ESTUDIO TECNICO ECONOMICO PARA LA IMPLEMENTACION DE UN TANQUE ESTACIONARIO DE GLP EN LA EMPRESA CERAMICA “EL ARTE EN TUS MANOS” DE LA CIUDAD DE VILLAZON

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN 1.1. ANTECEDENTES 1 1.1.1. Planteamiento del problema 2 1.1.2. Formulacion del problema 2 1.2. OBJETIVOS 3 1.2.1. Objetivo General 3 1.2.2. Objetivos Específicos 3 1.3. JUSTIFICACIÓN 3 1.3.1. Justificación técnica 3 1.3.2. Justificación económica 3 1.3.3. Justificación social 4 1.3.4. Justificación ambiental 4 1.4. METODOLOGÍA 4 1.4.1. Enfoque de la investigación 4 1.4.1.1. Enfoque cuantitativo 4 1.4.2. Tipo de investigación 4 1.4.2.1. Descriptivo 4 1.4.3. Diseño de investigación 5 1.4.3.1. No experimental 5 1.4.3.2. Transversal 5 1.4.4. Métodos de investigación 5 1.4.4.1. Métodos teóricos 5 1.4.5. Técnicas e instrumentos 5 2. CAPÍTULO II: DESARROLLO 7 2.1. MARCO TEÓRICO 7 2.1.1. MARCO CONCEPTUAL 7 2.1.1.1. Gas Licuado de Petróleo (GLP) 7 2.1.1.2. Propiedades del GLP 7 2.1.1.3. Grado de llenado 9 2.1.1.4. Distancia de seguridad 11 2.1.1.5. Tanque fijo o estacionario 11 2.1.1.6. Tipos de tanques estacionarios 12 2.1.1.7. Dimensionamiento del tanque estacionario de GLP 15 a) Determinación del calor necesario para la evaporación del agua 15 b) Calor necesario para la cocción de las piezas 15 c) Determinación del calor suministrado al horno 15 d) Consumo teórico de GLP 15 e) Autonomía del tanque estacionario 16 f) Volumen del depósito 16 g) Vaporización natural 16 h) Factor de simultaneidad 17 i) Tamaño de tanques 17 2.1.1.8. Selección y cálculo de tuberías 17 a) Ecuación de Renouart 17 b) Velocidad de conducción 18 2.1.1.9. Marco normativo 18 2.1.2. MARCO CONTEXTUAL 19 2.1.2.1. Ubicación Geográfica 19 2.1.2.2. Características de la cerámica 19 2.1.2.1. Consumo de energía 22 2.1.2.2. Consumo de leña 22 2.1.2.3. Proceso de fundición en horno a leña 24 2.1.3. Distribución espacial 26 2.2. INFORMACIÓN Y DATOS OBTENIDOS 28 2.2.1. Parámetros para determinar la energía usada en el horno 29 2.2.2. Determinación del calor necesario para la cocción 30 2.2.3. Determinación de energía de alimentación al horno 31 2.2.4. Consumo de gas licuado de petróleo (GLP) 33 2.2.5. Cálculo y dimensionamiento del tanque 33 2.2.5.1. Autonomía del tanque estacionario 33 2.2.5.2. Selección del tanque 36 2.2.5.3. Ubicación del tanque de GLP 37 2.2.6. Selección de reguladores de presión 38 2.2.7. Dimensionamiento de tuberías 38 2.2.8. Análisis económico 40 2.3. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN 43 CAPÍTULO III: CONCLUSIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 46 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Temperatura – fase liquida vs fase gaseosa 9 Figura 2 Botella con niveles Va y Ca 10 Figura 3 Disposición de tanques 11 Figura 4 Tanques Estacionarios 12 Figura 5 Tanques Estacionarios Horizontales 13 Figura 6 Configuración típica de un tanque estacionario horizontal para almacenamiento de GLP 14 Figura 7 Tanques Estacionarios Esféricos 14 Figura 8 Ubicación del taller El Arte en Tus Manos 19 Figura 9 Flujo grama de Proceso para la producción de artículos de arcilla 21 Figura 10 Horno de fundición 24 Figura 11 Boca de carguío de producto y parte interna del horno 25 Figura 12 Llama generada en el proceso de fundición 25 Figura 13 Generación de contaminantes al medio ambiente 26 Figura 14 Horno con alimentación de GLP almacenado