Chemical plants are

built to make a profit, and an estimate of the investment required and the cost of

production is needed before the profitability of a project can be assessed.

Ingeniera Econmica

Fuerza impulsora en el diseo

Herramienta para la toma de decisiones

La toma de decisiones econmicas se

realiza en las etapas iniciales del diseo

Debe aplicarse en cada etapa del

diseo y es el criterio para detenerse o

seguir

Crecimiento econmico

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Cre

cim

ien

to d

el P

IB (

%)

Ao

Colombia

Brasil

China

Estados Unidos

5,8

5,1

5

-4,1

0,2

0,4

Noviembre

Enero - Noviembre

ltimos 12 meses

2012

2011Crecimiento de la produccin

Fuente de capital

Fuente o receptor de

capital

Mercado

de valores

Otras

fuentes

Bonos

Pago de

dividendos

Pago de capital

invertido

Otras

inversiones

Invertir en un

proceso

Utilidades

incluyendo

depreciacin

ESPECIE PRECIO

PROMEDIO $

ECOPETROL 5,470.22

EEB 1,325.03

EXITO 35,576.67

PFAVAL 1,295.63

PACIFIC

RUBIALES

42,659.47

Distribucin de la inversin

(costos) Capital de

trabajo

= 0.15 TI

Costos

indirectos

Costos

directos

Dentro de los lmites de batera Compra de equipo, instalacin, instrumentacin y control, tubera,

sistema elctrico

Fuera de los lmites de batera Edificaciones, mejoras en el terreno, servicios, terreno

FLB = 0.45DLB

Ingeniera y construccin Ingeniera y supervisin, costos legales, costos de construccin,

contratistas

= 0.05(DLB + FLB)

Contingencias = 0.20(DLB + FLB)

Materias primas Producto terminado Cuentas pendientes Salarios y otros costos

Costos

fijos

Total

invertido

Son de naturaleza duradera,

no son objeto de transacciones

corrientes, son tangibles, se

utilizan a lo largo de la vida del

proyecto y algunas de ellas

son depreciables

Son de naturaleza duradera,

son intangibles, se utilizan

en el proyecto y son

amortizables

No es depreciable ni

amortizable, y en principio

son recuperables

1. Representa el equipo

real que no puede ser

convertido fcilmente

en otro bien

2. Una vez construida,

este capital se debe

pagar ya sea que la

planta funcione o no

Costos de produccin

Capital de trabajo

Operaciones del

proyecto Total de

ventas

Beneficios

brutos

Costo total del

producto

Ventas anuales $/ao =

(productos de venta , kg/ao)

(precio de venta, $/kg)

Costo total de producto

Costos de produccin Costos directos

Materias primas y servicios

Mantenimiento = 0.04 (Costos fijos)

Repuestos = 0.15 (Mantenimiento)

Mano de obra, supervisin, laboratorio = 1.35 (MO)

Regalas = 0.03 (Costo total del producto)

Cargas fijas Impuestos, seguros = 0.03 (Costos fijos)

Arriendos

Intereses

Sobrecostos Seguridad, empaque, servicio mdico, seguridad, recreacin.

Gastos generales Gastos administrativos

Costos de distribucin y venta

Investigacin y desarrollo

Costos de produccin

Capital de trabajo

Operaciones del

proyecto Total de

ventas

Beneficios

brutos

Costo total del

producto

Ventas anuales $/ao =

(productos de venta , kg/ao)

(precio de venta, $/kg)

