Ingeniería Industrial

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https://hdl.handle.net/20.500.12590/18077

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Estudio de factibilidad para la producción y comercialización de fuel oil a partir de residuos plásticos mediante un proceso pirolítico en Arequipa
(Universidad Católica San Pablo, 2019) Polanco Suarez, Diana Lucia; Almirón Baca, Jonathan Joseph
Esta tesis es parte del proyecto PIBAP “Valorización de los desechos plásticos mediante pirolisis catalítica utilizando zeolitas naturales obtenidas a partir de la ceniza volcánica " en el marco de financiamiento otorgado por CONCYTEC (Contrato N° 162-2017-FONDECYT). Esta tesis plantea un proyecto de inversión para la creación de una empresa productora de fuel oil a partir de pirolisis catalítica de residuos plásticos mediante el uso de zeolita. Inicialmente se plasma la problemática actual originada por la elevada cantidad de residuos plásticos aprovechables que termina en los rellenos sanitarios y contaminan agua y suelo en la ciudad de Arequipa, 45 TM/día aproximadamente, sin embargo, el nivel de producción de la planta se ve supeditado a la disponibilidad de materia prima, siendo ésta de 0.2 TM/día. La empresa estaría instaurada bajo el nombre de PlastiFuel S.A.C. en el Parque Industrial de Río Seco en el distrito de Cerro Colorado. Este trabajo analizó la factibilidad del proyecto mediante un estudio de mercado, analizando la oferta y demanda del petróleo industrial, siendo el consumo promedio de petróleo residual regional de 13,707 gl/día, del cual el proyecto tomará inicialmente un 3.51%, un estudio técnico para la instalación de la planta que tendrá un área de 1,000 m2, y una capacidad de planta instalada de 1,441.5 gl/día, de la cual se ocupará en el primer año 480.5 gl de fuel oil/día, un estudio organizacional, evaluación de impacto ambiental, identificación de peligros y evaluación de riesgos, y finalizando con un análisis económico y financiero, el cual concluye en una inversión de S/.1,710,647.89. Finalmente se demuestra la factibilidad medianamente riesgosa del proyecto, ya que se obtuvieron valores de VANE, VANF y B/C de S/.1,341,577.22, S/.1,248,329.06 y 1.04 para el escenario base, y S/.466,415.68, S/.373,167.53 y 0.98 para el escenario pesimista. Además, se plasman los beneficios sociales y económicos producto de esta inversión, así como lo importante de ver el mercado de la valorización de residuos como una nueva fuente económica y que brinda un valioso aporte a la realidad ambiental actual.
Estudio técnico y económico de un nuevo material para uso potencial en construcción, obtenido a partir de ceniza del Volcán Ubinas
(Universidad Católica San Pablo, 2018) Camacho Torres, Juan José; Almirón Baca, Jonathan Joseph
El presente trabajo desarrolla la iniciativa de emplear ceniza volcánica para la síntesis de geopolímeros, para generar un material con propiedades físicas, químicas y mecánicas adecuadas para construcción. Estudios previos han confirmado que la producción de geopolímeros a partir de ceniza volantes, rica en sílice y alúmina, pueden ser empleados en la industria de la construcción. Por ello, la ceniza es un material que contiene sílice y alúmina que, mezclados con una solución alcalina en determinadas proporciones, produce un material con propiedades similares a las del concreto. En el Capítulo I se realiza la descripción del problema de la presente investigación, se definirán los objetivos y la justificación de la misma. Luego en el Capítulo II en el Marco de Referencia teórico se analiza los antecedentes de la investigación en trabajos previos similares y se definirán los aspectos teóricos que se utilizarán a lo largo de los procedimientos experimentales y análisis de datos. Seguidamente en el Capítulo III se describe el objeto de estudio, el tipo de investigación y la metodología (obtención del geopolímero, caracterización química, microestructural y de las propiedades mediante ensayos de resistencia mecánica y cálculo de la densidad) necesarios para la obtención de datos necesarios para la revisión de la hipótesis planteada inicialmente. En el Capítulo IV se analizan los resultados obtenidos de resistencia a la compresión, densidad y absorción. Tales resultados plantearon la posibilidad de emplear el geopolímero de ceniza volcánica para producir prefabricados de construcción como adoquines, usando concentraciones de hidróxido de sodio de 8, 12 y 14 molar. Por ello, en el capítulo V se valida el producto mediante una descripción y análisis del proceso de obtención y una evaluación económica y financiera. Finalmente se concluye el trabajo con las conclusiones y recomendaciones finales.
Estudio y caracterización de las propiedades físicas, químicas y microestructurales de la ceniza volcánica para su aplicación en la industria de la construcción
(Universidad Católica San Pablo, 2018) Orosco Llerena, Jose Brian; Almirón Baca, Jonathan Joseph
En la actualidad la humanidad se viene desarrollando de manera muy rápida, la población crece y aumenta el consumo de productos alimenticios, envases plásticos, artefactos, etc. Todo esto trae consecuencias en el medio ambiente, ya que se usa indiscriminadamente los recursos no renovables y no biodegradables. Debido a estas razones los investigadores se dedican al estudio y desarrollo de nuevos materiales y productos que respeten el medio ambiente sobre la base de los principios de sostenibilidad; la ceniza volcánica es un potencial recurso natural que aún no ha sido estudiado en su totalidad en el Perú, además también de ser un recurso que no viene siendo explotado y está al alcance de la población aledaña al edificio volcánico. El conocimiento de las propiedades de la ceniza volcánica se logra a través de su estudio y caracterización, por medio de ello se establece una línea base en vulcanología y se saben cuáles son sus aplicaciones más relevantes; en el presente