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PDVSA MANUAL DE INGENIERIA DE RIESGOS VOLUMEN 2

PDVSA N°

IR–C–02

TITULO

DISEÑO DE EDIFICIOS DE CONTROL

2

OCT.95

REVISION GENERAL

22

1

MAY.93

REVISION GENERAL

20

J.R.

0

ENE.90

APROBACION

20

J.R.

REV.

FECHA

APROB. Luis Hernández

E1994

DESCRIPCION FECHA MAY.93

PAG. APROB. Carlos Corrie

L.T.

REV.

E.J.

A.N.

APROB. APROB. FECHA MAY.93

ESPECIALISTAS

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PDVSA

DISEÑO DE EDIFICIOS DE CONTROL

PDVSA IR–C–02 REVISION

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Indice manual

Indice norma

Indice 1 ALCANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

2 APLICACIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

3 REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

3.1 3.2

Normativa Nacional. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Normativa Internacional. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 3

4 DEFINICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

5 CONCEPCION BASICA DEL DISEÑO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

5.1

Clasificación de los Edificios de Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

6 CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

6.1 6.2

Criterios Aplicables a Categoría I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Criterios Aplicables a Categoría II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 22

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ALCANCE Esta Guía contempla los requerimientos mínimos en cuanto al diseño de edificios de control a fin de proteger al personal y las instalaciones de control frente a los riesgos naturales, de incendio, explosión y/o escape de productos tóxicos que puedan originarse en las instalaciones de la Industria Petrolera y Petroquímica Nacional (IPPN). Los requerimientos establecidos por leyes, reglamentos, decretos o normas oficiales vigentes, prevalecerán sobre lo contemplado en la presente Guía, excepto cuando ésta sea más exigente. En general, la Guía está basada en la aplicación de las últimas técnicas y prácticas de diseño de edificios de control establecidas por organizaciones reconocidas a nivel nacional e internacional y en la experiencia propia de la IPPN. La mención a cualquier otro código o norma, se refiere a su última edición. Esta Guía deberá aplicarse en las nuevas instalaciones de la IPPN y en ampliaciones o modificaciones que se realicen en instalaciones existentes. La Guía tendrá aplicación retroactiva en aquellas instalaciones existentes cuyo nivel actual de riesgo resulte incompatible con los criterios de tolerancia de riesgos establecidos en el documento PDVSA IR–S–02 “Criterios para el Análisis Cualitativo de Riesgos”. Antes de tomar alguna decisión en cuanto al tipo de construcción del edificio de control es necesario considerar la naturaleza y magnitud del riesgo presente, con especial énfasis en la minimización y control de las posibles fuentes de escape de productos.

2

APLICACIONES Esta Guía tiene aplicación en todas aquellas instalaciones de la IPPN donde se manejan materiales inflamables y/o tóxicos, cuyo escape accidental representa un riesgo serio tanto al personal como a la instalación de control donde ellos trabajan. Esta Guía no es aplicable a aquellas instalaciones de la IPPN ubicadas tanto en costa afuera como en el Lago de Maracaibo, las cuales se diseñarán de acuerdo a lo establecido en el documento PDVSA IR–G–01 “Criterios de Diseño de Instalaciones Costa Afuera”.

3

REFERENCIAS 3.1

Normas PDVSA HE–251 IR–E–01

Sistemas de Drenaje Clasificación de Areas.

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3.2

4

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IR–G–01

Criterios para Costa–Afuera.

IR–I–01

Sistema Automático de Detección y Alarma de Incendio.

IR–M–01

Separación entre Equipos e Instalaciones.

IR–M–02

Ubicación de Equipos e Instalaciones.

IR–M–05

Sistemas Especiales de Extinción de Incendios.

IR–S–02

Criterios para el Análisis Cuantitativo de Riesgo.

N–201

Obras Eléctricas.

el

Diseño

de

Instalaciones

Normas COVENIN 1565

3.3

Indice manual

Niveles Máximos de Ruido Permisible en Areas de Trabajo.

