (CH3COO)2Co4H2O 0025 20

Fuente (Rivas 2005)

En general se observoacute que el atrazine es maacutes lento en degradar que el 2 4-D Con respecto

a los catalizadores los datos usados para el Fenton probaron ser los maacutes eficientes sin

embargo se recomienda realizar investigaciones futuras para determinar realmente si el

comportamiento obtenido se mantiene igual bajo condiciones de irradiacioacuten solar

32 Planta de tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

Como se ha venido mencionando el reciclado de los envases de plaacutestico para otros usos

ofrece una posible solucioacuten al problema de su manejo adecuado Tras la recogida selectiva

los plaacutesticos deben ser lavados antes de procesarlos para su nuevo uso dando lugar a agua

contaminada con una mezcla de diferentes plaguicidas que debe ser tratada La eficiencia

47

del proceso de fotocataacutelisis solar ya ha sido probada en la tesis de la Ing Fernanda Rivas

como se mencionoacute anteriormente

A continuacioacuten se expondraacute como ejemplo una planta de reciclado ubicada en El Ejido

(Almeriacutea Espantildea) cuya aacuterea consume aproximadamente 15 millones de botellas de

plaacutestico de plaguicidas por antildeo

Como el tratamiento fotocataacutelico propuesto en este trabajo estaacute enfocado al tratamiento de

la cantidad de producto que queda en las paredes de los envases se realizaron varias

pruebas para valorar esta cantidad Se consideraron dos situaciones diferentes la primera

los envases son eliminados sin lavar o despueacutes de un enjuagado Esta uacuteltima hipoacutetesis es la

maacutes loacutegica porque los productos son muy caros y por lo tanto los agricultores

normalmente los enjuagan y antildeaden el agua de enjuague a sus tanques de dosificacioacuten de

plaguicidas Las cantidades residuales de carbono orgaacutenico total (COT) en cada envase son

en el primer caso de 0673 g y de 0083 g en el segundo Para 15 millones de envases esas

cantidades por envase corresponden respectivamente a 1000 y 125 kg de plaguicidas

calculados como COT (Ciemat 2004)

Estas cantidades totales esperadas de plaguicidas produciriacutean 9300 msup3 o 1200 msup3 de aguas

residuales de concentracioacuten adecuada para su tratamiento por antildeo respectivamente

dependiendo de que los agricultores laven o no sus envases Consecuentemente la planta

de tratamiento tendriacutea una superficie de colectores entre 1300 y 170 msup2 si se recogen todos

los envases generados en la provincia de Almeriacutea La Figura 36 muestra las caracteriacutesticas

48

de la planta disentildeada para un tratamiento anual inicial de 750000 botellas (el 50 de las

que se comercializan) y una media de 050 g de COT de residuo por botella lo que

obligariacutea a tratar en una planta 375 kg de compuestos fitosanitarios Para ello seriacutea

necesario un campo solar de CPCs de 150msup2 (Ciemat 2004)

FIGURA 36 Vista de la planta de reciclado de 750 000 envases plaacutesticos anuales de

plaguicidas (Ciemat 2004)

49

33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

39

Finalmente se explicaraacute el origen de los datos econoacutemicos para poder realizar la evaluacioacuten

econoacutemica en el siguiente capiacutetulo

31 Planta Piloto Disentildeada para el Uso en Aplicaciones de Degradacioacuten por Medio de

Fotocataacutelisis Solar

311 Breve Descripcioacuten

Cuando el envase de un plaguicida es enjuagado el agua que sale de ese enjuague todaviacutea

contiene una importante cantidad de quiacutemicos activos los cuales pueden ser dantildeinos para el

medio ambiente donde es liberado Para garantizar la neutralidad hacia la poblacioacuten viva en

los ecosistemas debe haber una degradacioacuten de los plaguicidas presentes en el enjuague de

los envases de agroquiacutemicos En ambientes urbanos con el mantenimiento de jardines

parques campos de golf y otras aacutereas verdes el lavado de los envases generalmente es

vaciado el sistema de aguas residuales antildeadiendo a este todos los componentes que deben

ser tratados En las ciudades con facilidades de tratamiento de aguas residuales estos

componentes son toacutexicos para las etapas de degradacioacuten microbioloacutegicas disminuyendo la

eficiencia de las plantas En ciudades o pueblos sin plantas de tratamiento de aguas

residuales la descarga de las aguas negras normalmente van a sistemas de agua superficial

como riacuteos lagos oceacuteanos etc (Rivas 2005)

Como las teacutecnicas tradicionales de degradacioacuten son inefectivas con ciertos plaguicidas

meacutetodos alternativos incluyen a los denominados procesos avanzados de oxidacioacuten (PAOs)

40

Estos incluyen a una serie de meacutetodos que promueven a los radicales de OH para oxidar

completamente a compuestos a simples aacutecidos inorgaacutenicos CO2 and H2O Entre los PAOs

la fotocataacutelisis solar se presenta como una teacutecnica sustentable y eficiente en energiacutea (Rivas

2005)

La fotocataacutelisis solar usa una combinacioacuten de radiacioacuten solar mas un catalizador (por

ejemplo reactivo de Fenton TiO2) para promover la liberacioacuten de radicales de OH

atacando sin seleccionar los compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos estables y oxidaacutendolos a

compuestos faacutecilmente degradables La fotocataacutelisis solar prepara agua para un tratamiento

convencional o por lo menos disminuir su toxicidad en ambientes rurales donde son

disueltos directamente a los sistemas de aguas superficiales (Rivas 2005)

312 Resultados

bull Aacuterea disponible y configuracioacuten seleccionada del sistema

El aacuterea para la planta piloto es un rectaacutengulo el cual mide 703 metros de largo y 35 metros

de ancho La Figura 31 muestra la configuracioacuten seleccionada Fue seleccionada por su

versatilidad para usar cualquier nuacutemero de liacuteneas requeridas necesita poca energiacutea y una

minimizacioacuten de las liacuteneas de recirculacioacuten

41

FIGURA 31 Flujo a traveacutes de 4 colectores compuestos paraboacutelicos (CPCs) en serie

(Rivas 2005)

Veinte liacuteneas estaacuten disponibles las cuales pueden captar un volumen de 675 litros El

volumen total de 350 litros tomaraacute en cuenta el tanque de recirculacioacuten el cual en cualquier

momento despueacutes del comienzo almacenaraacute 2925 litros El tiempo de operacioacuten de la

planta se calculoacute en 162 horas En la Figura 32 se muestra un esquema de la planta En eacutel

se muestran los 4 colectores compuestos paraboacutelicos (CPCs) el tanque y los accesorios

principales

FIGURA 32 Arreglo baacutesico de la planta de fotocataacutelisis solar (Rivas 2005)

42

Maacutes detalles de ilustraciones se muestran en las figuras 33 34 y 35

FIGURA 33 Detalles de los acopladores (Rivas 2005)

FIGURA 34 Detalles de las conexiones finales (Rivas 2005)

43

FIGURA 35 Vista de la planta en tercera dimensioacuten (Rivas 2005)

bull Seleccioacuten de los Tipos y Materiales de los Accesorios

Los materiales de los accesorios fueron seleccionados por su suavidad su capacidad para

adaptarse a los tubos de vidrio y su resistencia quiacutemica

Para empezar se seleccionoacute plaacutestico en vez de metal debido a una menor peacuterdida de

friccioacuten y un menor peso (para que los tubos de vidrio pudieran soportarlos) Para la

mayoriacutea de los accesorios especiales se eligioacute utilizar cloruro de polivinilo tratado con cloro

44

(CPVC) debido a su alta durabilidad aunque su costo sea mayor al cloruro de polivinilo

(PVC)

bull Proveedores Costos y Unidades Necesitadas

A continuacioacuten se mencionan los accesorios necesarios para construir esta planta piloto La

mayoriacutea de los accesorios se pueden conseguir en ferreteriacuteas locales La Tabla 31 muestra

a su vez la lista de los proveedores de cada accesorio necesitado

TABLA 31 Materiales y lista de proveedores (Rivas 2005)

Accesorios Proveedor Contacto Teleacutefono

Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC EMMSA Ing Leon

F Valdes

55 91717000-13

5591717001

Unioacuten de PVC Ferreteriacuteas locales

Codo de 90deg PVC Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de Muestreo de

CPVC

Ferreteriacuteas locales

Anillos-O de Vitoacuten Refaccionaria Industrial

Casa Salinas

3206996 3201746

Tanque Rotoplas (450 l) Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de globo para la

salida del tanque de PVC

Ferreteriacuteas locales

Manguera de HPDE Ferreteriacuteas locales

Tuberiacutea de PVC Ferreteriacuteas locales

Bomba Centriacutefuga (05 hp) Ferreteriacuteas locales

Fuente (Rivas 2005)

45

En la Tabla 32 se presenta el nuacutemero necesario de accesorios necesitados para la

configuracioacuten seleccionada de 4 colectores compuestos paraboacutelicos

TABLA 32 Nuacutemero de accesorios necesarios

Fuente (Rivas 2005)

En adicioacuten a esto los costos de los reactivos se tienen que considerar en la Tabla 33 se

muestran los costos aproximados de estos reactivos la fuente de informacioacuten de estos

costos fue el Sigma-Aldrichrsquos 2002-2003 Reagent Catalogue por lo que se recomienda

actualizar los precios

No Accesorios

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC

60 Unioacuten de PVC

22 Codo de 90deg PVC

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC

240 Anillos-O de Vitoacuten

1 Tanque Rotoplas (450 l)

1 Vaacutelvula de globo para la salida del tanque de PVC

1 Manguera de HPDE

2 Tuberiacutea de PVC

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp)

