Estudio técnico-económico para la instalación de un colector de polvo de mineral de hierro (página 2)

Así para fibras naturales la temperatura máxima a aplicar es alrededor de 90ºC. Los mayores avances dentro de este campo se han dado en el desarrollo de telas hechas a base de vidrio y fibras sintéticas, que han aumentado la temperatura máxima aplicable hasta rangos de 230 a 260ºC.

Otros factores que pueden afectar a la operación de los colectores de polvo de mangas son el punto de rocío y el contenido de humedad del gas, la distribución del tamaño de las partículas y su composición química

Figura 5: Colector de polvo tipo mangas

Fuente: Empresa Vario

3.5.2.1. Tipos de colectores de polvo de mangas

La característica principal que diferencia unos tipos de filtros de mangas de otros es la forma en que se lleve a cabo su limpieza. Esto además condiciona que los filtros sean continuos o discontinuos.

• Continuos: la limpieza se realiza sin que cese el paso del aire por el filtro.

• Discontinuos: es necesario aislar temporalmente la bolsa de la corriente de aire.

Según este criterio, se tienen tres tipos principales de filtros de mangas:

3.5.2.1.1. Por sacudida.

Se realiza cuando existe la posibilidad de suspender el servicio del filtro durante un corto periodo de tiempo. Por tanto, exige un funcionamiento discontinuo con un ciclo de filtración y otro de limpieza. El tipo más barato y sencillo consiste en un cierto número de bolsas reunidas en el interior de una carcasa. Funciona con una velocidad aproximada de 0,01 m/s a través de la bolsa filtrante. La limpieza se puede llevar a cabo manualmente para unidades pequeñas.

• Existe también una versión más complicada y robusta que incluye un mecanismo automático de agitación para la limpieza de las telas que puede funcionar por métodos mecánicos, vibratorios o de pulsación. Las bolsas están sujetas a un soporte mecánico conectado a un sistema capaz de emitir sacudidas o vibraciones mediante un motor eléctrico. Al ser el tejido más grueso, se pueden utilizar velocidades frontales más elevadas, de hasta 0,02 m/s, y permite el funcionamiento en condiciones más severas que las admisibles en el caso anterior.

3.5.2.1.2. Por sacudida y aire inverso

Se emplea para conseguir un funcionamiento en continuo, para ello los elementos filtrantes deben encontrarse distribuidos entre dos o más cámaras independientes, cada una de las cuales dispone de su propio sistema de sacudida y de una entrada de aire limpio. El aire entra en las mangas en sentido contrario por medio de un ventilador que fuerza el flujo, de fuera a dentro, lo que favorece la separación de la torta.

3.5.2.1.3. Por aire inverso

Existen muchos dispositivos diferentes pero el mecanismo habitual de limpieza consiste en la introducción, en contracorriente y durante un breve periodo de tiempo de un chorro de aire a alta presión mediante una tobera conectada a una red de aire comprimido. La velocidad frontal alcanza aproximadamente 0,05 m/s y es posible tratar altas concentraciones de polvo con elevadas eficacias. Mediante este tipo de filtro se pueden tratar mezclas de difícil separación en una unidad compacta y económica. Este mecanismo de limpieza se denomina también de chorros pulsantes o 'jet pulse' y es más eficaz que las anteriores.

CAPITULO IV

Marco metodológico

En el presente capítulo se exponen los aspectos referidos al diseño metodológico que será utilizado para el desarrollo del estudio que se propone en trabajo. Por tanto, se indica el tipo de estudio que se desarrolló, la caracterización de la muestra, los instrumentos de recolección de datos que se utilizaran y finalmente se especifica el procedimiento que se seguirá para el estudio de factibilidad técnico económico financiero referente a la sustitución del de recolección de mineral de vía húmeda por un sistema de recolección de mineral de vía seca de Orinoco Iron

4.1. Tipo de estudio

La investigación desarrollada se clasifica, según su alcance, como descriptiva. Según el diseño de investigación se clasifica como no experimental, y según su aplicación como investigación aplicada.

Como se mencionó anteriormente, según el alcance, la investigación realizada se clasifica como descriptiva. SALKIND (1999) afirma que "el propósito de la investigación descriptiva es describir la situación prevaleciente en el momento de realizar el estudio". HERNÁNDEZ Y OTROS (2006) afirman que los estudios descriptivos: "miden, evalúan o recolectan datos sobre diversos conceptos (variables), aspectos, dimensiones o componentes del fenómeno a investigar. En un estudio descriptivo se selecciona una serie de cuestiones y se mide o recolecta información sobre cada una de ellas, para así (valga la redundancia) describir lo que se investiga".

Tal como lo explican los autores citados anteriormente, durante la investigación realizada se recolectarán datos y se usarán estudios de técnicos y económicos-financieros la cual será expuesta en formatos definidos correspondientes al estudio de factibilidad.

HERNÁNDEZ Y OTROS (2006) definen la investigación no experimental como aquellos "estudios que se realizan sin manipulación deliberada de variables y en los que sólo se obsevran fenómenos en su ambiente natural para después analizarlos" (17). En este sentido la investigación a desarrollar es no experimental, ya que en concordancia a lo mencionado por los autores anteriormente citados, no se provocó ninguna situación, sino que se recogieron los datos en su ambiente natural.

Según la aplicación, la investigación a realizar se clasifica como aplicada. SALKIND (1999) explica la diferencia entre la investigación básica y la aplicada: "La distinción más fundamental entre las dos es que la investigación básica (también llamada investigación pura) es investigación que no tiene una aplicación inmediata en el momento que se termina mientras que la investigación aplicada sí la tiene". En vista de lo expuesto por el autor la investigación es de tipo aplicada, ya que la misma contemplará el estudio empleado que será de gran utilidad para el

4.2. Diseño de la Investigación:

Tal como lo indica Carlos Sabino 2000 el diseño de investigación tiene como:

"…objeto proporcionar un modelo de verificación que permita contrastar hechos con teorías, y su forma es la de una estrategia o plan general que determina las operaciones necesarias para hacerlo"

La investigación es de campo debido a que se realizara una participación en la ejecución de las actividades, en otras palabras las observaciones se harán directamente con la realidad de manera tal de obtener un mejor enfosque de los hechos.

4.3. Población y muestra

De acuerdo con los objetivos del presente estudio fue necesario definir claramente las características de la población y la muestra que fue objeto de estudio en la presente investigación.

