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Contenido1.-Definición de propuesta técnica.3
1.1.Justificación. 3
1.2 Objetivo general: 3
1.3 Objetivos específicos: 3
1.4 Hipótesis. 3
1. !arco de "eferecia.4
2.-Investigacion de estudio de mercado.#
2.1.$ipos de proceso.#
2.2 !aterias pri%as1&
2.3 '%portaciones ( e)portaciones*consu%o de energia+123.-Ingeniería de Proyectos1,
3.1.'ngeniería basica1,
3.1.1 -iagra%a de lujo de /rocesos *-/+1,
3.1.2 -escripción del proceso1,
3.1.3 -iagra%a de $uberia e 'nstru%entación.10
3.1.4 -escripción de la filosofía de 'nstru%entación.10
3.1. alances de %asa ( energía.2&
3.1..1 $abla general de balances de %asa ( energía. .. 2&
3.1.#.1 -escripción de los balances de %ateria ( energia *%e%oria de calculo+.23
3.1.#.1 alances de %asa.24
3.1.#.2 alances de energía.2
3.1., /lano de localiación general.2
3.2 'ngeniería de -etalle.20
3.2.1 or%atividad 5plicable.20
3.2.2 6s7cificaciones de e8uipo.20
4.-Estudio inanciero.
4.1. -efinición de propuesta t7cnica...
4.1.2 !arco de referenacia econo%ica:
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4.1.3 Costos de los insu%os:
4.2 'nversión $otal.
4.3 6structura inanciera.
4.4 /resupuesto de ingresos.
4. /resupuesto de egresos.
4..1 Costos variables.
4..2 'Costos fijos *depreciación ( a%ortiación+.
4.# 6stados inancieros /rofor%a.
4., 9ndices o /ar%etros.
4. ;nalisis de sensibilidad.
!.-Eva"uación socia" y Económica.
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1.-Definición de propuesta técnica.
1.1. Justificación.
de =ec=o laevolución del creci%iento econó%ico %uestra una alta correlación> tanto en nivelesco%o en tasas de creci%iento> con el consu%o nacional de energía> el nivel dee%pleo ( la e%isión de conta%inantes.
6l sector industrial es uno de los principales de%andantes de co%bustibles deorigen fósil> del total del consu%o de co%bustibles el gas natural es el energ7tico8ue %s se utilia con cerca de 34?> seguido de la electricidad con 2?> el co8uede petróleo con 1&?> por lo cual se espera un incre%ento en la de%anda de losdiferentes co%bustibles. /rovocando en %uc=os casos el uso ineficiente de la
anergia en general> esto derivado de las ine)istentes %edidas para un usoeficiente de energía en la industria.
6s por ello 8ue el a=orro de energía> inevitable%ente> presupone la aplicación (control de %7todos t7cnica%ente funda%entados 8ue per%itan utiliar la energíacon eficiencia ( responsabilidad en cual8uier lugar 8ue se apli8uen *industria>co%ercio> servicios do%7sticos> etc.+.
/or lo tanto en este trabajo de investigación se to%a el eje%plo de una e%presace%entera> donde el principal proble%a es proponer un %odelo de gestión de laenergía con a=orro econó%ico> 8ue pueda servir co%o referencia en el ra%o degestión energ7tica.
la falta deatención a estas reas de oportunidad presupone el seguir =aciendo un usoineficiente de la energía el7ctrica co%o insu%o de la producción> lo cual%antendr un alto costo de la %is%a> ( al final se reflejar en la econo%ía de lae%presa. 6n ca%bio> la realiación de un diagnóstico energ7tico en la e%presa>%ostrar las reas críticas en cuanto al consu%o> para la aplicación de tecnología%s %oderna 8ue a(ude al a=orro del consu%o de la %is%a.
inal%ente> la investigación tiene una gran i%portancia para la protección del%edo a%biente> al evaluar procesos t7r%icos 8ue per%iten reducir el consu%o deenergía ( por tanto las e%isiones del CO2> causantes del efecto invernadero.
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1.2 Objetivo general:"ealiar una propuesta para i%ple%entar un siste%a de gestión de energía enplanta de la industria ce%entera> para obtener beneficios econó%icos> %a(or eficiencia energ7tica ( un sentido responsable con el %edio a%biente.
1.3 Objetivos específicos:• Conoce las etapas de un siste%a de gestión de energía• -eter%inar las fuentes de energía.• -eter%inar los usos significativos de energía de los e8uipos o siste%as del
proceso• -eter%inar los indicadores claves de dese%pe@o *A/'Bs+ en la gestión de la
energía.• "ealiar propuestas t7cnicas de %ejora ( a=orro de energía dentro del
proceso.• -eter%inar el a=orro econó%ico del consu%o de energía.
1.4 Hipótesis. 5 partir de la i%ple%entación de un siste%a de gestión de energía> se obtendr ena=orro econó%ico significativo en el consu%o de energía en una planta deproducción de ce%ento. 5sí %is%o el desarrollo sustentable de dic=a planta.
1. !arco de referencia.
6n la lti%a d7cada los %ercados de ce%ento de 5%7rica %oderniado e integrado vertical%enteD influidos por la presencia degrupos internacionales co%o Holci% *HolderbanE+> Ce%e) ( lue CircleDgeneral%ente son los 8ue deciden en los %ercados en los cuales estnpresentes. representan el 4? del %ercado de 5%7rica participación 8ue =a venido en incre%ento en los lti%os a@os.
6n este proceso de globaliación> el ingreso de co%petidores e)tranjerosconstitu(e una a%enaa para los productores locales> especial%ente para los%ercados relativa%ente cerrados.
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F-entro de la estructura de costos> la energía incide en el 4? del costo deproducción> siendo indispensable su reducción ( control. 6n el proceso deClínEeriación la energía t7r%ica utiliada representa el 2? ( la energía el7ctricael 2&?G *5=orro de energía co%o estrategia de para la co%petitividad global>2&12> p.23+.
