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ANALISIS DE VIABILIDAD ECONÓMICA DE UNA PLANTA DE RECICLADO DE BATERÍAS PLOMO ACIDO

Autor: Gloria Gallardo Gómez Gómez Director: Jaime de Rábajo Marín

Madrid Mayo, 2014

Análisis de viabilidad económica de una planta de reciclado de baterías plomo ácido

Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI)–Ingeniería Organización Industrial

ANALISIS DE VIABLIDAD ECONÓMICA DE UNA PLANTA DE RECICLADO DE BATERÍAS PLOMO ÁCIDO Autor: Gallardo Gómez, Gloria Director: de Rábago Marín, Jaime Entidad Colaboradora: ICAI- Universidad Pontifica de Comillas RESUMEN DEL PROYECTO Introducción El presente proyecto trata sobre el estudio de viabilidad de una planta de reciclado de baterías plomo ácido. Este tipo de baterías son utilizadas en la actualidad en numerosos productos, desde baterías de coches, ferrocarriles o carretillas hasta en sistemas fotovoltaicos o UPS. En primer lugar se realiza un estudio del plomo, de sus características y su aplicación en las baterías. Hoy en día existen numerosas plantas de reciclado de este tipo de baterías, pero hay una gran demanda de plomo. Por ese motivo, este tipo de plantas está en auge. Este proyecto incluye un análisis de la maquinaria y del proceso de reciclado para la producción de lingotes de plomo y en segundo lugar se realiza un estudio económico para ver la rentabilidad del proyecto según los factores determinantes. Metodología Para realizar el diseño de esta planta de reciclado, se ha contado con información de otras plantas instaladas en España, haciendo un estudio de cada uno de los procesos implantados y proponiendo como definitivo el óptimo, para de este modo sacar el mayor rendimiento del proceso de reciclado. Para realizar el cálculo de la rentabilidad en el estudio económico del proyecto se ha utilizado Excel como herramienta. Para esto se ha tenido en cuenta la inversión inicial, la amortización de la maquinaría y los gastos e ingresos que incurren en la planta a lo largo de diez años. A partir de estos datos se ha obtenido un VAN y una TIR variable de unos factores clave, explicados en el proyecto. Además se hecho un análisis de sensibilidad de la rentabilidad del proyecto a partir de la variación de los factores, simulando así el modelo de negocio en diferentes escenarios.

1



Resultados El estudio económico incluye, como ya se ha dicho, el VAN (€) y la TIR (%) en función de los distintos supuestos de trabajo y sus variaciones. Las variables de trabajo son: -

Nivel de entrada de baterías en la fábrica (tn/año) Precio del plomo ($/tn) Interés del préstamo (%) Cambio $-€

Teniendo en cuenta todos estos factores, se ha obtenido una TIR del proyecto del 10,35% y un VAN, para una tasa de descuento del 7,5%, de 798.153€. Con esto se puede afirmar que es un negocio rentable, aunque no es despreciable el riesgo al invertir en este tipo de proceso. Conclusiones El análisis realizado permite extraer las siguientes conclusiones: 1) La variación del nivel de entrada de baterías en la planta es un factor muy determinante en la rentabilidad del proyecto. Tanto que, si llega a un nivel por debajo del 20% podría suponer tener que parar la producción o incluso cerrar la planta de reciclado. Una posible solución a esto, es que, debido al tipo de estudio que se ha realizado, la recogida y transporte de baterías no es competencia de este proyecto. Si llegados a este punto y dependiendo de terceros la producción de plomo se ve reducida por problemas ajenos a la planta, se podría invertir haciendo una integración vertical de este servicio, de esta manera se disminuirían los costes directos, relacionados con las materias primas. 2) La inversión inicial, es financiada a un 40% por un préstamo bancario y 60% con fondos propios. La variación de este porcentaje, hasta llegar a invertirlo, siendo 60%-40%, no repercute en la rentabilidad del proyecto. Esto es debido a que en proporción la inversión inicial con los ingresos estimados del primer año es muy pequeña. De este modo, la tasa de interés del préstamo no es un factor específicamente significativo en la rentabilidad de la empresa. 3) El precio de la materia prima (el plomo) es un factor decisivo en la rentabilidad de la planta. Este precio está fijado por el London Metal Exchange (LME), que regula en toda Europa los precios de metales como el plomo. Está fijado en dólares; por ese motivo el tipo de cambio dólar-euro también se convierte en un factor totalmente decisivo en la rentabilidad de la planta.

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Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI)–Ingeniería Organización Industrial Para concluir sería importante remarcar que para que la planta salga adelante, han de estar controladas todas estas variaciones y, si en algún momento llega a ser muy desfavorable alguno de estos parámetros sería conveniente parar la producción hasta llegar a una situación de estabilidad, si fuese temporal, o cerrarla en el peor de los casos.

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FEASIBILITY STUDEY OF A RECLYCLING PLANT OF ACID LEAD BATTERIES PROJECT SUMMARY Introduction The present project is a feasibility study of a recycling plant of acid lead batteries. These kinds of batteries are used on thousand of products, for example car batteries, trains or photovoltaic systems. First of all there is a brief introduction about lead, its characteristics and its applications in batteries. Actually there are a lot of recycling plants in Spain, but it also exist a huge demand of lead. Because of this reason nowadays this type of plants are growing up.

The project includes the equipment and process analysis to produce lead, and it also includes the study of feasibility whit the variation of some key factors. Methodology In order to carry out the plant design, it was necessary to take information of some existing plants located in Spain, making a study of each process in order to find out which is the optimal. After this study, the best process will be chosen for the reciclying plant study. So as to obtain the profitability values in the economic study, the initial investment necessary, the depreciations of fixed assets, annual expenses and income statements during the 10 years of study and the cash flows of the whole investment have been the parameters used to calculate. Based on this information, the IRR (Internal Rate of Return) and NPV (Net Present Value) have been obtained including some variations on some key factors that are explained on the project. An analysis of the profitability sensibility of the project has been done as well. This study is variable because of some factors which are considered important to simulate the process in different scenarios.

Results The economic study takes into account the IRR (%) and NPV (€) as it has been said depending on different scenarios. The key factors evaluated are: -

Volume of batteries arriving in the plant (tn/year) Lead price ($/€) 4


Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI)–Ingeniería Organización Industrial -

Loan interest rate (%) Type of change $-€

Bearing in mind this key factors, the IRR is 10,35% and the NPV with an interest rate of 7,5% is 798.153$. According to this, we can confirm that to invest in this recycling process is profitable, but the risks taken cannot be ignored because many external factors are taken into account in the economic study. Conclusions The data analysis allows us to draw the following conclusions: 1) The variability of the volume of incoming batteries in the plant is decisive on the profitability of the process. For example, if this factor only reaches the 20% of the volume taken into account in this project the production would become unoperable or the plant could be closed. In this kind of project, a possible solution could be to implement the transport and the collection which are not a part of the present plant. But it would be possible to buy some trucks and make these activities part of the process. In this way the cost of raw materials will be reduced, so it will take out some problems associated with them.

2) The first investment is financed 40% by the bank and 60% by shareholders. It can be 60%-40% and the profitability would not be affected, because the proportion first investment and the income the first year studied is really small. In the same way, the interest rate of the loan is not a significant factor in the profitability of the company. 3) London Metal Exchange fixes the price of the lead in Europe, and it is, unsurprisingly, a decisive factor in the profitability of the plant. The price is fixed in dollars, for this reason the variability of the type of change dollareuro is also a relevant factor in the plant. In conclusion, it will be important to focus that it is essential to analyse all these factors before developing the process in order to know if the investment is profitable. It is mandatory to have some control of the risks associated to these factors. And if the circumstances require it, we can avoid that to stop all the production or, in the worst case, close the plant is a real possibility.

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ESCUELA T CNICA SUPERIOR DE INGENIER A (ICAI) INGENIERO EN ORGANIZACIÓN INDUSTRIAL

ANALISIS DE VIABILIDAD ECONÓMICA DE UNA PLANTA DE RECICLADO DE BATERÍAS PLOMO ACIDO

Autor: Gloria Gallardo Gómez Director: Jaime de Rábajo Marín

Madrid Mayo, 2014


Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI) –Ingeniería Organización Industrial

Índice 1.

2.

3.

4.

5.

Introducción ............................................................................................................................................... 7 1.1.

Situación actual en España y en Europa ............................................................................... 8

1.2.

Objetivos ....................................................................................................................................... 10

El plomo .................................................................................................................................................... 11 2.1.

El plomo y sus propiedades ................................................................................................... 11

2.2.

La industria del plomo ............................................................................................................. 12

2.3.

Fuentes, niveles y desplazamiento del plomo en el medio ambiente ................... 14

2.4.

Emisiones industriales y su control ..................................................................................... 16

2.5.

El plomo en el mundo .............................................................................................................. 18

2.6.

El plomo en España ................................................................................................................... 22

Las baterías plomo – ácido ................................................................................................................ 25 3.1.

Historias de la batería plomo – ácido ................................................................................. 25

3.2.

Principio de funcionamiento de las baterías ................................................................... 27

3.3.

Características técnicas de las baterías plomo ácido .................................................... 30

3.4.

Clasificación de las baterías ................................................................................................... 33

3.5.

Aspectos legales y legislación de referencia .................................................................... 43

3.5.1.

Directiva 2006/66/CE del Parlamento Europeo y del Consejo ............................... 45

3.5.2.

Real Decreto 106/2008 ....................................................................................................... 46

3.5.3.

Real Decreto 943/2010 ....................................................................................................... 47

3.5.4.

Más referencias ..................................................................................................................... 48

Estudio de la planta .............................................................................................................................. 51 4.1.

Localización .................................................................................................................................. 52

4.2.

Capacidad ..................................................................................................................................... 53

4.3.

Descripción y procesos de la actividad .............................................................................. 54

4.3.1.

La recogida de las baterías ................................................................................................. 54

4.3.2.

Proceso de reciclado ............................................................................................................ 55

4.4.

La maquinaria .............................................................................................................................. 60

4.5.

Mano de obra .............................................................................................................................. 66

Estudio económico ............................................................................................................................... 67 5.1.

Inversión inicial ........................................................................................................................... 67

5.2.

Amortizaciones ........................................................................................................................... 70

1



6.

5.3.

Ingresos ......................................................................................................................................... 73

5.4.

Costes ............................................................................................................................................. 75

5.4.1.

Costes directos ....................................................................................................................... 75

5.4.2.

Costes indirectos ................................................................................................................... 76

5.4.3.

Costes fijos ............................................................................................................................... 76

5.4.4.

Costes generales .................................................................................................................... 76

5.5.

Cuenta de resultados ................................................................................................................ 78

5.6.

Cash flow ....................................................................................................................................... 80

5.7.

Rentabilidad................................................................................................................................. 82

Análisis de sensibilidad ....................................................................................................................... 87 6.1.

Variación en el nivel de entrada de las baterías ............................................................. 87

6.1.1.

Escenario optimista .............................................................................................................. 88

6.1.2.

Escenario pesimista .............................................................................................................. 89

6.1.3.

Conclusiones ........................................................................................................................... 89

6.2.

Variación en el precio del plomo ......................................................................................... 90

6.2.1.


6.2.2.


6.2.3.

Escenario extraordinario ..................................................................................................... 92

6.2.4.

Conclusiones ........................................................................................................................... 93

6.3.

Variación en los tipos de interés del préstamos bancario .......................................... 94

6.3.1.


6.3.2.


6.3.3.

Conclusiones ........................................................................................................................... 95

6.4.

Variación en el tipo de cambio dólar – euro .................................................................... 96

6.4.1.


6.4.2.


6.4.3.

Escenario extraordinario ..................................................................................................... 98

6.4.4.

Conclusiones ........................................................................................................................... 99

6.5.

Conclusiones sobre el análisis de sensibilidad .............................................................. 100

7.

Conclusiones ......................................................................................................................................... 103

8.

Anexos ..................................................................................................................................................... 105 8.1.

Anexo I ......................................................................................................................................... 105

8.2.

Anexo II........................................................................................................................................ 106

2



9.

8.3.

Anexo III ...................................................................................................................................... 108

8.4.

Anexo IV ...................................................................................................................................... 110

8.5.

Anexo V ....................................................................................................................................... 111

Bibliografía............................................................................................................................................. 113

3



Índice ilustraciones Ilustración 1: Mapa residuos generados por países UE. Fuente: Eurostat ................ 8 Ilustración 2: Tratamiento de residuos kg/hab. Fuente: Eurostat ............................... 9 Ilustración 3: Propiedades físicas pb-otros metales. Fuente: uniplom .................... 12 Ilustración 4: Emisiones antropogénicas de plomo en los países de la UE, en t/año. Fuente: UN/ECE ............................................................................................................... 15 Ilustración 5: Producción minera y metalúrgica y consumo mundiales por áreas geográficas, en tn x 1000. Fuente: International Lead and Zinc Study Group....... 18 Ilustración 6: Principales importadores según volumen importación en miles USD. Fuente ICEX .......................................................................................................................... 19 Ilustración 7: Cuota mercado mundial en porcentajes de los principales importadores. Fuente ICEX ....................................................................................................... 20 Ilustración 8: Principales países exportadores en miles USD. Fuente ICEX ........... 21 Ilustración 9: Porcentaje de exportadores mundiales. Fuente ICEX ......................... 21 Ilustración 10: Evolución del consumo del plomo en España. Fuente: International Lead and Zinc Study Group ........................................................................... 22 Ilustración 11: Proveedores de plomo de España en miles USD. Fuente ICEX ..... 23 Ilustración 12: Porcentaje de países importadores de Plomo a España. Fuente ICEX .................................................................................................................................................... 23 Ilustración 13: Evolución de los usos finales del plomo en España. Fuente: Uniplom ............................................................................................................................................ 24 Ilustración 14: Componentes en baterías plomo-ácido. Fuente: Uniplom ............. 28 Ilustración 15: Batería plomo ácido cargada – descargada. Fuente: Regenbat .... 28 Ilustración 16: Factor de corrección densidad-tensión. Fuente: Regenbat ........... 31 Ilustración 17: Placa plana empastada de batería plomo ácido. Fuente: Anónimo .............................................................................................................................................................. 33 Ilustración 18: Placa tubular de batería plomo ácido. Fuente: Anónimo ............... 34 Ilustración 19: Placa planté de batería plomo ácido. Fuente: Anónimo .................. 35 Ilustración 20: Batería con aleación plomo-antimonio. Fuente: Anónimo............. 36 Ilustración 21: Batería con aleación plomo-selenio. Fuente: Anónimo ................... 37 Ilustración 22: Batería con aleación plomo-calcio. Fuente: Anónimo ...................... 38 Ilustración 23: Contenedor que no admite pilas-baterías-acumuladores. Fuente: Anónimo ........................................................................................................................................... 45 Ilustración 24: Mapa España con localización de las plantas de reciclado baterías. Fuente: Elaboración propia....................................................................................................... 52 Ilustración 25: Cantidades generadas en la planta de reciclado tn/año. Fuente: elaboración propia ....................................................................................................................... 53 Ilustración 26: Proceso de recogida de baterías en España. Fuente: Ecopilas ..... 55 Ilustración 27: Máquina trituradora de baterías. Fuente: Emison ............................ 60 Ilustración 28: Transporte de baterías hasta triturado. Fuente: Emison ............... 60 Ilustración 29: Transporte de baterías hasta lavado. Fuente: Emison .................... 61 Ilustración 30: Máquina escurridora. Fuente: Emison ................................................... 62 Ilustración 31: Horno para fundición. Fuente: Emison .................................................. 62 Ilustración 32: Crisol de acero refractado para horno de fundición. Fuente: Emison..................................................... ......................................................... ................................. 63 Ilustración 33: Maquina para afinar plomo. Fuente: Emison ...................................... 63 Ilustración 34: Depurador tipo Venturi. Fuente: Emison .............................................. 64 4


Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI) –Ingeniería Organización Industrial Ilustración 35: Sistema de tratamiento de aguas. Fuente: Emison ........................... 65 Ilustración 36: Tabla reparto de mano de obra en planta. Fuente: Elaboración propia ................................................................................................................................................ 66 Ilustración 37: Variación del VAN según tasa de descuento. Fuente: Elaboración propia ................................................................................................................................................ 85 Ilustración 38: Variación VAN vs WACC. Fuente: Elaboración propia ..................... 86

5



Índice tablas Tabla 1: Cálculo de la inversión inicial .................................................................. ............... 69 Tabla 2: Cálculo de la amortización 5 primeros años ............................................... ...... 71 Tabla 3: Cálculo de la amortización 5 últimos años ......................................... ............... 72 Tabla 4: Cálculo de los ingresos en la planta ......................................................... ............. 73 Tabla 5: Cálculo de los ingresos anuales ....................................................... ....................... 74 Tabla 6: Cálculo de los costes anuales ................................................. ................................. 77 Tabla 7: Cuenta de resultados ...................................................... ........................................... 79 Tabla 8: Cash Flow .................................................. ....................................................... ............... 81 Tabla 9: Rentabilidad proyecto según la variación entrada de baterías en la planta. Caso 1 ................................................................................................................................................. 88 Tabla 10: Rentabilidad proyecto según la variación entrada de baterías en la planta. Caso 2 .................................................. ......................................................... ....................... 89 Tabla 11: Rentabilidad proyecto según la variación del precio del plomo. Caso 1 .............................................................................................................................................................. 90 Tabla 12: Rentabilidad proyecto según la variación del precio del plomo. Caso 2 .............................................................................................................................................................. 91 Tabla 13: Rentabilidad proyecto según la variación del precio del plomo. Caso 3 .............................................................................................................................................................. 92 Tabla 14: Rentabilidad proyecto según la variación del interés dado por el banco. Caso 1 ................................................................................................................................................. 94 Tabla 15: Rentabilidad proyecto según la variación del interés dado por el banco. Caso 2 ................................................................................................................................................. 95 Tabla 16: Rentabilidad proyecto según la variación del tipo cambio $- €. Caso 1 ....... 96 Tabla 17: Rentabilidad proyecto según la variación del tipo cambio $- €. Caso 2. .............................................................................................................................................................. 97 Tabla 18: Rentabilidad proyecto según la variación del tipo cambio $$ -€. Caso 3 98 Tabla 19: Resumen sensibilidad del proyecto ...................................................................... 100

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1. Introducción

Actualmente los gestores de residuos son esenciales e imprescindibles para que se lleven a cabo los objetivos y políticas planteados por las diferentes administraciones europeas, nacionales, autonómicas y locales. Las razones para apostar por las empresas que reciclan de metales férricos, no férricos y neumático fuera de uso son las siguientes:

- Es una industrial muy profesionalizada. Esto se da debido a que lleva implantada desde hace muchos años y está muy regulada. Hoy en día estas empresas hacen una labor imprescindibles para la sociedad moderna. - Estas empresas están comprometidas con el desarrollo, el avance y la innovación. Para conseguirlo gran cantidad de recursos económicos, tecnológicos y de personal han de ser invertidos. - Generan una gran cantidad de puestos de trabajo, a todas las escalas de personalización; la contribución que se hace es clave para el PIB del país. Se crean alrededor de los puestos de reciclado más de 30.000 empleos y generan un volumen de negocio superior a los 10.000 millones de euros. - La red capilar de gestores, si se le saca un buen partido, puede ofrecer la oportunidad de actuar como puntos de entrega de proximidad, con objeto de completar el servicio que prestan los actuales recintos municipales, y así de esta forma ofrecer a los ciudadanos alternativas cercanas a los domicilios para depositar residuos peligrosos para el medio ambiente como son las baterías. - Garantizar el acceso acceso a materias materias primas imprescindibles imprescindibles - Son imprescindibles para que España cumpla con el objetivo de reciclado y valoración que marca la normativa Europea. - Consiguen que se ahorre energía, en comparación con el uso de materias primas se reduce el consumo energético hasta en un 65% en el caso del reciclado del plomo.