Factores que afectan la inversin

y los costos de produccin

Proveedores de equipos mayores Equipo de tamao estndar

Equipo bajo cotizaciones

Fluctuaciones en los precios Variaciones en salarios y materias primas

Polticas de la compaa Niveles salariales

Seguridad industrial

Tiempo de operacin y capacidad de produccin

Economa de escala

Llevar a cabo un proceso de laboratorio a gran escala para produccin

comercial requiere ms que slo comprar matraces ms grandes

Murphy, Introduccin a los procesos qumicos

Subproductos estequiomtricos

Materias primas Producto principal Subproducto

Cumeno + aire

Propileno + etilbenceno + aire

Etileno + cloro

Cloruro de alilo + HOCl + NaOH

Metano + vapor

Glucosa

Cianohidrna de acetona + metanol + H2SO4

Cloruro de sodio y electricidad

Fenol

xido de polipropileno

Cloruro de vinilo

Epiclorhidrina

Hidrgeno

Etanol

Metacrilato de metilo

Cloro

Acetona

Estireno

HCl

NaCl

Dixido de carbono

Dixido de carbono

Sulfato de amonio

Hidrxido de sodio

00,005

0,01

0,015

0,02

0,025

-3,89E-16 0,05 0,1 0,15 0,2

Do

llars

/s

Rate of production, kg/s

Total product cost

Breakeven point

Maximum gross earnings

Gross earnings

Loss

Fixed costs

Total income

Mrgenes

Beneficios

Operaciones del

proyecto Total de

ventas

Beneficios

brutos

Costo total del

producto

Depreciacin

Beneficios brutos

incluida depreciacin

Impuesto a

la renta

Beneficios

netos

1M

2M

3M

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-1M

-2M

-1 Terreno

Capital fijo

(depreciable)

Capital de trabajo

Terreno, valor

de salvamento

y capital de

trabajo

Dinero

acumulado

durante el

tiempo de vida

del proyecto

Tiempo de ganancias del proyecto

Terreno, valor

de salvamento

y capital de

trabajo

Capital acumulado = Beneficio neto +

depreciacin capital invertido Periodo de

construccin

Posicin

econmica

acumulada

(dlares)

Total invertido

incluyendo

terreno

Depreciacin anual

Beneficios

netos

(Diez aos para industria liviana)

Capital de

trabajo

Costos

indirectos

Costos

directos

Fuente o receptor

de capital Pagos

Ingresos

Operaciones

del proyecto Total de

ventas

Costo total del

producto

Impuesto a la

renta

Beneficios netos

Depreciacin

Beneficios brutos

Los costos de compra se obtienen por necesidad de experiencias pasadas. Para obtener valores futuros, el ingeniero debe hacer un escalamiento entre capacidades y entre aos.

Precisin y propsito de los

clculos de costos 1. Orden de magnitud ( 30%-35%). Usado

para estudio inicial de factibilidad

2. Preliminar (30%). Selecciones aproximadas entre alternativas de diseo.

3. Definitivo (10%-15%). Autorizacin de fondos para estudios posteriores.

4. Detalle (5%-10%). Control de costos del proyecto. Se basa en cotizaciones de equipos.

5. Chequeo (5%-10%). Basado en diseos completos.

Evolucin de costos y decisiones

con las etapas del diseo

Costo

acum

ula

do $

Dis

eo

conceptu

al

Dis

eo

deta

llado

Ge

stin d

e

co

mpra

s

Con

str

ucci

n

Op

era

ci

n

Influencia

en e

l dis

eo

Dis

eo

co

nce

ptu

al

Dis

eo

deta

llado

Ge

stin d

e

co

mpra

s

Con

str

ucci

n

Op

era

ci

n

Estimativos rpidos

Datos histricos de costos n

S

SCC

1

212

Tamao: S1

Costo: C1

Tamao: S2

Propilco

UNIPOL 120,000 Ton/ao

Mtodo factorial para la

estimacin de costos (Lang 1948)

eCFCISBL

Factor de

instalacin

Valor de los

equipos

mayores

F = 3.1 para plantas de procesamiento de slidos

F = 4.74 para plantas de procesamiento de fluidos

F = 3.63 para plantas de procesamiento de slidos y fluidos

Calcular el costo (ISBL) para la planta qumica

asignada en el taller de ingeniera econmica.