46

TABLA 33 Costos aproximados de los reactivos

Coacutedigo Nombre Formula Molecular Cantidad (kg)

Precio (USD)

Para Fenton

F2387 heptahidrato de sulfato ferroso Miacutenimo 990 ACS

FeSO47H2O 025 25

Peroacutexido de Hidroacutegeno (Industrial) H2O2 1 074

Para Co-PMS

22803-6 Ozono Compuesto monosulfato (Monosulfato de peroxide de potasio) KHSO5 01 257

40302-4 Cobalto(II) tetrahidrato de acetato 98-102 ACS (CH3COO)2Co4H2O 0025 20

Fuente (Rivas 2005)

En general se observoacute que el atrazine es maacutes lento en degradar que el 2 4-D Con respecto

a los catalizadores los datos usados para el Fenton probaron ser los maacutes eficientes sin

embargo se recomienda realizar investigaciones futuras para determinar realmente si el

comportamiento obtenido se mantiene igual bajo condiciones de irradiacioacuten solar

32 Planta de tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

Como se ha venido mencionando el reciclado de los envases de plaacutestico para otros usos

ofrece una posible solucioacuten al problema de su manejo adecuado Tras la recogida selectiva

los plaacutesticos deben ser lavados antes de procesarlos para su nuevo uso dando lugar a agua

contaminada con una mezcla de diferentes plaguicidas que debe ser tratada La eficiencia

47

del proceso de fotocataacutelisis solar ya ha sido probada en la tesis de la Ing Fernanda Rivas

como se mencionoacute anteriormente

A continuacioacuten se expondraacute como ejemplo una planta de reciclado ubicada en El Ejido

(Almeriacutea Espantildea) cuya aacuterea consume aproximadamente 15 millones de botellas de

plaacutestico de plaguicidas por antildeo

Como el tratamiento fotocataacutelico propuesto en este trabajo estaacute enfocado al tratamiento de

la cantidad de producto que queda en las paredes de los envases se realizaron varias

pruebas para valorar esta cantidad Se consideraron dos situaciones diferentes la primera

los envases son eliminados sin lavar o despueacutes de un enjuagado Esta uacuteltima hipoacutetesis es la

maacutes loacutegica porque los productos son muy caros y por lo tanto los agricultores

normalmente los enjuagan y antildeaden el agua de enjuague a sus tanques de dosificacioacuten de

plaguicidas Las cantidades residuales de carbono orgaacutenico total (COT) en cada envase son

en el primer caso de 0673 g y de 0083 g en el segundo Para 15 millones de envases esas

cantidades por envase corresponden respectivamente a 1000 y 125 kg de plaguicidas

calculados como COT (Ciemat 2004)

Estas cantidades totales esperadas de plaguicidas produciriacutean 9300 msup3 o 1200 msup3 de aguas

residuales de concentracioacuten adecuada para su tratamiento por antildeo respectivamente

dependiendo de que los agricultores laven o no sus envases Consecuentemente la planta

de tratamiento tendriacutea una superficie de colectores entre 1300 y 170 msup2 si se recogen todos

los envases generados en la provincia de Almeriacutea La Figura 36 muestra las caracteriacutesticas

48

de la planta disentildeada para un tratamiento anual inicial de 750000 botellas (el 50 de las

que se comercializan) y una media de 050 g de COT de residuo por botella lo que

obligariacutea a tratar en una planta 375 kg de compuestos fitosanitarios Para ello seriacutea

necesario un campo solar de CPCs de 150msup2 (Ciemat 2004)

FIGURA 36 Vista de la planta de reciclado de 750 000 envases plaacutesticos anuales de

plaguicidas (Ciemat 2004)

49

33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

40

Estos incluyen a una serie de meacutetodos que promueven a los radicales de OH para oxidar

completamente a compuestos a simples aacutecidos inorgaacutenicos CO2 and H2O Entre los PAOs

la fotocataacutelisis solar se presenta como una teacutecnica sustentable y eficiente en energiacutea (Rivas

2005)

La fotocataacutelisis solar usa una combinacioacuten de radiacioacuten solar mas un catalizador (por

ejemplo reactivo de Fenton TiO2) para promover la liberacioacuten de radicales de OH

atacando sin seleccionar los compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos estables y oxidaacutendolos a

compuestos faacutecilmente degradables La fotocataacutelisis solar prepara agua para un tratamiento

convencional o por lo menos disminuir su toxicidad en ambientes rurales donde son

disueltos directamente a los sistemas de aguas superficiales (Rivas 2005)

312 Resultados

bull Aacuterea disponible y configuracioacuten seleccionada del sistema

El aacuterea para la planta piloto es un rectaacutengulo el cual mide 703 metros de largo y 35 metros

de ancho La Figura 31 muestra la configuracioacuten seleccionada Fue seleccionada por su

versatilidad para usar cualquier nuacutemero de liacuteneas requeridas necesita poca energiacutea y una

minimizacioacuten de las liacuteneas de recirculacioacuten

41

FIGURA 31 Flujo a traveacutes de 4 colectores compuestos paraboacutelicos (CPCs) en serie

(Rivas 2005)

Veinte liacuteneas estaacuten disponibles las cuales pueden captar un volumen de 675 litros El

volumen total de 350 litros tomaraacute en cuenta el tanque de recirculacioacuten el cual en cualquier

momento despueacutes del comienzo almacenaraacute 2925 litros El tiempo de operacioacuten de la

planta se calculoacute en 162 horas En la Figura 32 se muestra un esquema de la planta En eacutel

se muestran los 4 colectores compuestos paraboacutelicos (CPCs) el tanque y los accesorios

principales

FIGURA 32 Arreglo baacutesico de la planta de fotocataacutelisis solar (Rivas 2005)

42

Maacutes detalles de ilustraciones se muestran en las figuras 33 34 y 35

FIGURA 33 Detalles de los acopladores (Rivas 2005)

FIGURA 34 Detalles de las conexiones finales (Rivas 2005)

43

FIGURA 35 Vista de la planta en tercera dimensioacuten (Rivas 2005)

bull Seleccioacuten de los Tipos y Materiales de los Accesorios

Los materiales de los accesorios fueron seleccionados por su suavidad su capacidad para

adaptarse a los tubos de vidrio y su resistencia quiacutemica

Para empezar se seleccionoacute plaacutestico en vez de metal debido a una menor peacuterdida de

friccioacuten y un menor peso (para que los tubos de vidrio pudieran soportarlos) Para la

mayoriacutea de los accesorios especiales se eligioacute utilizar cloruro de polivinilo tratado con cloro

44

(CPVC) debido a su alta durabilidad aunque su costo sea mayor al cloruro de polivinilo

(PVC)

bull Proveedores Costos y Unidades Necesitadas

A continuacioacuten se mencionan los accesorios necesarios para construir esta planta piloto La

mayoriacutea de los accesorios se pueden conseguir en ferreteriacuteas locales La Tabla 31 muestra

a su vez la lista de los proveedores de cada accesorio necesitado

TABLA 31 Materiales y lista de proveedores (Rivas 2005)

Accesorios Proveedor Contacto Teleacutefono

Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC EMMSA Ing Leon

F Valdes

55 91717000-13

5591717001

Unioacuten de PVC Ferreteriacuteas locales

Codo de 90deg PVC Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de Muestreo de

CPVC

Ferreteriacuteas locales

Anillos-O de Vitoacuten Refaccionaria Industrial

Casa Salinas

3206996 3201746

Tanque Rotoplas (450 l) Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de globo para la

salida del tanque de PVC

Ferreteriacuteas locales

Manguera de HPDE Ferreteriacuteas locales

Tuberiacutea de PVC Ferreteriacuteas locales

Bomba Centriacutefuga (05 hp) Ferreteriacuteas locales

Fuente (Rivas 2005)

45

En la Tabla 32 se presenta el nuacutemero necesario de accesorios necesitados para la

configuracioacuten seleccionada de 4 colectores compuestos paraboacutelicos

TABLA 32 Nuacutemero de accesorios necesarios

Fuente (Rivas 2005)

En adicioacuten a esto los costos de los reactivos se tienen que considerar en la Tabla 33 se

muestran los costos aproximados de estos reactivos la fuente de informacioacuten de estos

costos fue el Sigma-Aldrichrsquos 2002-2003 Reagent Catalogue por lo que se recomienda

actualizar los precios

No Accesorios

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC

60 Unioacuten de PVC

22 Codo de 90deg PVC

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC

240 Anillos-O de Vitoacuten

1 Tanque Rotoplas (450 l)

1 Vaacutelvula de globo para la salida del tanque de PVC

1 Manguera de HPDE

2 Tuberiacutea de PVC

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp)

46

TABLA 33 Costos aproximados de los reactivos

Coacutedigo Nombre Formula Molecular Cantidad (kg)

Precio (USD)

Para Fenton

F2387 heptahidrato de sulfato ferroso Miacutenimo 990 ACS

FeSO47H2O 025 25

Peroacutexido de Hidroacutegeno (Industrial) H2O2 1 074

Para Co-PMS

22803-6 Ozono Compuesto monosulfato (Monosulfato de peroxide de potasio) KHSO5 01 257

40302-4 Cobalto(II) tetrahidrato de acetato 98-102 ACS (CH3COO)2Co4H2O 0025 20

Fuente (Rivas 2005)

En general se observoacute que el atrazine es maacutes lento en degradar que el 2 4-D Con respecto

a los catalizadores los datos usados para el Fenton probaron ser los maacutes eficientes sin

embargo se recomienda realizar investigaciones futuras para determinar realmente si el

comportamiento obtenido se mantiene igual bajo condiciones de irradiacioacuten solar