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- Ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Producir una tonelada de plomo reciclado evita la emisión de al menos 1,61t CO2.

Hoy en día se gestionan más de 96.000 toneladas de baterías de plomo ácido y se han dado de baja más de 687.000 vehículos.

1.1.

Situación actual en España y en Europa

La generación de residuos en los últimos años resulta preocupante debido al volumen de los mismos, que o bien aumenta o se mantiene constante, sin llegar a disminuir en casi ningún caso. El residuo que no se produce, es el mejor residuo, pero las sociedades modernas se enfrentan a un reto amplio en este campo. Para situar en un contexto actual adecuado sobre los residuos, se muestra un mapa de Europa con la generación de residuos en 2010, mostrándose los datos en tn residuos por habitante.

Ilustración 1: Mapa residuos generados por países UE. Fuente: Eurostat

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Aquí se puede comprobar como los países que generan menos residuos son Croacia, Latvia, Eslovenia y Macedonia. Y os que más generan son Reino Unido, Francia y Alemania entre otros. España está a la cola de los países generadores de residuos, junto a Italia y Polonia.

Por otro lado, en el siguiente gráfico se puede observar la cantidad de residuos de distintos tipos que recicla cada País. También se amplía el tipo de reciclado que se hace en España, donde está muy centrado en la recuperación de residuos reciclables (referido a residuos orgánicos) o en los residuos metálicos, pero el reciclado de baterías y acumuladores es un sector que está muy poco explotado. Ese es uno de los motivos de la realización de este proyecto; el reciclado de baterías de plomo es un negocio que puede ser muy fructífero, ya que actualmente todo el plomo que tenemos en España es reciclado o importado, y si se consigue hacer un proceso de reciclado óptimo y eficiente se pueden sacar grandes ganancias en la venta de plomo reciclado, aportando un gran beneficio al país.

Ilustración 2: Tratamiento de residuos kg/hab. Fuente: Eurostat

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1.2. Objetivos Los objetivos que se van a tratar en este proyecto son los siguientes: -

Describir el plomo y sus propiedades, incluyendo las características específicas de sus fuentes, niveles y desplazamiento de este en el medio ambiente. También se describirá su gestión en el mundo y en particular en España.

-

Describir las baterías de plomo ácido, su funcionamiento, características, clasificación y aspectos legales.

-

Describir las características del proceso de reciclado de las baterías plomo ácido, estudiando desde que se reciben las baterías hasta que se obtienen los lingotes de plomo reciclado.

-

Estudio de viabilidad económica de una planta de reciclado de baterías plomo ácido, según el proceso definido.

-

Análisis de sensibilidad de los factores que pueden influir sobre la rentabilidad del proyecto.

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2. El plomo

2.1. El plomo y sus propiedades

El plomo es un recurso muy valioso, que se puede encontrar de una forma natural en la corteza terrestre. Es objeto de explotación minera y constituye un beneficio en más de 60 países. El empleo del plomo ha ido creciendo, a principios del siglo XX el consumo era de 0,8 Mtn y al empezar el siglo XXI el aumento había sido hasta de 6,5 Mtn. De esta producción, aproximadamente 2 Mtn corresponden a Europa. Actualmente el 60% de la producción total de plomo se trata de plomo secundario o reciclado.

El plomo ofrece ventajas como: punto de fusión bajo o maleabilidad extrema; además también tiene una alta resistencia a la corrosión. Si se compara el plomo con otros metales, el plomo tiene poca resistencia mecánica a lo que se añade su tendencia a fluir y su poca capacidad frente a la fatiga.

El plomo es relativamente abundante y los concentrados se pueden encontrar a partir del mineral bruto, que da origen al plomo metal con su consumo energético. Esto significa que el precio del plomo es bajo comparativamente con el resto de metales no férreos. El plomo es un metal que puede reciclarse fácilmente y puede obtenerse plomo secundario.

Es importante remarcar que, actualmente se conoce que el la exposición al plomo es nociva, sobre todo para algunas partes del cuerpo, como son: cerebro y sistema nervioso, riñones, la sangre… Pero esto se produce con una

exposición muy intensa al plomo. Hoy en día se ha conseguido que el empleo de plomo en la industria tenga unas emisiones mínimas, eliminando casi totalmente el riesgo de producir enfermedades.

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Las propiedades físicas que tiene el plomo en comparación con otros metales se pueden ven en la siguiente tabla:

Ilustración 3: Propiedades físicas pb-otros metales. Fuente: uniplom

Las aplicaciones que se le pueden dar al plomo son múltiples. En los últimos años ha variado drásticamente los usos finales de este metal, tal y como se mostrará más adelante. Hay en ciertos productos que se hace indispensable la utilización del plomo como son: las baterías para automoción, tracción o industriales; protección contra radiaciones de todo tipo, en vidrios especiales para aplicaciones técnicas o artísticas o por ejemplo en soldaduras o revestimientos.

Pero a pesar de todos estos productos el futuro del plomo está totalmente ligado al uso de la batería plomo ácido. La sustitución del plomo no es fácil ya que su fiabilidad, prestaciones y economía son muy satisfactorias. También es importante destacar la eficacia en el reciclado y recuperación de sus residuos.

2.2. La industria del plomo El plomo es un bien que se extrae de muchos países alrededor del mundo; pero hay que destacar que tres cuartas partes de dicha producción se localiza en seis países: Australia, Canadá, China, Méjico, Perú y USA.

La producción primaria del plomo está constituida por los concentrados de plomo que se extraen, esto supone una serie de etapas: 12



- Extracción del mineral: consiste en laborear la mina para extraer el mineral en su estado más bruto, este se somete a un tratamiento para obtener extractos concentrados ricos en plomo y con el contenido mínimo de otras sustancias. - Fusión: reacción del concentrado con otros ingredientes para obtener plomo de obra. Se puede conseguir mediante: tostación oxidante de los sulfuros que pasan a óxidos o reducción de los óxidos en un horno de cuba, con adición de coque y otras sustancias para conseguir el plomo bruto. La producción secundaria es la que se obtiene a partir de residuos de plomo o de chatarra. En algunos casos lo único necesario es la refusión de la materia prima secundaria, con pocas operaciones más; pero en otros casos la obtención de plomo se complica ya que en las baterías desechadas, por ejemplo, ya que hacer un proceso de fusión más complicado complementado con el afino del plomo bruto obtenido de la primera etapa. La producción secundaria de plomo exige menos energía que la primaria, aproximadamente el 50%. Se estima que el consumo energético en la industria metalurgia primaria es de entre 7.000-20.000 MJ/tn y el de la secundaria es de 5000-10000MJ/tn.

A pesar de que se carezca de cifras precisas, el plomo da aproximadamente entre 70.000 y 90.000 empleos entre minería y metalurgia, a los que hay que añadir unos 2.000 más debido a la fabricación de óxidos. La fabricación de baterías se estima que da empleo a unos 70.000 trabajadores. A estas cifras hay que añadir los números de puestos de trabajo que son debido a actividades o industrias que utilizan el plomo en alguno de sus procesos, todo esto son cifras a nivel nacional.

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2.3. Fuentes, niveles y desplazamiento del plomo en el medio ambiente El plomo se presenta de una forma natural en todas las rocas, suelos, tierras y polvos en una proporción variante entre 2-200 ppm. El plomo se puede encontrar en la corteza terrestre hay del orden de 3,1x10 14toneladas. También es posible encontrar altos contenidos de plomo en suelos debido a que las rocas subyacentes son ricas en dicho metal. En el agua en general es posible encontrar la presencia de plomo, pero a niveles bajos.

La producción de plomo en la minería, metalurgia y su transformación del plomo, ha dado lugar a la principal fuente de emisión y de contaminación del aire, agua y suelo. Las técnicas que se utilizan actualmente han reducido al mínimo estas emisiones.

Es importante remarcar que la combustión del carbón y de los productos derivados del petróleo da lugar a emisiones que pueden contener plomo y otros metales. Los lodos de las depuradoras de agua contienen, en la mayoría de casos, plomo y diversos metales de procedencia muy variada, en cuyo caso, resultan inadecuados para su uso en agricultura, según regulaciones de la UE, ya que, en caso contrario, contribuirían a la contaminación de suelos por plomo.

El transporte del plomo en el medio ambiente se debe a que las partículas de este metal en pequeño tamaño pueden estar en suspensión en la atmósfera durante semanas, y en este tiempo moverse cientos de kilómetros. Las partículas de mayor tamaño constituyen aproximadamente el 95% del total de las emisiones se depositan a muy corta distancia de las fuentes de emisión. En la mayoría de los casos, el plomo que se encuentra presente en los suelos es relativamente insoluble y tiene poca movilidad, por esto, los 14



suelos contaminados lo retienen cientos y hasta miles de años.

Aunque es útil saber el contenido de plomo en el suelo, no es un dato que pueda ayudar a la evaluación del potencial de riesgo para los organismos. La mayoría de los compuestos de plomo son relativamente insolubles, aunque la pequeña cantidad de plomo que puede disolverse es fácilmente asimilable por la biota. No existe una prueba única relativa a la bioasimilación: un compuesto no asimilable por las plantas acuáticas puede ser disuelto por los ácidos estomacales de un animal que la ingiera, por ese motivo resulta imprescindible disponer de una prueba de bioasimilación que sea efectiva y económica. Las emisiones antropogénicas, que son las emisiones derivadas de las emisiones de combustibles fósiles, las procedentes del plomo en los países de la Unión Europea, en t/año, se pueden ver en la siguiente tabla:

Ilustración 4: Emisiones antropogénicas de plomo en los países de la U E, en t/año. Fuente: UN/ECE

15



2.4. Emisiones industriales y su control Las emisiones de plomo, igual que de otras sustancias peligrosas o potencialmente dañinas, pueden ocurrir en cualquier etapa del ciclo productivo; esto abarca desde la mina hasta la fusión y el refino y durante la manufactura de los productos finales. Las emisiones en el mundo occidental están tendiendo a su disminución a medida que la ley restringe y la tecnología es más eficaz. Cierto es, que hay emisiones que son imposibles de evitar, por ejemplo en instalaciones antiguas que procesan miles de toneladas al año. La aplicación de la Directiva IPPC, con su exigencia de empleo de las mejores tecnologías disponibles, mejorará la situación.

La mayor parte de las emisiones son residuos sólidos, siendo bastante menos las cantidades emitidas al aire y a las aguas. Otro factor importante a tener en cuenta es si las emisiones están controladas, si son emisiones fugitivas o resultado de algún incidente en la planta.

A pesar de la constancia histórica de que, a lo largo del tiempo, se han producido daños a la salud de la mano de obra vinculada con la industrial del plomo, ha sido a partir de los últimos cien años, más o menos, que se ha comenzado a tomar medidas, tanto para proteger la salud de los trabajadores como para preservar el medio ambiente. El conjunto de un buen diseño de las plantas industriales con la reducción del potencial de emisión de sustancias contaminantes, resultan de importancia capital, pudiendo decir que los nuevos procesos son, por su concepción, más limpios que el horno de cuba convencional. Las tecnologías para reducir la contaminación, que incluyen el tratamiento de los efluentes gaseosos y líquidos, recuperando los metales que pueden contener, contribuyen también de forma muy eficaz a la reducción de emisiones. El mundo occidental, tiene obligación legalmente en todas las plantas e 16



instalaciones a operar por debajo de los límites establecidos por la autoridad competente, aunque no todas las emisiones se motorizan continuamente. Es necesario remarcar que existen límites legales y los valores guía recomendados para la concentración de plomo en el aire fuera de la planta. Las zonas con mayor concentración de plomo en el aire son las que se encuentran en las proximidades de las aglomeraciones industriales. El cumplimiento de la norma estándar de la UE es de 2 g/m 3 . Fuera del mundo occidental las medidas no son siempre suficientes y establecidas con el mismo rigor, existiendo, indudablemente, muchos caso de exposición elevada y de daños al medio ambiente.

En conclusión, así como es importante reconocer la inmensa mejoría conseguida por la industria en las últimas décadas, también hay que hacer constar la considerable diferencia del estándar existente entre el mundo desarrollado y el otro en vías de desarrollo. Las emisiones de algunas plantas ajenas a la UE siguen contribuyendo a que los residentes locales estén sometidos a una elevada exposición y, al mismo tiempo, se estén contaminando los suelos para varios siglos.

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2.5. El plomo en el mundo La producción minera y metalúrgica y el consumo mundial de plomo por áreas geográficas se pueden ver en la siguiente tabla, siendo los datos desde 2001 hasta 2006:

Ilustración 5: Producción minera y metalúrgica y consumo mundiales por áreas geográficas, en tn x 1000. Fuente: International Lead and Zinc Study Group

También es importante destacar quienes son los principales países exportadores e importadores de plomo del mundo. Para poder hacer este análisis se mostrarán gráficas de informes estadísticos de comercio mundial sobre el plomo y sus manufacturas y acumuladores con plomo, facilitados por el ministerio de economía y competitividad.

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En esta primera gráfica se puede ver la evolución de los principales importadores, ordenados por su volumen de importación en 2012, de los productos relacionados con el plomo, en un periodo entre 2009 y 2012

Ilustración 6: Principales importadores según volumen importación en mile s USD. Fuente ICEX

En esta gráfica se puede observar el crecimiento de las importaciones de países como, por ejemplo, Estados Unidos, Reino Unido, Alemania o España donde las importaciones han crecido más de un 50% en los últimos cuatro años. Y países como India no solo no ha aumentado sus importaciones, sino que las ha disminuido hasta casi un 1% o China que las ha bajado hasta casi un 8% menos de importaciones.

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En esta otra gráfica se muestra la cuota de mercado mundial de los principales importadores en 2012

Ilustración 7: Cuota mercado mundial en porcentajes de los principales importadores. Fuente ICEX

Aquí se ve claramente como la mayor fuerza en importación de plomo y sus derivados son: Estados Unidos, Reino Unido, Alemania y España. Estos son los países que más plomo compran.

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Frente a los importadores están los exportadores, son los países que tienen grandes reservas de plomo y se lo venden a precios competitivos a sus clientes. Aquí se puede ver una gráfica que muestra los principales exportadores entre 2009 y 2012.

Ilustración 8: Principales países exportadores en miles USD. Fuente ICEX

En la gráfica se muestra como Australia, Alemania, China y Corea del Sur exportan más de dos millones de productos de plomo en 2012. Habiendo aumentado su cuota de exportación en el periodo de los cuatro años todos ellos en más del 30%. La cuota mundial de los principales proveedores, en 2012, se reparte de la siguiente forma:

Ilustración 9: Porcentaje de exportadores mundiales. Fuente ICEX

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2.6. El plomo en España La producción primaria y secundaria en España, el consumo y el mercado exterior se ven reflejados en la siguiente tabla expresada en tn t n x 1000

Ilustración 10: Evolución del consumo del plomo en España. Fuente: International Lead and Zinc Study Group

Se observa como España ha pasado de ser uno de los primeros países en la producción de plomo a carecer de metalurgia primaria del mismo. Por otra parte, el consumo, debido a la industria de la batería, se ha duplicado. La única producción nacional es la procedente del reciclado que ha de ser completada con importaciones crecientes. crecientes.