La población de acuerdo por el problema y por los objetivos del estudio. Por la totalidad de los colectores de polvo de hierro en la empresa Orinoco Iron, siendo formando estos una totalidad de 4 colectores, definidos específicamente como; dedusting 197, 198, 195 y 199 formando así un conjunto finito de elementos con características comunes los cuales serán considerados en la investigación.

Es necesario señalar que en el presente proyecto la muestra esta representada por los equipos dedusting 195 y 199 del área de secado de la planta de la empresa Orinoco Iron S.s.c como un subgrupo de la población, siendo estos un subconjunto de elementos que pertenecen a la población".

4.4. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS.

Los instrumentos son las fuentes y herramientas mediante los cuales se obtienen y se procesa la información para la investigación. HERNÁNDEZ Y OTROS (2006) definen los instrumentos de recolección de datos como "recurso que utiliza el investigador para registrar información o datos sobre la variable que tiene en mente" (7). Los instrumentos utilizados para la recolección de los datos que posteriormente fueron analizados son:

• Entrevistas estructuradas y no estructuradas. Las entrevistas efectuadas fueron estructuradas y no estructuradas. Se elaboraron formularios con la finalidad de obtener la información precisa, en cuanto al tiempo, personal e insumos necesarios para instalar un sistema de recolección de mineral ultrafino en el área de secado en la empresa Orinoco Iron.

• Paquetes de software de computación. Los paquetes de software de computación son parte de las herramientas que permitieron procesar la información emanada de las fuentes anteriormente descritas. Los paquetes a utilizar son: Excel, Word.

• Intranet e internet. Información adicional acerca de las condiciones del proceso, eventos ocurridos en la planta y otras eventualidades fue

4.5. PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO

El proceso metodológico consiste en los pasos específicos tomados en la realización del proyecto al conjunto de procedimientos racionales utilizados para alcanzar una gama de objetivos que rigen en una investigación científica, teniendo estos objetivos específicos referentes a la obtención de información, planteamiento del trabajo y puesta en marcha de este. El proceso planeado durante el transcurso del proyecto se puede ver reflejado en los siguientes pasos:

• Diagnosticar la situación actual referente a los sistemas de control ambiental vía seca: El diagnostico a realizar se levará a cabo a través de una investigación de base de datos, documentos escritos y manuales existentes en la empresa los cuales nos llevarán a dar conclusiones definitivas referentes a la situación presente de los equipos actuales.

• Analizar los indicadores de mercado involucrados con la venta del mineral de hierro ultrafino rescatado por el sistema de recolección de mineral vía seca a instalar: Realizando un estudio de los factores que posiblemente afectaran el mercado de la venta del subproducto a comercializar

• Estudiar los diferentes elementos Técnicos involucrados en el sistema de recolección de mineral vía húmeda actual y el sistema de vía seca a instalar en la empresa: A través de entrevistas informales al personal de la empresa y cálculos de las exigencias operativas del sistema a instalar.

• Estudiar las características ambientales y de mantenimiento del sistema de colección de mineral a instalar en comparación del sistema actual: Se estudiará las características de los sistemas a instalar, realizando un estudio desde el punto de vista ambiental, para evaluar las ventajas ambientales y de mantenimiento que esta presenta.

• Evaluar los elementos económicos que intervienen en la adquisición, instalación y gestión de la instalación del sistema de recolección de polvo de vía seca en el área de secado de Orinoco Iron: Realizar un estudio económico financiero de los costos y ganancias de la inversión a realizar, para determinar el lapso de retorno de la inversión.

• Determinar la factibilidad de la instalación del sistema de recolección de acuerdo con los resultados del estudio de financiero: Determinar la posible viabilidad económica de la inversión de acuerdo con la información obtenida, a través de los datos obtenidos en los estudios previos

• Elaborar un plan  de acción para la implementación del equipo de colección de mineral de hierro ultrafino: Luego de las etapas evaluativas sobre los equipos a instalar y los procesos a incorporar en la empresa, se elaborará un plan de acción donde se reflejen tanto los lineamientos de ejecución y seguimiento de la planificación en torno a las actividades que deban realizarse, en un cronograma de tiempo especifico, indicando los pasos a tomar.

CAPITULO V

Situación Actual

5.1 Situación actual del sistema de control ambiental del área de secado dedusting 195

El sistema de recolección de polvo "venturi scrubber" esta formado por dos módulos A y B, la cual atienden los gases de escape que provienen de la cámara multicyclonica del área de secado de mineral. El modulo A atiende los gases de escape que salen de la cámara multicyclonica A y a la vez esta cámara recibe el polvo que proviene del secador A, así mismo con el modulo B que atiende los gases de escape que proviene de la cámara multicyclonica B y la vez esta cámara recibe el polvo del secador B. Cada modulo esta compuesto de un despojador tipo venturi, un separador ciclónico y un ventilador de proceso. Ambos módulos comparten una chimenea por donde pasan los gases de escape, cada modulo posee dos bombas de manejo de lodos haciendo un total de cuatro bombas entre los dos sistemas.

5.2 Situación actual del sistema de control ambiental del área de cribado y molienda dedusting 199

El sistema de recolección de polvo "venturi scrubber" esta dividido en dos módulos, uno que atiende a las nuevas instalaciones de cribado y molienda, y el otro que sustituye al sistema de colección de polvo existente en el área de secado. Cada modulo está compuesto de un despojador tipo venturi, un separador ciclónico y un ventilador de proceso. Ambos módulos comparten una chimenea, la red de ductos de recolección de polvo y tres bombas de manejo de lodos.

5.3 Comparación de características entre dedusting 195 y dedusting 199

A través de las tablas siguientes, se reliza un contraste de las tecnologías del los dedusting 195 y 199. En estas se observan las similitudes y diferencias de los equipos tanto en las condiciones de uso como en los componentes técnicos.

5.4 Condiciones de funcionamiento de los colectores de polvo

Para cada Venturi Scrubber se poseen cualidades específicas las cuales afectan su funcionamiento, las cuales se observan en la tabla 6.

Tabla 6: Comparación de condiciones de funcionamiento de Colectores 195 y 199

Fuente: Orinoco Iron.