5l %is%o tie%po 8ue es necesario la reducción del consu%o de energía> esnecesario %ejorar la calidad de los productos 8ue per%itan co%petir a nivelglobal.
6stado del conoci%iento energ7tico en la industria del ce%ento.
F cada tonelada dece%ento producido necesita de unos ,3 a 13& Eilos de petróleo o de co%bustiblee8uivalente> segn la variedad del ce%ento o el proceso de fabricación utiliadoG
*5=orro de energía co%o estrategia de para la co%petitividad global> 2&12> p.31+.6n la industria del ce%ento de Japón> aun cuando =an bajado sus inversiones ennuevas plantas> la correspondiente inversión en conservación de energía se =aincre%entado.
es una de lasindustrias 8ue re8uieren altas inversiones> el costo de una nueva planta essuperior a los 1& %illones de euros por %illón de toneladas de capacidad anual>por lo 8ue se encuentra plantas con diversos niveles tecnológicos> tanto por susniveles de producción co%o por sus niveles de eficiencia.
dentro de 7stas las 8ue disponen de precalentador (calcinador tienen las %ejores eficiencias en el uso de la energía. 6l n%ero deetapas de los precalentadores> deter%inar 8ue los gases de escape est7n a%enos te%peratura. 5l disponer de calcinador se logra %ejor desco%posición dela =arina cruda en el precalentador ( se recupera el e)ceso de calor del aire delenfriador.
las plantas de %enor consu%o de energía son las de vía seca 8ue disponen de precalentador (calcinador.6n el período de 1000 al 2&&1> C=ina por bajos niveles de producción ( altoconsu%o de calor =a cerrado o eli%inado un n%ero considerable de =ornosverticales 8ue e8uivalen a una capacidad de 04> !$a@o de una producción totalde #2& !$a@o en el 2&&1.
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2. Investigación de estudio de mercado.
2.1 $ipos de proceso
#ipos de proceso.
Histórica%ente el desarrollo del proceso de producción de clínEer se caracteriópor el ca%bio del siste%a =%edo al siste%a en seco con los pasos inter%ediosde se%iI=%edo ( se%iIseco. 6l pri%er =orno rotatorio> introducido alrededor de10> fue %u( grande para el proceso =%edo.
especial%ente en los casos en 8ue la %ateria pri%a est=%eda ( pegajosa o presenta grandes fluctuaciones en su co%posición 8uí%ica
de los co%ponentes individuales en la %ecla. Con la tecnología %oderna %savanada> es posible preparar una %ecla =o%og7nea utiliando el proceso seco. a un largo =orno con una cadena
interna de precalenta%iento.
Proceso semi-seco. 6l crudo seco se peletia con agua ( se ali%enta a unprecalentador antes de ir al =orno rotatorio o en algunos casos> a un =orno largoe8uipado con precalentador cruado.
Proceso semi-húmedo.
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Proceso en seco
/ara los siste%as seco ( se%iIseco> el crudo se prepara %oliendo ( secandotodos los co%ponentes en %olinos de tubos o verticales de rodillos> =aciendo uso
de los gases calientes de co%bustión 8ue salen del =orno o del aire caliente 8uesale del enfriador para el secado. 5ntes de ali%entar el crudo al =orno> el crudo es=o%ogeneiado o %eclado en un silo de =o%ogeneiación *co%o se puede ver en la igura 1.1+.
6n =ornos de precalentadores suspendidos> el crudo se ali%enta desde la partealta de la serie de ciclones bajando por cada uno a contra corriente con el flujo degases de co%bustión 8ue salen del =orno rotatorio> teniendo contacto directo ( uneficiente interca%bio de calor entre las partículas sólidas ( el gas caliente. 5síentonces los ciclones sirven co%o separadores entre sólidoIgas.
5ntes de entrar al =orno rotatorio> el crudo se calienta =asta una te%peratura deapro)i%ada%ente 1&I3& C> donde la calcinación presenta un avance del 3& ?. del siste%a co%pleto> es8ue%ado. Con una te%peratura de apro)i%ada%ente & C> *cabe se@alar 8ueesta te%peratura puede incre%entarse =asta 11&&C dependiendo de lascondiciones de operación del e8uipo de proceso+ la %ecla se =a calcinado en un
0& ?> cuando entra al =orno rotatorio.6l siste%a =ornoIprecalentador de a # etapasIprecalcinador se considera latecnología estndar para las nuevas plantas de =o( en día. 6n algunos casos elcrudo se ali%enta directa%ente a un =orno rotatorio largo sin precalentador e)terno. Ln siste%a de cadenas internas =ace posible el interca%bio de calor entre los gases provenientes de la ona caliente del =orno ( el crudo ali%entado.
,
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6sta clase de =ornos presentan alto consu%o de energía ( se re8uieren ciclonespara la separación de los polvos.
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Figura No. 1 Diagrama de proceso, producción en seco de CPO
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Proceso semi-seco
6n el proceso se%iIseco> el crudo seco se granula con un 1&I12 ? de contenidode agua en una tabla rotatoria inclinada *disco para granular+ ( se ali%enta alprecalentador de parrillas antes de entrar al =orno *Kiste%a precalentado ( parte precalcinado en dos c%aras de
parrillas =aciendo uso de los gases de co%bustión provenientes del =orno rotatorio*ver igura 1.2+. Ln alto grado de calcinación se alcana al 8ue%ar parte delco%bustible en la c%ara del siste%a de parrillas del precalentador. los gases se =acen pasar otra ve a trav7s de la %asa depelets en la c%ara de las parrillas de secado. -ado 8ue bastantes de los polvosson precipitados en la ca%a de pelets> la salida total de polvos en los gases desalida en %u( baja *C6!L"65L> 1000+
las tortas se =acíanpasar posterior%ente por un e)tructor para for%ar grnulos los cuales eranali%entados al siste%a precalentador de parrillasI=orno de tres c%aras. Con lasplantas %odernas de ce%ento> la filtración de la suspensión se aplica solo dondela %ateria pri%a presenta un contenido de =u%edad natural %u( alto> por eje%plola tia. el cual es ali%entado a un siste%a %oderno deprecalentadorIprecalcinadorI=orno.