Grupo Proceso Capacidad

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Anhdrido maleico por lecho fluidizado

cido sebacico via ciclododecanona (Sumitomo)

Acetato de vinilo proceso Celanese VAntage

Acetato de vinilo Cativa integrated process

Poliestireno por polimerizacin en masa en reactor flujo pistn

Acetona proceso propileno catalizador de cloruro de cobre

cido sulfrico

Pentaeritritol por condensacin

Butanol Propylene/CO/H2O

Ammonia - Steam reforming

Phenol from cumene (zeolite catalyst) UOP/ABB Lummus

Polyethylene terephthalate (melt phase)

Ethanol by ethylene hydration

Cyclohexane by liq-phase hydrogenation of benzene (Axens)

Copolmero de propileno UNIPOL

Caprolacatama de tolueno grado nitracin

100 MMlb/y

12 MMlb/y

600 MMlb/y

600 MMlb/y

180 MMlb/y

150x103 Ton/ao

123000 Ton/y

85 MMlb/y

135000 Ton/ao

220000 Ton/ao

250 MMlb/y

110 MMlb/y

65 Mgal/y

200000 Ton/ao

150000 Ton/ao

105000 Ton/ao

Problema

El costo de los equipos en una planta de pentaeritritol es de $300,000. La planta fue concebida como una adicin a una planta de formaldehdo ya existente. Se ha negociado con el contratista unos honorarios (contractors fee) del 7% del valor de la planta. Todos los dems costos corresponden al promedio de este tipo de plantas. Basados en esta informacin, determine: Costos directos

Capital fijo invertido

Total invertido

Diseo Factorial Detallado

Porcentaje del costo del equipo (no instalado)

Plantas de

procesamiento

de slidos

Plantas de

procesamiento

slido-fluido

Plantas de

procesamiento

de fluidos

Costos directos

Compra de equipo

Instalacin de equipo

Instrumentacin y control (instalados)

Tuberas (instaladas)

Sistemas elctricos (instalados)

Construcciones (incluyendo servicios)

Mejoras al terreno

Servicios (instalados)

Total costos directos

100

45

18

16

10

25

15

40

269

100

39

26

31

10

29

12

55

302

100

47

36

68

11

18

10

70

360

Costos indirectos

Ingeniera y supervisin

Costos de construccin

Costos legales

Pago a contratistas

Inprevistos

Total costos indirectos

Total capital fijo invertido

33

39

4

17

35

128

397

32

34

4

19

37

126

428

33

41

4

22

44

144

504

Capital de Trabajo

Capital total invertido

70

467

75

503

89

593

Peters , Timmerhaus & West

Mtodo factorial detallado

Towler & Sinnott

Elemento Fluidos Fluidos/

slidos

Slidos

1. Equipos principales

fe Instalacin de equipos

fp Tuberias y acoples

fi Instrumentacin y control

fd Instalacin elctricia

fc Obra civil

fs Estructuras y edificaciones

fl Acabados y pintura

ISBL C = Ce x

Obras externas (OS)

Diseo e ingeniera (D&E)

Imprevistos (X)

Capital fijo total CFC = C(1+ OS)(1 +

DE + X)

