Ingeniería Química
Ing. María de los Ángeles Ruiz Sánchez
INSTITUTO TECNOLÓGICO
DE SALINA CRUZ
Tema 3:Evaluación económica.

• Selección de materiales
• Técnicas de análisis económico de procesos
• Estimación de costos de inversión y operación
𝑅𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠
$ + 𝑅𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠 + $

 Un proceso industrial tiene estabilidad en el mercado si su aspecto
económico es favorable.
Técnicas para el análisis económico de procesos; tres tipos de niveles
para el diseño de un proceso:
1. Diseño preliminar
2. Estudios de preinversion
3. Diseño final, o ingeniería de detalle.
Ing. Ma De Los Ángeles Ruiz Sánchez
ANALISIS Y SINTESIS DE PROCESOS
INGIENERIA QUIMICA

 Basada en la información básica del proyecto, con diseños
aproximados y escenarios económicos simples, para llegar a un
diagnostico preliminar sobre el potencial económico del proceso.
Ing. Ma De Los Angeles Ruiz Sanchez

 El panorama promisorio del proceso amerita un diseño mas elaborado
y un análisis económico mas riguroso, con estimaciones de inversión
mas confiables y costos de inversión desglosados.
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 Se realiza por especialistas, con la finalidad de elaborar diseños finales
y planos para la construcción del equipo; Las estimaciones económicas a
este nivel son las mas exactas que se pueden tener para la etapa de
diseño de proceso, y constituyen los mejores pronósticos de lo que se
espera durante la operación comercial del proceso.
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 Una actividad económica requiere de:
Inversión
Ingresos
(Ventas)
Costos
La inversión requerida se descompone
en:
𝐼 = 𝐼𝐹 + 𝐼𝑤
𝐼 = Inversion total
𝐼𝐹= Inversión fija (componentes del
proceso: columnas, reactores, bombas,
etc.).
𝐼𝑤= Capital de trabajo o circulante
(cantidad estipulada para mantener la
operación del proceso).
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𝐼 = 𝐼𝐹 + 𝐼𝑤
𝐼 = Inversion total
𝐼𝐹= Inversión fija (componentes del proceso: columnas, reactores, bombas, etc.).
𝐼𝑤= Capital de trabajo o circulante (cantidad estipulada para mantener la operación del proceso).
A su vez, la inversión fija se divide en:
𝐼𝐹 = 𝐼𝐸+ 𝐼𝐴
𝐼𝐸=Componentes principales de los procesos.
𝐼𝐴= Inversión en equipo auxiliar (generadores de vapor, torres de enfriamiento, etc.).
Esta división de la inversión esta relacionada con el riesgo inherente en este tipo de actividades
económicas. LA INVERSION DE EQUIPO PRINCIPAL seria la mas difícil de recuperar si el proyecto
fracasara, mientras que el capital ofrece el menor riesgo.
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𝑪 = 𝒂 𝑰𝑭 + 𝒃 𝑴𝑷 + 𝒄𝑬 + 𝒅𝑴𝑶 − 𝒑 𝑺𝑷
𝑪 = 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜 (
$
𝑎ñ𝑜
;
$
𝑘𝑔
)
𝒂 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒𝑟𝑎 𝑔𝑎𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑟𝑒𝑔𝑎𝑙𝑖𝑎𝑠, 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜, 𝑒𝑡𝑐.
𝒃 = 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑀𝐴𝑇𝐸𝑅𝐼𝐴 𝑃𝑅𝐼𝑀𝐴.
𝒄 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜 E
𝒅𝑴𝑶 = 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑏𝑟𝑎
𝒑𝑺𝑷 = 𝑃𝑟𝑒𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑢𝑏𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑝𝑢𝑑𝑖𝑒𝑟𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑟 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑑𝑒𝑚𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝑝𝑟𝑖𝑛𝑐𝑖𝑝𝑎𝑙.
El costo puede establecerse en base anual o por unidad de producto, regularmente para fines ilustrativo se
contabiliza en forma anual.