5.5 Descripción funcional de los colectores de polvo vía húmeda

Los Gases de escape proveniente de la cámara multiciclonica después de que el óxido de hierro ha sido secado pasan a través de tuberías hacia el sistema de lavado de Venturi para la eliminación de partículas. El Venturi funciona sobre un principio de atomización completa del líquido de lavado y un tiempo de contacto prolongado para captar esencialmente partículas micrométricas, así como también partículas submicrométricas, dependiendo de la caída de presión del gas a través de la unidad.

El líquido de lavado se introduce a través de grandes tuberías y es distribuido por toda la entrada para crear un área completamente mojada a modo de eliminar los problemas de acumulación e incluso minimizar la abrasión. El líquido también entra a través de tubos conectados de gran diámetro en la parte superior de la sección más delgada. El líquido de lavado puede ser recirculado hasta con un 5% de sólidos en suspensión, sin efectuar ningún tratamiento especial.

La mezcla de gas y líquido sale del Venturi y entra en un separador ciclónico a través de una boquilla de entrada tangencial donde el gas es separado del líquido de lavado por acción centrífuga. El gas pasa a través del separador y procede a través de la conexión de salida en la parte superior, donde se hace pasar a través de un ducto hacia un ventilador de escape.

El líquido de lavado que entra por el Venturi se recoge en la parte inferior del separador en un sumidero donde se drena por gravedad. La conexión inferior del separador se canaliza a la bomba de recirculación, la cual hace circular el líquido de vuelta al separador ciclónico para mantener su nivel. Por medio de la siguiente gráfica se observa el proceso de los colectores de polvo actuales de la empresa

Figura 6: Esquema del sistema de colección de polvo vía húmeda

Fuente: Orinoco Iron

CAPITULO VI

Análisis de resultados

6.1.- ESTUDIO DE MERCADO

El reemplazo de un sistema de recolección de mineral húmedo por un sistema de recolección de mineral seco posee un aspecto capitalizable, pues éste permite la obtención del mineral de hierro ultrafino intacto como sub-producto, el cual es altamente comercializable.

Orinoco Iron, con la finalidad de aprovechar el mineral de hierro ultrafino se encuentra en la necesidad de conocer las características del mercado, siendo de vital importancia para el presente estudio. En una primera parte, servirá de insumo para realizar una estimación de la cuantía de los ingresos proyectados de la actividad comercial, factor indispensable para poder determinar la sustentabilidad del proyecto y su adaptabilidad ante el comportamiento característico de la demanda especifica a satisfacer. En segundo lugar establecer el precio y por último, el sistema de comercialización a utilizar para su transportación.

El estudio que a continuación se presenta tiene como objetivo: cuantificar el volumen de mineral ultrafino que sería posible vender, durabilidad del producto y los canales de comercialización del mismo.

6.1.1.- El Producto.

El producto a comercializar será el mineral de hierro ultrafino procesado actualmente por los equipos dedusting 195 y 199 ubicados en el área de secado y el área de cribado y molienda respectivamente, y depositados en las piscinas de sedimentación y tratado como material de desecho. Mediante la instalación de equipos de colección de polvo de vía seca se podrá extraer el mismo en forma intacta, considerándose así como un sub-producto de la empresa de alta calidad y con cualidades altamente comercializables.

6.1.1.1.- Descripción del producto, características y usos.

El sistema de recolección de mineral seco a instalar genera como sub-producto un mineral de hierro ultrafino con una granulometría de menor a 150 µm m de color rojizo característico de este mineral, es muy volátil y expuesto en grandes cantidades al ambiente puede ser contaminante y dañino para la salud. Se utiliza como uno de los principales componentes en la industria de la acería, además para la fabricación de imanes, núcleos de alta frecuencia, catalizadores, entre otros. En Venezuela, el ultrafino está destinado especialmente para la elaboración de pellas, las cuales posteriormente son utilizadas en la producción de acero nacional además de ser exportadas al exterior.

6.1.1.2.- Especificaciones Fisico-Quimicas.

El mineral de hierro ultrafino que se intenta comercializar posee ciertas cualidades físico-químicas, las cuales definen su calidad y su precio de venta. Las mismas se pueden apreciar en la tabla 7 y 8.

Tabla 7: Características Químicas del mineral de hierro ultrafino

Fuente: Orinoco Iron

Tabla 8: Características Físicas del mineral de hierro ultrafino

Fuente: Orinoco Iron

6.1.1.3.- Durabilidad

El mineral de hierro ultrafino es un polvillo ligero y volátil, debido a que la composición del producto es rica en óxidos, no sufre cambios físicos ni químicos, en consecuencia, tiene una duración extensa y no posee un periodo de caducidad.

6.1.1.4.- Suplentes y fuentes alternativas

Entre las posibles sustituciones para los minerales ultrafinos de hierro se encuentran principalmente los minerales finos de hierro, los cuales poseen las mismas cualidades fisicoquímicas con la única diferencia de que su granulometría es mayor y son usados para la producción de pellas al igual que los ultrafinos, convirtiéndolos en el principal suplente del producto

Por otra parte, el hierro y acero enfrentan una competencia continua con la aparición de nuevos productos, los cuales presentan nuevas tecnologías en la industria del automóvil, a partir de aluminio; hormigón y madera en los usos de la construcción, papel y plásticos para los envases.

6.1.2.- Demanda

La demanda del mineral de hierro ultrafino presentado como producto propondrá diferentes oportunidades tanto en el aspecto nacional como en el innternacional que deberán ser tomadas en cuenta para la estimación del mercado potencial y para la proyección de precios futuros

6.1.2.1.-Estimación de la demanda de mineral de hierro.

Para la obtención de un análisis completo y adecuado, es imperativo la inclusión de indicadores de mercado tanto nacionales como internacionales, ya que estos representan el principal factor que determinará los precios futuros, así mismo, la demanda internacional nos permitirá pronosticar la posible demanda de producto.

6.1.2.2.-Estimación de la demanda internacional.

El mercado del mineral de hierro ultrafino está conformado por el conjunto de empresas alrededor del mundo, además de las empresas nacionales, estos son potencialmente consumidores del mineral ultrafino de hierro. El documento de Cochilco, elaborado por Juan Sebastián Becerra, establece que el consumo mundial de mineral de ultrafino de hierro es medido directamente debido a los variados y complejos procesos de elaboración del hierro. Sin embargo, existen indicadores alternativos como la producción de acero crudo, la producción de arrabio en altos hornos y la producción de hierro metálico obtenido por procesos de reducción directa.