= Cx

= Ce x

Ce

0.3

0.8

0.3

0.2

0.3

0.2

0.1

3.3

0.3

0.3

0.1

1.82

6.00

Ce

0.5

0.6

0.3

0.2

0.3

0.2

0.1

3.2

0.4

0.25

0.1

1.89

6.05

Ce

0.6

0.2

0.2

0.15

0.2

0.1

0.05

2.5

0.4

0.2

0.1

1.82

4.55

Calculo del costo de equipos

Uso de ICARUS Process Estimator

Correlaciones empricas

Valor A = Valor B Tamao A

Tamao B

0.6

http://matche.com/

http://people.clarkson.edu/~wwilcox/Design/re

fcosts.htm

http://highered.mcgraw-

hill.com/sites/0072392665/student_view0/cost

_estimator.html

ndices de costos

Corresponde a un valor en determinado

momento, mostrando el costo en ese

momento relativo a un costo base

Valor presente = Valor original ndice en el presente

ndice en el momento original

ndices de costos

ndices de costos

ndices de costos

ndices de costos

Estimacin del total de ventas

Estimacin del costo total del producto

Operaciones del

proyecto Total de

ventas

Costo total del

producto

Beneficios

brutos

14,0

11,4

11,0

12,1

8,1

6,4

-16,3

-16,2

-11,4

-9,9

-9,2

-9,2

13,0

11,3

10,6

6,3

8,5

7,7

-12,7

-3,6

-13,1

-11,4

-5,8

-9,3

Aparatos de uso domstico

Confecciones

Metales preciosos y metales noferrosos

Hierro y acero

Productos lcteos

Aparatos de radio, TV ycomunicaciones

Autopartes

Tabaco

Caucho

Aparatos mdicos

Maquinaria elctrica

Otras industriasVentas

ProduccinVariacin en %, de

enero a noviembre

(2013 2012) de produccin y

ventas para

diversos sectores

Estimacin del total de ventas

Nivel de produccin

50% para el primer ao

Capacidad de diseo a partir del segundo

ao

Precios del producto

Estudios del mercado

Otras ventas

Equipo obsoleto

Recuperacin del capital de trabajo

Costos de manufactura

Costos variables Materias primas

Mano de obra y supervisin

Servicios

Mantenimiento y reparacin

Cargas fijas Depreciacin

Impuestos

Seguros

Financieros

Gastos generales Parafiscales

Recreacin

Almacenamiento

Dependen del nivel de produccin

Independientes del nivel de produccin

Costos variables

Materias primas (10%-60% CTP)

Precios

Histricos de precios

Calidad versus precio

Proveedores

icis.com

Balanza comercial

Mano de obra (10%-20% CTP)

Tipo de equipo Trabajadores

/unidad/turno

Sopladores y compresores

Separador centrfugo

Cristalizador, mecnico

Secador rotatorio

Secador e spray

Secador de bandejas

Evaporador

Filtro al vaco

Filtro de placas

Secador rotatorio

Intercambiadores de calor

Tanques y torres

Reactor en lotes

Reactor contnuo

0.1-0.2

0.25-0.50

0.16

0.5

0.25

0.125-0.25

0.25

0.125-0.25

1.0

0.1

0.1

0.2-0.5

1.0

0.5

La compaa qumica SAFECONTAMINANTS ha establecido que sus costos directos de produccin son en todos los casos el 50% de las ventas anuales, y que las cargas fijas, sobrecostos y gastos generales ascienden a U$200,000, operando a la capacidad de diseo. La gerencia propone una expansin de la planta para incrementar el nivel actual de ventas de U$800,000 al ao (capacidad de diseo), en un 30%, lo cual va acompaado de un incremento en las cargas fijas, sobrecostos y gastos generales de un 20%.

Si se incrementan las cargas fijas, sobrecostos y gastos generales en la proporcin recomendada por la gerencia, Cul debe ser el nivel de ventas anuales (U$), para obtener los mismo ingresos brutos que la operacin a la capacidad de diseo?

Cules sern los beneficios netos (U$), si se opera a plena capacidad la planta expandida (30% de incremento en las ventas)? Considere una carga tributaria de 35%.

Cules sern los beneficios netos de la planta expandida (U$), si por dificultades en el mercado, las ventas anuales permanecen constantes en U$800,000 al ao?

Cules sern los beneficios netos de la planta expandida (U$), si las ventas anuales caen a U$700,000 al ao?

Interest

Interest is the cost of borrowed money,

or the earnings on money loaned

Interest rate is the amount of money

earned by, or paid on, a unit of principal

in a unit of time, expressed as a fraction

or percentage per year

Simple and compound interest

rNPeF

iNPIPF 1

NiPNiPFPF 1,,

Se denomina tasa de intervencin de poltica monetaria

del Banco de la Repblica a la tasa mnima de las

subastas de expansin monetaria a un da

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14

/01

/04

28

/05

/05

10

/10

/06

22

/02

/08

06

/07

/09

18

/11

/10

01

/04

/12

14

/08

/13

Tasa

Fecha de aplicacin

Capital de

trabajo

Costos

indirectos

Costos

directos

Fuente o receptor

de capital Pagos

Ingresos

Operaciones

del proyecto Total de

ventas

Costo total del

producto

Impuesto a la

renta

Beneficios netos

Depreciacin

Beneficios brutos

Prstamo

Intereses

Time value of money

Investment $ $ + money earned

Period of time

Time value of money is related solely to the capacity of

money to earn money

Inflation (deflation)

Change in prices of goods and services

El ndice de precios al consumidor (IPC) mide la variacin porcentual de

los precios de un mes con respecto a otro mes de referencia, para un

conjunto de bienes y servicios representativos del consumo de los

hogares colombianos.