Proceso húmedo
donde se introduce aire co%pri%ido ( lasuspensión continua%ente se agita.
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consu%o de calor ( produce grandes vol%enes de gases de co%bustión ( vapor de agua. de%asiado enco%paración con los =ornos del siste%a en seco 8ue llegan a %edir entre a #% *sin contar la sección del precalentador+> *C6!L"65L> 1000+.
2.2 !ateria pri%as.
/ara fabricar el clinEer> base para la fabricación del ce%ento> se re8uiereesencial%ente: calia ( piarra> ade%s se e%plean %inerales de fierro *=e%atita+( sílice en cantidades pe8ue@as *1 a ?+ para obtener la co%posición deseada.
por ó)idos de alu%inio de 1& a 1?> por ó)idos de fierro de # a12? ( por cantidades variables de ó)ido de calcio de 4 a 1&?. 6s ta%bi7n laprincipal fuente de lcalis. el siste%a de e)tracción es si%ilar al de la calia> sólo 8ue la barrenaciónes de %enor di%etro ( %s espaciada> ade%s re8uiere e)plosivos con %enor potencia.
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-ebido a 8ue la co%posición de 7stos varía de un punto a otro de la corteaterrestre> es necesario asegurar la disponibilidad de las cantidades suficientes decada %aterial.
Kílice
6ventual%ente se agregan arenas sílicas 8ue contienen de ,? a 0&? de sílice>para obtener el ó)ido de silicio re8uerido en la %ecla cruda. !ic=. rico enó)ido de silicio.
He%atita
5l %aterial 8ue aporta %ineral de fierro se le lla%a N=e%atitaN> aun8ue pueden ser diversos %inerales de fierro o escoria de la%inación. al norte del 6do. -e Hidalgo> de 6l Car%en>Hgo. P del (aci%iento illa de "e(es.
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2.3 '%portaciones ( e)portaciones *Consu%o de energía+6l alance acional de 6nergía presenta cifras sobre el origen ( destino de lasfuentes pri%arias ( secundarias de energía a nivel nacional durante el a@o 2&14
Consu%o energ7tico total por sectores
8ue esel sector %s intensivo en uso de energía> representando el 4.0?D el industrial>8ue consu%ió 32.&?D el residencial> co%ercial ( pblico con 1.?D ( elagropecuario> con 3.3? *'%agen 2.3.1+.
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Imagen 2.3.1 Consumo fina energ!"ico por sec"or # energ!"ico 2$1%. Fuen"e, &aance Naciona de 'nerg(a)!*ico 2$1+
Kector 'ndustrial.
6l sector industrial es el segundo %a(or consu%idor de energía en el país.-urante 2&14 alcanó 32.&? del consu%o energ7tico total> %ostrando undecreci%iento de 1.4? respecto al a@o anterior> para ubicarse en 1>#.44 /J*Cuadro 1, ( Cuadro 1+.
deacuerdo al Kiste%a de Clasificación 'ndustrial de 5%7rica del orte son:
'ndustria bsica del =ierro ( del acero
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abricación de ce%ento ( productos a base de ce%ento en plantasintegradas
/6!6Q /etro8uí%ica 'ndustria 8uí%ica abricación de vidrio ( productos de vidrio
abricación de pulpa> papel ( cartón !inería de %inerales %etlicos ( no %etlicos> e)cepto petróleo ( gas 6laboración de acares 6laboración de cervea
6l gas seco> co%bustible %s utiliado en la industria> aportó 3.? *#&3.2 /J+del consu%o del sector en el 2&14> lo 8ue i%plicó un incre%ento de 1.,?.
6l consu%o de electricidad fue e8uivalente a 4.3, /J ( representó 3.&? delconsu%o industrial> au%entando 3.3? respecto a 2&14.
6l consu%o de petrolíferos *gas licuado> gasolinas ( naftas> di7sel 8ueroseno> (co%bustóleo+> contribu(e con ,.#? de la de%anda> al su%ar 11.3 /J>dis%inu(eron en 11.?.
tuvieron una aportaciónde ,.2? al consu%o de energía en el sector ( fueron e8uivalentes a 113.1 /J>1#.2? %a(or 8ue lo consu%ido en 2&13.
6l consu%o de carbón finalió en ,,.44 /J> con un decre%ento de 22.#? respectoal a@o 2&13> a diferencia del de co8ue de carbón obtuvo un .? %s 8ue 2&13>alcanando #.0 /J>
6l consu%o del bagao de ca@a en el sector industrial totalió 3,.,1 /J> cifra4.1? %enos 8ue la de 2&13. 6sta fuente pri%aria de energía
'%agen 2.3.3 Consu%o de energía en el sector industrial por energ7tico.
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Imagen 2.3.2 Consumo de energ(a en e sec"or indus"ria por energ!"ico Fuen"e. is"ema de informaciónenerg!"ica 'N'.
8ue representó el13.#? del consu%o industrial en 2&14.
con una participación de 1&.&?en 2&14. 6n dic=o a@o su de%anda energ7tica totalió 1,.3 /J> 1.? %a(or 8ue 2&13. 6n los flujos del alance acional de 6nergía se incorpora lainfor%ación de las fuentes convencionales de energía utiliada en esta ra%aD sine%bargo> esta industria utilia otras fuentes alternas para cubrir susre8ueri%ientos energ7ticos. $ípica%ente las fuentes convencionales cubren
alrededor del 0&? de la de%anda de energía> %ientras 8ue el restante se cubrepor otros insu%os con valor energ7tico> co%o llantas> residuos sólidos ( residuoslí8uidos.
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1,
Imagen 2.3.3 Consumo energ!"ico de as principaes ramas indus"riaes.
Imagen 2.3.% 's"ruc"ura de consumo energ!"ico de as principaes ramas indus"riaes por "ipo de energ!"ico. 2$1%.