En este contexto, se estudió el mercado internacional del hierro y el acero, el que describe los principales elementos que influyen en la evolución de la oferta, realizando un exhaustivo análisis sobre las cifras de producción y consumo mundial, además de considerar las tendencias de precios. En la gráfica 1 se muestra el crecimiento de la demanda de productos derivados del mineral de hierro desde el año 2011 hasta la actualidad.

Grafica 1: Producción de Derivados de Mineral de Hierro (mmt)

Fuente: Comisión Chilena del Cobre

Además del hierro metálico, la producción de arrabio es otro de los indicadores directos del consumo de mineral de hierro, dado que el mismo es el producto que se obtiene durante el primer proceso de producción de acero, en donde los insumos básicos utilizados son el mineral de hierro, coque y caliza. En cambio, la producción de acero crudo es un indicador menos directo, debido a la utilización de chatarra como materia prima en los procesos de producción por la tecnología del horno de arco eléctrico.

Es importante recalcar el incremento de 6% en el año 2010 de producción de acero crudo con respecto del año 2005, como podemos apreciar en el gráfico 1, este ocurre después de mantener un porcentaje relativamente estable de crecimiento

Grafica 2: Producción de Acero crudo desde el año 2001 hasta el año 2010

Fuente: 5th Conferencia Anual de la Unión Europea de perspectivas de Minerales de Hierro

Por otro lado, en la grafica 3 se puede observar el crecimiento de la producción de hierro metálico de alto horno creció un 10,6% manteniendo una tasa de crecimiento relativamente estable desde inicios de siglo hasta el año 2005

Grafica 3: Producción de hierro metálico de alto horno

Fuente: 5th Conferencia Anual de la Unión Europea de perspectivas de Minerales de Hierro

La producción de hierro metálico por reducción directa como se ve en la grafica 4 ha mantenido un crecimiento promedio de 4,9% desde principios de siglo hasta el año 2010

Grafica 4: Producción de hierro metálico de reacción directa

Fuente: 5th Conferencia Anual de la Unión Europea de perspectivas de Minerales de Hierro

Las graficas anteriores muestran un aumento considerable la producción de productos derivados del mineral de hierro, especialmente desde el año 2005 hasta el año 2010, de esta forma se puede inferir que la demanda del mineral de hiero ultrafino ha aumentado con estos en un promedio de 7,03 %, como se observa en la tabla 9.

Tabla 9: Promedio de crecimiento de cercado de productos derivados del mineral de hierro

Fuente: 5th Conferencia Anual de la Unión Europea de perspectivas de Minerales de Hierro

De forma más directa, en la 5ª Conferencia Anual de la Unión Europea de perspectivas de Minerales de Hierro, el mercado internacional de productos de mineral de hierro para el año 2009 es presentados se puede ver reflejado en la figura 7 en el cual el mineral ultrafino de hierro representa un 10% del mismo.

Figura 7: Mercado internacional de productos de mineral de hierro

Fuente: 5th Conferencia Anual de la Unión Europea de perspectivas de Minerales de Hierro

Finalmente se puede observar en la grafica 5 el crecimiento del mercado mundial de minerales de hierro desde principios del año 2011 hasta principios del 2012, el cual a pesar de verse afectado por la crisis económica mundial ha experimentado un crecimiento estable desde septiembre del 2011 hasta enero del 2012, indicando un probable crecimiento futuro del mercado.

Grafica 5: Crecimiento del Mercado de Mineral de Hierro Mineral de hierro 2011-12

Fuente: 5th Conferencia Anual de la Unión Europea de perspectivas de Minerales de Hierro

De acuerdo con lo anterior, se podría decir, que el mercado del mineral de hierro ultrafino, el cual no ha tenido especial relevancia a nivel global debido a la prioridad que ha presentado el mineral de hierro fino en el mercado, está obteniendo cada vez más importancia gracias a las fuertes alzas que ha experimentado en su valor en los últimos años, lo que ha provocado el ingreso de nuevos actores en el panorama internacional y un importante aumento en su producción Indican

6.1.2.3.-Estimacion de la demanda nacional.

En el aspecto nacional las dos empresas representantes en el mercado del hierro son SIDOR y Ferrominera, siendo la primera la principal exportadora de aceros venezolanos y la segunda la primera empresa extractora y comercializadora de minerales de hierro. Para el motivo de esta investigación estas son las dos empresas estudiadas ya que las dos poseen plantas de peletización, el cual sería el principal uso que se daría al mineral a comercializar. Del mismo modo es importante mencionar que Ferrominera actualmente se encuentra utilizando mineral ultrafino extraído del lago de Acapulco ubicado en San Felix, Edo Bolivar, para la fabricación de pellas, conjuntamente con mineral fino y grueso

En pocas palabras, la demanda actual está representada por las empresas nacionales Ferrominera y Sidor; y las empresas internacionales representadas por la totalidad del mercado mundial del hierro y el acero. A través de los estudios realizados en recientes años es posible decir que la demanda del mineral de hierro aumentara en proporciones parecidas a las vistas en años recientes, es decir entre un 5 y 10 % y continuará este crecimiento de forma moderada pero consistente

6.1.3.- Oferta

6.1.3.1.- Cuantificación de la Oferta actual.

La oferta del mineral de hierro ultrafino ha ido creciendo a través de los años. En la grafica 6 se puede observar el incremento de la oferta de ultrafino desde el año 2006 y las proyecciones para el año 2010 en adelante.

Grafica 6: Proyección de producción de mineral ultrafino de hierro

Fuente: 5th Conferencia Anual de la Unión Europea de perspectivas de Minerales de Hierro

Se observa que la oferta del mineral aumentará en un 50% para el año 2015, esto es impulsado principalmente por proyectos iniciados en Brasil, Australia, y África. De este modo se puede estimar como lo muestra la grafica 2, 1 de cada 3 toneladas de intercambio internacional para el año 2015 será de ultrafinos dado que el material de carga directa mantenga cuota.

En síntesis, el mercado del mineral de hierro ultrafino, es uno en constante crecimiento, el cual en pocos años representará un sector importante de los intercambios extranjeros incluso rivalizando al mineral de hierro fino, siendo este incremento impulsado por inversiones en países como Australia, Brazil y el continente Africano, del mismo modo representando oportunidades futuras para empresas portadoras Venezolanas.

