N3 Avanzado · Lección 5 de 8 · 50 min

CAPEX y OPEX: estimar costos con fuentes, escalarlos en tiempo y tamaño

Diseño de proyectos de bioenergía

Equipo docente de biomasa360 · Responsable: Dirección de oferta, calidad y Academia · Revisada el 25 de octubre de 2026 (revisión científica de cálculos y citas)

Al terminar podrás

Llevar un costo histórico a dólares actuales con un índice de precios (IPC o CEPCI) y cuantificar el sesgo de cada uno.
Escalar un costo por tamaño con la regla de los seis décimos, usando la potencia nominal que se compra.
Construir el OPEX de una planta de biomasa separando costos fijos (personal, mantenimiento, seguros) y variables (químicos, electricidad), con datos de Ecuador.

Conviene saber antes

Lecciones 9.2 a 9.4

En un estudio de prefactibilidad, el costo se estima con referencias publicadas y se refina luego con cotizaciones. El EPA (2007a) publica costos de plantas de vapor de biomasa con datos de 2003 y advierte una incertidumbre de ±35 %. Para usarlos hoy hay que hacer dos ajustes: en el tiempo (índice de precios) y en el tamaño (regla de escala). El tamaño que se escala es la potencia nominal de la caldera que se compra (la carga media más el margen para los picos, lección 9.3), no la carga media. Ninguno de los dos ajustes reemplaza una cotización: sirven para decidir si vale la pena pedirla.

C_{\text{hoy}}=C_{2003}\cdot\frac{I_{\text{hoy}}}{I_{2003}}\qquad C_B=C_A\left(\frac{S_B}{S_A}\right)^{n}

Escalamiento en el tiempo con un índice de precios y en el tamaño con un exponente de economías de escala (regla de los seis décimos, n ≈ 0,6).

Variables de la ecuación 1
Símbolo	Significado	Unidad
$I$	Índice de precios: IPC de EE. UU. (CPIAUCSL) o índice de costo de plantas químicas (CEPCI)	adimensional
$S_A,\ S_B$	Potencia nominal de la referencia y del proyecto	MWt
$n$	Exponente de escala	adimensional

Ejemplo resuelto 1

CAPEX de la caldera del caso a partir de la planta del EPA

Escale la planta de vapor de 100 t/día del EPA (USD 4.630.000 de 2003, con patio; 22,5 MMBtu/h al vapor) a la potencia nominal de la caldera del caso (4,07 MWt = 3,39 MWt de carga media × 1,2) en dólares de 2025, y compare el IPC con el CEPCI.

Datos del ejemplo 1
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$C_{2003}$	4.630.000	USD	EPA (2007a), Tabla 5-4, parrilla, 100 t/día
$S_A$	6,59	MWt	Derivado: 22,5 MMBtu/h × 1,055056 ÷ 3,6
$S_B$	4,07	MWt	Lección 9.3 (pico +20 %)
$I_{2025}/I_{2003}$	321,962/184,0	IPC	FRED, CPIAUCSL (promedio de 2003 y de los 11 meses publicados de 2025)
$I_{2023}/I_{2003}$	797,9/402,0	CEPCI	Chemical Engineering (Jenkins, 2024); serie de NTNU para 2003
$n$	0,6	adimensional	Williams (1947), regla de los seis décimos (supuesto)

Llevar a 2025 con el IPC.
$4.630.000\times\frac{321{,}962}{184{,}0}=8.101.544\ \mathrm{USD}$
Escalar a la potencia nominal del caso.
$8.101.544\times\left(\frac{4{,}07}{6{,}59}\right)^{0{,}6}=6.063.961\ \mathrm{USD}$
Comparar con el escalamiento lineal (sin economías de escala).
$8.101.544\times\frac{4{,}07}{6{,}59}=4.998.989\ \mathrm{USD}$
Mismo cálculo con el CEPCI (índice de costo de plantas).
$4.630.000\times\frac{797{,}9}{402{,}0}\times\left(\frac{4{,}07}{6{,}59}\right)^{0{,}6}=6.878.473\ \mathrm{USD}$

Resultado

\mathrm{CAPEX}_{IPC}\approx6{,}06\ \mathrm{M\,USD}\ (\pm35\,\%);\ \ \mathrm{CAPEX}_{CEPCI}\approx6{,}88\ \mathrm{M\,USD}

Interpretación: Equivale a ≈USD 1.490 por kW nominal. Escalar con la carga media (3,39 MWt) habría dado USD 5,44 millones, un 11,6 % menos: se compra la caldera nominal, no la media. El CEPCI da un 13,4 % más que el IPC. El rango de ±35 % (USD 3,94 millones a USD 8,19 millones) es más ancho que la diferencia entre métodos: solo una cotización lo cierra.