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3.- Ingeniería de Proyectos.
especificaciones> docu%entos de co%pra> etc. Con el fin de co%prar los e8uipos (%ateriales necesarios para construir una planta de procesos.
3.1 'ngeniería bsica.
en procesos industriales> ta%bi7n se le lla%a ingenieríabsica de procesos> la cual define en for%a concreta ( total todas las variables delpro(ecto. 6n procesos industriales se inicia con el desarrollo del plano deldiagra%a de flujo ( balance de %ateria ( energíaD ( el plano de diagra%a detubería e instru%entación *-$'+. 6stos docu%entos estn soportados por clculospara cada uno de los co%ponentes %ostrados en el diagra%a con su =oja dedatos para cada e8uipo e instru%ento. 6n la =oja de datos se %uestra lacapacidad de dese%pe@o del e8uipo> del instru%ento o accesorio al trabajore8uerido.
3.1.1.I -iagra%a de lujo de procesos. *5ne)o o.1+
3.1.2 -escripción.
/roceso de producción de ce%ento en seco.
6n general el proceso de producción de ce%ento en seco co%prende cuatroetapas principales e)tracción ( %olienda de la %ateria pri%a> =o%ogeneiación dela %ateria pri%a> producción del clínEer .
6l proceso de fabricación del ce%ento co%iena con la e)tracción de las %ateriaspri%as 8ue se encuentran en (aci%ientos> nor%al%ente canteras a espacioabierto> para su e)tracción se utilian e)cavadoras de gran escala ( e)plotación delos (aci%ientos> una ve e)traído ( clasificado el %aterial se procede a sutrituración =asta obtener un ta%a@o de grano para su %olienda en el %olino debolas !I1&1I5.
6l %aterial triturado se al%acena en capas unifor%es para ser posterior%enteseleccionadas en for%a controlada> =asta obtener un ta%a@o de grano para su%olienda en el %olino de bolas !I1&1I5> en esta operación el ta%a@o de %ateriapri%a debe ser adecuado en peso para posterior%ente ser traslado por %edio de
las bandas transportadoras $I1&&I para su al%acena%iento ( preI=o%ogeniación en los silos K en la planta de proceso.
/osterior%ente> se transporta la %ateria pri%a por la corriente 1 ( se realia unanueva operación de %olienda en el %olino de bolas !I1&2I&&1 con la finalidad dereducir el ta%a@o de particula *arena+ ( favorecer la cocción en el =orno> despu7sde obtener el ta%a@o> la %ateria pri%a se traslada al colector de polvos $AI1&3I1&1 por la corriente 2> donde ser al%acenado para su previa cocción. 6n este
10
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e8uipo los polvos 8ue se pierden en el proceso son llevados a la c=i%enea $I1&4I&&1 por la corriente 3 para su posterior recuperación ( trata%iento por la corriente4.
-el colector de polvos $AI1&3I1&1 se envía la %ateria pri%a al Ho%ogeneiador $AI1&I&&1 por la corriente > la finalidad de esta operación es 8ue la %ateriapri%a incre%ente su unifor%idad o ter%ine el proceso de =o%ogeniación.
6l siguiente paso es trasladar la %ateria pri%a (a =o%ogeniada al =ornoprecalcinador I1I&&1 por la corriente #> en este e8uipo el precalentado serealia a trav7s de ciclones 8ue calienta la %ateria pri%a a 3&C para facilitar sucocción> la %ateria pri%a se introduce por la parte superior de la torre ( vadescendiendo por ella> en esta etapa encontra%os la línea de calor RI4 8ue es elcalor 8ue se recupera del =orno para ser dirigido al =orno rotatorio ( se a=orreenergía t7r%ica. 6l co%bustible para el precalcinador proviene del tan8ue "AI113I&&18ue se ali%enta por la línea 21. 6n este %is%o e8uipo tene%os la línea 1, 8ue
es la 8ue transporta los gases de co%bustión 8ue a su ve son dirigidos a la torre$AI114I&&1 donde se adicionara vapor de agua para ser dirigidos por la línea 10 alseparador I11I&&1 donde se obtendrn los polvos de recuperación de clinEer.
6n el final de esta operación se obtiene el clinEer crudo 8ue posterior%ente setransportara al =orno rotatorio I1&,I&&1 por la corriente ,> donde se calienta auna te%peratura de 1#&& C> en esta operación a %edida 8ue la %ateria pri%a vaavanando en el interior del =orno %ientras est rota> la te%peratura vaau%entando =asta alcanar los 1#&&C> produci7ndose el clinEer. 6l co%bustiblepara ali%entar el =orno rotatorio proviene del tan8ue de co%bustible "AI113I&&1 (se transporta por la corriente 2,.
Cuando ter%ina esta operación el clinEer se introduce por la línea en el enfriador 8ue in(ecta aire frio por la corriente 23 para reducir su te%peratura de 1#&&C a1&&C> a8uí el aire caliente generado es recirculado por la corrientes 1&> dondeactuara co%o precalentador del co%bustible 8ue va al =orno rotatorio por lacorriente 22> por la corriente 0 se introduce el calor generado para favorecer laco%bustión en el precalcinador %ejorando así la eficiencia energ7tica en elproceso.
Cuando el clinEer se enfría se transporta por la corriente 11 al colector de polvos$AI1&0I1&2 donde ter%inara de enfriarse por co%pleto> a8uí los polvos perdidos
son retornados por la corriente 12 a la c=i%enea $I1&4I&&1 para su trata%iento.Cuando el clinEer alcana una estabilidad en la te%peratura ( te)tura se transportapor la corriente 13 a los silos de al%acena%iento KAI11&I&&2> donde se adiciona(eso ( algunos aditivos en proporciones adecuadas de acuerdo a la cantidad declinEer> cuando ter%ina la adición de (eso ( aditivos se envía la %ecla de clinEerI(esoIaditivos al %olino de bolas !I111I&&2 por %edio de las corrientes 14 ( 1.-entro del %olino el clinEer> el (eso ( los aditivos se %eclaran ( alcanaran undi%etro de partícula previa%ente establecido dando la creación del ce%ento.