32 Planta de tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

Como se ha venido mencionando el reciclado de los envases de plaacutestico para otros usos

ofrece una posible solucioacuten al problema de su manejo adecuado Tras la recogida selectiva

los plaacutesticos deben ser lavados antes de procesarlos para su nuevo uso dando lugar a agua

contaminada con una mezcla de diferentes plaguicidas que debe ser tratada La eficiencia

47

del proceso de fotocataacutelisis solar ya ha sido probada en la tesis de la Ing Fernanda Rivas

como se mencionoacute anteriormente

A continuacioacuten se expondraacute como ejemplo una planta de reciclado ubicada en El Ejido

(Almeriacutea Espantildea) cuya aacuterea consume aproximadamente 15 millones de botellas de

plaacutestico de plaguicidas por antildeo

Como el tratamiento fotocataacutelico propuesto en este trabajo estaacute enfocado al tratamiento de

la cantidad de producto que queda en las paredes de los envases se realizaron varias

pruebas para valorar esta cantidad Se consideraron dos situaciones diferentes la primera

los envases son eliminados sin lavar o despueacutes de un enjuagado Esta uacuteltima hipoacutetesis es la

maacutes loacutegica porque los productos son muy caros y por lo tanto los agricultores

normalmente los enjuagan y antildeaden el agua de enjuague a sus tanques de dosificacioacuten de

plaguicidas Las cantidades residuales de carbono orgaacutenico total (COT) en cada envase son

en el primer caso de 0673 g y de 0083 g en el segundo Para 15 millones de envases esas

cantidades por envase corresponden respectivamente a 1000 y 125 kg de plaguicidas

calculados como COT (Ciemat 2004)

Estas cantidades totales esperadas de plaguicidas produciriacutean 9300 msup3 o 1200 msup3 de aguas

residuales de concentracioacuten adecuada para su tratamiento por antildeo respectivamente

dependiendo de que los agricultores laven o no sus envases Consecuentemente la planta

de tratamiento tendriacutea una superficie de colectores entre 1300 y 170 msup2 si se recogen todos

los envases generados en la provincia de Almeriacutea La Figura 36 muestra las caracteriacutesticas

48

de la planta disentildeada para un tratamiento anual inicial de 750000 botellas (el 50 de las

que se comercializan) y una media de 050 g de COT de residuo por botella lo que

obligariacutea a tratar en una planta 375 kg de compuestos fitosanitarios Para ello seriacutea

necesario un campo solar de CPCs de 150msup2 (Ciemat 2004)

FIGURA 36 Vista de la planta de reciclado de 750 000 envases plaacutesticos anuales de

plaguicidas (Ciemat 2004)

49

33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

41

FIGURA 31 Flujo a traveacutes de 4 colectores compuestos paraboacutelicos (CPCs) en serie

(Rivas 2005)

Veinte liacuteneas estaacuten disponibles las cuales pueden captar un volumen de 675 litros El

volumen total de 350 litros tomaraacute en cuenta el tanque de recirculacioacuten el cual en cualquier

momento despueacutes del comienzo almacenaraacute 2925 litros El tiempo de operacioacuten de la

planta se calculoacute en 162 horas En la Figura 32 se muestra un esquema de la planta En eacutel

se muestran los 4 colectores compuestos paraboacutelicos (CPCs) el tanque y los accesorios

principales

FIGURA 32 Arreglo baacutesico de la planta de fotocataacutelisis solar (Rivas 2005)

42

Maacutes detalles de ilustraciones se muestran en las figuras 33 34 y 35

FIGURA 33 Detalles de los acopladores (Rivas 2005)

FIGURA 34 Detalles de las conexiones finales (Rivas 2005)

43

FIGURA 35 Vista de la planta en tercera dimensioacuten (Rivas 2005)

bull Seleccioacuten de los Tipos y Materiales de los Accesorios

Los materiales de los accesorios fueron seleccionados por su suavidad su capacidad para

adaptarse a los tubos de vidrio y su resistencia quiacutemica

Para empezar se seleccionoacute plaacutestico en vez de metal debido a una menor peacuterdida de

friccioacuten y un menor peso (para que los tubos de vidrio pudieran soportarlos) Para la

mayoriacutea de los accesorios especiales se eligioacute utilizar cloruro de polivinilo tratado con cloro

44

(CPVC) debido a su alta durabilidad aunque su costo sea mayor al cloruro de polivinilo

(PVC)

bull Proveedores Costos y Unidades Necesitadas

A continuacioacuten se mencionan los accesorios necesarios para construir esta planta piloto La

mayoriacutea de los accesorios se pueden conseguir en ferreteriacuteas locales La Tabla 31 muestra

a su vez la lista de los proveedores de cada accesorio necesitado

TABLA 31 Materiales y lista de proveedores (Rivas 2005)

Accesorios Proveedor Contacto Teleacutefono

Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC EMMSA Ing Leon

F Valdes

55 91717000-13

5591717001

Unioacuten de PVC Ferreteriacuteas locales

Codo de 90deg PVC Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de Muestreo de

CPVC

Ferreteriacuteas locales

Anillos-O de Vitoacuten Refaccionaria Industrial

Casa Salinas

3206996 3201746

Tanque Rotoplas (450 l) Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de globo para la

salida del tanque de PVC

Ferreteriacuteas locales

Manguera de HPDE Ferreteriacuteas locales

Tuberiacutea de PVC Ferreteriacuteas locales

Bomba Centriacutefuga (05 hp) Ferreteriacuteas locales

Fuente (Rivas 2005)

45

En la Tabla 32 se presenta el nuacutemero necesario de accesorios necesitados para la

configuracioacuten seleccionada de 4 colectores compuestos paraboacutelicos

TABLA 32 Nuacutemero de accesorios necesarios

Fuente (Rivas 2005)

En adicioacuten a esto los costos de los reactivos se tienen que considerar en la Tabla 33 se

muestran los costos aproximados de estos reactivos la fuente de informacioacuten de estos

costos fue el Sigma-Aldrichrsquos 2002-2003 Reagent Catalogue por lo que se recomienda

actualizar los precios

No Accesorios

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC

60 Unioacuten de PVC

22 Codo de 90deg PVC

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC

240 Anillos-O de Vitoacuten

1 Tanque Rotoplas (450 l)

1 Vaacutelvula de globo para la salida del tanque de PVC

1 Manguera de HPDE

2 Tuberiacutea de PVC

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp)

46

TABLA 33 Costos aproximados de los reactivos

Coacutedigo Nombre Formula Molecular Cantidad (kg)

Precio (USD)

Para Fenton

F2387 heptahidrato de sulfato ferroso Miacutenimo 990 ACS

FeSO47H2O 025 25

Peroacutexido de Hidroacutegeno (Industrial) H2O2 1 074

Para Co-PMS

22803-6 Ozono Compuesto monosulfato (Monosulfato de peroxide de potasio) KHSO5 01 257

40302-4 Cobalto(II) tetrahidrato de acetato 98-102 ACS (CH3COO)2Co4H2O 0025 20

Fuente (Rivas 2005)

En general se observoacute que el atrazine es maacutes lento en degradar que el 2 4-D Con respecto

a los catalizadores los datos usados para el Fenton probaron ser los maacutes eficientes sin

embargo se recomienda realizar investigaciones futuras para determinar realmente si el

comportamiento obtenido se mantiene igual bajo condiciones de irradiacioacuten solar

32 Planta de tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

Como se ha venido mencionando el reciclado de los envases de plaacutestico para otros usos

ofrece una posible solucioacuten al problema de su manejo adecuado Tras la recogida selectiva

los plaacutesticos deben ser lavados antes de procesarlos para su nuevo uso dando lugar a agua

contaminada con una mezcla de diferentes plaguicidas que debe ser tratada La eficiencia

47

del proceso de fotocataacutelisis solar ya ha sido probada en la tesis de la Ing Fernanda Rivas

como se mencionoacute anteriormente

A continuacioacuten se expondraacute como ejemplo una planta de reciclado ubicada en El Ejido

(Almeriacutea Espantildea) cuya aacuterea consume aproximadamente 15 millones de botellas de

plaacutestico de plaguicidas por antildeo

Como el tratamiento fotocataacutelico propuesto en este trabajo estaacute enfocado al tratamiento de

la cantidad de producto que queda en las paredes de los envases se realizaron varias

pruebas para valorar esta cantidad Se consideraron dos situaciones diferentes la primera

los envases son eliminados sin lavar o despueacutes de un enjuagado Esta uacuteltima hipoacutetesis es la

maacutes loacutegica porque los productos son muy caros y por lo tanto los agricultores

normalmente los enjuagan y antildeaden el agua de enjuague a sus tanques de dosificacioacuten de

plaguicidas Las cantidades residuales de carbono orgaacutenico total (COT) en cada envase son

en el primer caso de 0673 g y de 0083 g en el segundo Para 15 millones de envases esas

cantidades por envase corresponden respectivamente a 1000 y 125 kg de plaguicidas

calculados como COT (Ciemat 2004)

Estas cantidades totales esperadas de plaguicidas produciriacutean 9300 msup3 o 1200 msup3 de aguas

residuales de concentracioacuten adecuada para su tratamiento por antildeo respectivamente

dependiendo de que los agricultores laven o no sus envases Consecuentemente la planta

de tratamiento tendriacutea una superficie de colectores entre 1300 y 170 msup2 si se recogen todos

los envases generados en la provincia de Almeriacutea La Figura 36 muestra las caracteriacutesticas