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Los países de los que España es cliente para importar plomo y su derivados son los siguientes:

Ilustración 11: Proveedores de plomo de España en miles USD. Fuente ICEX

Aquí se puede comprobar como Kazajstán ha aumentado su exportación a España en más de un 400%. 400 %. Para ver el desglose de los países proveedores de España en 2012, se centrará en el estudio en la siguiente gráfica:

Donde Kazajstán importa casi el 35% de plomo consumido en España y Alemania es el segundo proveedor principal, con el 16,6% de cuota de mercado. Otros países importantes son Italia, Francia, Portugal, Bulgaria o República Checa. Estos datos de los países proveedores Ilustración 12: Porcentaje de países importadores de Plomo a España. Fuente ICEX

de España son los que hacen variar el precio del plomo, por lo tanto son

variables imprescindibles de estudio en los costes de la planta de reciclado

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Los usos finales del plomo en España se ven en porcentaje sobre el consumo total en la siguiente tabla:

Ilustración 13: Evolución de los usos finales del plomo en España. Fuente: Uniplom

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3. Las baterías plomo – ácido

3.1. Historias de la batería plomo – ácido La batería del plomo ácido tal y como se conoce actualmente es debido al campo de la electroquímica y a sus investigaciones. Los primeros antecedentes de estas vienen en el año 1880, cuando Alessandro Volta descubre la batería galvánica e inicia esta línea de investigación. “Acerca de la electricidad generada por el mero contacto de sustancias conductoras de diferente tipo” es el título de su publicación,

donde explicó su descubrimiento. En el año 1868 Georges Leclanché invento la pila seca. En 1780, Luigi Galvani, amigo de Volta y científico como él, afirmó haber producido una corriente eléctrica poniendo en contacto dos metales diferentes con el músculo de una rana.

Galvani envió un informe de su descubrimiento a Volta, quien

argumentó que el músculo de la rana sólo conducía la corriente, y que ésta era producida por los propios metales. En 1800, Volta, profesor de filosofía natural en la Universidad de Pavía, demostró el funcionamiento de su batería eléctrica, o la pila voltaica, consistente en láminas de planta y cinc separadas por un ácido sulfúrico diluido, que producía una corriente eléctrica. Al año siguiente Volta repitió la demostración en Paris delante de Napoleón Bonaparte, quien le nombró conde. Más tarde, la unidad de fuerza electromotriz recibió el nombre de voltio en su honor. A este invento no se le encontró una utilidad, y fue el científico francés Gastón Planté, el que sentó las bases de la celda de plomo ácido, tal y como es conocida en la actualidad. Este invento constaba de nueve celdas conectadas en paralelo, cada celda consistía en dos hojas de plomo, separadas por cintas de goma. Todo el conjunto se enrollaba en forma de 25



espiral y se sumergía en una solución que contenía ácido sulfúrico diluido al 10% en agua. Paralelamente descubrió que la capacidad de almacenamiento de las baterías aumentaba sustancialmente cuando se las sometía al proceso de “formación”; después de un período de carga, descargaba la celda y luego

repetía nuevamente el proceso de carga, así observó que a lo largo de estos ciclos, la capacidad de almacenamiento se incrementaba significativamente. En 1881 Faure, científico francés, patentó un proceso para empastar la superficie de las placas con un compuesto de plomo que se transformaba con mucha facilidad en los materiales activos de la batería terminada. Faure aplicó una capa de óxido rojo de plomo a la superficie de placas de plomo puro. Posteriormente enrolló las placas con un separador intermedio de género. Este tipo de celda demostró tener una marcada superioridad en capacidad y tiempo de formación sobre la de Planté. Sin embargo, su punto flojo resultó ser la adherencia del material activo a la placa base de plomo. A partir de estas mejoras sobre los trabajo de Planté, el desarrollo de la batería de plomo-ácido fue muy rápido, debido al menor tiempo requerido para la formación de las placas y, también, es fundamental decirlo, por el desarrollo paralelo de las máquinas eléctricas, la formación o la carga de una batería era algo muy difícil (se hacía fabricando pilas que luego se descargaban sobre la batería). A principios del siglo XX, la batería de plomo ácido ya era un producto ampliamente utilizado en muchas aplicaciones, desde tracción hasta iluminación telefonía. Pero fue su incorporación como elemento indispensable para el arranque de automóviles lo que llevó al crecimiento notable de la industria de fabricación de baterías.

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3.2. Principio de funcionamiento de las baterías Las pilas generalmente se pueden dividir en dos grandes grupos, estos son: pilas primarias, que cuando se agotan son desechadas, y las pilas secundarias, estas se pueden recargar en algunos casos hasta 1000 veces; esta clase de pilas son llamadas baterías, y son las que nos centraremos en este punto. El mecanismo que permite la utilización de una batería como una fuente portátil de energía eléctrica es una doble conversión de energía, llevada a cabo mediante el uso de un proceso electro-químico. La doble conversión de la batería se realiza a través de dos electrodos vinculados por un electrolito. Este conjunto aporta unos 2V, dependiendo de la carga. La batería comercial, une varias celdas para poder ofrecer un voltaje útil. Estas celdas tienen placas positivas y negativas, las de la misma polaridad están conectadas en paralelo; las de diferente polaridad están diferenciadas por separadores intermedios. El ciclo carga-descarga de la batería puede ser repetidito teóricamente un número ilimitado de veces, en la realidad ese número está limitado por la pérdida de material que sufren los electrodos. Este ciclo de carga-descarga tendrá unas pérdidas de energía que se materializarán en forma de calor, es debido a la eficiencia de la conversión de energía. Normalmente la vida útil de estas baterías depende mucho de su ritmo, condiciones y tipo de uso; la vida que se les estima es de entre 1 y 5 años.

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La batería de plomo-acido está compuesta por: mallas metálicas, pasta de electrodo, ácido sulfúrico, conectores y polos de aleación de plomo, y separadores de red hechos de PVC. Los componentes de las baterías están alojados en un lugar resistente a la corrosión y al calor, normalmente de plástico. Los componentes de la típica batería de desecho de plomo ácido lo podemos ver en la siguiente tabla: Com p on e nt e

[ wt.-% ]

P l om o ( a l e a c ió n ) c om p o n e n t e s ( r e d , p o lo s)

25 - 30 35 - 45

P l a st a d e e l e c t r o d o ( f i n a s p a r tí c ulas de ó x i d o d e p l o m o y s u lf a t o d e p l o m o Áci do sul fúri co ( 1 0 - 2 0 % H 2 SO 4 ) Polipropileno

Otros pl á s ticos (PVC, PE, et c.) Ebonita O t r o s m a t e r i a l e s ( v i d r i o , e t c .)

10 - 15 5-8 4-7 1-3 < 0.5

Ilustración 14: Componentes en baterías plomo-ácido. Fuente: Uniplom

Los electrodos están hechos de plomo y el electrolito es una solución de agua destilada y ácido sulfúrico. Cuando la batería está cargada el electrodo positivo tiene un depósito de dióxido de plomo y el negativo es plomo. Al descargarse, la reacción química hace que ambas placas tengan un depósito de sulfato de plomo, tal y como se muestran en la figura 1 (batería cargada) y figura2 (batería descargada). También es necesario destacar que debido a la liberación de hidrógeno y oxígeno, por el proceso químico, la batería tendrá un tapón de ventilación; limitando este a la evacuación de los gases pero no del electrolito.

Ilustración 15: Batería plomo ácido cargada – descargada. Fuente: Regenbat

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La densidad el electrolito ayudará a saber el estado de la batería, ya que monitoreando la concentración del ácido, con un densímetro, se verá la cantidad de ácido en la solución, por lo tanto el estado de la batería. Datos que definen una batería plomo-acido: -

La cantidad de energía que puede almacenar: viene dada por vatios hora (Wh)

-

La máxima corriente que puede entregar (descarga): viene dada por el número de amperios hora (Ah)

-

La profundidad de descarga que puede sostener (PD): es la cantidad de energía que podrá extraerse de una batería, este valor está dado de forma porcentual.

El número de Ah de la batería es un dato que aportado por el fabricante. El número de Wh podrá calcularse multiplicando este dato por el voltaje nominal de la batería, tal y como se muestra en la siguiente fórmula (1.1)

Wh = Voltaje nominal x Ah (1.1)

El voltaje que proporciona una batería de estas características va variando según su estado de carga y la temperatura alcanzada por el electrolito. Para medir el estado de carga de la batería, esta debe ser medida tras un periodo de inactividad de varias horas.

También es muy importante tener en cuenta que en este tipo de batería en el proceso de carga se generan dos tipos de gases: oxígeno e hidrógeno, ambos muy activos; por lo que estas baterías no deben estar en un sitio sin ventilación. El electrolito de las baterías es altamente corrosivo, afectando a metales y substancias orgánicas, por eso para el uso de estas es necesario gran protección para que no contacte con la piel.

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3.3. Características técnicas de las baterías plomo ácido Las reacciones químicas que se dan en una batería este tipo son las siguientes: -

El medio electrolítico de una batería de plomo ácido es una determinada concentración de ácido sulfúrico (H 2SO4) en agua destilada (H 2O), en el que se hallan inmersos un ánodo de plomo esponjoso (PB) y un cátodo de dióxido de plomo (PbO2)

-

Cuando el elemento se pone en descarga se produce una corriente a través de cambios químicos en la materia activa, el peróxido de plomo cede el oxígeno y se combina con el ácido sulfúrico para formar sulfato de plomo PbSO4. Al mismo tiempo, el plomo esponjoso también se combina con el ácido para formar sulfato de plomo y el oxígeno del peróxido de plomo se combina con el hidrógeno del ácido sulfúrico para formar agua (H2O)

-

Cuando un elemento descargado se recarga, el sulfato de plomo de las placas positivas y negativas se convierte en peróxido de plomo y plomo esponjoso respectivamente y la densidad del ácido aumenta respectivamente.

Se pueden ver que las reacciones se realizan de la siguiente forma

La densidad específica del ácido sulfúrico puro es de aproximadamente 1.835 kg/dm3 y la del agua 1.000 kg/dm3. El electrolito, esto es, la disolución de ácido sulfúrico en agua, suele estar a razón de 36% de ácido, por lo que un elemento completamente cargado, podemos deducir la densidad del electrolito es 1,270. 30



Puesto que durante los procesos de carga y descarga se producen cambios en la proporción de ácido sulfúrico que existe en el electrolito, pues los iones sulfato SO4- y los iones de hidrógeno H+ se han combinado con iones de Pb+ de las placas para formar en ellas el sulfato de plomo, podemos deducir el estado de descarga de un elemento de la batería midiendo la densidad del electrolito con un hidrómetro. Además hay que tener en cuenta, que existe una influencia de la temperatura en el valor de esta medida, valor que hay que tener en cuenta para corregir al alza o a la baja el valor de la densidad obtenido con el hidrómetro. Es importante destacar que una vez se mide la densidad del electrolito es medir la capacidad de la batería (o su nivel de carga), pero es necesario corregir este valor en función de la temperatura. Se pueden ver algunos valores típicos en la siguiente tabla: Densidad a 30 º C

1.295 1.280 1.265 1.245 1.230 1.210 1.190 1.165 1.150 1.130 1.110

Tensi ó n a 30º C en voltios

2,14 2,13 2,12 2,1 2,07 2,06 2,05 2,03 2 1,99 1,97

% d e la carga en la b a t e r í a

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Ilustración 16: Factor de corrección densidad-tensión. Fuente: Regenbat

Medidas de las baterías plomo ácido -

AH (Amperios Hora): es una medida que permite hacerse una idea de la capacidad de la batería. Por ejemplo: 45AH equivale a una batería que suministrará 45A durante una hora. La capacidad nominal de las baterías es la capacidad definida en condiciones normalizadas de los tres parámetros básicos de los que ella depende. Estas condiciones 31



están establecidas en varias normas tanto nacionales como internacionales, algunas son: IEC, IEEE, DIN… Pero es importante

destacar que en los últimos años, la capacidad de las baterías también se especifica en Wh. Esto se debe a que en los equipos UPS, que deben entregar una potencia determinada, para mantener una operación sin interrumpir en equipos informáticos. -

CCA (capacidad de arranque en frío): cantidad de corriente que la batería puede suministrar a una determinada temperatura por debajo de los 0ºC, durante un tiempo determinado sin bajar de un cierto voltaje, todo esto especificado por el fabricante.

-

CA (capacidad de arranque): cantidad de corriente que una batería puede suministrar a 0ºC durante el tiempo y el voltaje establecido por el fabricante.

-

RC (capacidad de reserva): es una medida muy importante, ya que indica el tiempo (en minutos) que una batería completamente cargada puede suministrar el máximo de amperios sin bajar de 10,5V.

-

Ley de Peukert: describe el hecho de que la capacidad de una batería varía según el ritmo de descarga. Una batería descargada rápidamente, entregará menos amperios hora que otra descargada más lentamente

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3.4. Clasificación de las baterías Las baterías de Plomo-Ácido pueden clasificarse teniendo en cuenta distintos criterios de selección. Sin intentar cubrir todas las alternativas, los criterios de selección más importantes son: -

Por tipo de placa: existen hasta tres diferentes de placas básicas o

Placas planas empastadas: la placa está formada por una rejilla plana de aleación de plomo la que sirve de conductor de la corriente que entra y sale de la placa, y de soporte mecánico del material activo y por el propio material activo que es el que reacciona con el electrólito para dar como resultado una corriente eléctrica. Esta placa puede ser de distintas superficies y espesores lo que definirá su capacidad que estará relacionada con el volumen, densidad y composición del material activo presente en la misma. La pasta que se utilice para el empastado de la rejilla, dependerá de si la batería está diseñada para trabajo en flote, ciclado profundo o arranque. Esto se logra modificando las proporciones de todos los elementos que intervienen en la producción de la pasta. En el caso de baterías de arranque con alta corriente instantánea, las rejillas que forman las placas son radiales para una mejor conductibilidad de la corriente, mientras que en una baterías de tipo estacionario el trabajo de la rejilla es más importante ya que se debe evitar que se desprenda el material activo a medida que transcurre la vida útil de la batería y/o luego de una descarga profunda.

Ilustración 17: Placa plana empastada de batería plomo ácido. Fuente: Anónimo

33



o

Placas tubulares: está formada por una rejilla en forma de peine que sirve como conductor de la corriente eléctrica, un tubo que contiene un material activo y el propio material activo. Estas baterías tienen la particularidad de soportar gran cantidad de ciclos profundos debido que por su construcción el material activo no puede desprenderse de la rejilla. La pasta debe ser también preparada para este ciclado profundo, al igual que en las placas planas el espesor de las rejillas definirá la vida de las placas en condiciones de flote. Se utilizan aleaciones de alto contenido de antimonio por lo que estas baterías no son de libre mantenimiento. Su uso más frecuente es en auto-elevadores eléctricos, energía solar y eólica. Los diseños varían según se utilicen placas tubulares de perfil cuadrado, se logra una mayor superficie específica por lo que se tendrá la misma capacidad en menor volumen.

Ilustración 18: Placa tubular de batería plomo ácido. Fuente: Anónimo

o

Placas planté: está fabricada con una placa plana de plomo sobre la que se forman los óxidos como consecuencia de un proceso electroquímico de formación. Son generalmente placas de varios mm de espesor y soportan una cantidad de ciclos intermedia entre la batería de placa plana y la de tipo tubular. Es un tipo de placa para 34



descargas lentas por tiempos entre 5 y 10 horas. Generalmente son baterías pesadas y de volumen considerable, siendo su coste elevado. En el sistema planté el material activo de las placas se forma a partir del plomo metálico, haciendo pasar la corriente a través del elemento, primero en un sentido y luego en sentido contrario. Este proceso transforma el plomo de la superficie de las placas en material activo.

Ilustración 19: Placa planté de batería plomo ácido. Fuente: Anónimo

-

Por tipo de aleación: generalmente las distintas rejillas que forman las placas de una batería están fabricadas con aleaciones de plomo. Esta aleación de plomo asegurará, con los distintos elementos, que la rejilla tendrá una mayor capacidad de tolerar el ataque de agentes externos con respecto a una rejilla de plomo puro, y esto además le dará la rigidez mecánica necesaria.

o

Aleaciones de Plomo-Antimonio: el porcentaje de antimonio puede variar para distintos usos, estando entre el 10 al 2.5%. A medida que el antimonio se acerca a valores del 10% se aumenta la posibilidad de ciclado de la batería, pero también aumenta la gasificación y el consumo de agua. 35



Este tipo de baterías son de alta resistencia interna y alta corriente de flote, la cual aumenta a medida que envejece la batería, debido al envenenamiento que se va produciendo en la placa negativa, producido por la migración del ion antimonio desde la placa positiva. No es factible fabricar baterías de libre mantenimiento y mucho menos sellada con este tipo de aleación y su uso es recomendado únicamente a baterías de ciclado profundo, como puede ser por ejemplo para auto-elevadores, energía solar o eólica.

Ilustración 20: Batería con aleación plomo-antimonio. Fuente: Anónimo

o

Aleaciones de Plomo-Selenio: la aleación conocida como plomoselenio es una aleación de plomo-antimonio entre el 1 y 2%. En este tipo de aleación, la única función que cumple el selenio es lograr que la baja cantidad de antimonio presente en la aleación se encuentre de manera uniforme, cosa que no sería viable sin su aporte, y traería como consecuencia una rejilla quebradiza y sin las propiedades físicas y eléctricas necesarias. Las baterías fabricadas con este tipo de aleación tienen menor gasificación que las fabricadas con alto contenido de antimonio. Se podría decir que la batería de plomoselenio es una batería de libre mantenimiento cuando se utiliza en automóviles, y recibe la carga de un alternador 2 ó 3 horas al día. 36



Cuando se les dan un uso estacionario, y reciben carga durante las 24 horas al día, pasan a ser baterías de bajo mantenimiento.

Ilustración 21: Batería con aleación plomo-selenio. Fuente: Anónimo

o

Aleaciones de Plomo-Calcio: en la aleación de plomo-calcio no existe la presencia de antimonio, el cual es suplantado por una proporción mucho menor de Calcio, dándole a la placa las mismas propiedades mecánicas. Esta aleación es óptima para baterías que estarán funcionando como sistema de emergencias, en donde la mayor parte del tiempo se encuentran en condición de carga de flote con autodescarga más baja que cualquier otra aleación, por lo que la corriente de flote por cada 100 Ah de capacidad, en 8hs se mantiene en valores de unos pocos miliamperios, reduciendo la gasificación a valores despreciables. Además, al no haber presencia de antimonio en la batería, no se produce el envenenamiento de la placa negativa a lo largo de su vida, por lo que la resistencia interna y la corriente de flote permanece invariable durante toda la vida útil de la batería. Estas propiedades de la aleación de plomo-calcio son las que la hacen imprescindibles para la fabricación de baterías selladas de gel o electrolito absorbido, ya que cualquier aleación con una mínima presencia de antimonio provocará, durante su vida útil, un progresivo aumento

de

la

gasificación

deteriorando

las

relaciones

estequiométricas necesarias para la recombinación gaseosa que debe 37



llevarse a cabo en el interior de la batería, con la consecuente pérdida de capacidad y expectativa de vida de la misma.