Normativa Internacional FSE.A. VIII

Siting and Design of Blast/resistant Control Houses (Exxon).

BP4–3.2

Additional Requirements for Blast Resistant Building and structures (Exxon).

DEP 34.17.10.30 – Gen

Reinforced Control Building (Shell)

EGS 323

Blast Resistant Control Buildings (Mobil)

FPC–208

Control Rooms/Building (Gulf) Process Plant Hazard and Control Building Design (CIA).

NFPA–496

Purged and Pressurized Enclosures for Electrical Equipment in Hazardous (classified) Locations.

DEFINICIONES Ver documento PDVSA IR–S–00 “Definiciones”.

5

CONCEPCION BASICA DEL DISEÑO Durante la etapa preliminar de ubicación y diseño de un edificio de control, es necesario realizar un análisis de la naturaleza de los riesgos potenciales presentes en la planta. Este análisis deberá incluir los aspectos de sismicidad, de toxicidad e inflamabilidad de los materiales en proceso, así como la magnitud de un posible escape y las consecuencias asociadas con él.

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En toda planta donde se manejan materiales inflamables o tóxicos, existe la posibilidad de una fuga accidental. En el caso de productos inflamables, las consecuencias de dicho escape dependerán de varios factores, pero el evento más crítico es la formación y explosión de una nube de vapor (VCE). Esta Guía permitirá el diseño de los edificios de control en función de los siguientes objetivos: a.

Optimizar la seguridad del personal ubicado dentro del edificio de control en el caso de ocurrencia de un terremoto, incendio o explosión externa, incluyendo aquellas originadas por nubes de vapor o durante el escape de sustancias tóxicas.

b.

Mantener el control de la planta el mayor tiempo posible con el objeto de supervisar y parar aquellas partes del proceso que sean necesarias en caso de accidentes o siniestros.

c.

Proteger y mantener los registros de la planta para cualquier investigación posterior.

Para la evaluación del riesgo de explosión de una nube de vapor referirse a los documentos de PDVSA IR–S–02 “Criterios para el Análisis Cuantitativo de Riesgo” y IR–M–02 “Ubicación de Equipos e Instalaciones en Relación a Terceros”.

5.1

Clasificación de los Edificios de Control El diseño y la ubicación de los edificios de control dependerá del tipo de operaciones y/o procesos de la planta en consideración. Para propósitos de diseño, las plantas y por consiguiente los edificios de control, han sido clasificados en dos categorías:

5.1.1

Categoría I En esta categoría se incluirán aquellas plantas que manejen productos inflamables en condiciones severas de operación, que presentan congestionamiento y que puedan dar origen a la formación de nubes de vapor en cantidad suficiente para producir una explosión. La probabilidad de ocurrencia y magnitud de la explosión deberán ser estimada en función del documento PDVSA IR–S–02 “Criterios para el Análisis Cuantitativo de Riesgo”. Es importante mencionar que las masas que deben presentar las nubes de vapor de diferentes productos para que estén en capacidad de producir una explosión son referenciales, y por lo tanto representan un cierto nivel de incertidumbre. La Tabla 1 indica algunas de estas masa referenciales.

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TABLA 1. MASAS REFERENCIALES DE PRODUCTOS CAPACES DE PRODUCIR EXPLOSIONMES Productos

Masa (ton)

Hidrógeno

0,3

Productos No Saturados (etileno, propileno, etc.)

1

Productos Saturados: Propano y Butano Metano y Etano

3 10

Edificios de Control pertenecientes a la Categoría I requieren construcción resistente a explosiones. 5.1.2

Categoría II Plantas que manejan materiales inflamables que no satisfacen el criterio de clasificación de la Categoría I. Aún cuando estas plantas podrían dar origen a una nube de vapor, se considera que una explosión (VCE) es poco probable debido a la magnitud reducida del escape y/o la naturaleza química del producto. Edificios de Control pertenecientes a la Categoría II sólo requieren construcción convencional (no resistente a explosiones).