IPC o CEPCI: qué índice usar y cuánto pesa. El IPC de EE. UU. mide precios al consumidor; el CEPCI (Chemical Engineering Plant Cost Index) mide el costo de construir plantas de proceso: equipos, montaje, edificios e ingeniería. Para bienes de capital, el CEPCI es el índice correcto. Entre 2003 y 2023 subió ×1,985 (de 402,0 a 797,9), mientras el IPC subió ×1,750 entre 2003 y 2025. El caso usa el IPC como base porque es una serie oficial, gratuita y al día, y porque desde septiembre de 2024 Chemical Engineering dejó de publicar el CEPCI en abierto: el último promedio anual accesible es el de 2023. El sesgo va en contra de la prudencia: con el IPC, el CAPEX sale ≈12 % más bajo, y el VAN del caso es ≈USD 0,99 millones más alto antes de impuestos y ≈USD 0,74 millones más alto después de impuestos (lección 9.6). Como el CEPCI de 2023 tiene dos años de retraso, el sesgo real podría ser algo mayor.

Otros límites. (1) Un costo de EE. UU. no es un costo ecuatoriano: hay aranceles, flete, montaje y obra civil locales. (2) La regla de los seis décimos es empírica y falla fuera de un rango de 1:10 en tamaño; aquí se extrapola a la baja desde una sola planta. Declare siempre estos supuestos junto al número.

Ejemplo resuelto 2

OPEX no combustible del caso, con costos fijos y variables de Ecuador

Estime el costo anual de operación y mantenimiento sin combustible. Fijos: 2 puestos por turno nuevos (patio y alimentación; ceniza y ayudante de caldera) con sueldo de 1,5 SBU y un supervisor con 3 SBU (supuestos), mantenimiento del 2 % del capital (EPA) y seguro del 0,5 % (supuesto). Variables: químicos y agua, y electricidad de los auxiliares.

Datos del ejemplo 2
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$SBU$	482	USD/mes (2026)	Acuerdo Ministerial MDT-2025-195
$a_p,\ f_r$	12,15 %; 8,33 %	del sueldo	IESS: aporte patronal (PwC, 2026) y fondos de reserva
$13.^{o},\ 14.^{o}$	1 sueldo; 1 SBU	por año	Código del Trabajo, arts. 111 y 113
$m$	2	% del CAPEX al año	EPA (2007a), texto de la Tabla 5-6
$q$	0,20	USD de 2003 por 1.000 lb de vapor	EPA (2007a): químicos, agua y electricidad, 0,20–0,25
$x_{aux}$	2,0 % − 0,15 %	del calor generado	DEA (2026b), hojas 6.2 (biomasa) y 6.1 (gas y fuel oil)
$p_e,\ p_d$	0,1142; 4,003	USD/kWh; USD/kW-mes	ARCONEL 029/25, CNEL UN Guayaquil, MV industrial

Personas para cubrir los puestos en 6.000 h (2.000 h efectivas por persona, supuesto).
$N=\left\lceil\frac{2\times6.000}{2.000}\right\rceil=6$
Costo anual por persona: 12 sueldos con aportes y fondos de reserva, más el 13.º y el 14.º.
$12\times723\times1{,}2048+723+482=11.658\ \text{USD/año}$
Personal (operarios y supervisor).
$6\times11.658+22.834=92.781\ \text{USD/año}$
Mantenimiento y seguro sobre el CAPEX.
$(0{,}02+0{,}005)\times6.063.961=151.599\ \text{USD/año}$
Químicos y agua (EPA × IPC).
$\frac{66.138.600}{1000}\times0{,}20\times1{,}750=23.146\ \text{USD/año}$
Electricidad de los auxiliares: potencia media incremental, energía y cargo por demanda.
$62{,}7\ \mathrm{kW}\times6.000\times0{,}1142+75{,}3\times4{,}003\times12=46.597\ \text{USD/año}$
Total y por GJ útil.
$O=244.380_{\text{fijo}}+69.743_{\text{variable}}=314.123\ \text{USD/año}=4{,}29\ \mathrm{USD/GJ}$

Resultado

\mathrm{OPEX}_{\text{no comb}}\approx314\ \text{mil USD/año}\ \ (78\,\%\ \text{fijo})

Interpretación: El OPEX es sobre todo fijo: no baja si la planta trabaja menos horas, y por eso las horas pesan tanto en el VAN. La referencia del EPA cambia mucho el resultado según cómo se lea: escalada linealmente con el vapor da 411 mil USD/año; con su mano de obra de patio de EE. UU. (USD 400.000 de 2003) como costo fijo, 861 mil USD/año, y el caso destruiría valor (VAN antes de impuestos de −USD 3,45 millones). Con sueldos de Ecuador, la mano de obra es 30 % del OPEX. Los sueldos y la dotación son supuestos: confírmelos con la tabla salarial sectorial vigente y con el diseño del patio.