Ilustración 22: Batería con aleación plomo-calcio. Fuente: Anónimo

-

Por tipo de mantenimiento requerido: este es el punto donde el usuario tiene menos información, ya que no existe una definición sobre en qué consiste el libre mantenimiento de las baterías. El usuario busca que el mantenimiento de esta sea no ocuparse nunca durante la vida útil de la misma. Tipos de mantenimiento requerido

o

Con mantenimiento: si es de alto contenido de antimonio. Los puntos que se deben seguir para mantener la batería en un buen estado son los siguientes: añadir agua destilada (no agua natural) si el electrolito es bajo, no rellenar la batería con ácido, vigilar el nivel de electrolito sin llenarlo demasiado cuando sea necesario, mantener respiradores de llenado limpios, limpiar y engrasar los bornes, evitar golpes y grandes vibraciones sobre la batería y por último no dejar sobre la batería herramientas. Si se siguen estos procedimientos la batería podrá durar 5 años o más; y es importante recordarle al usuario que para conectar una batería primero se conecta el borne positivo y después el negativo, para desconectarla se deberá quitar en orden inverso. 38



o

Bajo mantenimiento: si es de plomo-selenio. Para mantener el nivel del

electrolito,

se

requiere

alguna

reposición

de

agua

desmineralizada. Se retirarán los tapones de plástico ubicados sobre la tapa de la caja de la batería, para realizar la recarga de agua desmineralizada. Las baterías tienen las rejillas de las placas hechas a partir de una aleación de plomo-antimonio y estas están sometidas a una tensión de carga de 14,5V que consumen 2,2 gramos de agua por amperio hora aproximadamente.

o

Libre de mantenimiento: si es de plomo-calcio. Estas baterías están dotadas de una tecnología que hace que el agua de consumo interno se reduzca durante el uso en condiciones normales. Las rejillas de las placas constituyen una aleación de plomo-calcio, plomo-plata o plomo-estaño. Todas estas baterías, de solución líquida, tienen un consumo de agua que dependerá de la tecnología usada en su fabricación y del diseño interno de la tapa y de los tapones. La norma actualmente indica que le consumo máximo de 6g/Ah (6gr. de agua por cada Ah de capacidad nominal).

o

-

Sin manutención: si la batería está sellada no necesitará atención.

Por tipo de electrolito: existen tres tipos de estados del electrolito, el que siempre es una solución de ácido sulfúrico diluido en agua destilada. Los posibles estados son: o

Líquido: puede tener la densidad entre 1.215gr/cm3 y 1.300gr/cm3, el valor de la densidad está definido por la conjunción de varios factores, pero el más determinante es el volumen del contenedor. Para que la cantidad de material activo se fije es necesario una cantidad definida de ácido absoluto, en función del volumen total 39



disponible para el electrolito, se definirá la densidad necesaria del mismo. Hay dos factores que también hay que tener en cuenta y son las temperaturas y el uso.

o

Gelificado: es uno de los dos sistemas que existen para la fabricación de baterías selladas. El gel se logra a través de la mezcla del electrolito con una sílica amorfa dando como resultado un compuesto de la consistencia de un gel. En estas baterías el electrolito se solidifica debido a un aditivo de sílice.

o

Absorbido:

sistema

utilizado

en

las

baterías

selladas.

El

funcionamiento es igual que el de las baterías de electrolito líquido; la diferencia es que el electrolito esta absorbido por el separador, que este está hecho por una fibra de vidrio micro porosa que deja al electrolito suspendido y debido así permite una recombinación gaseosa. Esta absorción el electrolito en el separador permite colocar las baterías en cualquier posición sin derrames. Estas

baterías

contienen

válvulas

para

reponer

el

agua

desmineralizada, así se evita que el agua se evapore durante la última parte de la carga. El interior está diseñado para la recombinación de gases evitando las pérdidas. Es importante tener en cuenta en este tipo de baterías tienen que trabajar a temperatura ambiente (entre 15 y 30ºC) y el cargador con tensión y corriente limitada, tiene que ser autorregulado.

-

Según su uso: en este grupo tendremos o

Baterías automotrices: es decir, destinadas al arranque de motores. Estas baterías son capaces de descargar el máximo de corriente posible en un pequeño espacio de tiempo sin perder el máximo voltaje. Además aguantan muchas descargas y grandes cambios de 40



temperatura. Las características más determinantes de este tipo de batería son: el peso, el diseño y la forma. La clave en estas baterías es que tienen una baja resistencia interna. Esto se logra dando una gran área de superficie al electrodo, pequeño espacio entre placas y la conexión entre celdas son “heavy -duty”.

o

Baterías de tracción: son utilizadas para directamente dar movimiento a un equipo, como puede ser una carretilla eléctrica, una locomotora de minas o un carro de golf entre otros. Este tipo de baterías soportan un alto ciclado, es decir, una gran secuencia de descargas seguidas por recargas. Es necesario tener en cuenta que una batería para uso estacionario, tendrá un cargador conectado de esta forma su descarga será muy baja. Por el contrario, los vehículos eléctricos están alimentados con baterías que tendrán un ciclo de descarga diario, mientras la máquina está trabajando y le seguirá una carga mientras el operador esté parado. Por este motivo las baterías de tracción sufren una constante y pequeña descarga en largos periodos de tiempo, esto se traduce en un alto grado de descarga. Las baterías de tracción tienen electrodos muy gruesos con rejillas pesadas y están dotados por un exceso de material activo.

o

Baterías para energía solar y eólica: Estas baterías almacenan energía eléctrica como resultado de la transformación de la energía solar o eólica.

o

Baterías estacionarias: se les da uso en las comunicaciones, señalamientos, alarmas, iluminación, accionamiento, etc. Estas baterías están siendo cargadas constantemente y se debe evitar que se sequen. La carga está regulada por un rectificador auto-regulado, que también puede alimentar a un consumo en algunos casos. Lo más importante es que con muy poca frecuencia la batería se

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descarga y esto debe estar regulado por el rectificador que debe recargarla, manteniéndola perfectamente cargada. El electrolito y el material de la rejilla del electrodo están diseñados de forma que se minimice la corrosión.

o

Baterías para U.P.S.: Se utiliza para altas corrientes instantáneas o descargas menores de 60 minutos.

42



3.5. Aspectos legales y legislación de referencia La normativa a la que se hace referencia a continuación indica ante que criterios hay que guiarse para una adecuada gestión de los residuos de pilas y acumuladores. Europeo Directiva 2006/66/CE del Parlamento Europeo y del Consejo.

Nacional Ley 10/1998 de Residuos. Real Decreto 106/2008 sobre pilas y acumuladores y la gestión ambiental de sus residuos. Real Decreto 943/2010, que introduce algunas modificaciones al Real Decreto 106/2008

La ley indica que la recogida de los residuos de pila y acumuladores portátiles (RPA) deben realizarse mediante procedimientos específicos de recogida selectiva o lo que es lo mismo, la recogida de estos residuos tiene que hacerse de forma diferenciada de otros flujos de residuos. De acuerdo con el principio de “ quien contamina paga”, la normativa hace

recaer el peso principal de la responsabilidad en el proceso de recogida, tratamiento y reciclaje de RPA en los productores. No obstante, la ley marca una serie de obligaciones a otros agentes involucrados en el ciclo de vida de estos residuos, como son: los productores, los administradores y los poseedores.

Los productores tienen la obligación de hacerse cargo de la gestión de los residuos de las pilas y acumuladores que ponen en el mercado. Entre los sistemas establecidos para que los productores puedan cumplir con sus obligaciones, se encuentran los Sistemas Integrados de Gestión (SIG) 43



mediante los que gestionen la recogida, el tratamiento y el reciclaje de estos residuos.

Por otro lado los órganos competentes de las Comunidades Autónomas y Entidades Locales deben adoptar las medidas necesarias para que las pilas y acumuladores portátiles de origen doméstico se recojan por separado, para su posterior eliminación o valoración. En este sentido los Ayuntamientos de cada ciudad pueden organizar las recogidas y el transporte de estos residuos a través de los sistemas públicos de gestión (SPG) financiados por los productores o por medio de los servicios puestos en funcionamiento por los SIG, entre otros.

Como últimos responsables, los consumidores deben contribuir al tratamiento y reciclaje de los residuos de pilas y acumuladores (RPA) partiendo en su recogida selectiva, es decir, depositando los RPA en los contenedores habilitados para ello, de este modo se asegurará que estos productos entran en el circuito de reciclaje. La entrega de los RPA en los puntos de recogida selectiva s gratuita y no existe obligación de comprar pilas o acumuladores nuevos.

44



Con símbolos este, desde las administraciones se recuerda e intenta concienciar al consumidor final de que estos tipos de residuos no deben depositarse en los contenedores de basura convencional.

Ilustración 23: Contenedor que no admite pilas-baterías-acumuladores. Fuente: Anónimo

3.5.1. Directiva 2006/66/CE del Parlamento Europeo y del Consejo Con este tratado la Comunidad Europea intenta armonizar las disposiciones nacionales en materia de pilas y acumuladores y de residuos de estos. El objeto principal de la Directiva es reducir al máximo el impacto negativo de todos ellos sobre el medio ambiente, contribuyendo así a la protección, conservación y mejora de la calidad del entorno.

A fin de lograr los objetivos propuestos medioambientales, la directiva prohíbe la puesta en el mercado de determinadas pilas y acumuladores que contengan mercurio o cadmio. Las normas específicas que se precisan para promover un alto nivel de recogida y reciclado completan la legislación comunitaria sobre residuos, en particular la Directiva 2006/12/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 5 de abril de 2006, relativa a los residuos, la Directiva 1999/31/CE del Consejo, de 26 de abril de 1999. Relativa al convertido de residuos, y la Directiva 2000/76/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 4 de diciembre de 2000, relativa a la incineración de los residuos.

Esta Directiva se aplica a todo tipo de pilas y acumuladores, independiente de 45



su forma, volumen, peso, composición o uso. Se aplicará sin perjuicio de las Directivas 2000/53/CE y 2002/96/CE. Y no se aplicará a las pilas y acumuladores utilizados en equipos relacionados con la protección de los intereses esenciales de seguridad de los Estados miembros, armas y material de guerra, salvo los productos no destinados a fines específicamente militares y en equipos destinados a ser enviados al espacio.

3.5.2. Real Decreto 106/2008 La Directiva 91/157/CEE, de 18 de marzo de 1991, sobre las pilas y los acumuladores que determinan materias peligrosas, impone a los Estados la obligación de adoptar las medidas necesarias, para que las pilas y los acumuladores usados se recojan por separado para su valoración o eliminación. Esta directiva se transpuso al ordenamiento jurídico español por el Real Decreto 45/1996, donde se regulan algunos aspectos relacionados con las pilas y acumuladores. Más tarde, con la Ley 10/1998, de residuos, vigente obligó a que los productores o cualquier responsable de la puesta en mercado de productos que se conviertan posteriormente en residuos, podrán ser obligados a hacerse cargo de la gestión de estos. Posteriormente, la Directiva 2006/66/CE del Parlamento Europeo y del Consejo deroga la Directiva 91/157/CEE establece otras normas, donde la más destacable es que se prohíbe la comercialización de pilas y acumuladores que contengan determinadas sustancias peligrosas y para el tratamiento, reciclado y eliminación de los residuos de pilas y acumuladores; esto se incorpora en nuestro derecho interno a partir de la Ley 10/1998.

A partir de este punto se regula la gestión de residuos de pilas y acumuladores a partir de la creación de redes de puntos para la recogida selectiva de pilas, acumuladores y baterías usadas, 46



estableciéndose algunas especificaciones especiales para la recogida de las de carácter industrial o de automoción.

Finalmente tras varias directivas y a propuesta de los ministros de medio ambiente, de industria, turismo y comercio y de sanidad y consumo, de acuerdo con el Consejo de Estado y deliberación del consejo de Ministros se dispone el RD 106/2008

En lo referente a las plantas de tratamiento y reciclaje se detallan en el texto las instrucciones técnicas y condiciones a que deberán ajustarse y el régimen jurídico para la autorización de estas instalaciones.

Este real decreto se aplica a todo tipo de pilas, acumuladores y baterías, independientemente de su forma, volumen, peso, composición o uso. De la misma manera, será de aplicación a las pilas, acumuladores y baterías procedentes de los vehículos al final de su vida útil y de los aparatos eléctricos y electrónicos, reguladores, respectivamente, en el Real Decreto 1383/2005, de 25 de febrero, sobre aparatos eléctricos y electrónicos y la gestión de sus residuos y sin perjuicio de lo establecido en estos reales decretos.

3.5.3. Real Decreto 943/2010 El Real Decreto 943/2010, de 23 de julio, modifica el Real Decreto 106/2008, de 1 de febrero, sobre las pilas y acumuladores de la gestión ambiental de residuos.

De modo que la Directiva 2006/66/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 6 de septiembre de 2006, relativa a las pilas y acumuladores y a los residuos de estos, fue objeto de transposición al ordenamiento jurídico español mediante el Real Decreto 106/2008, de 1 de febrero, 47



sobre pilas acumuladores y la gestión ambiental de sus residuos. Esta directiva impone a los Estados miembros, en su artículo 6.2, la obligación de adoptar las medidas necesarias para garantizar que las pilas y acumuladores que no cumplan con los requisitos, contenidos en la misma, no sean puestos en el mercado o se retiren del mismo.

3.5.4. Más referencias En este punto se destacarán las normas que hacen referencia al desempeño, ensayos e instalaciones, entre otros, de baterías industriales de plomo-ácido.

La norma internacional sobre baterías industriales plomo-ácido más conocida es la IEC 896, identificada como IEC 60896 y EN 60896. La norma a su vez tiene dos partes: la primera IEC 60896-1, hace referencia a baterías de plomo ácido abiertas o ventiladas y la IEC 60896-2 a las baterías selladas. En los dos casos, las baterías son estacionarias.

Es importante mencionar las siguientes normas, relacionadas con las baterías: -

IEC 60896-1 Requisitos generales y métodos de ensayo de baterías plomo ácido ventilado. Es importante cuando se realizan los ensayos de capacidad nominal, adaptación al funcionamiento a tensión de flote, ciclado, retención de carga, resistencia interna, corriente de cortocircuito.

-

IEC 60896-2 Requisitos generales y métodos de ensayo de baterías de plomo ácido de tipo VRLA. Al igual que la anterior es utilizada para la relación de ensayo de desempeño en este tipo de baterías

-

IEC 61056-1 Requisitos generales y características funcionales para las baterías VRLA 48



de plomo ácido portátiles. Esta norma se aplica a todas las baterías VRLA pequeñas como las de visión, por ejemplo. -

IEC 60254 Requisitos generales y métodos de ensayo de baterías de plomo acido para uso de tracción eléctrica. Dimensiones de las celdas y bornes.

-

BS 6290-1 Especificación de requisitos generales de baterías de plomo ácido estacionarios del tipo ventiladas.

-

BS 6290-4 Idem para las baterías reguladas por válvula.

-

IEEE 484 – IEEE 485 Este conjunto contiene las prácticas recomendadas para dimensionar y diseñar la instalación de baterías plomo ácido cuya cargas es viable. Esto suele darse, como ejemplo típico en subestaciones y estaciones transformadoras.

-

IEEE 937 Práctica recomendada para instalación y mantenimiento de baterías de plomo ácido para sistemas fotovoltaicos

-

IEEE 1013 Práctica recomendada para dimensionar baterías de plomo ácido para sistemas fotovoltaicos. Además de la teoría incluye hojas de trabajo útiles para realizar el diseño.

-

IEEE 1189 Es un complemento de la 1188, que contiene una “Guía para la

selección de batería s VRLA para aplicaciones estacionarias”.

49



50



4. Estudio de la planta El fin de este proyecto es cerrar el ciclo de recuperación-valorización de baterías y compuesto de plomo. En este punto se propone una instalación de fusión y refino del plomo con un homo rotativo para recuperar 15.900 Tn de plomo al año, de esta manera se pretende aumentar la competitividad del mercado y afianzar este sector en el futuro. Es importante remarcar que esta planta no solo aportará alto número de ingresos debido a la inversión acometida, sino que también potenciará directamente a la comarca, generándose entre 20 y 30 puestos de trabajos directos.

La actividad desarrollada por la planta de estudio, está recogida dentro del grupo 9, del anexo VI, de actividades sujetas a Autorización Ambiental Unificada, de la Ley 5/2010, de prevención y calidad ambiental de la Comunidad Autónoma de Extremadura. Atendiendo a la clasificación nacional de actividades económicas CNAE 2009, la presente actividad está definida bajo el código 3900, “A ctividades de descontaminación y otros servicios de gestión de residuos”. Las actividades

que se desarrollarán son: - Transporte de residuos no peligrosos y peligrosos - Centro de gestión de almacenamiento y de reciclado de residuos de plomo.

51



4.1. Localización La situación geográfica de esta planta de reciclado no se trata de un punto relevante en la realización de este proyecto. Siguiendo la ley que actualmente rige las plantas de reciclado, no existe ningún tipo de subvención y/o ayudas para la construcción y explotación; por lo tanto esto no se trata de una restricción.

Se estudia que España cuenta actualmente con más de 10 plantas recicladoras de baterías de plomo, donde las más importantes están marcadas en con puntos azules en la siguiente imagen.