2&
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/osterior%ente se transporta el ce%ento por la corriente 1# para sual%acena%iento en silos K, para posterior%ente ser e%pacado (distribuido al %ercado.
3.1.3.I -iagra%a de tubería e instru%entación. *5ne)o o.2+.
3.1.4 -escripción de la filosofía de instru%entación.
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3.1. alanc%asa ( e*5ne)o o. 3+
3.1..1 $abla de ba lance%asa ( energ
2
COMPONENTES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 17'
18 19 20 21 22 23 24 25
CaCO31884
,81884
,854,8
9754,8
971829
,91829
,91454
,8 0 0 0 0 0 0 0 0 0197,
13 0 09,85
66187,
27 0 0 00,29
57 9,56
Al2O390,6
5690,6
52,64
042,76
5888,0
1688,0
1664,4
3712,5
36 0 012,5
360,12
5312,4
11 012,
412,4
111,33
52 0 00,06
671,26
84 0 0 00,00
2 0,064
SiO2587,
46587,
4617,1
121,3
19570,
35570,
35524,
65420,
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3 0 0 497,5713322,
28 0 0 0 4,45
O226241,
844503
14 33504 125566 570164 623764 4902299299944
67 0 0 9225874 7987 1674711 06207,7
5267569,
5547053,8
6 0 0 3148225,2
9 0 0 0 2,96
2O34351,3
17433
6 5485,4 16018,3 22461 24557 1193022 0 0 0 0 0 0 0 0 063656,5
9 0 0 438,7211468,
96 0 0 0 4,15
2O2083,4
33518
0 2553,4 7202,14 44291 48359,8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0386329
0,4 0 0 8868,82232537
,4 0 0 0 83,49
g O 16 66,1 1712 5 1,67 69,47 17 17,99 1680,66 1776,95 1722,03 0 0 1548,51 14,22 1499,44 01222,4
8 1305,58 503,63 0 0 21,32 415,2 0 0 0 0,6
2O1195,4
62027
1 1481,1 5307,51 25572,7 27935,8 1878960135482
2,1 0 0353349,
8 1203,43 262655 0 899,739299,1
1212268,
56 0 0 1232,8632600,
62 0 0 0 11,42
a2O1597,2
12708
5 1979,1 7118,71 34168,8 37326,4 2561509135482
2,8 0 0353349,
8 1636,74 3 57363 01223,1
953436,2
4268363,
78 0 0 1556,7141168,
02 0 0 0 14,42ombusie
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 051365,7
633519,3
4 0 6667,22 0 0 0 0 2083,82
!e
2 0 0 0 153786 0 0 0 0151649
36272625
87482727,
8 172332 0 0 0 0478512
5,8312259
0,3 0621103,
8 0 0 04446
2194124,
3
2 0 0 0 973346 0 0 0 0927618
78166761
58 2991942 1089006 0 0 0 0178194
71114857
55 0 2367599 0 0 02857
47 7457397
O2 0 0 0 282646 0 0 0 0315557
81567290
38938902,
5 317989 0 0 0 0581519
90379898
18 0 6785149 0 0 07872
3 2080982
O 0 0 0 165238 0 0 0 0158759
50285408
05 510303 184936 0 0 0 0301059
03196431
11 0 4016052 0 0 04835
2 1262894
2O 0 0 0 41624,7 0 0 0 0416853
5,7749393
6,3129960,
9 46613 0 0 0 0 0147169
86 0 2929083 0 0 01212
7919081,
63
ases
O2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0247468
63161667
52 0 2887453 0 0 0 0885572,
28
O2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0173692,
97113417,
13 020935,4
4 0 0 0 0 6449,23
O2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1862,96 1216,82 0 220,27 0 0 0 0 67,68
O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 062968,2
141083,9
2 0 8312,34 0 0 0 0 2605,83
2O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 492,5 321,8 0 57,52 0 0 0 0 17,67
O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0332771,
79217122,
64 044390,9
3 0 0 0 013959,2
4
)#$e!
3S 0 0 0 8082,17 0 0 4190136101820
71 0 0 2705451 2287 487312 0 1720,475216,5
6 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2S 0 0 0 18347,8 0 0 1547309
363673
49 0 0 6230999 5277,58 1122150 0
3987,6
3
174003,
18 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3A 0 0 0 10256,5 0 0 4270324127613
60 0 0 3287313 2753,66 591869 02038,6
589743,7
5 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4AF 0 0 0 16185,5 0 0 6555303167813
23 0 0 5145045 4342,68 928503 03240,1
8142185,
18 0 0 0 0 0 0 0 0 0
O2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 046176,6
1418302
41 0 5387,87 0 0 0 0 1652440
a O 0 0 0 43898,3 0 0 0577800
96119359
4106500
9,2 1403094 11784 2528731 08733,7
3384357,
19153281
0,1733954,
33 0 3881,9264611
,2 0 0 0 35,79
eme#o
so 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0252803
21261056
782610567
8 0 0 0 0 0 0 0 0 0gua#&!iamie
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01966,
27 48576,749725,
87 0 0 03911,55
6
otal20052
0,018939
3959188
,67190883
0,14101324
6,49109385
6,66283900
09,5168121
035160720
675137767
534342023
20,8184964
0,59828385
9,4425280
32126135
976273792
08,3142378
102146095
8891966
,27197579
01,565654
1,9 3 0 04694
11144817
44,7
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30/46
/a 3 a/a de /aances de energ(a 0ghr
&
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3.1.# -escripción de los balances de %ateria ( energía ( %e%oria de clculo.
(os +aos +e oe!a-i.# +e la la#a a!a la elabo!a-i.# +e ese a#/lisis a# si+o oma+os +el!abao !ealia+o o! S/#-e, 2001 * se mues!a# e# las 'ablas 4 a la abla 7
31
a/a 4 Da"os de operación de sis"ema horno-precacinador
a/a + Composición de crudo.
a/a % Da"os de a producción de ciner # consumo de com/us"i/e.
a/a 5 Da"os de "orre de enfriamien"o.