Figura 1OPEX no combustible del caso por partida (miles de USD/año)

El mantenimiento, que crece con el capital, es la partida mayor; la electricidad de los auxiliares (63 kW medios: ventiladores, transportadores, extracción de ceniza) es la tercera y sería la primera en desaparecer de un presupuesto apurado.

Ver los datos en una tabla

Datos de la figura 1: OPEX no combustible del caso por partida (miles de USD/año)
Partida	Miles de USD	Tipo
Mantenimiento (2 % del CAPEX)	121	fijo
Personal (6 operarios y 1 supervisor)	93	fijo
Electricidad de auxiliares	47	variable
Seguro	30	fijo
Químicos y agua	23	variable

Fuente: Derivado: EPA (2007a) × IPC (mantenimiento, químicos); DEA (2026b) y ARCONEL 029/25 (electricidad); SBU 2026, IESS y Código del Trabajo (personal), con la dotación y los sueldos supuestos.

Figura 2Costo unitario de plantas de vapor de biomasa según tamaño y tecnología (USD de 2003 por lb/h de vapor)

La economía de escala es brutal en tamaños pequeños: la planta de parrilla de 100 t/día cuesta por unidad de vapor casi el doble que la de 900 t/día. Un proyecto pequeño debe compensarlo con combustible barato y muchas horas.

Ver los datos en una tabla

Datos de la figura 2: Costo unitario de plantas de vapor de biomasa según tamaño y tecnología (USD de 2003 por lb/h de vapor)
Tamaño	Parrilla	Lecho fluidizado
100 t/día	232	480
600 t/día	142	171
900 t/día	121	151

Fuente: EPA CHP Partnership (2007a), Biomass CHP Catalog, cap. 5, Tabla 5-4 (datos de Antares Group, 2003).

Figura 3Desglose isométrico del capital de una planta de vapor de biomasa

Ejercicios

Cálculo●●○
Repita el escalamiento con n = 0,7. ¿Cuánto cambia el CAPEX?
Ver la solución
$8.101.544 \times (4{,}07 \div 6{,}59)^{0{,}7} = 5.778.137\ \mathrm{USD}$ , frente a USD 6.063.961 con $n = 0{,}6$ . Como el proyecto es más pequeño que la referencia, un exponente mayor da un CAPEX menor.
Criterio●●○
Explique por qué el IPC subestima el costo actual de una caldera y cuantifique el efecto en el caso.
Ver la solución
El IPC sigue una canasta de consumo; los equipos dependen del acero, la mano de obra especializada y la demanda de proyectos, que el CEPCI sí recoge. Entre 2003 y 2023 el CEPCI subió ×1,98, más que el IPC hasta 2025 (×1,75). Con el CEPCI, el CAPEX pasa de USD 6,06 millones a USD 6,88 millones y el VAN después de impuestos baja de −USD 0,08 millones a −USD 0,82 millones. Por eso el número final se valida con cotizaciones.
Cálculo●●○
Recalcule el OPEX si los operarios ganaran 2,5 SBU y el supervisor 5 SBU. ¿Qué le pasa al VAN después de impuestos?
Ver la solución
OPEX ≈ USD 373.727/año (frente a 314.123); el VAN después de impuestos pasa a −USD 0,40 millones. Un costo fijo pequeño en el estado de resultados mueve mucho el VAN porque se paga los 20 años.

Autoevaluación

La incertidumbre declarada por el EPA para sus costos es…
1. ±5 %
2. ±15 %
3. ±35 %
4. ±100 %
Ver la respuesta
Respuesta: C. Hasta ±35 % según el sitio y las variables del sistema.
En la regla de los seis décimos, duplicar el tamaño multiplica el costo por…
1. 2,0
2. 1,52
3. 1,2
4. 0,6
Ver la respuesta
Respuesta: B. $2^{0{,}6} = 1{,}516$ .
¿Qué potencia se usa para escalar el CAPEX de una caldera?
1. La carga media del proceso
2. La potencia nominal que se compra
3. La carga mínima
4. La potencia de la caldera de respaldo
Ver la respuesta
Respuesta: B. El proveedor cotiza la caldera nominal, dimensionada para los picos.
En la planta de parrilla de 100 t/día del EPA, ¿qué cuesta más?
1. La caldera
2. El patio de preparación
3. La chimenea
4. El agua
Ver la respuesta
Respuesta: B. USD 2,64 millones frente a 1,99 millones (2003).