48

de la planta disentildeada para un tratamiento anual inicial de 750000 botellas (el 50 de las

que se comercializan) y una media de 050 g de COT de residuo por botella lo que

obligariacutea a tratar en una planta 375 kg de compuestos fitosanitarios Para ello seriacutea

necesario un campo solar de CPCs de 150msup2 (Ciemat 2004)

FIGURA 36 Vista de la planta de reciclado de 750 000 envases plaacutesticos anuales de

plaguicidas (Ciemat 2004)

49

33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

42

Maacutes detalles de ilustraciones se muestran en las figuras 33 34 y 35

FIGURA 33 Detalles de los acopladores (Rivas 2005)

FIGURA 34 Detalles de las conexiones finales (Rivas 2005)

43

FIGURA 35 Vista de la planta en tercera dimensioacuten (Rivas 2005)

bull Seleccioacuten de los Tipos y Materiales de los Accesorios

Los materiales de los accesorios fueron seleccionados por su suavidad su capacidad para

adaptarse a los tubos de vidrio y su resistencia quiacutemica

Para empezar se seleccionoacute plaacutestico en vez de metal debido a una menor peacuterdida de

friccioacuten y un menor peso (para que los tubos de vidrio pudieran soportarlos) Para la

mayoriacutea de los accesorios especiales se eligioacute utilizar cloruro de polivinilo tratado con cloro

44

(CPVC) debido a su alta durabilidad aunque su costo sea mayor al cloruro de polivinilo

(PVC)

bull Proveedores Costos y Unidades Necesitadas

A continuacioacuten se mencionan los accesorios necesarios para construir esta planta piloto La

mayoriacutea de los accesorios se pueden conseguir en ferreteriacuteas locales La Tabla 31 muestra

a su vez la lista de los proveedores de cada accesorio necesitado

TABLA 31 Materiales y lista de proveedores (Rivas 2005)

Accesorios Proveedor Contacto Teleacutefono

Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC EMMSA Ing Leon

F Valdes

55 91717000-13

5591717001

Unioacuten de PVC Ferreteriacuteas locales

Codo de 90deg PVC Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de Muestreo de

CPVC

Ferreteriacuteas locales

Anillos-O de Vitoacuten Refaccionaria Industrial

Casa Salinas

3206996 3201746

Tanque Rotoplas (450 l) Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de globo para la

salida del tanque de PVC

Ferreteriacuteas locales

Manguera de HPDE Ferreteriacuteas locales

Tuberiacutea de PVC Ferreteriacuteas locales

Bomba Centriacutefuga (05 hp) Ferreteriacuteas locales

Fuente (Rivas 2005)

45

En la Tabla 32 se presenta el nuacutemero necesario de accesorios necesitados para la

configuracioacuten seleccionada de 4 colectores compuestos paraboacutelicos

TABLA 32 Nuacutemero de accesorios necesarios

Fuente (Rivas 2005)

En adicioacuten a esto los costos de los reactivos se tienen que considerar en la Tabla 33 se

muestran los costos aproximados de estos reactivos la fuente de informacioacuten de estos

costos fue el Sigma-Aldrichrsquos 2002-2003 Reagent Catalogue por lo que se recomienda

actualizar los precios

No Accesorios

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC

60 Unioacuten de PVC

22 Codo de 90deg PVC

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC

240 Anillos-O de Vitoacuten

1 Tanque Rotoplas (450 l)

1 Vaacutelvula de globo para la salida del tanque de PVC

1 Manguera de HPDE

2 Tuberiacutea de PVC

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp)

46

TABLA 33 Costos aproximados de los reactivos

Coacutedigo Nombre Formula Molecular Cantidad (kg)

Precio (USD)

Para Fenton

F2387 heptahidrato de sulfato ferroso Miacutenimo 990 ACS

FeSO47H2O 025 25

Peroacutexido de Hidroacutegeno (Industrial) H2O2 1 074

Para Co-PMS

22803-6 Ozono Compuesto monosulfato (Monosulfato de peroxide de potasio) KHSO5 01 257

40302-4 Cobalto(II) tetrahidrato de acetato 98-102 ACS (CH3COO)2Co4H2O 0025 20

Fuente (Rivas 2005)

En general se observoacute que el atrazine es maacutes lento en degradar que el 2 4-D Con respecto

a los catalizadores los datos usados para el Fenton probaron ser los maacutes eficientes sin

embargo se recomienda realizar investigaciones futuras para determinar realmente si el

comportamiento obtenido se mantiene igual bajo condiciones de irradiacioacuten solar

32 Planta de tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

Como se ha venido mencionando el reciclado de los envases de plaacutestico para otros usos

ofrece una posible solucioacuten al problema de su manejo adecuado Tras la recogida selectiva

los plaacutesticos deben ser lavados antes de procesarlos para su nuevo uso dando lugar a agua

contaminada con una mezcla de diferentes plaguicidas que debe ser tratada La eficiencia

47

del proceso de fotocataacutelisis solar ya ha sido probada en la tesis de la Ing Fernanda Rivas

como se mencionoacute anteriormente

A continuacioacuten se expondraacute como ejemplo una planta de reciclado ubicada en El Ejido

(Almeriacutea Espantildea) cuya aacuterea consume aproximadamente 15 millones de botellas de

plaacutestico de plaguicidas por antildeo

Como el tratamiento fotocataacutelico propuesto en este trabajo estaacute enfocado al tratamiento de

la cantidad de producto que queda en las paredes de los envases se realizaron varias

pruebas para valorar esta cantidad Se consideraron dos situaciones diferentes la primera

los envases son eliminados sin lavar o despueacutes de un enjuagado Esta uacuteltima hipoacutetesis es la

maacutes loacutegica porque los productos son muy caros y por lo tanto los agricultores

normalmente los enjuagan y antildeaden el agua de enjuague a sus tanques de dosificacioacuten de

plaguicidas Las cantidades residuales de carbono orgaacutenico total (COT) en cada envase son

en el primer caso de 0673 g y de 0083 g en el segundo Para 15 millones de envases esas

cantidades por envase corresponden respectivamente a 1000 y 125 kg de plaguicidas

calculados como COT (Ciemat 2004)

Estas cantidades totales esperadas de plaguicidas produciriacutean 9300 msup3 o 1200 msup3 de aguas

residuales de concentracioacuten adecuada para su tratamiento por antildeo respectivamente

dependiendo de que los agricultores laven o no sus envases Consecuentemente la planta

de tratamiento tendriacutea una superficie de colectores entre 1300 y 170 msup2 si se recogen todos

los envases generados en la provincia de Almeriacutea La Figura 36 muestra las caracteriacutesticas

48

de la planta disentildeada para un tratamiento anual inicial de 750000 botellas (el 50 de las

que se comercializan) y una media de 050 g de COT de residuo por botella lo que

obligariacutea a tratar en una planta 375 kg de compuestos fitosanitarios Para ello seriacutea

necesario un campo solar de CPCs de 150msup2 (Ciemat 2004)

FIGURA 36 Vista de la planta de reciclado de 750 000 envases plaacutesticos anuales de

plaguicidas (Ciemat 2004)

49

33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

43

FIGURA 35 Vista de la planta en tercera dimensioacuten (Rivas 2005)

bull Seleccioacuten de los Tipos y Materiales de los Accesorios

Los materiales de los accesorios fueron seleccionados por su suavidad su capacidad para

adaptarse a los tubos de vidrio y su resistencia quiacutemica

Para empezar se seleccionoacute plaacutestico en vez de metal debido a una menor peacuterdida de

friccioacuten y un menor peso (para que los tubos de vidrio pudieran soportarlos) Para la

mayoriacutea de los accesorios especiales se eligioacute utilizar cloruro de polivinilo tratado con cloro

44

(CPVC) debido a su alta durabilidad aunque su costo sea mayor al cloruro de polivinilo

(PVC)

bull Proveedores Costos y Unidades Necesitadas

A continuacioacuten se mencionan los accesorios necesarios para construir esta planta piloto La

mayoriacutea de los accesorios se pueden conseguir en ferreteriacuteas locales La Tabla 31 muestra

a su vez la lista de los proveedores de cada accesorio necesitado

TABLA 31 Materiales y lista de proveedores (Rivas 2005)

Accesorios Proveedor Contacto Teleacutefono

Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC EMMSA Ing Leon

F Valdes

55 91717000-13

5591717001

Unioacuten de PVC Ferreteriacuteas locales

Codo de 90deg PVC Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de Muestreo de

CPVC

Ferreteriacuteas locales

Anillos-O de Vitoacuten Refaccionaria Industrial

Casa Salinas

3206996 3201746

Tanque Rotoplas (450 l) Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de globo para la

salida del tanque de PVC

Ferreteriacuteas locales

Manguera de HPDE Ferreteriacuteas locales

Tuberiacutea de PVC Ferreteriacuteas locales

Bomba Centriacutefuga (05 hp) Ferreteriacuteas locales

Fuente (Rivas 2005)

45

En la Tabla 32 se presenta el nuacutemero necesario de accesorios necesitados para la

configuracioacuten seleccionada de 4 colectores compuestos paraboacutelicos

TABLA 32 Nuacutemero de accesorios necesarios

Fuente (Rivas 2005)

En adicioacuten a esto los costos de los reactivos se tienen que considerar en la Tabla 33 se

muestran los costos aproximados de estos reactivos la fuente de informacioacuten de estos

costos fue el Sigma-Aldrichrsquos 2002-2003 Reagent Catalogue por lo que se recomienda

actualizar los precios

No Accesorios

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC

60 Unioacuten de PVC

22 Codo de 90deg PVC

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC

240 Anillos-O de Vitoacuten

1 Tanque Rotoplas (450 l)

1 Vaacutelvula de globo para la salida del tanque de PVC

1 Manguera de HPDE

2 Tuberiacutea de PVC

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp)