en garrafa de capacidad pequeña 26 Figura 15 Distribución de Planta 27 Figura 16 Esquema para el desarrollo de la investigación 28 Figura 17 Tachos de arcilla 29 Figura 18 Poder calorífico según humedad 31 Figura 19 Esquema de instalación de red de GLP 39   ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 Propiedades del GLP 8 Tabla 2 Distancia de Seguridad 11 Tabla 3 Clasificación de tanques estacionarios en relación a su capacidad 12 Tabla 4 Tanques horizontales estacionarios según su capacidad 13 Tabla 5 Consumo de leña por horneada 22 Tabla 6 Consumo de leña por mes 22 Tabla 7 Consumo de leña anual 23 Tabla 8 Propiedades del quebracho 23 Tabla 9 Características del GLP 23 Tabla 10 Masa del tacho de arcilla 30 Tabla 11 Propiedades del combustible 31 Tabla 12 Variables de vaporización para tanque de 4m3 34 Tabla 13 Vaporización natural del tanque de 10 m3, en función del llenado y temperatura 35 Tabla 14 Vaporización natural del tanque de 7 m3, en función del llenado y temperatura 36 Tabla 15 Costo de adquisición de tanque 40 Tabla 16 Costo de materiales 41 Tabla 17 Gastos en mano de obra 41 Tabla 18 Costos de mantenimiento 42 Tabla 19 Costo de transporte 42 Tabla 20 Costo de inversión 42 INDICE DE ANEXOS ANEXO A: Caudal de vaporización natural de GLP ANEXO B: Calculo de vaporización natural de GLP en tanques de 7 y 10 m3 ANEXO C: Ubicación del tanque de GLP ANEXO D: Ficha técnica de quemador de GLP acorde a la necesidad de energía del horno ANEXO F: Tubería de acero al carbono ASTM A53

Este proyecto consiste en el estudio y diseño de un tanque de almacenamiento de GLP y el dimensionamiento de tuberías para alimentar de energía al horno en el taller de artesanía hecho a arcilla “El Arte en Tus Manos” logrando de esta manera el desarrollo en la industria en esta región y presentar las ventajas de la utilización del GLP como fuente de energía respecto a la leña que con lleva varias desventajas a la hora de su uso. Se aplicó metodología con enfoque positivista y cuantitativo, utilizando el paradigma de la investigación que se centra en la recopilación de datos mediante la observación directa, memorias fotográficas y especificaciones técnicas de equipos respecto a la situación actual del taller, para evaluar aspectos técnicos de la instalación centralizada de gas licuado de petróleo. Mediante la investigación se buscó proporcionar una comprensión profunda de los factores determinantes para la selección de un tanque de almacenamiento de GLP a granel y su red de suministro. Por lo cual mediante el diagnostico se determinó la necesidad de contar con otra alternativa de energía para alimentar el horno de fundición en base a lo económico logístico y ambiental, el cual es el gas licuado de petróleo como energía limpia, logrando de esta manera determinar el tamaño óptimo de tanque de almacenamiento cumpliendo parámetros de autonomía, vaporización y costos; llegando a ser el tanque de 7 m3 con una autonomía de 49 días, satisfaciendo la vaporización natural del GLP. De acuerdo al consumo de energía del horno se determinó un diámetro de tubería de 15 mm para conducir el GLP desde el tanque hasta el horno para su combustión, requiriendo una inversión aproximada de 59613 Bs. Confirmando de esta manera con el análisis técnico económico la viabilidad de la implementación de un tanque de almacenamiento de GLP complementando al proceso de fundición.