Economic comparisons

Make all cash flows equivalent

Cash flows

$0

$5.000

$10.000

$15.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Cas

h f

low

Time, months

$0

$5.000

$10.000

$15.000

$20.000

$25.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Cas

h f

low

Time, months

Impuestos y depreciacin

Los beneficios generados por la

mayora de las plantas qumicas estn

sujetos a ser gravados tributariamente

Ingresos gravados = Beneficios brutos

beneficios tributarios

Operaciones del

proyecto Total de

ventas

Beneficios

brutos

Costo total del

producto

Depreciacin

Beneficios brutos

incluida depreciacin

Impuesto a

la renta

Beneficios

netos

Impuestos y depreciacin

Impuestos

Un impuesto es un tributo que tiene

como fundamento el numeral 9 del

artculo 95 de La Constitucin Nacional,

a travs del cual se establece como

responsabilidad de los miembros de la

comunidad nacional, contribuir a los

gastos e inversiones del estado dentro

de los conceptos de justicia y equidad.

Impuestos

Los beneficios generados por la

mayora de las plantas qumicas estn

sujetos a ser gravados tributariamente

Ingresos gravados = Beneficios brutos

beneficios tributarios

Tipo de impuestos

De orden nacional

Sociedades nacionales 33%

Sucursales de extranjeras 33%

Sociedades en zona franca 15%

Socios extranjeros de nacionales 33%

De orden distrital

Industria y comercio ICA 4.14 a 13.8 x1000

Avisos y tableros

La compaa qumica DONOTLIKETOPAYTAXES est establecida en Bogot, D.C. . La compaa posee un Capital Fijo Invertido de U$ 20,000,000 y los beneficios netos son de U$2,000,000. La ciudad de Bogot ha establecido que los impuestos anuales a la propiedad corresponden al 1% del capital fijo invertido (recuerde que los impuestos a la propiedad se consideran como costos), y un impuesto de renta del 5% de los beneficios brutos. Igualmente los impuestos de orden nacional ascienden al 35% de los beneficios brutos. Aprovechando una exencin tributaria, la empresa ha decido construir su planta con el mismo capital fijo invertido que tiene la planta en Bogot, en un sitio donde los impuestos a la propiedad son del 4% del capital fijo invertido, y el impuesto a la renta local es del 2% de los beneficios brutos. Los impuestos de orden nacional son los mismos, y todos los otros factores no cambian entre los dos sitios.

Cul es el valor de los ingresos brutos al ao (U$) de la unidad situada en la ciudad de Bogot D.C.?

Cul es el valor anual de los impuestos a la propiedad (U$) en la nueva localizacin? alor de los ingresos brutos al ao (U$) de la unidad situada en la nueva localizacin?

Cul debe ser el valor (en U$) de los beneficios netos al ao?

Depreciaciones y amortizaciones

Depreciacin : Es la prdida de valor de las inversiones fijas directas por obsolescencia o deterioro fsico. Equipos de industria liviana 10 aos Edificios 20 aos Equipos de oficina y transporte 5 aos

Amortizacin: Es el equivalente a la depreciacin aplicado a inversiones fijas indirectas, tales como estudios previos de ingeniera, gastos de construccin, ingeniera y supervisin y gastos de puesta en marcha.

Guzmn F. Preparacin y evaluacin de proyectos en la industria qumica

Depreciacin

Es un beneficio tributario por el

envejecimiento, desgaste y

obsolescencia de la propiedad utilizada

para generar renta.

Valor en libros. Es la diferencia entre el

costo original y la depreciacin causada

hasta el momento.

Valor de salvamento. Cantidad de dinero

obtenida por la venta de un bien usado

Tasa de depreciacin MACRS Recovery

year

Recovery period

3-year 5-year 7-year 10-year 15-year 20-year

Depreciation rate, %

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

33.33

44.45

14.81

7.41

20.00

32.00

19.20

11.52

11.52

5.76

14.29

24.49

17.49

12.49

8.93

8.92

8.93

4.46

10.00

18.00

14.40

11.52

9.22

7.37

6.55

6.55

6.56

6.55

3.28

5.00

9.50

8.55

7.70

6.93

6.23

5.90

5.90

5.91

5.90

5.91

5.90

5.91

5.90

5.91

2.95

3.750

7.219

6.677

6.177

5.713

5.285

4.888

4.522

4.462

4.461

4.462

4.461

4.462

4.461

4.462

4.461

4.462

4.461

4.462

4.461

2.231

La empresa NOALCOHOLFORDRUNKDRIVERS S.A.S. acaba de adquirir una torre de destilacin para su planta de alcoholes, por un valor de U$50,000. La vida til calculada para el equipo es de 10 aos.