46

TABLA 33 Costos aproximados de los reactivos

Coacutedigo Nombre Formula Molecular Cantidad (kg)

Precio (USD)

Para Fenton

F2387 heptahidrato de sulfato ferroso Miacutenimo 990 ACS

FeSO47H2O 025 25

Peroacutexido de Hidroacutegeno (Industrial) H2O2 1 074

Para Co-PMS

22803-6 Ozono Compuesto monosulfato (Monosulfato de peroxide de potasio) KHSO5 01 257

40302-4 Cobalto(II) tetrahidrato de acetato 98-102 ACS (CH3COO)2Co4H2O 0025 20

Fuente (Rivas 2005)

En general se observoacute que el atrazine es maacutes lento en degradar que el 2 4-D Con respecto

a los catalizadores los datos usados para el Fenton probaron ser los maacutes eficientes sin

embargo se recomienda realizar investigaciones futuras para determinar realmente si el

comportamiento obtenido se mantiene igual bajo condiciones de irradiacioacuten solar

32 Planta de tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

Como se ha venido mencionando el reciclado de los envases de plaacutestico para otros usos

ofrece una posible solucioacuten al problema de su manejo adecuado Tras la recogida selectiva

los plaacutesticos deben ser lavados antes de procesarlos para su nuevo uso dando lugar a agua

contaminada con una mezcla de diferentes plaguicidas que debe ser tratada La eficiencia

47

del proceso de fotocataacutelisis solar ya ha sido probada en la tesis de la Ing Fernanda Rivas

como se mencionoacute anteriormente

A continuacioacuten se expondraacute como ejemplo una planta de reciclado ubicada en El Ejido

(Almeriacutea Espantildea) cuya aacuterea consume aproximadamente 15 millones de botellas de

plaacutestico de plaguicidas por antildeo

Como el tratamiento fotocataacutelico propuesto en este trabajo estaacute enfocado al tratamiento de

la cantidad de producto que queda en las paredes de los envases se realizaron varias

pruebas para valorar esta cantidad Se consideraron dos situaciones diferentes la primera

los envases son eliminados sin lavar o despueacutes de un enjuagado Esta uacuteltima hipoacutetesis es la

maacutes loacutegica porque los productos son muy caros y por lo tanto los agricultores

normalmente los enjuagan y antildeaden el agua de enjuague a sus tanques de dosificacioacuten de

plaguicidas Las cantidades residuales de carbono orgaacutenico total (COT) en cada envase son

en el primer caso de 0673 g y de 0083 g en el segundo Para 15 millones de envases esas

cantidades por envase corresponden respectivamente a 1000 y 125 kg de plaguicidas

calculados como COT (Ciemat 2004)

Estas cantidades totales esperadas de plaguicidas produciriacutean 9300 msup3 o 1200 msup3 de aguas

residuales de concentracioacuten adecuada para su tratamiento por antildeo respectivamente

dependiendo de que los agricultores laven o no sus envases Consecuentemente la planta

de tratamiento tendriacutea una superficie de colectores entre 1300 y 170 msup2 si se recogen todos

los envases generados en la provincia de Almeriacutea La Figura 36 muestra las caracteriacutesticas

48

de la planta disentildeada para un tratamiento anual inicial de 750000 botellas (el 50 de las

que se comercializan) y una media de 050 g de COT de residuo por botella lo que

obligariacutea a tratar en una planta 375 kg de compuestos fitosanitarios Para ello seriacutea

necesario un campo solar de CPCs de 150msup2 (Ciemat 2004)

FIGURA 36 Vista de la planta de reciclado de 750 000 envases plaacutesticos anuales de

plaguicidas (Ciemat 2004)

49

33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

44

(CPVC) debido a su alta durabilidad aunque su costo sea mayor al cloruro de polivinilo

(PVC)

bull Proveedores Costos y Unidades Necesitadas

A continuacioacuten se mencionan los accesorios necesarios para construir esta planta piloto La

mayoriacutea de los accesorios se pueden conseguir en ferreteriacuteas locales La Tabla 31 muestra

a su vez la lista de los proveedores de cada accesorio necesitado

TABLA 31 Materiales y lista de proveedores (Rivas 2005)

Accesorios Proveedor Contacto Teleacutefono

Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC EMMSA Ing Leon

F Valdes

55 91717000-13

5591717001

Unioacuten de PVC Ferreteriacuteas locales

Codo de 90deg PVC Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de Muestreo de

CPVC

Ferreteriacuteas locales

Anillos-O de Vitoacuten Refaccionaria Industrial

Casa Salinas

3206996 3201746

Tanque Rotoplas (450 l) Ferreteriacuteas locales

Vaacutelvula de globo para la

salida del tanque de PVC

Ferreteriacuteas locales

Manguera de HPDE Ferreteriacuteas locales

Tuberiacutea de PVC Ferreteriacuteas locales

Bomba Centriacutefuga (05 hp) Ferreteriacuteas locales

Fuente (Rivas 2005)

45

En la Tabla 32 se presenta el nuacutemero necesario de accesorios necesitados para la

configuracioacuten seleccionada de 4 colectores compuestos paraboacutelicos

TABLA 32 Nuacutemero de accesorios necesarios

Fuente (Rivas 2005)

En adicioacuten a esto los costos de los reactivos se tienen que considerar en la Tabla 33 se

muestran los costos aproximados de estos reactivos la fuente de informacioacuten de estos

costos fue el Sigma-Aldrichrsquos 2002-2003 Reagent Catalogue por lo que se recomienda

actualizar los precios

No Accesorios

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC

60 Unioacuten de PVC

22 Codo de 90deg PVC

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC

240 Anillos-O de Vitoacuten

1 Tanque Rotoplas (450 l)

1 Vaacutelvula de globo para la salida del tanque de PVC

1 Manguera de HPDE

2 Tuberiacutea de PVC

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp)

46

TABLA 33 Costos aproximados de los reactivos

Coacutedigo Nombre Formula Molecular Cantidad (kg)

Precio (USD)

Para Fenton

F2387 heptahidrato de sulfato ferroso Miacutenimo 990 ACS

FeSO47H2O 025 25

Peroacutexido de Hidroacutegeno (Industrial) H2O2 1 074

Para Co-PMS

22803-6 Ozono Compuesto monosulfato (Monosulfato de peroxide de potasio) KHSO5 01 257

40302-4 Cobalto(II) tetrahidrato de acetato 98-102 ACS (CH3COO)2Co4H2O 0025 20

Fuente (Rivas 2005)

En general se observoacute que el atrazine es maacutes lento en degradar que el 2 4-D Con respecto

a los catalizadores los datos usados para el Fenton probaron ser los maacutes eficientes sin

embargo se recomienda realizar investigaciones futuras para determinar realmente si el

comportamiento obtenido se mantiene igual bajo condiciones de irradiacioacuten solar

32 Planta de tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

Como se ha venido mencionando el reciclado de los envases de plaacutestico para otros usos

ofrece una posible solucioacuten al problema de su manejo adecuado Tras la recogida selectiva

los plaacutesticos deben ser lavados antes de procesarlos para su nuevo uso dando lugar a agua

contaminada con una mezcla de diferentes plaguicidas que debe ser tratada La eficiencia

47

del proceso de fotocataacutelisis solar ya ha sido probada en la tesis de la Ing Fernanda Rivas

como se mencionoacute anteriormente

A continuacioacuten se expondraacute como ejemplo una planta de reciclado ubicada en El Ejido

(Almeriacutea Espantildea) cuya aacuterea consume aproximadamente 15 millones de botellas de

plaacutestico de plaguicidas por antildeo

Como el tratamiento fotocataacutelico propuesto en este trabajo estaacute enfocado al tratamiento de

la cantidad de producto que queda en las paredes de los envases se realizaron varias

pruebas para valorar esta cantidad Se consideraron dos situaciones diferentes la primera

los envases son eliminados sin lavar o despueacutes de un enjuagado Esta uacuteltima hipoacutetesis es la

maacutes loacutegica porque los productos son muy caros y por lo tanto los agricultores

normalmente los enjuagan y antildeaden el agua de enjuague a sus tanques de dosificacioacuten de

plaguicidas Las cantidades residuales de carbono orgaacutenico total (COT) en cada envase son

en el primer caso de 0673 g y de 0083 g en el segundo Para 15 millones de envases esas

cantidades por envase corresponden respectivamente a 1000 y 125 kg de plaguicidas

calculados como COT (Ciemat 2004)

Estas cantidades totales esperadas de plaguicidas produciriacutean 9300 msup3 o 1200 msup3 de aguas

residuales de concentracioacuten adecuada para su tratamiento por antildeo respectivamente

dependiendo de que los agricultores laven o no sus envases Consecuentemente la planta

de tratamiento tendriacutea una superficie de colectores entre 1300 y 170 msup2 si se recogen todos

los envases generados en la provincia de Almeriacutea La Figura 36 muestra las caracteriacutesticas

48

de la planta disentildeada para un tratamiento anual inicial de 750000 botellas (el 50 de las

que se comercializan) y una media de 050 g de COT de residuo por botella lo que

obligariacutea a tratar en una planta 375 kg de compuestos fitosanitarios Para ello seriacutea

necesario un campo solar de CPCs de 150msup2 (Ciemat 2004)

FIGURA 36 Vista de la planta de reciclado de 750 000 envases plaacutesticos anuales de

plaguicidas (Ciemat 2004)

49

33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

45

En la Tabla 32 se presenta el nuacutemero necesario de accesorios necesitados para la

configuracioacuten seleccionada de 4 colectores compuestos paraboacutelicos

TABLA 32 Nuacutemero de accesorios necesarios

Fuente (Rivas 2005)