6

CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO El diseño de un edificio de control debe basarse en la categorización de plantas mencionada previamente. El cálculo estructural del mismo deberá basarse en los niveles de sobrepresión obtenidos del análisis cuantitativo de riesgo mencionado en el punto 5.1.1 y en un nivel de daño estructural moderado de acuerdo con lo que se define a continuación: – Despreciable: Sin daño estructural aparente, diseño elástico, únicamente requiere reparaciones exteriores. – Moderado: Grietas en las paredes y en el techo, algún fracturamiento de concreto en la estructura y alguna distorsión permanente en elementos estructurales secundarios. – Severo: Agrietamiento y fracturamiento significativos, distorsión pronunciada de los marcos, sin peligro de colapso inmediato pero se requieren reparaciones mayores. Se presenta una decisión económica: abandonar vs. reparar.

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– Colapso Incipiente: Distorsión de algunos elementos, daño potencial de desprendimiento de partes, evaluación detallada de programa de reparación, posible abandono.

6.1

Criterios Aplicables a Categoría I Para eliminar o reducir los riesgos que se presentan en edificios de control clasificados como Categoría I, deberán aplicarse los siguientes criterios:

6.1.1

Ubicación La ubicación del edificio de control es el criterio de seguridad principal a ser aplicado. Dentro de límites prácticos, el edificio de control deberá ubicarse tan lejos como sea posible de las unidades o equipos que manejan productos inflamables o tóxicos, de acuerdo a lo establecido en el documento PDVSA IR–M–01 “Separación entre Equipos e Instalaciones”. La ubicación del edificio de control también deberá considerar la dirección del viento prevaleciente a fin de reducir la posibilidad de arrastre de gases o vapores inflamables o tóxicos hacia el mismo. El área seleccionada para la ubicación del edificio de control debe ser no clasificada de acuerdo a lo establecido en la norma PDVSA IR–E–01 “Clasificación de Areas”. El Edificio de Control deberá ubicarse junto a una vía de acceso interna de la instalación (ver Figura 1.). Las facilidades de estacionamiento deberán estar limitadas al personal que labora en el Edificio de Control. El edificio de control deberá situarse de modo que el nivel del terreno, no permita su inundación ya sea debido a lluvia o derrames de productos (Ver Figura 2.). Los sistemas de drenaje deben cumplir con la norma PDVSA HE–251 “Sistemas de Drenaje”.

6.1.2

Distribución del Edificio de Control El edificio de control deberá contener únicamente aquellas actividades esenciales para la operación y control del proceso. Un edificio de control típico (Ver Figura 3.), normalmente contará con los siguientes ambientes: a.

Sala de Control

b.

Sala de Computación

c.

Sala de Instrumentos y Computadoras

d.

Cuarto Eléctrico y de Baterías

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Fig 1. UBICACION TIPICA DE UN EDIFICIO DE CONTROL

MUROS DE RETENCION GENERADORES DE A/A

CENTRO DE CONTROL

AREAS DE OFICINAS Y SERVICIOS

CALLE

CALLE

GENERADOR DE EMERGENCIA

ENTRADA DE CABLES

PENDIENTE

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Fig 2. UBICACION TIPICA DE UN EDIFICIO DE CONTROL RESPECTO AL NIVEL DE LA PLANTA

EDIFICIO DE CONTROL

ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ SOTANO

CORTE TRANSVERSAL DEL EDIFICIO DE CONTROL

NIVEL DE LA PLANTA

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Fig 3. DISTRIBUCION TIPICA DE UN EDIFICIO DE CONTROL

SALIDAS DE EMERGENCIA

BAÑO, DUCHA (NO DEBEN SER UBICADOS ENCIMA DE LA SALA DE INSTRUMENTOS O DEL CUARTO ELECTRICO)