Considerando un valor de salvamento de U$5000, y un sistema de depreciacin en lnea recta, Cul sera el valor en libros de la torre de destilacin en el ao cinco?.

Si la tasa de inters que utiliza la compaa es de 6% anual, qu cantidad de dinero debe reservarse anualmente para obtener los suficientes fondos y reemplazar la torre de destilacin a los diez aos?

Bajo el esquema expuesto en la pregunta 2, cul sera el valor en libros de la torre de destilacin en el ao siete?

Si se considera un valor de salvamento despreciable, una tasa de inters de 6% y suponiendo que en 10 aos, la torre de destilacin nueva puede costar un 20% ms de lo que se pag por la unidad actual, qu cantidad de dinero debe reservarse anualmente para obtener los suficientes fondos y reemplazar la torre de destilacin a los diez aos?

Fuente de capital

Fuente o receptor de

capital

Mercado

de valores

Otras

fuentes

Bonos

Pago de

dividendos

Pago de capital

invertido

Otras

inversiones

Invertir en un

proceso

Utilidades

incluyendo

depreciacin

690 MILLONES DE DLARES pag Ecopetrol

por Propilcoal Grupo Sanford y a Valorem,

propietarios de la petroqumica

Resources should be used in a

wise manner

Predicting the future is far from

an exact science

* Es el trmino usado generalmente para medir la cantidad de beneficio que se puede obtener de una situacin dada (inversin).

* La medida del rendimiento que en un determinado periodo de tiempo producen los capitales utilizados en el mismo. Esto supone la comparacin entre la renta generada y los medios utilizados para obtenerla con el fin de permitir la eleccin entre alternativas o juzgar la eficiencia de las acciones realizadas, segn que el anlisis sea a priori o a posteriori.

El estndar de

rentabilidad, se expresa

normalmente sobre una

base numrica directa,

que influye sobre la

evaluacin total para

tomar la decisin final si el

proyecto debe ser

emprendido o no. La

evaluacin se debe basar

en que un estndar de

rentabilidad cuantificado

puede servir solamente

como gua.

ESTNDAR DE RENTABILIDAD

Minimum acceptable

return mar on investment

Valores tpicos del factor de

compensacin del riesgo Tipo de proyecto h=im-i

Riesgo elevado. Proyectos que implican considerable

novedad, o basados en datos inciertos sobre ventas,

productos o materias primas.

0.20-1

Riesgo moderado. Proyectos algo apartados del campo

habitual de actividad o proyectos y procesos nuevos

que no se han investigado ampliamente.

0.10-0.20

Riesgo promedio. Proyectos incluidos en el campo

habitual de operaciones, pero con algn aspecto nuevo

o una informacin indefinida sobre el mercado.

0.05-0.10

Riesgo reducido. Expansin de operaciones existentes

en un mercado conocido.

0.01-0.05

Riesgo casi nulo. Reduccin de costo de procesos en

funcionamiento situados en un entorno estable

0.00-0.01

Methods for calculating

profitability

Methods that do not consider the time

value of the money

Return of investment (ROI)

Payback period

Net return

T

NROI

p

j

x

A

AVPBP

TmNR aravepaven ,,

Methods for calculating

profitability

Methods that consider the time value of

the money

Net present worth

Discounted cash flow rate of return

N

bj

jjv

N

j

jjjojjjcf TPWFdrecdcsPWF ,1

,0

N

bj

jjv

N

j

jjjojjjcf TPWFdrecdcsPWFNPW ,1

,

MTODOS DE ESTIMACIN DE LA RENTABILIDAD

Evaluation method Percentage use

Small companies Large Companies

Payback period

Return on investment

Net present worth

Discounted cash flow rate

43

22

16

11

52

34

80

78