6.1.4.- Mercado Potencial para el Proyecto.

Debido a las condiciones y a las características particulares del mercado, en donde existe una marcada polarización entre las grandes empresas localizadas nacional e internacionalmente, el proyecto tendrá su inicio en el mercado nacional.

Dentro del mercado Nacional es importante mencionar que por el único ente en Venezuela que puede comercializar el mineral de hierro ultrafino es la empresa C.V.G Ferrominera del Orinoco, CA. Entre los productos que esta empresa ofrece están las pellas, minerales de hierro fino, mineral de hierro grueso y las briquetas

6.1.5.- Precios

El precio de mineral de hierro se fija cada año por negociación directa entre productores y consumidores, estando ambos interesados en mantener una relación comercial de largo plazo. Por lo anterior, el productor de acero privilegia las especificaciones técnicas de su producción para minimizar sus costos de suministro.

La gráfica 7 muestra el comportamiento de los índices de precios de mineral de hierro calculados por la organización indexmundi, desde los últimos 30 años. Los cuales indican un incremento constante y considerable desde el 1983 hasta el 2012.

Gráfico 7: Índice de Precio Mundial del Mineral de Hierro

Fuente: Indexmundi

La variación constante de los precios del mineral de hierro esta originada en las negociaciones entre interempresas, en las que participan los principales productores mundiales de hierro y las principales compañías siderúrgicas. Esta ronda de negociación de precios y su posterior fijación se constituye como la base de precios de referencia del mercado internacional.

Cabe destacar que el valor del mineral ha experimentado un importante aumento de más de 190% en lo que va de la década. Esto es reflejo de las negociaciones realizadas por compañías internacionales y como las mismas pueden afectar el precio del mercado. En la tabla 10 se refleja el crecimiento de la industria en el año 2007

Tabla 10: Crecimiento de la industria de productos de minerales de hierro para el año 2007

Fuente: Autor Propio

Las diferencias entre estos precios se explican principalmente por los distintos costos de flete, es decir, el transporte de los minerales juega también un papel en la apreciación de este.

Dentro del mercado Nacional es importante mencionar que por razones legales el único ente en Venezuela que puede comercializar el mineral de hierro ultrafino es la empresa C.V.G Ferrominera del Orinoco, CA. Entre los productos que esta empresa ofrece están las pellas, mineral de hierro fino, mineral de hierro grueso y las briquetas, cuyos precios se pueden apreciar en la Tabla 11

Tabla 11: Precios Actuales de Productos ofrecidos por C.V.G Ferrominera del Orinoco, CA

Fuente: Autor Propio

Por otro lado, es importante recalcar que para razón del estudio en su totalidad se tomara como precio referencial del producto, el precio actual del mineral de hierro grueso con el cual Orinoco Iron compra a Ferrominera, el cual es 65.03 $/Tn (Ver tabla 11). Esto debido a que este representa la menor estimación con la cual se puede comercializar los ultrafinos.

6.1.6.- Canales de Comercialización

La compañía al tener pleno control en las operaciones nacionales, sin intermediarios, puede implementar un método directo mediante las actividades de un departamento de ventas. Debido a que el principal consumidor del producto sería la Ferrominera, una empresa nacional en la cercanía de Orinoco Iron, es posible transportar el producto en su totalidad a través de los camiones de carga pertenecientes a la empresa, entendiéndose por éstos aquellos agentes pertenecientes a los empleados de la empresa que transportan el mineral de hierro ultrafino en camiones de carga, como se observa en la figura 8.

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Figura 8: Diagrama de Canales de Comercialización.

Fuente: Propio del Autor

6.2.- ESTUDIO TÉCNICO

La instalación del sistema de colección de mineral ultrafino exige una alta capacidad técnica y operativa, las cuales involucran la maximización del uso de los materiales, el recurso humano y equipos aplicados, con la finalidad de minimizar los costos por razón de tiempo, aplicación de recursos y disminución de producción

El estudio técnico del proyecto a realizar consiste en diseñar la función de producción óptima que mejor utilice los recursos disponibles, para obtener el mineral de hierro ultrafino de la forma más eficiente y económica. Es decir, se pretende resolver las preguntas referente a dónde, cuándo, cuanto, cómo se obtendrá el producto final, por lo que el aspecto técnico operativo de un proyecto comprende todo aquello que tenga relación con el funcionamiento y la operatividad del propio proyecto.

La importancia de este estudio se deriva de la posibilidad de llevar a cabo una valorización económica de las variables técnicas equipo a instalar, que permitan una apreciación exacta o aproximada de los recursos necesarios para el proyecto; además de proporcionar información de utilidad al estudio económico-financiero y tiene como principal objetivo el demostrar la viabilidad técnica del proyecto que justifique la alternativa técnica que mejor se adapte a los criterios de optimización.

6.2.1.- Localización del equipo

El estudio y análisis de la localización de los proyectos puede ser muy útil para determinar el éxito o fracaso del sistema de secado, ya que la decisión acerca de dónde ubicar el proyecto no solo considera criterios económicos, sino también criterios estratégicos, técnicos, sociales, entre otros. Por lo tanto, el objetivo más importante, independientemente de la ubicación misma, es el de elegir aquel que conduzca a la maximización de la rentabilidad del proyecto entre las alternativas.

El elemento de la localización del proyecto consiste en identificar el lugar ideal para la implementación del sistema, se debe tomar en cuenta algunos elementos importantes que darán soporte a la decisión del lugar específico del proyecto. La selección de la localización la inversión se define en dos ámbitos: el de la macrolocalización, donde se elige la región o zona más atractiva para el proyecto, y el de la microlocalización, que determina el lugar específico donde se instalará.

La macro localización en donde la sustitución de los colectores de mineral ultrafino de hierro se llevará a cabo será en el área de cribado y molienda, la cual se encuentran en la planta de secado, como se señala en la figura 9.

Figura 9: Isometría de Planta de Orinoco Iron

Fuente: Orinoco Iron

La micro localización propuesta del equipo a instalar estará localizada cercano al dedusting actual de la zona de cribado y molienda y diagonal a los equipos de secado de mineral, como se puede observar en la figura 10.

Figura 10: Ubicación Equipo a sustituir el dedusting 199 del área de cribado y molienda.