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32/46
3.1.#.1 alances de %asa. obtenidas del libro F$7cnicas de conservación de energía en la industriaG *'-56>102+D las cuales se %uestran en el Capítulo ' ( se presentan con la nu%eración: 1.0 a 1.1#.Ke realió un anlisis de dic=as reacciones con el fin de tener una sola relación este8uio%7tricaobteni7ndose los resultados 8ue se %uestran en la $abla .
/ara el caso del co%bustóleo> se considerarn co%o base las reacciones 1.1, a 1.10. -e acuerdo a lasreferencias: A. '.> 100 ( Sood> 1004> las reacciones de co%bustión 8ue se presentan al usar co%bustiblesfósiles sólidos ( lí8uidos son las siguientes:
-onde la reacción 1.1, se presenta en un 0 ? ( el otro 2 ? pertenece a la reacción 3.1. 6n el casodel itrógeno> la reacción 3.3 ocurre en un 0, ?> la 3.2 en un 2? ( la 3.4 en 1 ?. Con dic=asconsideraciones se realiaron los balances de %ateria ( energía./ara el caso del aire se consideró el anlisis de Orsat *t7cnica para analiar los gases deco%bustión+> en el cual se da la siguiente co%posición en base seca *elder ( "ousseau> 2&&3+.
32
a/a 6 eación es"e7uiom!"rica de proceso 7u(mico de
sin"eri8ación-c(neri8ación
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33/46
5sí entonces las ecuaciones para el balance %sico son las 8ue se %uestran en la $abla 3.11. P losresultados> tanto del balance en base %olar co%o %sica> se %uestran en los ap7ndices 5.2 ( 5.3respectiva%ente.
3.1.#.2 alances de energía. la cual se conoce co%o la le( de conservación de energía> esutiliada para realiar el balance de energía del siste%a. -ado 8ue se presentan una serie dereacciones dentro del proceso de producción entonces la ecuación general 8ueda co%o sigue*Ca%dali ( col.> 2&&4+:
33
a/a 9 'cuaciones de /aance de masa.
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correspondientes a los ca%bios en la energía cin7tica (potencial del co%ponente )> se despreciarn en el anlisis dado 8ue su valor no es relevante.
valores 8ue se %ostrarn %s adelante ( correspondern a lasreacciones antes descritas.
6l ca%bio de entalpía dado por los ca%bios físicos del proceso se calculara %ediante la ecuación:
6l clculo del Cp depende de cada sustancia por lo 8ue con la $abla 3.12 ( %ediante la ecuación 3., podrser representado ( utiliable para el clculo del ca%bio entalpía.
34
a/a 1$ Coeficien"es de a ecuación 3.5 para e c:cuo de Cp en ;camo ; 0Camdai # co., 2$$%
a/a 11 'cuaciones de /aance de energ(a por e7uipo
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35/46
3.1., /lano de localiación general.
3
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36/46
lo cual significa entre 2. ( 3 %illones de toneladas de ce%ento al a@o+ ( posee dosfbricas en el país. Lna de ellas es la 8ue se encuentra en el 6stado de Hidalgo> la cual es precisa%ente en la8ue est enfocado este pro(ecto.
$ula 5llende> Hidalgo. Co%o se %uestra en la igura 3.,
3#
Figura 3.5
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37/46
3.2 'ngeniería de -etalle
en esta parte se desarrollan las especificaciones delos e8uipos ( se elaboran los dibujos ( de%s docu%entos de ingeniería> en esta fase se definentodos ( cada uno de los datos ( condiciones 8ue for%an las bases de dise@o .
3.2.1 or%atividad 5plicable.
3.2.2 6specificaciones de e8uipo.
4.- Estudio inanciero.
3,
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4.1 -efinición de propuesta t7cnica.
$ituación actua" de "a industria.
-entro de la estructura de costos> la energía incide en el 4? del costo de fabricación> siendoindispensable su reducción ( control. 6n el proceso de ClínEeriación la energía t7r%ica utiliadarepresenta el 2? ( la energía el7ctrica el 2&?. 5l %is%o tie%po 8ue es necesario la reducción del
%etodo"ogía.
se des ar rol la en cua tro eta pas seg n lo propone la guía para lai%ple%entación de un FKiste%a de Testión 'ntegral de la 6nergía O"!5 'KO &&&1G
6l propósito de esta nor%a es per%itir a las organiaciones a establecer los siste%as ( procesosnecesarios para %ejorar el rendi%iento energ7tico> inclu(endo la eficiencia energ7tica> uso (consu%o. el costo de la energía> ( otros i%pactos a%bientales relacionados> a
trav7s de la gestión siste%tica de la energía. 6sta or%a 'nternacional es aplicable a todos los tipos( ta%a@os de organiaciones> independiente%ente de las condiciones geogrficas> culturales osociales. ( en especial de la alta dirección
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39/46
5l cruar la infor%ación de los consu%os de energía con respecto a las etapas del proceso
productivo se pueden identificar las %a(ores reas consu%idoras de energía. 6sta actividad consisteen cuantificar a trav7s de datos =istóricos recopilados por contratos de energía> el consu%opro%edio con respecto a la producción total de ce%ento.
&acer.
Corresponde a la '%ple%entación del Kiste%a de Testión 6nerg7tica> se debe realiar con personalco%penetre> capacitado ( concientiado> 5si%is%o> se deben docu%entar ( controlar lasoperaciones de reas clave> operación ( %anteni%iento> contratos de servicios ( capacitación.
-e una %anera integral en esta fase se realiar> el diagnóstico energ7tico> el cual tiene el objetivo
de identificar las oportunidades o pro(ectos de a=orro energ7tico en los e8uipos ( procesos clavesde la e%pre e%presa las cuales se indican a continuación.