Ilustración 24: Mapa España con localización de las plantas de reciclado baterías. Fuente: Elaboración propia

La planta de este proyecto se situará en el norte de Extremadura. La razón de que se haya elegido esta situación es que la zona este de España está saturada y en la parte occidente del territorio no hay plantas con estas 52



características; esto hace que el mercado de la planta sea potencialmente mayor que si se sitúa en la parte nordeste. También se ha tenido en cuenta la proximidad con la Comunidad de Madrid y la facilidad de comunicación por carretera con Madrid, Extremadura, Andalucía y la parte oeste de Castilla y León.

Por estos diversos motivos la planta de reciclado de baterías plomo ácido se situará en Navalmoral de la Mata.

4.2. Capacidad La capacidad de producción de la presente planta es de producir una cantidad de 15.900 Tn de plomo al año. Para dar esta producción es necesario un consumo de 33.000 Tn de plomo; además se consumirían: compuestos de Pb, materias auxiliares (plásticos y otros materiales contenidos en las baterías) y sosa cáustica; todo esto se extraerá de las baterías. El balance de producción de materiales en toneladas se muestra en la siguiente gráfica: Material

Plomo

Toneladas

15.900

Fracción metálica

7.510

Pastas de Pb

7.510

Aguas neutralizadas

5.111

Polipropeno

1.782

Separadores

1.237

Escorias

4.375

H2O

2.125

CO

50

SO2

35

Partí culas

15

TOTAL

45.650

Ilustración 25: Cantidades generadas en la planta de reciclado tn/año. Fuente: elaboración propia

53



4.3. Descripción y procesos de la actividad La presente planta se encargará de la valoración y tratamiento de los residuos que gestiona, que son cualquier tipo de batería que tenga plomo en su interior.

Este tipo de actividad requiere grandes superficies de almacenamiento y de tratamiento. Para esto se habilitará una nave industrial con diversas zonas habilitadas para los procesos necesarios.

4.3.1. La recogida de las baterías El primer paso que se lleva a cabo en el proceso es la recogida de las baterías, esta fase se realiza mediante un procedimiento específico de recogida selectiva, de tal forma que existen unas redes de puntos de recogida distribuidos de tal manera que sean accesibles y cercanos a los usuarios finales de las baterías.

Los puntos de recogida selectiva son lugares que han dispuesto las entidades locales, los SIG, etc., para que los consumidores finales puedan entregar las pilas o acumuladores portátiles usados sin que suponga un esfuerzo adicional. Existen dos tipos de puntos: - Puntos de Recogida Municipal: son los puntos limpios o almacenes municipales. En estas instalaciones los contenedores instalados garantizan

que

los

RPA

allí

depositados

serán

reciclados

adecuadamente. - Puntos de Recogida Selectiva: son los contenedores ubicados en las instalaciones públicas o privadas: hospitales, escuelas, centros cívicos, empresas, tiendas, comercios, vía pública… Como en el caso anterior, al

depositar en estos contenedores los RPA se garantiza su correcta 54



gestión ambiental.

Los puntos de recogida solicitan la retirada, sustitución o vaciado de los contenedores siendo transportados hasta las plantas de tratamiento autorizado. En la siguiente imagen se puede ver el proceso de recogida

Ilustración 26: Proceso de recogida de baterías en España. Fuente: Ecopilas

Es importante remarcar, que de este proceso no se encarga la planta de reciclado de este proyecto. En la actualidad hay empresas que se dedican exclusivamente a habilitar y gestionar los puntos de recogida y no solo eso, sino que recogen las baterías en puntos de distribución, industrias especializadas… Por eso, a partir de este punto, el proyecto

se centrará en el reciclado de las baterías. Lo único que tendrá que tenerse en cuenta es en los gastos de la planta un contrato con la empresa recogedora, que luego se explican detalladamente.

4.3.2. Proceso de reciclado 55



El primer paso es verter todas las baterías recogidas en una cinta transportadoras. Una vez están ahí son llevadas hasta una máquina herméticamente cerrada con más de treinta martillos rotatorios; los martillos hacen pedazos las baterías agotadas. Tras la trituración se lleva a cabo la fase de fusión de plomo y a continuación se indican y se resumen en seis pasos: 1. Preparación de la carga 2. Alimentación de horno 3. Fusión y reducción 4. Colado del plomo 5. Colada de escorias 6. Inicio de un nuevo ciclo

De los puntos mostrados cabe destacar que una vez introducida la carga en el horno se retira el equipo de carga y se cierra la puerta empezando el proceso.

El horno es un cilindro horizontal de 2636 mm de diámetro interior, con una longitud de 4000mm, girando a una velocidad variable entre 0,1 y 1 rpm. Está construido en acero al carbono y va forrado interiormente con ladrillos de cromo-magnesita de alta cocción para aguantar las altas temperaturas a las que se somete durante el proceso de fusión del plomo. Durante el proceso de fusión-reducción de los óxidos y sulfataos de plomo se llega a alcanzar una temperatura próxima a los 1100ºC. El movimiento rotativo del horno es originado por un motor-reductor de 37kW que actúa sobre un engranaje engarzado a una corona perimetral que lo rodea. Durante la carga y un periodo de tiempo que se regula en función de la calidad de los materiales de entrada, se genera una atmósfera oxidante inyectando una mezcla gas natural – oxígeno con alto contenido de O2 y bajo de gas natural, con el fin de ir secando la 56



carga.

Posteriormente, la temperatura continúa elevándose y se

mantiene la atmósfera fuertemente oxidante, con lo que se consigue la descomposición

de

los

materiales

fácilmente

combustibles,

produciéndose una serie de gases compuestos principalmente por CO 2, H2O y con ausencia de compuestos nitrogenados. Cuando la temperatura alcanzada se sitúa en los 600-700ºC se comienza la fusión del plomo, para llegar a la descomposición de los sulfatos de plomo a la temperatura de 1050-1100ºC. Para ello se regula de nuevo la mezcla que se está produciendo en el quemador, reduciendo el oxígeno para generar una atmósfera que permita la reducción del metal hasta obtener plomo metálico. A estas temperaturas, se producen en el interior del horno toda una serie de reacciones químicas que dan lugar a la obtención del plomo en estado líquido y a otros materiales presentes en la escoria. Esta escoria, compuesta principalmente por sulfuros de hierro, será enviada a la zona de estabilización de escorias, donde se controlará tanto la temperatura como las características físicas y químicas previamente a su envío al depósito autorizado para este tipo de materiales.

Con la presencia de los sulfuros de hierro, se evita que componentes que contienen azufre salgan a la atmósfera, evitando la formación de SO2, y por tanto evitando la formación de la denominada lluvia ácida. Los gases de salida del horno son extraídos por el extremo opuesto a la alimentación, y tras pasar por la cámara de post-combustión son conducidos al filtro específico de horno. Además, sobre el canal de colada y el tren de escoria se encuentran otras campañas de captación de gases que absorben cualquier emisión durante el proceso y las envían al filtro de saneamiento que se describe más adelante. En el horno, durante el proceso de fusión, se han obtenido dos productos, el plomo fundido y las escorias. El paso siguiente es colar el metal antes de pasarlo a los procesos de limpieza, así como vaciar el 57



horno de la escoria producida. Para realizar la colada se practica un orificio en la piquera, en la parte inferior del horno que permite la salida del metal, el cual, debido a su mayor densidad se encuentra depositado en el fondo. Inmediatamente debajo de la piquera, se encuentra el canal de colada, consiste en una canalización móvil calculada para transportar el metal fundido hasta el primer crisol. Cuando se detecta visualmente que se ha vaciado el metal contenido en el horno y que empieza a salir escoria se interrumpe la colada de plomo, cerrando la piquera de plomo e inmediatamente se procede a la apertura de la piquera de escoria. La escoria se recoge en unos contenedores preparados al efecto para recibirla y transportarla a la zona de estabilización.

A continuación se inicia otro ciclo de carga, fusión, reducción y colada. De esta forma se consigue una fusión completa y homogénea de los materiales alimentados. Los reguladores existentes en el horno se consiguen a través de: 1. La composición de la carga. 2. La composición de la mezcla gas natural – oxígeno. 3. La regulación de la depresión en el mismo, provocada por el tiro del filtro. 4. La regulación de la velocidad de rotación 5. La duración de cada fase. La segunda fase se denomina limpieza y refino. Una vez se ha producido la fusión y se ha reducido a plomo metálico, éste es conducido hasta el primer crisol mediante una conducción diseñada para soportar las altas temperaturas de salida desde el horno. El plomo colado procedente del horno rotativo es llamado plomo de horno. El plomo de horno, que se encuentra en el Crisol de Colada, se puede transformar en plomo de obra, para ello hay que realizar un limpieza y eliminación de escoria y óxido que aparecen durante la 58



colada del plomo. Para obtener plomo puro es necesario afinar el material hasta alcanzar el mayor grado de pureza posible por vía metalúrgica. Es necesario realizar un control de la composición de los materiales fundidos en los crisoles, para lo cual se obtienen muestras homogéneas que son trasladadas al laboratorio generando el correspondiente informe de composición. De esta forma y dados los tiempos de colada, se justifica la necesidad de tener instalados tres crisoles, a fin de poder ir obteniendo de una manera constante plomo evitando paradas innecesarias del horno. En los crisoles se trabajará normalmente a una temperatura del orden de los 450-500ºC, el calor necesario se generará mediante quemadores gas natural – aire. El trasiego entre crisoles se realizará mediante bombas diseñadas para soportar estas temperaturas.

El plomo de obra se obtendrá en bloques, de aproximadamente 1500kg de peso, para lo cual se dispondrá de unos moldes troncocónicos que se llenarán de plomo fundido mediante bombas diseñadas para soportar estas temperaturas. Una vez solidificado, se procederá al desmolde y al almacenamiento para su posterior expedición.

En el caso del plomo puro, una vez terminado el refino en el crisol, el materia es bombeado hasta la lingotera, donde se procede a la solidificación y formación de los lingotes de plomo puro. Se van formando paquetes que son identificados y almacenados en la zona de producto terminado hasta su expedición.

59



4.4. La maquinaria

a) La separación de componentes

En la planta recicladora de plomo, las baterías plomo ácido usadas son desarmadas mecánicamente por una trituradora en la cual, por medio de un sistema de densidad separa el plomo, el plástico y el polietileno. En esta máquina se realizan los procesos de trituración, separación, lavado y transporte de materiales separados, tales como: - Plomo metálico (bornes, postes, rejillas, puentes) - Lodos de sulfatos y óxidos de plomo de la pasta de rejillas - Plásticos - Ácidos La máquina posee un molino de martillo o

Ilustración 27: Máquina trituradora de baterías. Fuente: Emison

triturador, cámaras de agua, rociadores de agua, bombas, transportadores, depósitos contenedores. Cuando la batería es muy grande, se utiliza una especie de guillotina para romperla en pedazos, los cuales son introducidos en la banda que conduce las baterías usadas a la trituradora. Todas las partes en contacto con el material a tratar fabricadas en acero AISI 304, las paredes laterales de la máquina fabricadas en AISI 304 de 3 mm de espesor reforzada en las partes donde van las cuchillas. El sistema de triturado consta de dos Ilustración 28: Transporte de baterías hasta triturado. Fuente: Emison

60



sistemas de diente en aleta de tiburón fijados soldados a las paredes de la máquina. El rodillo de triturado está conformado por un eje con dientes de una longitud de unos 20 cm.

Todo el sistema será accionado por un motor reductor de 3kW a las características de la red que se indiquen. La máquina tiene una botonera de parada y arranque para casos de emergencia. El sistema de protección del motor se ubicará en el Cuadro o Panel Central de Control.

b) El sistema de lavado y escurrido de restos de batería

Consta de una malla de transporte fabricada en acero AISI 304, esta tiene un ancho de unos 60 cm de longitud que se adapta a la mesa. Mesa totalmente construida en acero AISI 304, tiene un acho de 70 cm y una longitud de unos 129 cm en horizontal y 3 en inclinación para el vaciado en el separador, con patas regulables.

En la parte inferior estará

colocada una plancha de acero inoxidable para el retorno del agua al depósito, y una para separar el electrolito.

El sistema de tracción consta de engranajes construidos en acero AISI 304 y un eje tensor construido en acero zincado. Moto reductor de una potencia de 0.37kW a las características de la red que se indiquen. Ilustración 29: Transporte de baterías hasta lavado. Fuente: Emison

Sistema de lavado constituido por dos duchas

y

el

sistema

de

tuberías

accionada por una motobomba. Todo el sistema de protección del motor reductor y de la motobomba así como los botones respectivos de arranque y parada se ubicaran en el Cuadro o Panel Principal de Control. 61



El separador hidráulico consta de una cuba por donde circula el agua y una bomba de recirculación de la misma. Los plásticos son arrastrados por el agua y las fracciones con plomo son extraídas median un vis sinfín. El sistema de protección de los

motores

reductores

y

motobomba así como los botones respectivos de arranque y parada de cada uno de los anteriores se ubicarán en el Cuadro o Panel Principal de Control.

Ilustración 30: Máquina escurridora. Fuente: Emison

c) El horno de pote para fundición

Este tipo de horno eléctrico se utiliza para fundiciones de bajo punto de fusión, como el plomo. El horno es de construcción metálica, electro soldado, a partir de chapas y perfiles de acero laminado en frío, con un tratamiento

especial

anticorrosivo, robustez,

con

de

gran

avanzado

Ilustración 31: Horno para fundición. Fuente: Emison

diseño y protección con imprimación fosfocromante y pintura epoxídica de agradables tonos, lo que confiere una larga vida y un acabado estéticamente agradecido. El aislamiento se realiza mediante fibras de baja masa térmica y gran poder calorífugo, cuidadosamente dispuestas en estrapos para reducir las pérdidas de calor. Para la utilización prevista en el horno, la mejor solución es el 62



calentamiento mediante gas natural y alternativamente con gasóleo, naftas, fuels, GLP, biomasa…

El control de la temperatura está asegurado por un regulador electrónico con visualizador digital y termopar tipo K sumergido en el metal y un regulador con termopar en la cámara de calentamiento. Debe tenerse en cuenta que para alcanzar una temperatura determinada en las sales la temperatura en la cámara formada por las paredes y el crisol debe ser del orden de unos 100 grados superior. No es conveniente Ilustración 32: Crisol de acero refractado para horno de fundición. Fuente: Emison

sobrepasar este margen por acortarse la vida del crisol ni mantener muy

estrecho el margen ya que el tiempo de fusión se alarga. En caso de rotura del crisol unos electrodos colocados en la solera del horno detectan el metal fundido y provocan el disparo de una alarma y el paro del quemador. El crisol está revestido exteriormente de acero refractario para alargar la vida del mismo. El número que identifica el crisol indica la capacidad aproximada en litros. Para saber la capacidad en kg se multiplica por la densidad del metal o aleación a utilizar. Estos hornos se construyen en versión

basculante

para

facilitar el vaciado, opción importante funden

cuando

metales

se

pesados

como el plomo; el sistema basculante

se

realiza

mediante

un

grupo

hidráulico que acciona un Ilustración 33: Maquina para afinar plomo. Fuente: Emison

63



cilindro que es el que se encarga de volcar el horno para su vaciado. El sistema permite que, en el caso de disponer de varios hornos se utilice un solo grupo, con las consiguientes ventajas económicas. Está constituido por un horno fabricado en plancha y perfiles de acero con su respectivo sistema de aislamiento térmico. Las previsiones son de fundir unas 3 – 3,5 Tn diarias de plomo, para lo que se utilizará dos hornos con una capacidad para unas 2 Tm para prever posibles tratamiento de afinado del plomo.

d) Depurador tipo venturi Un sistema de campanas sobre los hornos se encarga de conducir, por medio de la aspiración proporcionada por un ventilador, los eventuales humos producidos a un sistema de lavado por venturi. Todo

el

protección

sistema de

de la

motobomba y controles de manejo se ubican el Cuadro o Panel Principal de Control

e) Sistema de tratamiento de

Ilustración 34: Depurador tipo Venturi. Fuente: Emison

aguas residuales de la planta de procesado de baterías. El sistema consta de un agitador situado en el depósito, fabricado por el cliente, y accionado por el motor. Una motobomba sumergida con un caudal de 1m 3/hora impulsa las aguas a tratar al decantador. En la parte inferior del decantador se ha instalado una válvula neumática controlada por tiempo para la evacuación de los lodos a sacos filtrantes, el agua decantada se filtra a través de un filtro de arena luego de lo cual el agua es enviada a un depósito de almacenamiento. 64



Todo el sistema de protección de

las motobombas, agitador,

automatismo, así como los botones respectivos de arranque y parada se ubicaran en su respectivo Cuadro o Panel de Control.

Ilustración 35: Sistema de tratamiento de aguas. Fuente: Emison

65



4.5. Mano de obra Para el cálculo de la mano de obra que se necesitará en la planta, para el manejo de esta, se dividirán los puestos por niveles y se han asignado un número de empleados por rangos. La planta se maneja con 30 empleados, repartidos de la siguiente manera:

Cargo

Número de empleados

Jefe de planta

1

Responsable de comercialización

2

Jefe de mantenimiento

2

Capataz

2

Admnistrativo

2

Operario

15

Seguridad

1

Limpieza

5

Ilustración 36: Tabla reparto de mano de obra en planta. Fuente: Elaboración propia

66



5. Estudio económico Una vez visto el diseño de la planta del proyecto se realizará el planteamiento económico necesario. En este punto se describirán los aspectos pertinentes para el estudio de viabilidad económica. Será necesario ver la hipótesis de capacidad de la planta que se ha planteado anteriormente, y será con la que se trabaje en este estudio. Esta planta produce 53 Tn/día de plomo, trabajando durante 300 días al año. Lo que hará que la producción total 15.900 Tn/año. La producción se calcula con 300 días al año, debido a que el en época de verano la planta cerrará 30 días para que los empleados descansen, se suponen 15 días para el mantenimiento de la planta y, por último, se estiman 20 días por posibles fallos técnicos de la planta. Este capítulo se estudiarán los siguientes apartados: -

Inversión inicial

-

Amortizaciones

-

Ingresos

-

Costes

-

Cuenta de resultados

-

Rentabilidad

5.1. Inversión inicial La inversión inicial es el desembolso inicial de capital que se realiza para poner en marcha el proyecto de la planta. Esta inversión incurre en los costes asociados a la adquisición del terreno, obra civil, maquinaria y otras inversiones iniciales, necesarias para poner en funcionamiento la planta.