En adicioacuten a esto los costos de los reactivos se tienen que considerar en la Tabla 33 se

muestran los costos aproximados de estos reactivos la fuente de informacioacuten de estos

costos fue el Sigma-Aldrichrsquos 2002-2003 Reagent Catalogue por lo que se recomienda

actualizar los precios

No Accesorios

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC

60 Unioacuten de PVC

22 Codo de 90deg PVC

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC

240 Anillos-O de Vitoacuten

1 Tanque Rotoplas (450 l)

1 Vaacutelvula de globo para la salida del tanque de PVC

1 Manguera de HPDE

2 Tuberiacutea de PVC

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp)

46

TABLA 33 Costos aproximados de los reactivos

Coacutedigo Nombre Formula Molecular Cantidad (kg)

Precio (USD)

Para Fenton

F2387 heptahidrato de sulfato ferroso Miacutenimo 990 ACS

FeSO47H2O 025 25

Peroacutexido de Hidroacutegeno (Industrial) H2O2 1 074

Para Co-PMS

22803-6 Ozono Compuesto monosulfato (Monosulfato de peroxide de potasio) KHSO5 01 257

40302-4 Cobalto(II) tetrahidrato de acetato 98-102 ACS (CH3COO)2Co4H2O 0025 20

Fuente (Rivas 2005)

En general se observoacute que el atrazine es maacutes lento en degradar que el 2 4-D Con respecto

a los catalizadores los datos usados para el Fenton probaron ser los maacutes eficientes sin

embargo se recomienda realizar investigaciones futuras para determinar realmente si el

comportamiento obtenido se mantiene igual bajo condiciones de irradiacioacuten solar

32 Planta de tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

Como se ha venido mencionando el reciclado de los envases de plaacutestico para otros usos

ofrece una posible solucioacuten al problema de su manejo adecuado Tras la recogida selectiva

los plaacutesticos deben ser lavados antes de procesarlos para su nuevo uso dando lugar a agua

contaminada con una mezcla de diferentes plaguicidas que debe ser tratada La eficiencia

47

del proceso de fotocataacutelisis solar ya ha sido probada en la tesis de la Ing Fernanda Rivas

como se mencionoacute anteriormente

A continuacioacuten se expondraacute como ejemplo una planta de reciclado ubicada en El Ejido

(Almeriacutea Espantildea) cuya aacuterea consume aproximadamente 15 millones de botellas de

plaacutestico de plaguicidas por antildeo

Como el tratamiento fotocataacutelico propuesto en este trabajo estaacute enfocado al tratamiento de

la cantidad de producto que queda en las paredes de los envases se realizaron varias

pruebas para valorar esta cantidad Se consideraron dos situaciones diferentes la primera

los envases son eliminados sin lavar o despueacutes de un enjuagado Esta uacuteltima hipoacutetesis es la

maacutes loacutegica porque los productos son muy caros y por lo tanto los agricultores

normalmente los enjuagan y antildeaden el agua de enjuague a sus tanques de dosificacioacuten de

plaguicidas Las cantidades residuales de carbono orgaacutenico total (COT) en cada envase son

en el primer caso de 0673 g y de 0083 g en el segundo Para 15 millones de envases esas

cantidades por envase corresponden respectivamente a 1000 y 125 kg de plaguicidas

calculados como COT (Ciemat 2004)

Estas cantidades totales esperadas de plaguicidas produciriacutean 9300 msup3 o 1200 msup3 de aguas

residuales de concentracioacuten adecuada para su tratamiento por antildeo respectivamente

dependiendo de que los agricultores laven o no sus envases Consecuentemente la planta

de tratamiento tendriacutea una superficie de colectores entre 1300 y 170 msup2 si se recogen todos

los envases generados en la provincia de Almeriacutea La Figura 36 muestra las caracteriacutesticas

48

de la planta disentildeada para un tratamiento anual inicial de 750000 botellas (el 50 de las

que se comercializan) y una media de 050 g de COT de residuo por botella lo que

obligariacutea a tratar en una planta 375 kg de compuestos fitosanitarios Para ello seriacutea

necesario un campo solar de CPCs de 150msup2 (Ciemat 2004)

FIGURA 36 Vista de la planta de reciclado de 750 000 envases plaacutesticos anuales de

plaguicidas (Ciemat 2004)

49

33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

46

TABLA 33 Costos aproximados de los reactivos

Coacutedigo Nombre Formula Molecular Cantidad (kg)

Precio (USD)

Para Fenton

F2387 heptahidrato de sulfato ferroso Miacutenimo 990 ACS

FeSO47H2O 025 25

Peroacutexido de Hidroacutegeno (Industrial) H2O2 1 074

Para Co-PMS

22803-6 Ozono Compuesto monosulfato (Monosulfato de peroxide de potasio) KHSO5 01 257

40302-4 Cobalto(II) tetrahidrato de acetato 98-102 ACS (CH3COO)2Co4H2O 0025 20

Fuente (Rivas 2005)

En general se observoacute que el atrazine es maacutes lento en degradar que el 2 4-D Con respecto

a los catalizadores los datos usados para el Fenton probaron ser los maacutes eficientes sin

embargo se recomienda realizar investigaciones futuras para determinar realmente si el

comportamiento obtenido se mantiene igual bajo condiciones de irradiacioacuten solar

32 Planta de tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

Como se ha venido mencionando el reciclado de los envases de plaacutestico para otros usos

ofrece una posible solucioacuten al problema de su manejo adecuado Tras la recogida selectiva

los plaacutesticos deben ser lavados antes de procesarlos para su nuevo uso dando lugar a agua

contaminada con una mezcla de diferentes plaguicidas que debe ser tratada La eficiencia

47

del proceso de fotocataacutelisis solar ya ha sido probada en la tesis de la Ing Fernanda Rivas

como se mencionoacute anteriormente

A continuacioacuten se expondraacute como ejemplo una planta de reciclado ubicada en El Ejido

(Almeriacutea Espantildea) cuya aacuterea consume aproximadamente 15 millones de botellas de

plaacutestico de plaguicidas por antildeo

Como el tratamiento fotocataacutelico propuesto en este trabajo estaacute enfocado al tratamiento de

la cantidad de producto que queda en las paredes de los envases se realizaron varias

pruebas para valorar esta cantidad Se consideraron dos situaciones diferentes la primera

los envases son eliminados sin lavar o despueacutes de un enjuagado Esta uacuteltima hipoacutetesis es la

maacutes loacutegica porque los productos son muy caros y por lo tanto los agricultores

normalmente los enjuagan y antildeaden el agua de enjuague a sus tanques de dosificacioacuten de

plaguicidas Las cantidades residuales de carbono orgaacutenico total (COT) en cada envase son

en el primer caso de 0673 g y de 0083 g en el segundo Para 15 millones de envases esas

cantidades por envase corresponden respectivamente a 1000 y 125 kg de plaguicidas

calculados como COT (Ciemat 2004)

Estas cantidades totales esperadas de plaguicidas produciriacutean 9300 msup3 o 1200 msup3 de aguas

residuales de concentracioacuten adecuada para su tratamiento por antildeo respectivamente

dependiendo de que los agricultores laven o no sus envases Consecuentemente la planta

de tratamiento tendriacutea una superficie de colectores entre 1300 y 170 msup2 si se recogen todos

los envases generados en la provincia de Almeriacutea La Figura 36 muestra las caracteriacutesticas

48

de la planta disentildeada para un tratamiento anual inicial de 750000 botellas (el 50 de las

que se comercializan) y una media de 050 g de COT de residuo por botella lo que

obligariacutea a tratar en una planta 375 kg de compuestos fitosanitarios Para ello seriacutea

necesario un campo solar de CPCs de 150msup2 (Ciemat 2004)

FIGURA 36 Vista de la planta de reciclado de 750 000 envases plaacutesticos anuales de

plaguicidas (Ciemat 2004)

49

33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

47

del proceso de fotocataacutelisis solar ya ha sido probada en la tesis de la Ing Fernanda Rivas

como se mencionoacute anteriormente

A continuacioacuten se expondraacute como ejemplo una planta de reciclado ubicada en El Ejido

(Almeriacutea Espantildea) cuya aacuterea consume aproximadamente 15 millones de botellas de

plaacutestico de plaguicidas por antildeo

Como el tratamiento fotocataacutelico propuesto en este trabajo estaacute enfocado al tratamiento de

la cantidad de producto que queda en las paredes de los envases se realizaron varias

pruebas para valorar esta cantidad Se consideraron dos situaciones diferentes la primera

los envases son eliminados sin lavar o despueacutes de un enjuagado Esta uacuteltima hipoacutetesis es la

maacutes loacutegica porque los productos son muy caros y por lo tanto los agricultores

normalmente los enjuagan y antildeaden el agua de enjuague a sus tanques de dosificacioacuten de

plaguicidas Las cantidades residuales de carbono orgaacutenico total (COT) en cada envase son

en el primer caso de 0673 g y de 0083 g en el segundo Para 15 millones de envases esas

cantidades por envase corresponden respectivamente a 1000 y 125 kg de plaguicidas

calculados como COT (Ciemat 2004)

Estas cantidades totales esperadas de plaguicidas produciriacutean 9300 msup3 o 1200 msup3 de aguas

residuales de concentracioacuten adecuada para su tratamiento por antildeo respectivamente

dependiendo de que los agricultores laven o no sus envases Consecuentemente la planta

de tratamiento tendriacutea una superficie de colectores entre 1300 y 170 msup2 si se recogen todos

los envases generados en la provincia de Almeriacutea La Figura 36 muestra las caracteriacutesticas