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 UTILIDAD BRUTA ( O BENEFICIO BRUTO)
𝑅 = 𝑆 − 𝐶
Donde:
𝑆 = 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐶 = 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛
 UTILIDAD NETA (O BENEFICIO NETO)
𝑃 = 𝑅 − 𝑒𝐼 − 𝑡(𝑅 − 𝑑𝐼)
Donde:
𝑒𝐼 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒𝑠
𝑑𝐼 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜𝑠
𝑡 = 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜𝑠
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 De acuerdo con lo anterior se pueden establecer algunos criterios para
comparar alternativas en una base económica.
Tasa de retorno o tasa de recuperación
Una de las medidas mas utilizadas para medir la rentabilidad de un
proceso.
𝑅𝑂𝐼 =
𝑃
𝐼
Beneficio neto dividido por la inversión total del proceso.
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Para que una alternativa sea atractiva ROI debe ser mayor a un valor
mínimo establecido por la compañía.
𝑅𝑂𝐼 > 𝑖𝑚𝑖𝑛
La tasa de recuperación mínima se establece en base a situaciones
económicas en el mercado y en función del riesgo que implica la
operación industrial bajo consideración. Un valor base lo establece una
tasa de rendimiento que ofrece un sistema bancario en ese momento. Si
la alternativa presenta un alto grado de riesgo o incertidumbre entonces
se agrega un valor de seguridad que la compañía misma establecería
para fijar el valor arriba del cual se requeriría que cayera la estimación de
la tasa retorno para que el proyecto fuera considerado atractivo para su
comercialización.
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 BENEFICIO EXTRA
𝑉 = 𝑃 − 𝑖𝑚𝑖𝑛𝐼
Por lo que si 𝑅𝑂𝐼 > 𝑖𝑚𝑖𝑛 se cumple, entonces V será positiva:
𝑉 > 0
Factibilidad económica usando este criterio.
 TIEMPO DE RECUPERACION DE CAPITAL
𝑇𝑅 =
𝐼
𝑃 + 𝑒𝐼
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Para modelos de contabilidad continua, o bien:
𝑽𝑷 =
𝑰
(𝟏 + 𝒊)𝒕
En ambos casos se toma en cuenta el interés 𝑖 que el dinero ganaría
atraves del tiempo, este termino puede conceptualizarse como un
interés neto que incluya también el efecto adverso de la inflación.
Se pueden usar métodos basados en el valor presente de alguna utilidad
económica para comparación de alternativas.
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 A menudo se requiere comparar alternativas que implican gastos o
inversiones en diferentes tiempos; una inversión fija en ocasiones debe
compararse con los beneficios anuales que se obtienen a cambio de ella.
Para ello es necesario tener una base común para establecer esta
comparación debido a que el valor del dinero cambia con el tiempo.
𝑽𝑷 = 𝑰𝒆−𝒊𝒕
Donde:
𝑉𝑃 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑜 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙.
𝐼 = 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒
$
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
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 Las inversiones de un proceso determinado se encuentran publicadas
o se evalúan en función de una capacidad base y de un tiempo bases
Las cuales deben ser ajustadas para tener la estimación de la inversión
en un tiempo deseado y para la capacidad requerida.
El efecto de la inflación en los costos de inversión de plantas químicas
puede cuantificarse mediante el uso de índices especializados. Para
pasar de la inversión de un proceso de un año base a un año deseado.
𝑰𝒕𝟐 = 𝑰𝒕𝟏(
𝒊𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆𝒍 𝒂ñ𝒐 𝟐
𝒊𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆𝒍 𝒂ñ𝒐 𝟏
)
Existen varios índices que se publican de forma periódica. A
continuación se describen tres de los índices mas comúnmente usados.
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 EL INDICE DE COSTOS DE LAS PLANTAS DE CHEMICAL ENGINEERING.
La revista chemical engineering publica uno de los índices mas
conocidos para actualizar el costo de las plantas químicas, basado en
cuatro rubros:
Este índice toma como base el periodo 1957-1959. la siguiente tabla
muestra la evolución histórica del índice.
Equipo y maquinaria 61%
Mano de obra para la construcción 22%
Edificios 7%
Ingeniería y Supervisión 10%
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 EL INDICE DE COSTO DE EQUIPO INSTALADO MARSHALL Y STEVENS
El índice Marshall y Stevens, publicado también por la revista Chemical
Enginering a partir de 1926, se aplica a industrias de proceso y esta
basado en ocho tipos de industrias:
Cemento 2%
Química 48%
Productos de arcilla 2%
Vidrio 3%
Pintura 5%
Papel 10%
Petróleo 22%
Hule 8%
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 EL INDICE DE COSTOS DE CONSTRUCCION DE REFINERIAS DE NELSON.