Como primer gasto, se contabiliza la compra del terreno; como se ha dicho anteriormente la planta se situará en un pueblo de Cáceres, en Navalmoral de la Mata, donde el valor del m 2 es de 190€, según el ministerio de fomento. Se calcula que la extensión necesaria para la planta es 27.000m 2. 67



En este proyecto también se ha contemplado la opción de alquilar el terreno, reduciendo así la inversión inicial a un tercio, pero los gastos de alquiler hacen que la planta salga no rentable, por ese motivo esta opción ha quedado descartada.

En la inversión inicial también se deben sumar el resto de gastos antes nombrados, que quedan reflejados en la siguiente tabla resumen.

Cabe destacar que la inversión inicial asciende a un total de:

7.660.300,00€

68



Concepto

Coste total

Establecimiento

Asesorías

3.000,00

Licencias

11.565,00

Ingeniería del proyecto

9.500,00

Impuestos

3.000,00

Adquisición de terrenos Cantidad

Compra del terreno

27.000,00

Coste unitario

5.130.000,00

190,00 €/m2

m2

Inversión en planta/Obra civil

Acondicionamiento del terreno

45.000,00

Edificación

1.850.000,00

Instalaciones · Instalación agua y desagües

45.000,00

· Instalación eléctrica + alumbrado

160.000,00

· Instalación contra incendios

100.000,00

· Instalación de ventilación

84.000,00

Maquinaria Cantidad

Potencia

Máquina trituradora, separación, lavado y transporte

1,00

7,00

kW

27.450,00

Sist. de lavado y escurrido de restos de batería

1,00

3,70

kW

39.545,00

Hornos de pote para fundición

1,00

15,50

kW

22.500,00

Grupo hidráulico para horno

1,00

5,50

kW

17.750,00

Depurador tipo venturi

1,00

3,00

kW

13.720,00

Sist. tratamiento aguas residuales del procesado de baterías

1,00

12,00

kW

9.770,00

Otras inversiones en planta

Informática

30.000,00

Mobiliario y útiles de oficina

15.000,00

Taquillas para operarios

25.000,00

Otras aplicaciones (telefonía, megafonía…)

18.500,00

Total de las inversiones iniciales

7.660.300,00

Tabla 1: Cálculo de la inversión inicial

69



5.2.

Amortizaciones

La amortización representa el valor, con una duración que se extiende a varios periodos o ejercicios, para cada uno de los cuales se calcula una amortización, de modo que se reparte ese valor entre todos los periodos en los que permanece.

Se amortiza a 10 años de forma lineal, estos serán los años de vida útil por defecto establecidos en el Real Decreto 1777/2004 del 30 de Julio, se utilizará el coeficiente lineal máximo impuesto por la Tabla de Coeficientes de Amortización de este real decreto, mostrado en el Anexo II.

70


Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI) –Ingeniería Organización Industrial Activo

Inversión

Vida útil (años)

Tipo de amortización

Año 1

Valor residual

Año 2

Valor residual

Año 3

Valor residual

Año 4

Valor residual

Año 5

Valor residual


Acondicionamiento del terreno Edificación

45.000,00

14

1.850.000,00

10

3.150,00

41.850,00

3.150,00

38.700,00

3.150,00

35.550,00

3.150,00

32.400,00

3.150,00

29.250,00

55.500,00

1.794.500,00

55.500,00

1.739.000,00

55.500,00

1.683.500,00

55.500,00

1.628.000,00

55.500,00

1.572.500,00

45.000,00

10

4.500,00

40.500,00

4.500,00

36.000,00

4.500,00

31.500,00

4.500,00

27.000,00

4.500,00

22.500,00

160.000,00

10

16.000,00

144.000,00

16.000,00

128.000,00

16.000,00

112.000,00

16.000,00

96.000,00

16.000,00

80.000,00

100.000,00

10

12,00% Fijo anual 10,00% Fijo anual

12.000,00

88.000,00

12.000,00

76.000,00

12.000,00

64.000,00

12.000,00

52.000,00

12.000,00

40.000,00

84.000,00

10

8.400,00

75.600,00

8.400,00

67.200,00

8.400,00

58.800,00

8.400,00

50.400,00

8.400,00

42.000,00

Máquina trituradora, separación, lavado y transporte Sist. de lavado y escurrido de restos de batería Hornos de pote para fundición Grupo hidráulico para horno

27.450,00

7

15,00% Fijo anual

4.117,50

23.332,50

4.117,50

19.215,00

4.117,50

15.097,50

4.117,50

10.980,00

4.117,50

6.862,50

39.545,00

7

15,00% Fijo anual

5.931,75

33.613,25

5.931,75

27.681,50

5.931,75

21.749,75

5.931,75

15.818,00

5.931,75

9.886,25

22.500,00

7

3.375,00

19.125,00

3.375,00

15.750,00

3.375,00

12.375,00

3.375,00

9.000,00

3.375,00

5.625,00

17.750,00

10

2.662,50

15.087,50

2.662,50

12.425,00

2.662,50

9.762,50

2.662,50

7.100,00

2.662,50

4.437,50

13.720,00

7

2.058,00

11.662,00

2.058,00

9.604,00

2.058,00

7.546,00

2.058,00

5.488,00

2.058,00

3.430,00

9.770,00

7

15,00% Fijo anual 15,00% Fijo anual 15,00% Fijo anual 15,00% Fijo anual

Depurador tipo venturi

1.465,50

8.304,50

1.465,50

6.839,00

1.465,50

5.373,50

1.465,50

3.908,00

1.465,50

2.442,50

Informática

30.000,00

3

9.900,00

20.100,00

9.900,00

10.200,00

9.900,00

300,00

9.900,00

0,00

9.900,00

0,00


15.000,00

5

1.500,00

13.500,00

1.500,00

12.000,00

1.500,00

10.500,00

1.500,00

9.000,00

1.500,00

7.500,00


25.000,00

7

2.500,00

22.500,00

2.500,00

20.000,00

2.500,00

17.500,00

2.500,00

15.000,00

2.500,00

12.500,00

Otras aplicaciones (telefonía,

18.500,00

5


1.850,00

16.650,00

1.850,00

14.800,00

1.850,00

12.950,00

1.850,00

11.100,00

1.850,00

9.250,00

Instalaciones · Instalación agua y desagües · Instalación eléctrica + alumbrado · Instalación contra incendios · Instalación de ventilación


Maquinaria

Sist. tratamiento aguas residuales del procesado de baterías Otras inversiones en planta

megafonía…)

INVERSIÓN TOTAL

2.503.235,00

AMORTIZACIÓN ANUAL

134.910,25

134.910,25

134.910,25

134.910,25

134.910,25

Tabla 2: Cálculo de la amortización 5 primeros años

71



Activo

Inversión

Vida útil (años)

Tipo de amortización

Año 6

Valor residual

Año 7

Valor residual

Año 8

Valor residual

Año 9

Valor residual

Año 10

Valor residual


Acondicionamiento del terreno Edificación

3.150,00

26.100,00

3.150,00

22.950,00

3.150,00

19.800,00

3.150,00

16.650,00

3.150,00

13.500,00

55.500,00

1.517.000,00

55.500,00

1.461.500,00

55.500,00

1.406.000,00

55.500,00

1.350.500,00

55.500,00

1.295.000,00

4.500,00

18.000,00

4.500,00

13.500,00

4.500,00

9.000,00

4.500,00

4.500,00

4.500,00

0,00

16.000,00

64.000,00

16.000,00

48.000,00

16.000,00

32.000,00

16.000,00

16.000,00

16.000,00

0,00

12,00% Fijo anual 10,00% Fijo anual

12.000,00

28.000,00

12.000,00

16.000,00

12.000,00

4.000,00

12.000,00

0,00

12.000,00

0,00

8.400,00

33.600,00

8.400,00

25.200,00

8.400,00

16.800,00

8.400,00

8.400,00

8.400,00

0,00

7

15,00% Fijo anual

4.117,50

2.745,00

4.117,50

0,00

4.117,50

0,00

4.117,50

0,00

4.117,50

0,00

39.545,00

7

15,00% Fijo anual

5.931,75

3.954,50

5.931,75

0,00

5.931,75

0,00

5.931,75

0,00

5.931,75

0,00

22.500,00

7

3.375,00

2.250,00

3.375,00

0,00

3.375,00

0,00

3.375,00

0,00

3.375,00

0,00

17.750,00

10

2.662,50

1.775,00

2.662,50

0,00

2.662,50

0,00

2.662,50

0,00

2.662,50

0,00

13.720,00

7

2.058,00

1.372,00

2.058,00

0,00

2.058,00

0,00

2.058,00

0,00

2.058,00

0,00

9.770,00

7


1465,5

977

1465,5

0

1465,5

0

1465,5

0

1465,5

0,00

Informática

30.000,00

3

9.900,00

0,00

9.900,00

0,00

9.900,00

0,00

9.900,00

0,00

9.900,00

0,00


15.000,00

5

1.500,00

6.000,00

1.500,00

4.500,00

1.500,00

3.000,00

1.500,00

1.500,00

1.500,00

0,00


25.000,00

7

2.500,00

10.000,00

2.500,00

7.500,00

2.500,00

5.000,00

2.500,00

2. 500,00

2.500,00

0,00

Otras aplicaciones (telefonía,

18.500,00

5


1.850,00

7.400,00

1.850,00

5.550,00

1.850,00

3.700,00

1.850,00

1.850,00

1.850,00

0,00

Instalaciones · Instalación agua y desagües · Instalación eléctrica + alumbrado · Instalación contra incendios · Instalación de ventilación

45.000,00

14

1.850.000,00

10

45.000,00

10

160.000,00

10

100.000,00

10

84.000,00

10

27.450,00


Maquinaria

Máquina trituradora, separación, lavado y transporte Sist. de lavado y escurrido de restos de batería Hornos de pote para fundición Grupo hidráulico para horno Depurador tipo venturi Sist. tratamiento aguas residuales del procesado de baterías Otras inversiones en planta

megafonía…)

INVERSIÓN TOTAL

2.503.235,00

AMORTIZACIÓN ANUAL

134.910,25

134.910,25

134.910,25

134.910,25

134.910,25

Tabla 3: Cálculo de la amortización 5 últimos años

72



5.3. Ingresos Los ingresos principales con los que cuenta esta planta de reciclado son generados por la venta al mercado del plomo reciclado. Es importante tener en cuenta que el precio en el mercado del plomo no depende de la oferta y de la demanda, sino que depende de un precio fijado por el London Metal Exchange, LME, que es la Bolsa de Metales de Londres que permite que los productores, fabricantes, los comerciantes y los consumidores se aseguren contra los riesgos de la variación de los precios. La LME negocia actualmente ocho metales, entre ellos el plomo, dos plásticos y un índice que abarca los seis metales primarios. Los precios que son publicados en la LME son considerados como una representación verdadera de la oferta y la demanda por el sector comercial e industrial en todo el mundo.

En primer lugar se muestra una tabla con el precio del plomo, según últimos datos del mercado fijados por el LME y después se muestra una tabla resumen con los ingresos anuales, actualizados con el IPRI y la inflación. La inflación se actualiza según los datos publicados por el Banco Central Europeo y el IPRI se fija en un 4,1% como media de los últimos años, según los datos del Instituto Nacional de Estadística.

Para tener un criterio conservador se ha supuesto que el primer año las ventas serán un 70% de las totales, el segundo año el 90% y a partir del tercer año ya son el 100%. Producto Precio Producción diaria Ingreso diario Días laborables al año Ingreso Anual

Plomo

Unidad

1.505,66 53,00 79.799,94

€/Tn

Tn/día €/día

300,00

23.939.982,64 €/año

Tabla 4: Cálculo de los ingresos en la planta

73



Ingresos Anuales Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 Año 8 Año 9 Año 10

Inflación Ingreso de las ventas

Criterio

23.939.982,64

€/año

1,00

24.179.382,46

€

70,00%

24.179.382,46

€/año

1,08

24.440.519,79

€

90,00%

24.440.519,79

€/año

1,30

24.758.246,55

€

100,00%

24.758.246,55

€/año

1,50

25.129.620,25

€

100,00%

25.129.620,25

€/año

1,90

25.607.083,03

€

100,00%

25.607.083,03

€/año

1,90

26.093.617,61

€

100,00%

26.093.617,61

€/año

1,90

26.589.396,35

€

100,00%

26.589.396,35

€/año

1,90

27.094.594,88

€

100,00%

27.094.594,88

€/año

1,90

27.609.392,18

€

100,00%

27.609.392,18

€/año

1,90

28.133.970,63

€

100,00%

Ingresos 16.925.567,72 21.996.467,82 24.758.246,55 25.129.620,25 25.607.083,03 26.093.617,61 26.589.396,35 27.094.594,88 27.609.392,18 28.133.970,63

Tabla 5: Cálculo de los ingresos anuales

74



5.4. Costes Los costes que se asumen en una planta de reciclado de este tipo se clasifican en 4 categorías. -

Costes directos: en función de las baterías recogidas, depende de la cantidad que se recoja y de los gestores autorizados que retiren las mismas.

-

Costes indirectos: se refiere a los costes energéticos contratados por la planta en función de la potencia a consumir por la maquinaria.

-

Costes fijos o de personal: son los costes acumulados debido a la mano de obra contratada en la planta.

-

Costes generales: referentes al mantenimiento, limpieza, teléfono, seguros…

Estos costes se calculan año a año, suponiéndose, que el primer año no se van a afrontar todos los gastos ya que no se trabajará los 300 días, por eso se reducen los gastos a un 80% del total; el segundo año se suponen un 95% del total, suponiendo que ya la planta estará prácticamente puesta en marcha, a partir del tercer año ya se suponen el 100%.

5.4.1. Costes directos Como se indica en el punto La recogida de las baterías (Punto 4.3.1) hay habilitados puntos donde se depositan las baterías y acumuladores que hayan llegado al final de su vida útil. Actualmente existen empresas como “ecopilas” que están encargadas de la gestión de la recogida de

pilas, por eso no es índole de este proyecto la recogida de las pilas como tal. Únicamente se hay que firmar un contrato para que lleve las pilas recogidas a la planta de reciclado. Esto significa que no hay que añadir coste de camiones, contenedores u otros utensilios. También en los costes directos se añaden los gastos en materias primas: que son tanto 75



el plomo que viene de las baterías agotadas como el resto de materias.

5.4.2. Costes indirectos Los costes indirectos como se ha dicho anteriormente son los incurridos por la energía y la potencia contratada. Esta planta de reciclado va a ser suministrada por Iberdrola, y según las tarifas publicadas el 1 de febrero de 2014. La tarifa será de BT, y para una potencia contratada mayor a 15kW, por lo tanto 3.0A, tarifa mostrada en el anexo I. A partir de estos precios se calcula los gastos indirectos. El término de potencia se calculará con el precio del periodo 2, que incluye las horas en las que trabajará la planta de reciclado. El término de energía en función a la electricidad consumida se calcula con un precio medio de los tres períodos. También incurren los gastos de agua que se suministrará a la planta. En este punto, se ha hecho una estimación del gasto de agua y se ha calculado sobre el precio medio del agua en Cáceres.

5.4.3. Costes fijos En los costes fijos o de personal se cargarán los salarios del personal de la planta. El sueldo varía según el cargo que ocupen en la planta, tal y como se muestra en la tabla. En la tabla se muestra el salario bruto de cada empleado según rango, pero se contabiliza el gasto actualizado como el coste empresa, es decir lo que realmente le cuesta a esta planta en tener a cada empleado debido a los gastos de seguros y demás.