48

de la planta disentildeada para un tratamiento anual inicial de 750000 botellas (el 50 de las

que se comercializan) y una media de 050 g de COT de residuo por botella lo que

obligariacutea a tratar en una planta 375 kg de compuestos fitosanitarios Para ello seriacutea

necesario un campo solar de CPCs de 150msup2 (Ciemat 2004)

FIGURA 36 Vista de la planta de reciclado de 750 000 envases plaacutesticos anuales de

plaguicidas (Ciemat 2004)

49

33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

48

de la planta disentildeada para un tratamiento anual inicial de 750000 botellas (el 50 de las

que se comercializan) y una media de 050 g de COT de residuo por botella lo que

obligariacutea a tratar en una planta 375 kg de compuestos fitosanitarios Para ello seriacutea

necesario un campo solar de CPCs de 150msup2 (Ciemat 2004)

FIGURA 36 Vista de la planta de reciclado de 750 000 envases plaacutesticos anuales de

plaguicidas (Ciemat 2004)

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33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

49

33 Proceso de Reciclado en la Planta de Tratamiento Propuesta

Esta planta realizaraacute un proceso de reciclado mecaacutenico en la cual se realiza la conversioacuten de

los deshechos plaacutesticos post-industriales o post-consumo en graacutenulos que pueden ser

reutilizados en la produccioacuten de otros productos tales como bolsas suelas cajones

reciclados envases no alimenticios y otros

FIGURA 37 Plaacutestico Triturado

bull Etapas del Proceso de Reciclado Mecaacutenico

Las etapas que se llevan a cabo en este proceso de reciclaje

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

50

a) Separacioacuten

En esta planta se recibiraacuten solamente envases de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ya

que los envases de plaguicidas en su mayoriacutea son de este material En el caso que se reciban

maacutes tipos de envases se deberaacute realizar lo siguiente

Preparacioacuten en una cinta transportadora de los diferentes tipos de plaacutesticos de acuerdo con

la identificacioacuten o con el aspecto visual En esta etapa tambieacuten se separan roacutetulos de

materiales diferentes tapas de botellas y productos compuestos por maacutes de un tipo de

plaacutestico envases metalizados broches etc

Por ser una etapa manual la eficiencia depende directamente de la praacutectica de las personas

que ejercen esta tarea Otro factor determinante de la calidad es la fuente de material a ser

separado dado que el que provee de la recoleccioacuten selectiva es maacutes limpio comparado con

el material proveniente de los basurales a cielo abierto

b) Molido o Triturado

Despueacutes de haber sido separados los diferentes tipos de plaacutesticos son molidos y

fragmentados en pequentildeas partes

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

51

c) Lavado

Despueacutes de triturado el plaacutestico pasa por una etapa de lavado para eliminar la suciedad Es

aquiacute donde el agua resultante del lavado recibiraacute el tratamiento adecuado propuesto por

medio de la fotocataacutelisis solar mencionado anteriormente

d) Secado

En esta etapa se retira el exceso de agua por centrifugado

e) Aglutinacioacuten

Ademaacutes de completar el secado el material es compactado reducieacutendose asiacute el volumen

que seraacute enviado a la extrusora La friccioacuten de los fragmentos contra la pared del equipo

rotativo provoca el aumento de la temperatura formaacutendose asiacute una masa plaacutestica El

aglutinador tambieacuten se utiliza para la incorporacioacuten de aditivos tales como cargas

pigmentos y lubricantes

f) Extrusioacuten

La extrusora funde y vuelve a la masa plaacutestica homogeacutenea A la salida de la extrusora se

encuentra el cabezal del cual sale en forma de ldquoespaguetirdquo continuo que es enfriado con

agua Enseguida este ldquoespaguetirdquo es picado en un granulador transformando en pedacitos

llamados pellets (granos plaacutesticos)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

52

bull Reutilizacioacuten de los Plaacutesticos

La reutilizacioacuten es teacutecnicamente posible Seguacuten el grado de pureza del plaacutestico la suciedad

o tamantildeo de los desechos plaacutesticos a reutilizar se diferencian las siguientes formas de

reutilizacioacuten

a) Reutilizacioacuten de material

La reutilizacioacuten de material es factible cuando los desechos son de un soacutelo tipo como

sucede en produccioacuten y el procesamiento de plaacutesticos (ldquoscraprdquo o desperdicios en el proceso

de fabricacioacuten) (SERIN 2006)

En el caso de los termoplaacutesticos el reciclado del material significa transformar los plaacutesticos

usados en graacutenulos y luego en piezas modelados nuevas De esta forma solo es conveniente

para plaacutesticos usados limpios puros y de gran tamantildeo o bien para restos de la produccioacuten

En el caso de los termoriacutegidos se entiende por reutilizacioacuten el reciclaje de partiacuteculas Los

termoriacutegidos se trituran y agregan como carga al material virgen (SERIN 2006)

b) Reutilizacioacuten de la materia prima

En la reutilizacioacuten de la materia prima se minimizan los costos para la seleccioacuten y lavado

de plaacutesticos usados

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

53

Actualmente se utilizan las siguientes tecnologiacuteas para reutilizar la materia prima

a) Hidratacioacuten

b) Piroacutelisis Termoacutelisis

c) Produccioacuten de gas de siacutentesis

d) Solvoacutelisis

e) Proceso de altos hornos

En la figura 38 se muestran los procesos del reciclado de plaacutesticos

FIGURA 38 Procesos del Reciclado de Plaacutestico (SERIN 2006)

34 Estudio Econoacutemico

A continuacioacuten se realizaraacute un estudio en donde se definiraacuten los costos que estaacuten

involucrados en la realizacioacuten de esta planta de reciclaje propuesta El estudio consideraraacute

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

54

dos partes del proceso de tratamiento el reciclaje de los envases de plaacutestico y el

tratamiento del agua de lavado utilizada en el proceso de reciclaje

341 Costos de Recoleccioacuten y Transporte

Los costos de recoleccioacuten y transporte no se tomaraacuten en cuenta ya que el proceso y la

logiacutestica de recolecciones actuales son muy eficientes por lo que no se estaacute proponiendo

ninguacuten cambio aquiacute

El actual programa de recoleccioacuten recae en primera instancia en los usuarios de los envases

de plaguicidas ya que ellos son responsables de llevar sus envases vaciacuteos al centro de

acopio primario maacutes cercano Es ahiacute donde se recolectan los envases y son llevados al

centro de acopio temporal de la zona

En este caso en vez de llevarlos al centro de acopio temporal se llevaran directamente a la

planta de reciclaje propuesta Este es el uacutenico cambio el cual no representa ninguacuten costo

adicional es por eso que no se analizaran los costos involucrados en la recoleccioacuten y

transporte no se tomaraacuten en cuenta en la evaluacioacuten econoacutemica

Se recomienda una camioneta Pick up y se le puede adaptar una caja cerrada o redilas con

lona que permitan transportar un mayor volumen de envases a veces se puede adoptar un

remolque tipo jaula el maacuteximo que podraacute transportar estos vehiacuteculos seraacuten 400 kilos

(AMIFAC 2004)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

55

342 Costos de la Planta de Reciclaje

a) Inversioacuten Inicial

Para el reciclaje primario que se llevaraacute a cabo en la planta es necesario contar con una

maacutequina especial la cual pueda realizar todos los procesos involucrados en el reciclaje los

cuales fueron mencionados anteriormente

Es por esto que se localizoacute a la empresa Dycomet SA de CV la cual se especializa en la

construccioacuten de los molinos PAGANI cuyas caracteriacutesticas los colocan como liacutederes en el

sector Esta empresa cuenta con unos sistemas de lavado para materiales plaacutesticos Estos

sistemas modulares cuentan con maquinas especiales para el molido lavado secado

aglutinado y extrusioacuten del los envases de plaacutestico En la Figura 39 se muestra el sistema

de lavado propuesto por la empresa Dycomet

El precio de este sistema de lavado es de $1 980 000 MN y su capacidad es de 300

kghora Esta capacidad es la menor con la que cuentan Ya que las que le siguen cuentan

con capacidades de 500 750 y 1000 kghora

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

56

FIGURA 39 Sistema de lavado para materiales plaacutesticos (Dycomet 2007)

b) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

Debido a que el sistema de lavado propuesto trabaja praacutecticamente por siacute solo uacutenicamente

se necesitaraacuten dos operadores para manejarla El primero de ellos seraacute el encargado de

recoger e introducir los envases recolectados al sistema de lavado El segundo estaraacute

encargado de recoger y acomodar toda la materia prima resultante del proceso de reciclaje

en el sistema de lavado

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

57

El salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es de $ 4760 MN A estos

operadores se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo cual equivale a 315 veces maacutes el

salario miacutenimo Se consideraraacute que estos operadores trabajen los 7 diacuteas de la semana 8

horas diarias Por lo que los costos de mano de obra al antildeo seraacute de $ 109 50000 MN lo

cual se puede observar en la Tabla 34

TABLA 34 Costo Total de Mano de Obra en el Sistema de Lavado Para Materiales

Plaacutesticos

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO $ 15000 2 365 $ 109 50000

Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica y Agua Potable

Estos costos al ser mucho menor en comparacioacuten a la inversioacuten inicial y a los demaacutes

costos se despreciaran ya que no afectan de manera significativa a la evaluacioacuten

econoacutemica

c) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El costo de mantenimiento mayor o menos es el originado por todas las erogaciones

necesarias para conservar la maquinaria en buenas condiciones durante su vida econoacutemica