Fuente: Departamento de Ingeniería de Planta

Esta zona ha sido escogida por significar menos gastos a la empresa al proponer una practicidad técnica en los aspectos eléctricos, mecánicos y civiles. Esto deriva de las conexiones eléctricas existentes en la zona capaz de alimentar a los equipos a instalar, al mismo tiempo de encontrarse en zonas amplias capaces de ocupar los equipos, los esfuerzos técnicos y maquinarias necesarias, sin comprometer la producción e la empresa al necesitar paradas de procesos para la instalación del mismo.

6.2.2.- Infraestructura de Servicio

De acuerdo con las características del proyecto se determinaron diferentes actividades necesarias para la instalación exitosa de los equipos, las cuales involucra disciplinas civiles, mecánicas, eléctricas, entre otros. De esta forma se definió específicamente las disciplinas que involucrará el proyecto

Disciplina Civil

Estas actividades estarán ligadas directamente con la revisión de bases en donde se pretende instalar el equipo, la erección de la estructura soportadora y la revisión de la misma, así como se observa a continuación:

1.1 Revisión de fundaciones

-Confirmar la preparación del lugar para trabajo de construcción.

-Confirmar todas las instalaciones subterráneas han sido completadas y el lugar halla sido calificado, en caso de ser requerido.

-Confirmar las bases de la fundación, fundaciones de ventilador y apilador e instalaciones de tornillos de anclaje hayan sido completadas

a.- Verificar bases/ dimensiones de perno de anclaje, elevaciones y orientación es correcta y precisas

b.- Verificar bases de pernos de anclaje representen un ángulo recto entre uno con otros

c.- Verificar bases de pernos de anclaje están en forma vertical y libre de escombros de concreto

d.- Determinar alcance de Material para nivelación de terreno en almacén requerido antes de la erección y asegurar la disposición del mismo

e.- Verificar todo los pernos requeridos y asegurarlos

f.- Confirmar especificaciones de grout y material nivelador.

-Realizar inventario a todo el equipo del Proyecto, Herramientas, equipo de erección y consumibles

1.2 Revisión de estructura soportadora

-Confirmar que la localización esté lista para trabajos de construcción

-Verificar que los la cámara de gas limpio estan instalados este instalado correctamente

-Confirmar que la estructura de acero este a una elevación correcta

1.3 Erigir estructura metálica

-Erigir plataforma de metal

-Erigir estructura de metal de soporte del colector

Disciplina Mecánica

Estas actividades estarán ligadas directamente con la instalación del colector de mineral ultrafino de hierro vía seca y todos los elementos que este conlleva, así como se observa a continuación:

2.1 Erigir tolva de recolección de polvo

2.2 Instalar Deflectores de entrada y válvula de entrada

2.3 Erigir Cámara de gas limpio

2.3.1 Erección de Filtro

-La cubierta de filtro, el telonero del filtro y las mangueras de filtro son completamente pre-ensambladas. El Ventilador deberá ser montado en la parte superior de la cabeza del filtro.

-Atornillar el filtro al Silo

2.4 Montaje de Suplidor de Aire- Comprimido y Medición deferencial de presión, después de la erección del filtro.

2.5 Erigir Ducto de gas limpio

2.5.1 Conductos (Ducto de Presión y Succión)

-Montar los ductos de presión y succión

-Los sellos deben ser puestos en todas conexiones flenged

2.5.2 Fijación de los Conductos; La distribución de Keller incluye material de fijación de los conductos (pinzas de tubería, barra roscada, material perfilado)

2.6 Instalar válvula poppet

2.7 Erigir Manifolds de limpieza de mangas y sistemas de ventilación

2.8 Determinar el lugar mas apropiado para el lugar del para la ubicación del Switch y panel de control

2.9 Instalar Instrumentalización

2.10 Competición de la construcción

-Erección de elementos misceláneos

-Terminación.

-Limpieza

Disciplina Eléctrica

El proyecto al consumir menos del 75% de la electricidad del colector 199 ubicado en el área de cribado y molienda, proporciona la posibilidad de conectarse a la estación eléctrica que suple al mismo, de esta forma pueda contar con servicio continuo y efectivo de energía eléctrica sin proporcionar gastos considerables en el aspecto eléctrico del sistema.

3.1 Instalación del cableado que conecte con estación eléctrica.

3.2 Instalación de los equipos.

3.3 Instalación del cableado eléctrico en el los equipos

Disciplinas Varias

Estas actividades estarán involucraran la totalidad actividades de soporte técnico del sistema a instalar, incluyendo las pruebas de funcionamiento y la puesta en marcha, como se puede observar a continuación:

4.1 Prueba de funcionamiento

– Revisar Presión de Aire-Comprimido y Volumen de Aire

– Revisar Sentido de Rotación de todas las partes Rotativas

– Revisar Función de Válvula para limpiar sistema

– Revisar Panel de Switch en Conexión con el completo sistema de filtro

– Ajustar Volumen de Aire para cada punto de escape

5.1 Puesta en Marcha

– Adiestrar al personal que se encargara del funcionamiento y mantener los parámetros de trabajo del nuevo apilador

6.2.3.- Proceso de Recolección

El proceso de recolección llevado a cabo por el sistema a instalar estará compuesto por tres etapas principales; inicialmente se comenzará por la recepción del polvo de hierro, continuado por el la colección de mineral ultrafino y finalmente por la compilación del sub-producto en los compartimientos de polvo de hierro, donde es extraído como producto final para poder ser comercializado.

Los colectores de polvo de mangas constan de una serie de bolsas con forma de mangas, compuesta de fibra sintética, colocadas en unos soportes para darles consistencia y encerrados en una carcasa de forma y dimensiones muy similares a las de una casa. El gas contaminado, al entrar al equipo, fluye por el espacio que está debajo de la placa a la que se encuentran sujetas las mangas y hacia arriba para introducirse en las mangas. A continuación, el gas fluye hacia afuera de las mangas dejando atrás los sólidos. Por último, el gas limpio fluye por el espacio exterior de los sacos y se lleva por una serie de conductos hacia la chimenea de escape. Así mismo se observa en la figura 11 las etapas del proceso de recolección de la recolección de mineral de hierro ultrafino por medio de vía seca

Figura 11: Representación gráfica del proceso productivo de colección

Fuente: Propio del autor

6.2.4.- Capacidad Instalada y Utilizada

La capacidad instalada del equipo estará basada en las estimaciones máximas del uso de los equipos actuales y la producción de polvo de hierro, por el proceso FINMENT. Los equipos del sistema 195 de colección de mineral de hierro ultrafino poseen una capacidad de 6,486 toneladas por hora, mientras que el sistema 199 de colección de mineral de hierro ultrafino posee una capacidad de 9,8 toneladas por hora.