AREA DE SERVICIO

ESCA– LERAS

ESCALERAS CONSOLAS ENTRADA PRINCIPAL

OFICINAS

PANEL DE INSTRUMENTOS

DOBLE PUERTA

DOBLE PUERTA CENTRO DE CONTROL

OFICINA

ALMACEN

VENTANA

3A. DISTRIBUCION DEL NIVEL PLANTA

PUERTAS PARA EQUIPOS

SALA DE COMPUTACION

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3B. DISTRIBUCION DEL SOTANO (SI EXISTE)

ENTRADA DE LOS CABLES ELECTRICOS DE POTENCIA ENTRADA DE SERVICIOS

EQUIPOS ELECTRICOS

SALA DE MAQUINAS PARA VENTILACION, PRESURIZACION Y AIRE ACONDICIONADO

ESCALERAS

ESCALERAS

SALA DE COMPUTACION

SOTANO DE INSTRUMENTOS

ENTRADA DE CABLES DE INSTRUMENTACION

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e.

Cuarto para Aire Acondicionado y Presurización

f.

Oficinas y Servicios, estrictamente limitados al personal que labora en Edificio de Control.

El Edificio de Control en la medida de lo posible, debe ser de un solo piso, en caso de que por circunstancias de espacio o cualquier otra, esto no sea posible, deberá restringirse a dos pisos (sótano y planta). Así mismo debe conservar una forma rectangular y debe ser orientado de manera que el lado de menor superficie enfrente la fuente más probable de explosión dentro de la instalación. El edificio no debe presentar ningún tipo de saliente, ni equipos en el techo con excepción de los ductos de entrada y salida de aire acondicionado. El cuarto para aire acondicionado y presurización deberá ser alejado tanto como sea posible de la sala para instrumentos y equipos de computación para reducir la interferencia mecánica y eléctrica. En lo posible los sistemas de aire acondicionado y presurización deberán estar montados sobre sistemas para absorber energía (gomas). 6.1.3

Presurización El objetivo de la presurización del edificio de control es evitar la posible entrada de aire contaminado con gases o vapores inflamables y/o tóxicos. Generalmente se combina la presurización con el aire acondicionado con el fin de: a.

Mantener una presión positiva con respecto a la presión atmosférica.

b.

Mantener un ambiente confortable en lo que se refiere a: pureza del aire, temperatura y humedad relativa.

Es esencial que el aire utilizado en el sistema de presurización sea tomado de un área no clasificada de acuerdo con la norma PDVSA IR–E–01 “Clasificación de Areas” y además libre de gases tóxicos. El sistema de presurización deberá estar diseñado para mantener una sobrepresión entre 2,5 y 5 mm. de H2O. Se deberá instalar un sistema estanco de doble puerta con un dispositivo que impida la abertura simultánea de ellas, en las entradas normales de personal. Además se deberá proveer una alarma para indicar pérdidas de presión positiva. Tal alarma debe ser actuada por un interruptor de presión diferencial de diafragma sensible y a prueba de explosión, el cual debe medir la diferencia de presión entre el interior y el exterior del edificio de control. La alarma de baja presión debe ser calibrada de manera tal que permita la apertura de puertas para la entrada y salida de personal, sin actuar.

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En el ducto de entrada de aire fresco del sistema de presurización, se deben instalar detectores de gases inflamables y/o tóxicos, dependiendo del riesgo. En caso de riesgo de entrada de gases o vapores inflamables, el detector debe ser calibrado de tal manera que dé una alarma en la sala de control cuando la concentración del gas alcance el 20% del LII y debe parar el sistema de ventilación cuando la concentración alcance el 40% del LII. En los casos de riesgo de entrada de productos tóxicos, el detector debe ser calibrado de tal manera que dé una alarma en la sala de control, cuando la concentración del gas o vapor alcance el 20% de la Concentración Ambiental Permisible (CAP) y debe parar el sistema de ventilación cuando la concentración alcance el 40% de la CAP. En ambos casos las alarmas deben ser audibles y visibles. Los ductos de entrada y salida del aire del sistema de presurización y aire acondicionado deberán poseer compuertas, instaladas de manera tal que puedan ser cerradas automáticamente al detectarse concentraciones del 40% del LII o de la CAP, según sea el caso. Cualquiera sea el caso, el sistema de presurización debe diseñarse de manera tal que disponga de un respaldo con capacidad del 100% para casos de fallas o mantenimiento. 6.1.4

Bases para el Cálculo Estructural. El diseño estructural del edificio de control estará basado en el método dinámico de cálculo, en cuya base se establecen los criterios de diseño que se mencionan a continuación:

a.