El índice Nelson se publica en la revista Oil and Gas Journal y refleja la
variación del tiempo del costo de construcción de refinerías. Este índice
comenzó a publicarse en 1946 y su estimación se basa en los siguientes
porcentajes:
La siguiente tabla muestra algunos valores históricos del índice NELSON.
Mano de obra especializada 39%
Mano de obra común 21%
Fierro y acero 20%
Materiales de construcción 8%
Equipo misceláneo 12%
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Datos históricos de inversiones de diferentes tecnologías muestran que
el ajuste de la inversión por efecto de la capacidad del proceso sigue una
regla exponencial:
𝐼2
𝐼1
= (
𝑄2
𝑄1
)𝑚
Donde:
𝑄 = 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜
𝑚 = 𝐸𝑥𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑖𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑡𝑒𝑐𝑛𝑜𝑙𝑜𝑔𝑖𝑎
En el caso de que 𝑚 no este disponible se usa típicamente 𝑚 = 0.6 lo
cual se conoce como la regla de los Τ
6
10.
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Desarrollos tecnológicos conducen muchas veces a desarrollar
resultados en procesos con exponentes menores a los que previamente
se tenían con las tecnologías anteriores.
Para aprovechar de mejor manera la inversión total hecha en el proceso,
conviene a operarlo a capacidad total, esto dependerá de la demanda
del producto, ya que el costo de un proceso depende del nivel de
producción con respecto a la capacidad total de la planta.
𝑚 < 1
Una planta de mayor capacidad se
traduzca en una menor inversión
unitaria al hacer un análisis
económico del proceso es decir
ECONOMIA A ESCALA
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Economías de escala debido al nivel de producción.
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 Las ec. de utilidades netas y extras presentan los puntos de equilibrio
que pueden ligarse a un significado económico.
Otra manera de estimar el precio es a través de la tasa de retorno.
𝑃 = 0
Situación en la cual la
empresa no gana ni
pierde globalmente,
ya que las utilidades
las usaría para pagar
impuestos y recuperar
su inversión.
Puede estimarse el
costo de producción
del producto.
𝑉 = 0
Se tienen las
utilidades mínimas
definidas por la
compañía.
Se tendría una
manera de estimar el
precio de venta
mínimo del
producto.
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En la etapa final del proceso, las cotizaciones de proveedores
proporcionan la información necesaria para estimar la inversión final y
los costos de materias primas y a demás de componentes del costo de
operación el proceso.
PRECIOS DE MATERIAS PRIMAS
Una excelente fuente es Chemical Marketing Reporter, una publicación
semanal que publica los precios de cientos de productos, a demás de
análisis de mercado de algunos productos, desarrollo de tecnologías y
tendencias de mercado. La tabla 2.3 muestra el precio de varios
productos químicos. En la tabla 2.4 se indican los precios de algunos
gases recopilados para el año 1975.
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INVERSIONES DE TECNOLOGIAS.
Existen catálogos como los reportes del SRI (Stanford Research Instituto),
los cuales incluyen detalles técnicos globales de muchas tecnologías, entre
ellos la inversión necesaria del proceso. Estos reportes son confidenciales,
de tal manera que solo compañías relacionadas con el área adquieren
típicamente estos catálogos.
CATALOGOS DE TECNOLOGIAS
Cuando se considera la posible instalación de un proceso, justificada por la
demanda del producto, es conveniente consultar un catalogo de
tecnologías para analizar el potencial relativo de cada una de ellas.
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La información de cada tecnología incluye:
 Balance de materia.
 Requerimientos de energía.
 Inversión para una planta de capacidad base a un tiempo base.
El reporte SRI contiene esta información de muchas plantas químicas y
petroquímicas.
El libro Rudd y col. (Petrochemical Technology Assesment, Wiley, 1981)
incluye las características técnicas y económicas de mas de 300
tecnologías petroquímicas; El balance de materia generalmente se
reporta por unidad de producción de producto principal. Datos
conocidos como coeficientes técnicos
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