Oportunidades de a=orro.
!otores obsoletos de baja eficiencia Operación de e8uipos en tie%pos %uertos !arcada variabilidad operacional de los procesos especial%ente para las reas de
clínEeriación ( %olienda de ce%ento. 5d%inistración de la de%anda energ7tica.
30
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!otores obsoletos de baja eficiencia.
1. %olinos> bandas transportadoras> =ornocalcinador> =orno rotatorio en cada uno de ellos se revisara su eficiencia de operación actual.
2. Ke realiaran los clculos pertinentes de los costos de la energía el7ctrica en base a sueficiencia real> el %is%o procedi%iento se realiara para los co%presores cada e8uipo.
3. Con base a los costos de la energía el7ctrica> la estrategia de i%ple%entación %s i%portanteser llevar a cabo una renovación co%pleta de los %otores de e8uipo de procesos> por una
nueva línea de %otores de alta eficiencia *6!5 /re%iu%+4. ueva%ente se proceder a calcular los costos de energía el7ctrica> pero con la nueva
propuesta en los %otores el7ctricos.. Ke realiara la co%paración entre los costos con e8uipo de %enor ( alta eficiencia energ7tica
para poder realiar una esti%ación en los costos finales de operación> una tasa interna deretorno *$'"+ de inversión del nuevo e8uipo ( la sensibilidad del pro(ecto.
Operación de e8uipos en tie%pos %uertos.
1. -is%inución de tie%pos %uertos ( tie%pos de parada de e8uipos ( %a8uinaria.2. '%ple%entar un siste%a de gestión de %anteni%iento de e8uipo de proceso.
!arcada variabilidad operacional de los procesos especial%ente para las reas de clínEeriación (%olienda de ce%ento.
1. "educir costos de operación por i%ple%entación de %otores de alta eficiencia.2. '%ple%entación de siste%as de velocidad variable en los siste%as de ventilación en los
enfriadores de clinEer.3. Ca%bio de tecnología en los siste%as de %aterial refractarios para los =ornos calcinadores (
rotatorios.
5d%inistración de la de%anda energ7tica.
1. creación de un Co%it7 de 6nergía> el cual es responsable de la ad%inistración de lainfor%ación energ7tica ( la coordinación con todos los de%s co%ponentes de laorganiación.
2. 5 trav7s del %is%o se proponen linea%ientos de políticas para la sostenibilidad ( per%anecíadel %ejora%iento continuo> contribu(e en el ca%bio de la cultura energ7tica desde el niveldirectivo =asta operativo.
3. -ependiendo de las tarifas ofrecidas por los su%inistradores ( de las cargas del cliente> losusuarios pueden reducir el coste energ7tico de varias for%as.
4.
4&
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41/46
'erificar.
Ke deben verificar las operaciones> donde se revisan registros de operación ( %anteni%ientos> asíco%o de e8uipos> el siste%a> asegurando 8ue todos =acen lo 8ue se necesita> el dese%pe@o>revisando los indicadores energ7ticos> tendencias ( costos> ( el progreso de acuerdo con loplaneado.
(ctuar.
$o%ar decisiones
Ke debe identificar los avances de la %ejora energ7tica de acuerdo con las %etas> proble%as (barreras a superar> así co%o establecer un plan para el siguiente a@o
4.1.2 !arco de referencia econó%ica.
6n !7)ico> los progra%as para i%pulsar la eficiencia energ7tica son li%itados> ine)istentes enalgunas reas> ( lo %s i%portante: Carecen de %ecanis%os de financia%iento para instru%entar%ejoras en las plantas industriales. 6sto> a pesar de e)istir un gran potencial de a=orro de
co%bustible> co%o evidenció el plan piloto de eficiencia energ7tica en siste%as de generación (distribución de vapor> desarrollado en 2&& por la Co%isión acional para el 5=orro de 6nergía*CO56+ con el apo(o de la 5gencia de los 6stados Lnidos para el -esarrollo 'nternacional *LK5'->por su siglas en ingl7s+.
Ruienes sí =an apostado por la eficiencia energ7tica son las c%aras industriales de los paísesdesarrollados. -esde =ace d7cadas> al gestionar condiciones favorables para su sector> vislu%braronlas li%itaciones de e)igir a los gobiernos nica%ente subsidios en los precios de los insu%os.
Ku visión se a%plió a una bs8ueda de progra%as 8ue per%itieran a sus agre%iados fortalecer susprocesos operativos para sortear con fortuna los vaivenes de la econo%ía global. 5sí surgieron
%ecanis%os de asistencia> consultoría ( sobre todo de financia%iento para grandes> %edianas (pe8ue@as e%presas */(!6s+ 8ue aspiran a ser %s eficientes> %s co%petitivas.
P a esos %ecanis%os se =an incorporado todo tipo de industrias. /or eje%plo> en 2&& -oUC=e%ical adoptó co%o %eta corporativa incre%entar su eficiencia energ7tica en 2? para el a@o2&1. Con la asesoría del -eparta%ento de 6nergía estadounidense> e%prendió en su plantapetro8uí%ica de Ha=nville> un progra%a 8ue al cabo de dos a@os le =a per%itidoidentificar %ltiples oportunidades para %ejorar los siste%as de vapor. Kobre la %arc=a adoptó%edidas correctivas> cu(o costo fue recuperado en %enos de seis se%anas. 6l resultado=asta novie%bre de 2&&,: Lna dis%inución en el consu%o de gas natural 8ue representa un a=orro
anual de 1.0 %dd> ( an no aplica todas las %edidas correctivas 8ue =a identificado.
$a%bi7n en 2&&> Teneral 6lectric anunció el desarrollo de progra%as de cinco a siete a@os deduración con objetivos si%ilares: 'ncre%entar su eficiencia energ7tica en 3&? ( reducir suse%isiones a la at%ósfera en 1? *en ve de incre%entarlas en 4&?> co%o era su tendencia+.