Los sistemas de control ambiental a instalar han de poseer una capacidad máxima que satisfaga tanto los volúmenes actuales de uso como el volumen máximo de polvo de mineral de hierro. De este modo se estima capacidad máxima instalada del equipo colector vía seca sería de 23,76 por hora de acuerdo con la información suministrada por la empresa suplidora.

Por otro lado, en la actualidad los registros llevados por la superintendencia de procesos observa una recolección actual promedio de 7,418 toneladas de polvo por hora, como se ve reflejado en la grafica 8.

Grafica 8: Comparación de capacidad instalada y capacidad utilizada

Fuente: Departamento de Procesos

6.2.5.- Tecnología Requerida

Para poder realizar la sustitución de sistemas de control ambiental de vía húmeda a vía seca, es imperativo explorar todas las que las alternativas para la instalación de los colectores por mangas que cuentan con la capacidad para manejar el polvo de hierro de forma industrial, son los colectores de polvo de mangas por sacudida, colectores de polvo de mangas por sacudida y aire inverso, y colectores de polvo de mangas por aire inverso, de esta forma siendo las principales opciones para la utilización en el proyecto a realizar.

Con motivo de la determinación de la alternativa más apropiada para la instalación del Sistema de Control Ambiental, se realizó una matriz de ponderación con las características relevantes para su implementación, como se denota en la Tabla12.

Tabla 12: Matriz de Ponderación para la selección de la mejor tecnología

Fuente: Propia del Autor

De acuerdo con los resultados de la matriz de ponderación, es posible concluir que el tipo de colector de polvo de mangas más apropiado para la instalación en la empresa Orinoco Iron son los colectores por aire inverso. Del mismo modo, lo anterior tiene su origen en la naturaleza del colector por aire inverso, el cual lo hace el más apropiado para usos industriales debido a su capacidad de tratar con mezclas de difícil separación en una unidad compacta de forma eficaz económica al lidiar con grandes volúmenes de material.

Es indispensable la selección de equipos de recolección por aire inverso que se ajusten a las necesidades de la empresa en los aspectos de capacidad, espacio, demanda eléctrica y esfuerzo técnico el mismo debería estar equipado con las secciones indicadas en la figura 9:

Figura 12: Secciones del Equipo Propuesto

Fuente: Empresa Likstrom.

De acuerdo con las secciones mencionadas anteriormente que el equipo debe poseer, a continuación se presenta un estimado de las características técnicas del colector de polvo de hierro a instalar.

6.2.5.1 Datos Técnicos

Para poder sustituir los dedusting 195 y 199 es necesario ubicar una tecnología que pueda procesar el volumen máximo diario que soportan los equipos actuales, de este modo se propone utilizar los equipos proporcionados por la empresa Likstrom ubicada en Brazil, la cual proporciono una estimación de equipos que son capaces satisfacer las necesidades de la empresa, como se presenta en las tablas 13,14 y 15.

Tabla 13: Datos técnicos del colector de mangas propuesto.

Fuente: Empresa Likstrom

Tabla 14: Datos de suministro de aire comprimido del colector de mangas propuesto.

Fuente: Empresa Likstrom

Tabla 15: Datos de consumo eléctrico del colector de mangas propuesto.

Fuente: Empresa Likstrom

6.2.6.- Control de Calidad

El control de calidad se llevará a cabo a través de la extracción de muestras del mineral obtenido de los colectores de mineral ultrafino. Al comparar la cantidad de polvo de entrada con la cantidad obtenida en los depósitos, se podrá determinar la eficiencia de los equipos, para que el sistema de control ambiental se considere efectivo la contaminación del aire tendrá que ser menor a 150 mg/Nm3.

La calidad del sistema de control ambiental estará ligado al mantenimiento programado realizado en los equipos y las mangas, tomando como basamento las instrucciones técnicas recomendadas por los fabricantes, constructores y diseñadores, para obtener ciclos de revisión y sustitución para piezas, equipos y filtros

6.2.7.- Plan Estimado de Ejecución del Aspecto Técnico del Proyecto

El proyecto de la instalación de un sistema de colección de mineral ultrafino vía seca implicará una serie de esfuerzos tanto civiles como mecánicos y eléctricos, los cuales se les podrá dar una determinada segmentación y unidad de tiempo estimado.

En la tabla 16 se puede observar una estimación precisa de los tiempos de preparación e instalación de los equipos e instalar, la misma se realizó por medio de análisis realizados a los tiempos de instalación de los equipos presentados por la empresas productoras de colectores vía seca, al mismo tiempo de tomar en cuenta las necesidades operativas de la empresa, permitiéndonos hacer estimaciones realistas del tiempo a tomar para la

realización del proyecto.

Diagrama Grantt de Actividades

Tabla 16: Cronograma Estimado de Ejecución del Proyecto

Fuente: Autor Propio

6.3 CARACTERÍSTICAS AMBIENTALES Y DE MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE COLECCIÓN VÍA SECA.

Se podría decir que el sistema de control ambiental vía seca presenta posibilidades de mejorar la efectividad de los procesos de mantenimiento tanto como los aspectos ecológicos de los procesos de secado de mineral de la empresa, como se puede observar en las comparaciones de consumos de energía y en los procesos de mantenimiento

6.3.1 Desechos y Pérdidas del proceso

Los colectores de mineral de hierro ultrafino basados en mangas, poseen la cualidad de que al ser sistemas de control ambiental emiten una mínima pérdida de material y desechos, ya que su misión es la purificación el gas contaminado de ciertas áreas de la empresa. De esta forma el único desecho que se obtendría seria el mineral de hierro ultrafino, pero como este se intenta comercializar se tratara como un sub-producto

Cuando se estudia la posible sustitución de los sistemas de vía húmeda por los de vía seca, es importante aplicar énfasis en el uso de energía y agua que estos utilizan, esto es debido a que el agua utilizada por los sistemas por vía húmeda son considerados como un desecho que la empresa se evitaría al cambiar a tecnología vía seca, del mismo modo existen diferencias importantes en el uso de electricidad entre los diferentes tipos de colectores, por tanto es imperativo realizar comparaciones cuantificadas para la determinación del uso de electricidad y la producción que estos conllevan.