Referencias

U.S. Environmental Protection Agency, Combined Heat and Power Partnership. (2007a). Biomass combined heat and power catalog of technologies: 5. Biomass conversion technologies. EPA. https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-07/documents/biomass_combined_heat_and_power_catalog_of_technologies_5._biomass_conversion_technologies.pdf
U.S. Bureau of Labor Statistics. (2026). Consumer price index for all urban consumers: All items in U.S. city average (CPIAUCSL) [Serie de datos]. FRED, Federal Reserve Bank of St. Louis. https://fred.stlouisfed.org/series/CPIAUCSL
Jenkins, S. (2024, 25 de marzo). 2023 CEPCI annual average value decreases from previous year. Chemical Engineering. https://www.chemengonline.com/2023-cepci-annual-average-value-decreases-from-previous-year/
Hillestad, M. (s. f.). Chemical Engineering Plant Cost Index (CEPCI), valores anuales [Tabla compilada de Chemical Engineering]. Norwegian University of Science and Technology. https://folk.ntnu.no/magnehi/cepci_2011_py.pdf
Williams, R., Jr. (1947). Six-tenths factor aids in approximating costs. Chemical Engineering, 54(12), 124–125.
Danish Energy Agency. (2026a). Technology data: Industrial process heat (versión 0006). Danish Energy Agency. https://ens.dk/media/8517/download
Danish Energy Agency. (2026b). Technology data for industrial process heat: Data sheets [Hoja de cálculo]. Danish Energy Agency. https://ens.dk/media/7758/download
Agencia de Regulación y Control de Electricidad. (2025). Resolución Nro. ARCONEL-029/25: Pliego tarifario del servicio público de energía eléctrica, año 2026 (cargos de CNEL UN Guayaquil). https://www.cnelep.gob.ec/wp-content/uploads/2026/01/Resoluci%C3%B3n-Nro.-ARCONEL-029-2025-y-anexos-cert-signed.pdf
Corral Rosales. (2025). Acuerdo Ministerial MDT-2025-195: nuevo salario básico unificado 2026 [Boletín jurídico]. https://corralrosales.com/acuerdo-ministerial-mdt-2025-195-nuevo-salario-basico-unificado-2026/
Ministerio del Trabajo. (s. f.). Base legal: décimo tercera y décimo cuarta remuneraciones y 15 % de participación de utilidades (Código del Trabajo, arts. 95, 97, 111 y 113). https://salarios.trabajo.gob.ec/documentos/base%20legal.pdf
Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social. (s. f.). Fondos de reserva. https://www.iess.gob.ec/es/web/afiliado/fondos-de-reserva
PwC. (2026). Ecuador: Corporate — Taxes on corporate income, Deductions y Other taxes (revisado el 23 de julio de 2026). Worldwide Tax Summaries. https://taxsummaries.pwc.com/ecuador/corporate/deductions

Para profundizar

U.S. Environmental Protection Agency, Combined Heat and Power Partnership. (2007a). Biomass combined heat and power catalog of technologies: 5. Biomass conversion technologies. EPA. — Las tablas 5-4 a 5-7 dan capital, operación y eficiencia en un mismo marco; base de muchos estudios de prefactibilidad.
Danish Energy Agency. (2026b). Technology data for industrial process heat: Data sheets [Hoja de cálculo]. Danish Energy Agency. — Hojas de datos europeas actualizadas (2026) de calderas industriales: inversión, O&M fijo y variable y consumo eléctrico auxiliar por tecnología.

Cómo citar esta lección

APA 7, para tu tesis o tu informe:

Equipo docente de biomasa360. (2026). CAPEX y OPEX: estimar costos con fuentes, escalarlos en tiempo y tamaño (Versión 2026-10) [Lección del curso «Diseño de proyectos de bioenergía»]. Academia 360, biomasa360. Recuperado el 26 de octubre de 2026, de https://biomasa360.com/academia/diseno-de-proyectos-de-bioenergia/capex-opex-y-escalamiento/

El progreso se guarda solo en este navegador; no se envía a ningún servidor.