proyecto se evaluaron las características físicas, químicas y microestructurales de la ceniza volcánica, para lo cual se utilizaron diferentes métodos y análisis: Para la caracterización física, se evaluó el contenido de humedad, análisis granulométrico, densidad y gravedad específica, porosidad, análisis térmico diferencial (ATD), análisis termo gravimétrico (TGA); para el análisis químico se utilizó el método Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) y Espectrometría de Masas con Plasma acoplado inductivamente ICP-OES ; el análisis microestructural se realizó con los métodos de Difracción de Rayos X (DRX) y con la microscopia electrónica de barrido (SEM). Después de los análisis efectuados a las muestras de cenizas volcánicas, los resultados evidencian un 58 a 61 % de composición en SiO2 y de 13 a 15 % en Al2O3, lo cual al compararse con resultados de artículos científicos sobre la obtención de geopolímeros a través de otras materias primas, se denota la gran similitud en porcentajes de composición de SiO2 y Al2O3, esto sumado al carácter amorfo de la ceniza volcánica es que se determina que esta materia prima se puede emplear para la obtención de geopolímeros. Como es sabido los geopolímeros son usados para la elaboración de concretos para la construcción, es así que ya corroborado que la ceniza volcánica cumple con todos los requisitos para obtenerlos, es una opción mucho más amigable para el medio ambiente y que podría generar progresos para la Industria de la Construcción.
Evaluación mecánica y química de geopolímeros obtenidos a partir de ceniza del volcán Ubinas activada con hidróxido de sodio y silicato de sodio, para determinar su desempeño conforme a normativa para un adocreto
(Universidad Católica San Pablo, 2018) Pérez Huamaní, Luis César; Almirón Baca, Jonathan Joseph
En la región Sur del Perú la presencia de volcanes es parte importante de la cultura e identidad, sin embargo recientemente la actividad del volcán Ubinas ubicado en el departamento de Moquegua, está representando únicamente situaciones adversas; pero, en esta investigación se pretende aportar de forma que, su existencia, también signifique nuevas oportunidades. En estudios previos se ha demostrado que la ceniza volcánica puede ser utilizada como materia prima para elaborar materiales de construcción debido a su alto contenido de alúmina y silice, tal como se describe en la tesis titulada “Estudio técnico y económico de un nuevo material para uso potencial en construcción, obtenido a partir de ceniza del Volcán Ubinas” que al igual que esta tesis se desarrolla dentro de los entregables, y forma parte del proyecto “Caracterización y evaluación de geopolímeros obtenidos a partir de cenizas volcánicas para aplicación en construcción” desarrollado en los ambientes del Instituto de Energía y Medio Ambiente de la Universidad Católica San Pablo (UCSP), con el financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica (CONCYTEC). A pesar que en el proyecto ya se ha evaluado factores que determinan el potencial del geopolímero para su aplicación en la construcción (composición y resistencia a la compresión); antes de ser enviado al mercado, es necesario tomar en cuenta otras variables como el tiempo y la mezcla óptima que puede tener el material. El objetivo de este trabajo es estudiar específicamente el geopolímero obtenido luego de activar la ceniza volcánica con soluciones líquidas (Hidróxido de sodio y silicato de sodio) para usarlo como materia principal en la elaboración de un bloque de pavimentado, que pueda competir con productos tales como el adoquín o adocreto, estudiando la resistencia a la compresión de la nueva propuesta en periodos de curado de hasta tres meses, evaluar la durabilidad y finalmente determinar si es posible mitigar la aparición de eflorescencias. El desarrollo de esta tesis que comprenderá aproximadamente 8 meses, permitirá cumplir con los estándares nacionales e internacionales pertinentes para un bloque de pavimentado y ayudará a ofrecer mejores versiones, que hagan de esta alternativa no sólo un producto competente, sino una opción innovadora, y por qué no, superior.
Proyecto de inversión para la producción y comercialización de adoquines elaborados a partir de ceniza volcánica en la ciudad de Arequipa
(Universidad Católica San Pablo, 2018) Cárdenas Bolaños, Marcia Yessenia; Vela Teves, Angel Emanuel; Almirón Baca, Jonathan Joseph
La presente tesis utiliza los resultados concluyentes de una investigación sobre el desempeño mecánico de geopolímeros a base de ceniza volcánica extraída del volcán Ubinas para su uso como adoquines y busca determinar la viabilidad de un proyecto de inversión para una planta de procesamiento de dicho producto en la ciudad de Arequipa, teniendo como fin elevar la calidad de vida de sus habitantes al disminuir la contaminación producida por la industria cementera y al mejorar la transitabilidad. Para determinar la viabilidad de este proyecto se realizó un estudio de mercado, donde se determinó la demanda y a partir de ella se pudo dimensionar el tamaño de planta y los requerimientos necesarios en cuanto a tecnología, infraestructura y capital humano para su puesta en marcha, así como la estructuración de la planificación productiva. Para determinar la viabilidad económica se realizó un estudio económico y financiero. El proyecto tiene un valor actual neto (VAN) económico de S/. 329,278.91 con una tasa interna de retorno (TIR) de 12.61% y se recuperará la inversión en 6 años y 4 meses. Además, en proyectos de pavimentado de pistas, una municipalidad conseguiría un ahorro de S/. 8,750.00 por kilómetro respecto al adoquín de concreto de tipo II y espesor de 6 centímetros. Se analizaron los requerimientos legales, ambientales y de seguridad como parte de la responsabilidad social, empresarial y medio ambiental necesaria para la competitividad.

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