5.4.4. Costes generales Aquí se incluyen todos los costes que hasta ahora no han sido contemplados pero que son necesarios para el buen funcionamiento de la planta. 76



Gastos anuales

Cantidad Meses

Precio

Unidades Año 1 Inflación

IPRI

Año 2 1,00

Año 3

Año 4

Año 5

Año 6 1,9

Año 7 1,9

Año 8

1,08

1,3

1,5

1,9

54.000,00

54.000,00

54.000,00

54.000,00

54.000,00

54.000,00

54.000,00

Año 9 1,9

Año 10 1,9

1,9

4,10%

Costes directos

Recogida baterías y gestión en la planta Materias primas

Plomo Materiales auxiliares Sosa cáustica

1,00

12

4.500,00

2.750,00

12,00

602,26

19.874.702,57

19.874.702,57

19.874.702,57

19.874.702,57

19.874.702,57

19.874.702,57

19.874.702,57

19.874.702,57

19.874.702,57

19.874.702,57

370,00

12,00

125,00

555.000,00

555.000,00

555.000,00

555.000,00

555.000,00

555.000,00

555.000,00

555.000,00

555.000,00

555.000,00

100,00

12,00

55,00

66.000,00

66.000,00

66.000,00

66.000,00

66.000,00

66.000,00

66.000,00

66.000,00

66.000,00

66.000,00

22.455.274,30

22.881.924,51

23.316.681,08

24.211.132,28

24.671.143,79

25.139.895,53

€/mes

54.000,00

54.000,00

54.000,00

tn/mes €/tn

TOTAL COSTES DIRECTOS

21.606.162,78

21.839.509,33

22.123.422,96

23.759.698,02

Costes indirectos

Potencia contratada Energía consumida

150,00 kW 500.000,00

24,43733

kWh

0,01200233

€/kWaño

3.665,60

3.665,60

3.665,60

3.665,60

3.665,60

3.665,60

3.665,60

3.665,60

3.665,60

3.665,60

€/kWh

6.001,17

6.001,17

6.001,17

6.001,17

6.001,17

6.001,17

6.001,17

6.001,17

6.001,17

6.001,17

4,86%

4,86%

4,86%

4,86%

4,86%

4,86%

4,86%

4,86%

4,86%

4,86%

Impuesto sobre electricidad IVA

Agua

1.000,00

m3

1,14

€/m3

TOTAL COSTES INDIRECTOS

21,00%

21,00%

21,00%

21,00%

21,00%

21,00%

21,00%

21,00%

21,00%

21,00%

1.140,00

1.140,00

1.140,00

1.140,00

1.140,00

1.140,00

1.140,00

1.140,00

1.140,00

1.140,00

13.428,65

13.573,68

13.750,14

13.956,39

14.221,56

14.491,77

14.767,11

15.047,69

15.333,59

15.624,93

Costes fijos Sueldo bruto

Jefe planta Responsable comercialización Jefe mantenimiento Capataz Administrativo Operario Seguridad Limpieza

1

12

3.500,00

€/mes

51912

51912

51912

51912

51912

51912

51912

51912

51912

51912

2

12

2.750,00

€/mes

81576

81576

81576

81576

81576

81576

81576

81576

81576

81576

2

12

2.500,00

€/mes

74160

74160

74160

74160

74160

74160

74160

74160

74160

74160

2

12

1.850,00

€/mes

51881,4

51881,4

51881,4

51881,4

51881,4

51881,4

51881,4

51881,4

51881,4

51881,4

2

12

1.500,00

€/mes

42066

42066

42066

42066

42066

42066

42066

42066

42066

15

12

1.650,00

€/mes

347044,5

347044,5

347044,5

347044,5

347044,5

347044,5

347044,5

347044,5

347044,5

347044,5

1

12

1.200,00

€/mes

16826,4

16826,4

16826,4

16826,4

16826,4

16826,4

16826,4

16826,4

16826,4

16826,4

5

12

1.150,00

€/mes

80626,5

80626,5

80626,5

80626,5

80626,5

80626,5

80626,5

80626,5

80626,5

80626,5

753.553,73

761.692,11

771.594,11

783.168,02

798.048,21

813.211,13

828.662,14

844.406,72

860.450,45

876.799,00

TOTAL COSTES FIJOS

42066

Costes generales

Material oficina Material limpieza Gastos teléfono

1

12

500,00

€/mes

6.000,00

6.000,00

6.000,00

6.000,00

6.000,00

6.000,00

6.000,00

6.000,00

6.000,00

6.000,00

1

12

450,00

€/mes

5.400,00

5.400,00

5.400,00

5.400,00

5.400,00

5.400,00

5.400,00

5.400,00

5.400,00

5.400,00

1

12

650,00

€/mes

7.800,00

7.800,00

7.800,00

7.800,00

7.800,00

7.800,00

7.800,00

7.800,00

7.800,00

7.800,00

Marketing Otros

1

12

700,00

€/mes

8.400,00

8.400,00

8.400,00

8.400,00

8.400,00

8.400,00

8.400,00

8.400,00

8.400,00

8.400,00

1

12

950

€/mes

11.400,00

11.400,00

11.400,00

11.400,00

11.400,00

11.400,00

11.400,00

11.400,00

11.400,00

11.400,00

39.390,00

39.815,41

40.333,01

40.938,01

41.715,83

42.508,43

43.316,09

80,00%

95,00%

100,00%

100,00%

100,00%

100,00%

100,00%

TOTAL COSTES GENERALES CRITERIO

44.139,10 100,00%

44.977,74 100,00%

45.832,32 100,00%

TOTAL COSTES 17.930.028,12 21.521.861,01 22.949.100,21 23.293.336,71 23.735.910,11 24.186.892,40 24 .646.443,36 25.114.725,78 25.591.905,57 26.078.151,78

Tabla 6: Cálculo de los costes anuales

77



5.5. Cuenta de resultados La cuenta de resultados del proyecto ofrece una relación de los ingresos y los gastos que incurren en la planta, sin tener en cuenta las periodificaciones de gastos o los ingresos.

Cabe destacar que en esta proyecto no existe variación de existencias de productos terminados ni en curso. Ya que no supone un coste tener en stock las baterías. Por ese motivo las ventas brutas son iguales a las ventas netas.

Por otro lado se destaca que toda empresa debe pagar al estado el impuesto sobre sociedades, que actualmente se encuentra en un 30% del EBT (beneficio antes de impuestos).

Todo este cálculo se puede ver desglosado en la siguiente tabla donde aparece la cuenta de resultados:

78



Cuenta resultados

Año 1

Año 2

Año 3

Año 4

Año 5

Año 6

Año 7

Año 8

Año 9

Año 10

Ventas brutas

16.925.567,72

21.996.467,82

24.758.246,55

25.129.620,25

25.607.083,03

26.093.617,61

26.589.396,35

27.094.594,88

27.609.392,18

VENTAS NETAS

16.925.567,72

21.996.467,82

24.758.246,55

25.129.620,25

25.607.083,03

26.093.617,61

26.589.396,35

27.094.594,88

27.609.392,18

28.133.970,63

Coste de las ventas (Costes directos + Costes indirectos)

21.619.591,42

21.853.083,01

22.137.173,09

22.469.230,69

22.896.146,07

23.331.172,85

23.774.465,13

24.226.179,97

24.686.477,39

25.155.520,46

MARGEN BRUTO

-4.694.023,70

143.384,80

2.621.073,46

2.660.389,56

2.710.936,96

2.762.444,77

2.814.931,22

2.868.414,91

2.922.914,79

2.978.450,18

792.943,73

801.507,52

811.927,12

824.106,02

839.764,04

855.719,56

871.978,23

888.545,81

905.428,18

922.631,32

-5.486.967,43

-658.122,72

1.809.146,34

1.836.283,54

1.871.172,93

1.906.725,21

1.942.952,99

1.979.869,10

2.017.486,61

2.055.818,86

134.910,25

134.910,25

134.910,25

134.910,25

134.910,25

134.910,25

134.910,25

134.910,25

134.910,25

134.910,25

-5.621.877,68

-793.032,97

1.674.236,09

1.701.373,29

1.736.262,68

1.771.814,96

1.808.042,74

1.844.958,85

1.882.576,36

1.920.908,61

245.129,60

222.083,80

197.194,33

170.313,71

141.282,64

109.929,08

76.067,24

39.496,45

0,00

0,00

EBT (Beneficio antes de impuesto)

-5.867.007,28

-1.015.116,77

1.477.041,76

1.531.059,58

1.594.980,03

1.661.885,88

1.731.975,50

1.805.462,39

1.882.576,36

1.920.908,61

Impuesto sobre beneficio (sociedades) 30%

-1.760.102,18

-304.535,03

443.112,53

459.317,87

478.494,01

498.565,76

519.592,65

541.638,72

564.772,91

576.272,58

-4.106.905,09

-710.581,74

1.033.929,23

1.071.741,70

1.116.486,02

Costes fijos + Costes generales EBITDA

Amortización del inmovilizado EBIT (Beneficio neto de explotación)

Gastos financieros (Deuda anual)

RESULTADO DEL EJERCICIO (Beneficio neto)

1.163.320,11

1.212.382,85

1.263.823,68

1.317.803,45

28.133.970,63

1.344.636,02

Tabla 7: Cuenta de resultados

79



5.6. Cash flow El flujo de caja refleja los flujos de entrada y salida en el periodo planteado a 10 años. Esto flujo es necesario calcularlo para saber la rentabilidad de un proyecto.

En la siguiente tabla muestra el dinero disponible para remunerar a los accionistas, bancos y empresas.

En primer lugar se calcula el margen operativo bruto, que resulta de sumar los ingresos menos los costes. A este margen operativo bruto se le restarán los impuestos sobre beneficios, que son un 30% del beneficio antes de impuestos, calculados en la cuenta de resultados.

En esta proyecto se va a suponer que todos los pagos se harán en efectivo, por eso no se contempla el flujo circulante de caja. De partida se supone un 2% para disponer de líquido necesario, para cubrir la tesorería que pueda necesitarse. Este dinero líquido será el flujo año tras año.

Con el margen operativo bruto, el impuesto sobre beneficios y el incremento de tesorería se calculará la caja generada por las operaciones, que es equivalente al Flujo de caja.

Por otro lado se muestra la deuda adquirida con el banco, a quien se le pedirá un préstamo del 60% de la inversión inicial. Este préstamo se devolverá en 8 años a un interés del 8%, fijado a fecha de realización de este proyecto. Debido a este préstamo, el cash flow del año 0 es negativo, pero debido a la alta rentabilidad que tiene este proyecto, a partir del primer año de funcionamiento de la planta de reciclado de baterías, se empezará a recuperar

la

inversión,

teniendo

un

cash

flow

positivo. 80



Cash Flow

Año 0

Año 1

Total de cobros en el ejercicio (Ingresos) Total de pagos en el ejercicio (pagos) Margen operativo bruto Impuesto sobre beneficios Tesorería (2%) Incremento de tesorería Caja generada por las operaciones (FDC) Deuda adquirida con el banco Pago mensual Numero de pagos (Anuales) Importe de la deuda a final de cada año Pago capital Pago de interés Tipo de interés Pago Inversión CASH FLOW (neto)

Año 2

Año 3

Año 4

Año 5

Año 6

Año 7

Año 8

Año 9

Año 10

16.925.567,72

21.996.467,82

24.758.246,55

25.129.620,25

25.607.083,03

26.093.617,61

26.589.396,35

27.094.594,88

27.609.392,18

28.133.970,63

17.930.028,12

21.521.861,01

22.949.100,21

23.293.336,71

23.735.910,11

24.186.892,40

24.646.443,36

25.114.725,78

25.591.905,57

26.078.151,78

-1.004.460,40

474.606,81

1.809.146,34

1.836.283,54

1.871.172,93

1.906.725,21

1.942.952,99

1.979.869,10

2.017.486,61

2.055.818,86

-1.760.102,18

-304.535,03

443.112,53

459.317,87

478.494,01

498.565,76

519.592,65

541.638,72

564.772,91

576.272,58

20.089,21

-9.492,14

-36.182,93

-36.725,67

-37.423,46

-38.134,50

-38.859,06

-39.597,38

-40.349,73

-41.116,38

20.089,21

-29.581,34

-26.690,79

-542,74

-697,79

-711,05

-724,56

-738,32

-752,35

-766,64

775.730,99

749.560,50

1.339.343,02

1.376.422,92

1.391.981,13

1.407.448,40

1.422.635,78

1.437.492,06

1.451.961,35

1.478.779,63

2.776.047,49

2.464.929,18

2.128.921,41

1.766.033,01

1.374.113,55

950.840,52

493.705,66

0,00

0,00

0,00

288.072,51

311.118,31

336.007,77

362.888,40

391.919,47

423.273,02

457.134,87

493.705,66

245.129,60

222.083,80

197.194,33

170.313,71

141.282,64

109.929,08

76.067,24

39.496,45

8,00%

8,00%

8,00%

8,00%

8,00%

8,00%

8,00%

8,00%

1

2

3

4

5

6

7

8

41.116,38 41.116,38

3.064.120,00 533.202,11 8,00 3.064.120,00

8,00%

8,00%

8,00%

-7.660.300,00

-4.596.180,00

242.528,89

216.358,39

806.140,92

843.220,81

858.779,02

874.246,29

889.433,68

904.289,95

1.451.961,35

1.478.779,63

Tabla 8: Cash Flow

81

41.116,38



5.7. Rentabilidad La rentabilidad del proyecto consiste en ver cuán atractivo es esta inversión. Se relaciona el beneficio económico con los recursos necesarios para obtener ese incremento de capital; por esa razón se trata de una medida del éxito económico desde el punto de vista mercantil de una empresa.

Para calcular la rentabilidad de este proyecto se utiliza el cash flow neto (dinero disponible para la empresa) y ajusta el valor futuro del dinero presenta a través del WACC. Se analizan dos parámetros: el Valor Actual Neto (VAN) y la Tasa Interna de Retorno (TIR)

Valor Actual Neto

El VAN es un procedimiento que permite calcular el valor presente de un flujo de caja futuro. Es uno de los criterios económicos utilizados más ampliamente en la evaluación de proyectos de inversión, ya que permite determinar la equivalencia en el tiempo presente de los flujos futuros, y así comparar esta equivalencia con el desembolso inicial. Un proyecto será aceptable cuando dicha equivalencia sea mayor que el desembolso inicial. El cálculo del VAN se hace a través de la siguiente fórmula:



     ∑    

Ecuación 1: VAN

Siendo: CFt: Cash flow en el período t i: el tipo de interés o el descuento del cash flow n: número de periodos considerado, en este proyecto se calculará anualmente, teniendo un total de 10 años. 82



I0: Inversión inicial Si el VAN>0  se recomienda aceptar el proyecto, ya que la inversión generará beneficios con el interés fijado. Si el VAN<0  la inversión no produce beneficios, por lo que se recomienda no invertir en el proyecto.

El criterio que se toma para el cálculo de la tasa de interés del VAN es el WACC, que da el valor de una tasa de descuento comúnmente utilizada para descontar flujos de fondos operativos en una aproximación empresarial. El WACC permite ponderar los costes de cada una de las fuentes de capital utilizadas, en este caso capital propio y préstamo bancario. El WACC se define como:

         Ecuación 2: WACC

Siendo: Ke: coste de oportunidad de los accionistas. CAA: capital aportado por los accionistas, es decir el 60% de la inversión inicial. D: Deuda financiera contraída con el banco, 40% de la inversión inicial. Kd: coste de la deuda financiera, tipo de interés: 8% T: tasa de impuesto, es decir el impuesto sobre sociedades: 30%

83


Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI) –Ingeniería Organización Industrial Tasa Interna de Retorno

La TIR se define como el promedio geométrico de los rendimientos futuros esperados de una inversión. En términos simplificados se puede definir como aquella tasa de interés o de descuento que hace que el valor del VAN sea cero. Es un indicador de rentabilidad del proyecto, siendo esta mayor mientras más grande sea la TIR.



       ∑    

Ecuación 3:TIR

Partiendo de los conceptos definidos, se van a analizar los resultados obtenidos.

En la primera gráfica se puede observar, como el VAN va

disminuyendo según aumenta la tasa de interés de retorno del capital. Se muestra que el VAN es positivo, hasta que la tasa de interés es mayor al TIR. Y se ve como para una TIR de 7,5%, un valor más que razonable ya que los bonos a 10 años en España están a un 3%, el VAN muestra un resultado de 798.153,41€, un resultado muy atractivo para los inversores.

Se marca como la TIR, es un criterio muy gráfico, ya que funciona como factor de comparación. En este caso, se obtiene un 10,35% a diez años, que indica que se trata de una inversión atractiva.

84



Ilustración 37: Variación del VAN según tasa de descuento. Fuente: Elaboración propia

Otro estudio interesante que se ha realizado es la variación del VAN frente al coste de capital. En esta segunda gráfica se observa como un aumento del coste de capital implica una reducción del VAN, hecho que se espera, debido a que si el WACC aumenta significa que se espera mayor rentabilidad del proyecto.

85



También es necesario comentar, que a partir de un coste de capital aproximado al 14% y manteniendo el resto de condiciones fijas, el proyecto se encontraría en una situación de no rentabilidad. Es decir, que para un WACC de un 10%, lo que es una rentabilidad para los inversores del 7,5%, el van es de 79.750,97 €. Esto muestra una vez más que el proyecto es rentable sin asumir grandes riesgos.

Ilustración 38: Variación VAN vs WACC. Fuente: Elaboración propia

86



6. Análisis de sensibilidad Los análisis económicos conllevan gran incertidumbre, y para sacar conclusiones adecuadas acerca de cómo afecta a la viabilidad del proyecto es imprescindible realizar un análisis de sensibilidad. Esto significa que se modificarán algunas variables de la viabilidad del proyecto y se analizará el resultado.

Las variables a modificar pueden ser tanto internas como externas, es decir, pueden ser factores sobre los que la empresa tenga o no influencia. En este proyecto las variables que se han considerado importantes para estudiar serán las siguientes:

-

Variación en la cantidad de entrada de las baterías

-

Variación del precio del plomo.

-

Variación en los tipos de interés del préstamo bancario.

-

Variación en el tipo de cambio dólar – euro.

En todos los análisis de sensibilidad se mostrarán como se ven afectados los ingresos y los gastos de la planta; la TIR a diez años y el VAN con un interés de retorno a los inversores a un 7,5%.

6.1. Variación en el nivel de entrada de las baterías La primera hipótesis a realizar será la variación del nivel de plomo que entra en la planta de reciclado. La entrada de plomo, en forma de baterías, no son fáciles de predecir, por lo que el proyecto trabaja bajo la incertidumbre de las toneladas recibidas de las mismas.

Este proyecto se ha diseñado bajo la hipótesis de una entrada de 110 toneladas al día de plomo en forma de baterías, un total de 33.000 toneladas 87



al año, sacando una producción de 15.900 toneladas de plomo reciclado al año. Pero hay que destacar que la entrada de plomo en la planta pueden variar según la actividad del mercado; y es totalmente lógico pensar, que si la entrada de plomo varía, lo hace de la misma forma la venta de este producto.

Para evaluar la influencia de este factor en la viabilidad del proyecto se plantean dos escenarios posibles, un pesimista, reduciendo la cantidad de plomo que entra al año y uno optimista, aumentando la entrada.