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

58

El mantenimiento menor se considera todas las erogaciones necesarias para efectuar

ajustes rutinarios reparaciones y cambios de repuestos que se efectuacutean en la propia planta

equipo auxiliar que realiza la maquinaria y otros materiales que sean necesarios

Las cuchillas del triturador es la parte del sistema de lavado que necesita mayor

mantenimiento Estas cuchillas seguacuten los teacutecnicos de PAGANI necesitan mantenimiento y

afilarlas por lo menos una vez a la semana

Es por esto que se consideraraacute un mantenimiento menor al antildeo con un costo aproximado al

2 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 35 se muestra el costo

anual por mantenimiento menor

TABLA 35 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 2 $ 39 60000 Fuente (elaboracioacuten propia)

En el caso del mantenimiento mayor se considera todas las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria con personal especializado este cargo incluye la mano de

obra repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria asiacute como otros materiales

necesarios

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

59

En este caso se consideraraacute un mantenimiento mayor cada quinto antildeo con un costo

aproximado del 5 del valor de adquisicioacuten del sistema de lavado En la Tabla 36 se

muestra el costo anual por mantenimiento mayor

TABLA 36 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE ADQUISICIOacuteN DEL

SISTEMA DE LAVADO

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 1 980 0000 5 $ 99 00000 Fuente (elaboracioacuten propia)

343 Costos del Proceso de Tratamiento del Agua por Medio de la Fotocataacutelisis Solar

Para determinar los costos involucrados en este proceso se utilizaraacuten los datos y costos que

se obtuvieron tanto en la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo de la Ing Fernanda Rivas asiacute como datos de la planta de

tratamiento en El Ejido (Almeriacutea Espantildea) ambos mencionados anteriormente

bull Datos obtenidos de la Planta de Tratamiento en El Ejido

Como se mencionoacute anteriormente la planta fue disentildeada para un tratamiento anual inicial

de 750000 botellas (el 50 de las que se comercializan) Para ello seriacutea necesario un campo

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

60

solar de CPCs de 150m2 Este tratamiento generariacutea un volumen de aguas contaminadas de

1 875 m3antildeo lo cual equivale a aproximadamente 25 litros por botella En la Tabla 37 se

muestra un resumen de los datos maacutes relevantes y necesarios para calcular los costos de la

planta propuesta

TABLA 37 Caracteriacutesticas de la Planta de Tratamiento El Ejido (Almeriacutea Espantildea)

PLANTA DE TRATAMIENTO EL EJIDO

Capacidad de la planta 750 000 envases al antildeoCampo solar de CPCacuteS 150 msup2Promedio de carbono orgaacutenico total por envase vaciacuteo

050 gramos

Agua generada al antildeo 1 875 msup3antildeoAgua generada por envase 25 litrosFuente (Ciemat 2004)

bull Datos obtenidos de la tesis ldquoPilot Plant Design for use in Solar Photocatalytic

Degradation Applicationsrdquo

a) Inversioacuten Inicial para la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente el nuacutemero de los accesorios para la planta piloto fue

presentado en la Tabla 15 Los costos de estos accesorios son presentados en la Tabla 38

Estos precios son de diciembre del 2005

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

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b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

61

TABLA 38 Costos de los accesorios necesarios para la planta piloto de tratamiento de

agua

Fuente (Rivas 2005)

Como se puede observar el costo de inversioacuten inicial total es de $79 37276 MN Este

costo fue calculado con precios del 2005 por lo que se tuvo que realizar un caacutelculo con la

tasa de inflacioacuten de 40 cuyo valor actual en el 2007 seriacutea de $85 84958 MN

No Accesorios Precio (Pesos MX) Subtotal

4 m2 de colectores compuestos paraboacutelicos $1268242 $5072968

19 Vaacutelvula de 3 viacuteas de CPVC $138313 $2627938

60 Unioacuten de PVC $360 $21600

22 Codo de 90deg PVC $500 $11000

19 Vaacutelvula de Muestreo de CPVC $000

240 Anillos-O de Vitoacuten $200 $48000

1 Tanque Rotoplas (450 l) $57000 $57000

1 Vaacutelvula de globo para la salida del

tanque de PVC $3570 $3570

1 Manguera de HPDE $4200 $4200

2 Tuberiacutea de PVC $3000 $6000

1 Bomba Centriacutefuga (05 hp) $85000 $85000

TOTAL (Pesos MX) $7937276

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

62

b) Caacutelculo de la Capacidad de Envases a Tratar de la Planta Piloto

Como se mencionoacute anteriormente la capacidad de la planta piloto es de 350 litros y el

tiempo de operacioacuten es de 162 horas lo cual representa aproximadamente dos diacuteas de

operacioacuten de 8 horas cada diacutea Por lo que la capacidad de 350 litros se dividiraacute en dos diacuteas

por lo que la capacidad real al diacutea seraacute de 175 litros

Con los datos obtenidos de la planta de reciclaje El Ejido con su produccioacuten de 750 000

envases al antildeo generando 1 875 msup3 de aguas contaminadas y con la capacidad de 0175

m3 se puede hacer una regla de 3 para obtener la cantidad de envases al antildeo para la planta

piloto propuesta Con esto se obtiene una capacidad de 25 535 envases vacios al antildeo o 70

envases al diacutea

c) Costos de Operacioacuten

bull Mano de Obra

En la operacioacuten de la planta de tratamiento del agua contaminada se propondraacute tener a dos

operadores las 8 horas de trabajo al diacutea Ya que al igual que en el proceso del reciclado de

los plaacutesticos trabaja praacutecticamente por siacute solo sin embargo por lo que uacutenicamente se

necesitara a un operador que este supervisando su correcto funcionamiento

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

63

Como se mencionoacute anteriormente el salario miacutenimo en el estado de Puebla actualmente es

de $ 4760 MN A estos operadores tambieacuten se les pagaraacute un salario de $ 150 diarios Lo

cual equivale a 315 veces maacutes el salario miacutenimo Se consideraraacute que el operador trabajaraacute

los 7 diacuteas de la semana 8 horas diarias Por lo que el costo de mano de obra al antildeo se

pueden observar en la Tabla 39

TABLA 39 Costo Total de la Mano de Obra en la Planta de Tratamiento de Aguas

Contaminadas

SALARIO POR OPERADOR

AL DIA

OPERADORES DIAS AL ANtildeO

LABORADOS

COSTO TOTAL AL

ANtildeO

$ 15000 1 365 $ 54 75000 Fuente (elaboracioacuten propia)

bull Costos por Consumo de Energiacutea Eleacutectrica

El consumo de energiacutea en la planta de tratamiento por medio de fotocataacutelisis solar es muy

bajo ya que praacutecticamente requiere energiacutea eleacutectrica para operar la bomba centriacutefuga de

075kW Si la bomba va a estar operando 8 horas diarias los treinta diacuteas del mes tendraacute un

consumo de 180kWh al mes Si el precio en Meacutexico por kWh es de $ 0633 MN (CFE) el

costo al mes seraacute de $ 114 MN aproximadamente y al antildeo de $ 1 367 MN Este costo es

praacutecticamente despreciable y no alterariacutea la evaluacioacuten econoacutemica por lo que se

despreciaraacute

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

64

bull Costos por Consumo de Agua

El consumo de agua de la planta seraacute de 0175 msup3 al diacutea como ya comentoacute anteriormente

El precio actual en Puebla por msup3 es de $ 1391 MN (SOAPAP) Por lo que el costo por

consumo de agua seraacute de $ 244 MN diarios lo que representa aproximadamente $ 877

MN al antildeo Este costo al igual que el de la energiacutea eleacutectrica al ser tan bajo seraacute

despreciado en la evaluacioacuten econoacutemica

d) Costos por Mantenimiento Mayor y Menor

El mantenimiento menor tendraacute un costo anual ya que se necesitaraacuten hacer reparaciones en

sitio lavados desazolves alguacuten cambio de piezas de los tubos de vidrio limpieza etc El

principal problema que se debe de considerar en el mantenimiento menor es que los tubos

de vidrio de los colectores solares son muy fraacutegiles por lo que con alguna granizada o con

alguacuten otro impacto se rompen muy faacutecilmente y se necesita estarlos cambiando

constantemente

Otro problema que se tiene que considerar en la zona es la dureza del agua Esto provoca

que constantemente se tengan que estar cambiando algunas de las conexiones codos etc

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)

65

Es por esto que eacuteste costo se consideraraacute con un gasto anual de aproximadamente del 15

del valor de la inversioacuten inicial para construir la planta el cual es de $85 84958MN por

lo que en la Tabla 310 se muestra el costo del mantenimiento menor

TABLA 310 Costo Anual por Mantenimiento Menor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MENOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MENOR AL ANtildeO

$ 85 84958 15 $ 12 87744 Fuente (elaboracioacuten propia)

Por lo que respecta al mantenimiento mayor se realizaraacute cada 5 antildeos este mantenimiento

consistiraacute en la asistencia de personal especializado que incluiraacute la inspeccioacuten el

reemplazo y cambio de varias de las piezas e incluso el cambio de alguna parte del campo

solar de los CPCacutes Este mantenimiento mayor se consideraraacute con un costo aproximado del

40 del valor de la inversioacuten inicial En la Tabla 311 se muestra el costo del

mantenimiento mayor al antildeo

TABLA 311 Costo Anual por Mantenimiento Mayor

VALOR DE INVERSION

INICIAL DE LA PLANTA

PORCENTAJE DEL

MANTENIMIENTO MAYOR

COSTO POR MANTENIMIENTO

MAYOR AL ANtildeO

$ 85 84958 40 $ 34 33983 Fuente (elaboracioacuten propia)