En efecto, a través de la gráfica 9 se ilustra la relación entre las toneladas de gas procesados por los colectores y la electricidad utilizada por estos, de este modo resaltando la efectividad del colector de polvo propuesto en comparación con los colectores actuales.

Grafica 9: Comparación entre consumos de energía eléctrica Kw/hora

Fuente: Orinoco Iron

Así mismo, en la grafica 10 se presenta una comparación del volumen de agua utilizados por los colectores vía húmeda en contraste el colector propuesto que no la utilizan en lo absoluto.

Grafica 10: Comparación de cantidad de agua de reposición m3/hora

Fuente: Departamento de Procesos

A través de las graficas anteriores es posible concluir que los colectores de mineral de hierro ultrafino vía seca representan una forma más eficiente de control ambiental en lo que respecta al uso del agua y electricidad, además de disminuir la expulsión de mineral ultrafino a la atmosfera, causante de polución ambiental y enfermedades laborales.

Cabe mencionar al disminuir los desechos en forma de lodos se pierde la oportunidad de comercializarlos en forma de HRD (c) (Hierro de Reducción Directa) lo cual se traduciría como perdidas para el proyecto.

6.3.2 Mantenimiento de los equipos de control ambiental vía seca

El colector de polvo vía seca propuesto requiera un mantenimiento preventivo programado para evitar posible fallas del equipo. Por motivos de organización se las actividades de mantenimiento se segmentaran orden de Actividad, el departamento ejecutor y el tipo de mantenimiento, de esta forma la tabla 17 Abarcará los siguientes procesos

Tabla 17: Actividades de Mantenimiento de Colector de Polvo Propuesto

Fuente: Orinoco Iron

6.4. ESTUDIO ECONÓMICO

La evaluación económica de la instalación del colector de polvo vía seca en el área de secado de Orinoco Iron, se vio en la necesidad de involucrar los efectos económicos de la sustitución consecuente de los colectores venturi scruber para la obtención de una conclusión la cual proporciona una estimación acertada que evalúe tanto las ganancias producidas por la comercialización de los ultrafinos, así como los costos producidas por la inversión

Los costos de la instalación de los colectores de polvo por mangas varían de acuerdo a cada empresa productora de estas. El presupuesto del sistema de control ambiental incluye no solo el costo equipos en sí, incluyen también los costos de instalación, costo de materiales y costo de mano de obra.

Para la realización del análisis actual se presentaran dos casos; el primero constará de la estimación de los costos y ganancias de la inversión propuesta, mientras que en la segundo caso se muestra una estimación en la cual no se realiza la inversión, tomando en cuenta las ganancias y pérdidas que esta situación presentaría.

6.4.1. Identificación de ingresos

Los ingresos obtenidos de la inversión propuesta provendrán principalmente del intercambio del mineral ultrafino por el mineral grueso de hierro proveniente de la empresa C.V.G Ferrominera. De acuerdo con lo estipulado en el estudio de merado se determinó que el mineral ultrafino obtenido se valoraría con el mismo precio que el mineral de hierro fino, la disminución de costos referentes a la compra de minerales resultaran en ganancias que contribuirán a la compensación de la inversión Total

Para la determinación de las ganancias por motivo de la comercialización del mineral de hierro fino, estarán ligadas al precio del mineral de hierro fino, por lo tanto, primero se requerirán proyecciones de los precios anuales de mineral de hierro. Para los cálculos de estas, se utilizaron los precios del hierro fino desde hace 30 años hasta la actualidad, presentados por la organización indexmundi los cuales se muestran en la tabla 18.

Para calcular las proyecciones de precios de mineral de hierro es indispensable obtener un porcentaje de crecimiento anual. Con este fin se realizó un promedio de los porcentajes de los últimos 30 años. Cabe destacar que debido a la crisis económica mundial de los años recientes, existen fluctuaciones anormales en el crecimiento del precio del mineral, por cuanto, se extraerán los valores irregulares de los cálculos, para obtener cálculos más precisos.

Grafica 11: Porcentaje de crecimiento desde el año 1983 hasta el año 2012

Fuente: Indexmundi

Como se puede observar en la gráfica 11, los valores regulares se encuentran entre el rango de 20% y de -20% de crecimiento. De esta forma se promediaron los valores de la diferencia de porcentajes anuales y se obtuvo la rata de crecimiento de 2,659%, como se puede observar en la tabla 18

Tabla 18: Diferencia Porcentual Anual de crecimiento desde el año 1983 hasta el año 2012

Fuente: Indexmundi

Cabe a destacar que como se vio en el estudio de mercado, el precio determinado para la estimación económica del mineral de hierro ultrafino será el del mineral de hierro grueso manejado por Orinoco Iron, el cual se estima actualmente en 65,03 $.

Mediante el uso del los métodos de cálculo de valor futuro se establecieron las proyecciones de los precios del mineral de hierro fino que se utilizó como factor determinante de las ganancias anuales producidas por los colectores vía seca, como se puede apreciar en la tabla 19 (Ver Apéndice 1)

Tabla 19: Proyecciones de ganancias anuales por comercialización del Mineral

Fuente: Propio del Autor.

Por otro lado, es importante mencionar que en la actualidad los lodos obtenidos del proceso de colección vía húmeda son vendidos en forma de HRD (c) (Hierro de Reducción Directa). Una vez realizada la inversión se intercambiaran estas ganancias por las obtenidas de la comercialización de los ultrafinos, lo cual se verá reflejado en el análisis financiero.

De acuerdo con el Departamento de Ventas de la empresa el precio actual del HRD (c) es de 54$ y debido a la conexión del sub-producto con el mineral de hierro se utilizará la tasa anual de crecimiento del mineral de hierro fino de 2,659% para estimar las proyecciones de pérdidas anuales por este, como se puede observar en la tabla 20 (Ver Apéndice 2)

Tabla 20: Proyecciones de ganancias anuales por venta de HDR(c)

Fuente: Propio del Autor.

6.4.2. Componentes de la inversión

Los costos iniciales estarán compuestos principalmente por 3 factores; el soporte técnico, la adquisición del equipo y la estructura e infraestructura. Estos datos fueron proporcionados por la empresa Likstrom y en el departamento de ingeniería de planta.