6.1.1. Escenario optimista En el escenario optimista se supone la hipótesis de que la planta aumentará su producción de plomo un 20%. Lo que conlleva a una recepción de 3.300 tn/mes y una producción 63,60 tn/día. Esto se traduce de la siguiente forma en la rentabilidad del proyecto:

Resumen

Ingreso total de las ventas

Gasto total en planta

Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 Año 8 Año 9 Año 10

20.310.681,27 21.377.929,98

VAN (Tasa descuento=7,5%)

TIR

26.395.761,38 25.660.463,81 29.709.895,86 27.362.157,72 30.155.544,30 27.772.590,09 30.728.499,64 28.300.269,30 31.312.341,14 28.837.974,42

3.229.671,28

18,19%

31.907.275,62 29.385.895,93 32.513.513,85 29.944.227,95 33.131.270,62 30.513.168,29 33.760.764,76 31.092.918,48

Tabla 9: Rentabilidad proyecto según la variación entrada de baterías en la planta. Caso 1

88



6.1.2. Escenario pesimista El escenario pesimista reduce la entrada de baterías de plomo un 80%. Lo que conlleva recibir 2.200 tn/mes de plomo, por lo tanto producir 42,40 tn/día plomo reciclado al año. Esto se traduce de la siguiente forma en la rentabilidad del proyecto:

Resumen




13.540.454,18

14.482.126,26

17.597.174,25

17.383.258,20

19.806.597,24

18.536.042,69

20.103.696,20

18.814.083,33

20.485.666,43

19.171.550,92

20.874.894,09

19.535.810,39

21.271.517,08

19.906.990,78

21.675.675,90

20.285.223,61

22.087.513,74

20.670.642,86

22.507.176,51

21.063.385,07


-1.633.364,46

TIR

0,98%

Tabla 10: Rentabilidad proyecto según la variación entrada de b aterías en la planta. Caso 2

6.1.3. Conclusiones En el primer caso se muestra como el proyecto no solo sigue siendo rentable sino que también la tasa de retorno con el que se devuelve la inversión a los accionistas. En el segundo caso aunque da un VAN negativo y un TIR muy bajo, la producción de la planta podría mantenerse, si fuese una situación temporal. De esto escenarios se puede concluir que las variaciones del VAN y el TIR son sustanciales, con lo que se debe decir que la cantidad de toneladas de entrada en la planta es un factor determinante a la hora de evaluar la rentabilidad del proyecto. 89



6.2. Variación en el precio del plomo

La hipótesis a realizar, es la variación de la tarifa de venta del plomo. Como ya se ha comentado en este proyecto, el precio de venta del plomo actualmente está fijado por el LME. El precio de compra del plomo de las baterías agotadas también tiene una relación directa con este precio, que en este proyecto se fijado como un 40% del precio de venta del plomo reciclado. En este punto se van a estudiar tres escenarios: uno pesimista, otro optimista y otro extraordinario, poniendo el precio máximo y el precio mínimo que ha alcanzado el plomo en los últimos 7 años. La variación de los precios en estos años se puede ver en el anexo IV

6.2.1. Escenario optimista En este escenario se marcará el precio del plomo un 10% mayor al precio fijado actualmente. Siento este: 1.656,2 3€/tn vendida de plomo reciclado y 662,49€/tn comprada de plomo de las baterías gastadas. El

resumen de la variabilidad de la rentabilidad del proyecto, queda de la siguiente manera: Resumen




18.618.124,50 19.601.745,00


TIR

24.196.114,60 23.528.464,57 27.234.071,21 25.088.773,28 27.642.582,28 25.465.104,87 28.167.791,34 25.948.941,87 28.702.979,37 26.441.971,76

2.331.708,46

15,43%

29.248.335,98 26.944.369,23 29.804.054,37 27.456.312,24 30.370.331,40 27.977.982,17 30.947.367,70 28.509.563,83

Tabla 11: Rentabilidad proyecto según la variación del precio del plomo. Caso 1

90



6.2.2. Escenario pesimista Para el escenario pesimista se bajará el precio hasta un 15% menos del precio fijado actualmente. Quedando el precio del plomo reciclado en: 1.279,81€/tn y del plomo comprado en: 511,92€/tn. La rentabilidad

queda de la siguiente forma:

Resumen




15.233.010,95

16.258.311,24

19.796.821,03

19.515.257,44

22.282.421,90

20.809.427,14

22.616.658,23

21.121.568,55

23.046.374,73

21.522.878,35

23.484.255,85

21.931.813,04

23.930.456,71

22.348.517,49

24.385.135,39

22.773.139,32

24.848.452,96

23.205.828,97

25.320.573,57

23.646.739,72


TIR

-735.401,64

4,70%


91



6.2.3. Escenario extraordinario En este escenario se calculará la rentabilidad el proyecto con el precio máximo y el precio mínimo alcanzado por el plomo, según los datos del LME de los últimos 7 años. El precio máximo del plomo ha sido 3.900$/tn y el precio mínimo ha sido 875$/tn. La variación de los precios de forma tan brusca afecta en la rentabilidad de la siguiente forma: Resumen



Año 1

31.727.507,61

32.549.716,63

Año 2

41.233.068,89

39.070.238,61

Año 3

46.410.109,76

41.661.212,33

Año 4

47.106.261,40

42.286.130,51

Año 5

48.001.280,37

43.089.566,99

Año 6

48.913.304,70

43.908.268,76

Año 7

49.842.657,49

44.742.525,87

Año 8

50.789.667,98

45.592.633,86

Año 9

51.754.671,67

46.458.893,91

Año 10

52.738.010,43

47.341.612,89

Resumen




7.118.351,07

8.243.564,47

9.251.009,04

9.894.956,52

10.412.524,63

10.551.148,38

10.568.712,49

10.709.415,60

10.769.518,03

10.912.894,50

10.974.138,87

11.120.239,49

11.182.647,51

11.331.524,04

11.395.117,82

11.546.823,00

11.611.625,05

11.766.212,64

11.832.245,93

11.989.770,68


TIR

14.209.573,38


46,74%

TIR

-8.087.756,30

--


92



6.2.4. Conclusiones De nuevo vemos la variabilidad de la rentabilidad del proyecto con la variación del precio del plomo. Llegando a tener un TIR por debajo del 5% en el escenario pesimista, aunque este escenario se podría mantener en el tiempo, ya que si la inversión está hecha y la planta está funcionando se tardaría más en recuperar la inversión pero se recuperaría a lo largo de un tiempo mayor.

Por otro lado se puede observar que si el precio del plomo llega a su mínimo histórico haría que el proyecto sea una auténtica ruina, por lo que la decisión a tomar en este punto sería parar la producción de la planta.

Es importante destacar que esta reducción del 10% en el precio del plomo es muy poco probable, ya que gracias a los datos aportados por el LME, en los últimos 5 años el precio de la tonelada de plomo no ha estado por debajo de los 1.200€/tn.

93



6.3. Variación en los tipos de interés del préstamos bancario En este punto se pretende observar la influencia que podría tener el cambio de interés en el préstamo requerido para la financiación del 60% de la inversión inicial. Una vez más se plantean dos posibles escenarios.

6.3.1. Escenario optimista En este escenario se fija el interés hasta tres puntos por debajo del escenario original, es decir, intereses del 5%. La rentabilidad del proyecto quedaría de la siguiente manera:

Resumen




16.925.567,72 17.930.028,12


TIR

21.996.467,82 21.521.861,01 24.758.246,55 22.949.100,21 25.129.620,25 23.293.336,71 25.607.083,03 23.735.910,11 26.093.617,61 24.186.892,40

1.033.533,43

11,19%

26.589.396,35 24.646.443,36 27.094.594,88 25.114.725,78 27.609.392,18 25.591.905,57 28.133.970,63 26.078.151,78

Tabla 14: Rentabilidad proyecto según la variación del interés dado por el banco. Caso 1

94



6.3.2. Escenario pesimista En este escenario se fija el interés un punto y medio por encima del interés fijado, es decir, intereses al 9,5%. La rentabilidad del proyecto quedaría de la siguiente manera:

Resumen



Año 1

16.925.567,72

17.930.028,12

Año 2

21.996.467,82

21.521.861,01

Año 3

24.758.246,55

22.949.100,21

Año 4

25.129.620,25

23.293.336,71

Año 5

25.607.083,03

23.735.910,11

Año 6

26.093.617,61

24.186.892,40

Año 7

26.589.396,35

24.646.443,36

Año 8

27.094.594,88

25.114.725,78

Año 9

27.609.392,18

25.591.905,57

Año 10

28.133.970,63

26.078.151,78


675.518,21

TIR

9,92%

Tabla 15: Rentabilidad proyecto según la variación del interés dado por el banco. Caso 2

6.3.3. Conclusiones

En este caso, se observa como unas variaciones grandes en el tipo de intereses en el préstamo, de hasta 3 puntos, no producen efectos importantes sobre la rentabilidad de la planta. Por lo que se trata de una variable no significativa.

95



6.4. Variación en el tipo de cambio dólar – euro

Cuando el tipo de cambio dólar euro cambia, la planta se ve afectada, ya que el precio del plomo está fijado en dólares, entonces se hará un análisis de sensibilidad según esta variación y se supondrán tres posibles escenarios: escenario optimista, pesimista y extraordinario, de nuevo poniendo el precio máximo y mínimo en los últimos 10 años; esta variación se puede ver en el Anexo V.

6.4.1. Escenario optimista En el escenario optimista se supondrá que el cambio es un 10% más al actual, calculado este como la media de los últimos años. La rentabilidad el proyecto se ve afectado de la siguiente forma: Resumen




18.618.124,50 19.601.745,00


TIR

24.196.114,60 23.528.464,57 27.234.071,21 25.088.773,28 27.642.582,28 25.465.104,87 28.167.791,34 25.948.941,87 28.702.979,37 26.441.971,76

2.331.708,46

15,43%

29.248.335,98 26.944.369,23 29.804.054,37 27.456.312,24 30.370.331,40 27.977.982,17 30.947.367,70 28.509.563,83

Tabla 16: Rentabilidad proyecto según la variación del tipo cambio $- €. Caso 1

96



6.4.2. Escenario pesimista El escenario pesimista se pronostica que el tipo de cambio baja un 10% del promedio actual, con este cambio la rentabilidad del proyecto se ve afectada de la siguiente forma:

Resumen




15.233.010,95

16.258.311,24

19.796.821,03

19.515.257,44

22.282.421,90

20.809.427,14

22.616.658,23

21.121.568,55

23.046.374,73

21.522.878,35

23.484.255,85

21.931.813,04

23.930.456,71

22.348.517,49

24.385.135,39

22.773.139,32

24.848.452,96

23.205.828,97

25.320.573,57

23.646.739,72


TIR

-735.401,64

4,70%

Tabla 17: Rentabilidad proyecto según la variación del tipo cambio $-€. Caso 2.

De nuevo, como en casos anteriores da un VAN negativo y una TIR baja, pero esta es una situación que se podría sostener durante un par de años, ya que no existen grandes pérdidas para la planta.

97



6.4.3. Escenario extraordinario En este escenario se verá la rentabilidad con el precio máximo y mínimo del cambio dólar euro en los últimos diez años. Estos cambios han sido: 0,6341$-€ y 0,8481$-€. Con estas variaciones la rentabilidad se ve afectada de la siguiente forma:

Resumen




19.835.150,33

20.803.786,00

25.777.761,37

24.971.304,43

29.014.302,52

26.627.296,20

29.449.517,06

27.026.705,64

30.009.057,88

27.540.213,05

30.579.229,98

28.063.477,10

31.160.235,35

28.596.683,16

31.752.279,82

29.140.020,14

32.355.573,14

29.693.680,53

32.970.329,03

30.257.860,46

Resumen




14.830.171,94

15.860.432,25

19.273.291,46

19.037.673,34

21.693.160,27

20.300.171,68

22.018.557,68

20.604.674,26

22.436.910,27

20.996.163,07

22.863.211,57

21.395.090,17

23.297.612,59

21.801.596,88

23.740.267,23

22.215.827,22

24.191.332,30

22.637.927,94

24.650.967,62

23.068.048,57


3.434.404,78


-1.100.397,25

TIR

18,83%

TIR

3,24%

Tabla 18: Rentabilidad proyecto según la variación del tipo cambio $-€. Caso 3

98



6.4.4. Conclusiones De nuevo podemos concluir que la variación del cambio dólar euro es una variable que afecta de forma significativamente a la rentabilidad del proyecto.

Pero en todos los casos se trata de un proyecto más o menos rentable, aunque arriesgado. Si el tipo de cambio varía en todos los casos se mantendría la planta abierta temporalmente, haciendo previsiones futuras de como varía el euro con respecto al dólar. Y si empieza a existir mucho riesgo a la baja, se pararía la producción y la planta se cerraría.

99



6.5.

Conclusiones sobre el análisis de sensibilidad El estudio de viabilidad económica sobre el proyecto planteado, una planta de reciclado de baterías plomo ácido, ha dado un resultado positivo. Esto significa que, dadas las circunstancias que se han considerado como normales, el proyecto es viable económicamente.

Sin embargo, el análisis de sensibilidad revela umbrales límites sobre el proyecto; estos serías los puntos débiles. Los puntos débiles del proyecto son aquellas variables cuya variación puede afectar a la rentabilidad del proyecto. Según se ha analizado, como se refleja en la siguiente tabla resumen, hay tres aspectos clave que para la obtención de la rentabilidad positiva del proyecto.

Conclusiones

VAN

798.153,41 Escenario Principal 3.229.671,28 Escenario 6.1.1 -1.633.364,46 Escenario 6.1.2 2.331.708,46 Escenario 6.2.1 -735.401,64 Escenario 6.2.2 14.209.573,38 -8.087.756,30 Escenario 6.2.3 1.033.533,43 Escenario 6.3.1 675.518,21 Escenario 6.3.2 2.331.708,46 Escenario 6.4.1 -735.401,64 Escenario 6.4.2 3.434.404,78 -1.100.397,25 Escenario 6.4.3

TIR 10,35% 18,19% 0,98% 15,43% 4,70% 46,74%

--

11,19% 9,92% 15,43% 4,70% 18,83%

3,24%

Tabla 19: Resumen sensibilidad del proyecto

Estos factores, como ya se observado antes, son la variación del nivel de entrada y salida de baterías en la planta, el precio del plomo y el tipo de cambio dólar euro; el otro factor estudiados es, como varía la rentabilidad del proyecto según la variación del tipo interés del préstamo pedido como medio de financiación, pero se ha probado no ser lo suficientemente 100



influyentes sobre la rentabilidad, y se puede afirmar que este no es un factor determinante en el proyecto.

Gracias a los datos obtenidos podemos comprobar que el proyecto es en casi todas sus variables un proyecto rentable. Pero hay ciertos factores en los que hay que centrarse, estos son:

a) Si la planta comienza a recibir baterías por debajo del 80% de su capacidad de producción dejaría de ser un proyecto rentable, esto se muestra en un VAN negativo por debajo de 1M€ . Por lo que habría que cerrar la planta. Otra posible solución a esto es debido a que la recogida y transporte de baterías no es objeto de este proyecto; se podría integrar haciendo una inversión en una flota de camiones. De esta manera, la producción de plomo de la planta no depende de terceros, así se asegura que la entrada de baterías es la deseada.

b) Si el precio del plomo baja a su mínimo histórico o cae por debajo de este, sería otro factor que haría que la planta se cerrase. Este escenario no tendría otra posible solución, ya que el precio del plomo está fijado por un organismo oficial y no está permitido vender por encima de este. Este escenario daría un VAN por debajo de 8M€, por lo que sería

insostenible.

c) Si el precio del plomo o el tipo de cambio baja un 10% de los niveles considerados como normales en el proyecto. Habría que plantearse parar la producción de la planta o asumir ciertas pérdidas, tomando el riesgo de que vuelva a su valor normal. Aquí el VAN no llega al millón de euros, por lo que se ya se ha acometido la inversión inicial, se podría tomar como posibles soluciones, o parar la producción o mantener la producción si se tiene con cierta seguridad de que se trata de un 101



escenario temporal

Se ha añadido a este análisis que el precio del plomo llegue a su máximo a la vez que el tipo de cambio también esté en el máximo, esto daría una TIR al proyecto por encima del 50%, haciéndolo así una inversión poco arriesgada. Por el contrario, si el precio del plomo llega a su mínimo a la vez que el cambio está en el mínimo, obligaría a parar la producción de inmediato, cerrar y vender la planta.

102



7. Conclusiones Este proyecto nace con los objetivos marcados de analizar la viabilidad económica de una planta de reciclado de baterías plomo ácido. Para esto se estudia el comportamiento de las variables más relevantes para el proyecto.

El estudio económico parte de la base que se reciben unas 33.000 tn/año en la planta de plomo en forma de baterías agotadas. Utilizando el modelo diseñado se consiguen producir 15.900 tn/año de plomo reciclado, que está en perfecto estado para ser utilizado de nuevo. El plomo se compra y se vende en el mercado con un precio fijado por el London Metal Exchange, que es el regulador en toda Europa del precio de metales como el plomo. El estudio económico realizado parte de una base conservadora, obteniendo un resultado positivo, es decir, corroborar que el proyecto realizado es rentable.

Este estudio se ha sometido a algunas variaciones de las hipótesis realizadas, de esta forma se ve como varía la rentabilidad del proyecto según estas variables. Este análisis arroja tres factores básicos que influyen sobre la rentabilidad del proyecto:

-

Entrada y salida de baterías en la planta

-

El precio del plomo (compra-venta)

-

Variación tipo de cambio $ - €

Habiendo realizado el estudio completo, se concluye que la situación actual del plomo en el mundo plantea un problema, por lo que como solución se propone la implantación de plantas de reciclado con estas características. Es decir, se trata de dejar de consumir plomo extraído de la naturaleza, evitando así todo el impacto ambiental que ello conlleva; como consecuencia a esto se deja de consumir plomo importado, que esto baja los gastos en importación que se 103



pueden invertir en investigación sobre la optimización del proceso reciclado tanto del plomo como de otros elementos, ayudando proactivamente al medio ambiente.

104



8. Anexos 8.1.

Anexo I

Tarifa de Iberdrola a utilizar en la planta de reciclado (Fuente Iberdrola)

105



8.2.

Anexo II

Real decreto 1777/2004

106



107



8.3.

Anexo III

Ley 5/2010, Prevención y calidad ambiental de la comunidad autónoma de Extremadura

108



109



8.4.

Anexo IV

Histórico de precios del plomo según LME.

110



8.5.

Anexo V

Histórico tipo de cambio $ - €

111



112

537cb868e7794.pdf

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