41
8/17/2019 Estudio economico de una planta industrial de cemento
42/46
los países europeos (otras naciones desarrolladas abarcan a diversos sectores productivos> distintos ta%a@os dee%presas ( cuentan con siste%as de financia%iento a 1& a@os para %ejorar la eficiencia energ7tica.
/ri%eros paso en !7)ico.
Co%o parte de este progra%a> en la fbrica de jabón 33 fugas de vapor> e)ceso de aire en calderas> desperfectos en tra%pas devapor> así co%o oportunidades para opti%iar la eficiencia en la co%bustión ( para reducir la purgacontinua de las calderas.
0&& %3 de gas natural al %es>es decir> un recorte de 1#2>4& pesos en los gastos %ensuales de operación. a la cual se le detectaronacciones correctivas con un potencial de a=orro de 22,>0& %3 de gas natural al %es *130>&&&pesos %ensuales+. Kin e%bargo> la e%presa sólo costeó %edidas 8ue abarcaron 11? de ese
potencial. -e e)istir %ecanis%os de financia%iento> podría =aber e%prendido un plan %sa%bicioso
4.1.3 Costos de los insu%os.o !otores /re%iu%o !aterial refractarioIo '%ple%entación de un siste%a de gestión de a=orro energ7tico.
4.2 'nversión $otal.
4.3 6structura inanciera.
4.4 /resupuesto de ingresos.
42
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43/46
4. /resupuesto de egresos.
6n toda actividad productiva al ofrecer fabricar un producto o prestar un servicio se generan costos>entendi7ndose 8ue los costos son dese%bolsos %onetarios relacionados justa%ente con la
fabricación del producto o la prestación del servicio (a sea en for%a directa o indirecta%ente (general%ente representan una dis%inución de los recursos financieros de la e%presa.
6n su gran %a(oría constitu(en el pago de productos ( servicios 8ue la e%presa recibe del e)terior (8ue son necesarios para su operación ( funciona%iento> para poder generar las ventas> en el cual seco%prenden los costos ( gastos 8ue se generan a lo largo del pro(ecto establecido.
Cos"os= es todo a8uello 8ue nos va a generar un ingreso> es decir nos va a representar unainversión a largo o %ediano plao.
>as"o: /or gasto se entiende el conjunto de egresos destinados a la distribución o venta delproducto> ( a la ad%inistración e incluso al %anteni%iento de la planta física de la e%presa.
Dentro de "os e"ementos de" costo tenemos.
Cos"o de a mano de o/ra direc"a= "elacionado con el personal 8ue trabaja directa%ente conla fabricación del producto ( la re%uneración 8ue percibe por dic=a actividad> así tene%os alos operarios> obreros> a(udantes> etc.
Cos"o de insumos= Constituida por el valor %onetario de la %ateria pri%a o insu%os 8ue seconsu%e en el proceso de producción
Cos"o indirec"o de fa/ricación 0CIF= Kon a8uellos recursos 8ue participan indirecta%ente enla fabricación del producto o del servicio> así tene%os: seguro> %anteni%iento> artículos deli%piea> depreciación> etc.
Dentro de "os gastos operativos tenemos.
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Tastos ad%inistrativos: 6stos gastos co%prenden por eje%plo el sueldo del gerente> lassecretarias> au)iliares de oficina> contador> tiles de oficina> servicios pblicos> etc.
Tastos de ventas: así tene%os a los vendedores> gastos depublicidad> co%isiones.
)"asificación de "os costos.
a* En función de" o+,eto de" costo
6stos Costos se clasifican co%o costo directo ( Costos indirectosD el pri%ero est confor%ado por la!ano de Obra -irecta ( los %ateriales directos> el segundo est confor%ado por la %ano de obraindirecta> %ateriales indirectos> servicios ( seguros.
.
+* $egn su varia+i"idad.
8ue se dividen en sus dos co%ponentes Costos ijos totales *C$+ ( Costos ariables totales *C$+.
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4..1 Costos variables.Kon a8uellos 8ue varían al variar el volu%en de /roducción> los Costos ariables se %ueven en la%is%a dirección del nivel de /roducción. ale decir> varían en for%a directa con el ca%bio devol%enes de /roducción. 5 %enor nivel de /roducción los Costos ariables se incre%entan ( a%enor /roducción los %is%os Costos dis%inu(en.
4..2 Costos fijos *depreciación ( a%ortiación+Ke definen co%o Costos ijos por8ue per%anecen constantes a los diferentes niveles de producción%ientras el /ro(ecto se %antenga dentro de los lí%ites de su capacidad productiva *ta%a@o de
planta+. obvia%ente> si se au%enta la capacidad productiva
-epreciación este sufre un desgastenor%al durante su vida til 8ue el final lo lleva a ser inutiliable.6l ingreso generado por el activo usado> se le debe incorporar el gasto correspondiente desgaste8ue ese activo =a sufrido para poder generar el ingreso.
5l utiliar un activo> este con el tie%po se =ace necesario ree%plaarlo> ( ree%plaarlo genera underogación> la 8ue no puede ser cargada a los ingresos del periodo en 8ue se ree%place el activo>
puesto 8ue ese activo genero ingresos ( significo un gasto en %s de un periodo> por lo 8ue%ediante la depreciación se distribu(e en varios periodos el gasto in=erente al uso del activo> de estafor%a sol se i%putan a los ingresos los gastos en 8ue efectiva%ente se incurrieron para generarlo ensus respectivos periodos.
5%ortiación./ara las finanas ( la econo%ía> se =abla de a%ortiación cuando se distribu(e un valor o un costoen deter%inado período de tie%po> a %enudo con el propósito de reducir el i%pacto del %is%o en laecono%ía general.
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6l caso típico de a%ortiación de un valor pasivo es la devolución de un pr7sta%o o de un cr7ditobancario obtenido con el fin de ad8uirir deter%inado bien o producto.
4.# 6stados financieros /rofor%a.4., 9ndices o /ar%etros.
4. 5nlisis de sensibilidad.
. 6valuación social ( 6conó%ica.