Diseño de la Estructura Para efectos de cálculos estructurales el edificio de control deberá resistir la sobrepresión incidente calculada en el punto 5.1.1, considerando un daño estructural moderado de acuerdo a la definición dada en la sección 6. Específicamente la resistencia de los miembros estructurales principales será la siguiente: a.

Cada pared deberá ser verificada para soportar una presión reflejada (Pr) igual a 2,5 veces la sobrepresión incidente por 20 milisegundos.

b.

El techo debe ser diseñado para soportar la sobrepresión incidente.

c.

El marco estructural principal deberá ser diseñado para soportar una presión en cualquier pared de acuerdo con el punto a., junto con cargas en el techo de acuerdo a la Tabla 2.

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TABLA 2. PRESIONES MAXIMAS, CARGAS EN TECHO LUZ DE MARCO

APLICACION COMO CARGA UNIFORME

DURACION

(m)

(KPA)

Milisegundos (ms)

3

69

20

6

38

35

12

30

55

18

26

60

NOTA: Para luz de marco comprendida entre las listadas, se puede interpolar linealmente. b.

Carga Estática Equivalente La resistencia dinámica de un miembro estructural varía con su período natural de vibración, mientras mayor es el período mayor es la resistencia. La resistencia dinámica requerida en la dirección de las cargas por explosión, deberá ser calculada de acuerdo con la siguiente fórmula: R +

Ǹa pt

P )

at 2 d m (t ) 0,7)

en donde: R

= Resistencia dinámica expresada como carga estática equivalente de onda de presión, Kpa (Psi).

P

= Presión reflejada (Pr), o sobrepresión (Po), Kpa (Psi).

a

= Factor de absorción de energía = 2 δ m –1.

δm

= Factor de desplazamiento máximo = (Xm/Xy).

τ

= Factor de duración = (to/T).

Xm = Desplazamiento dinámico máximo permitido, mm, (pulg.) Xy

= Desplazamiento efectivo, mm (pulg.)

to

= Duración de la onda de presión, milisegundos.

T

= Período fundamental de vibración de la estructura o elemento bajo consideración, milisegundos.

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El desplazamiento dinámico máximo permitido (Xm), debe ser limitado de acuerdo con el componente estructural, tal como se establece a continuación:

c.

a.

Acero estructural: Xm v 5 Xy.

b.

Concreto reforzado, siendo flexión la carga primaria: Xm v 3 Xy.

c.

Concreto reforzado, siendo compresión axial o esfuerzo de corte, la carga primaria: Xm v 1,5 Xy.

d.

Vigas de acero o concreto reforzado que forma parte de una estructura principal y que soporta cargas verticales y laterales: Xm = Xy.

Cargas Combinadas El factor de resistencia dinámica requerida (R), debe ser combinado con los demás factores de carga estática y dinámica bajo la siguiente fórmula: U + D ) L ) R donde: U

=

Resistencia estructural total requerida.

D

=

Cargas estáticas o sus momentos y fuerzas internas relacionadas.

L = Cargas relacionadas. d.

dinámicas

o

sus

momentos y fuerzas internas

Diseño de las Fundaciones Las fundaciones deben diseñarse tomando en cuenta los siguientes criterios: a.

Deben considerarse los valores máximos de las reacciones dinámicas resultantes de los siguientes factores tomados simultáneamente: – Presión reflejada (Pr) – Cargas en el techo (Pf) – Cargas estáticas y dinámicas aplicables. El valor máximo de la reacción dinámica puede ser considerado como la reacción a la resistencia estructural total (U) aplicada como una carga estática, sin considerar las relaciones de tiempo. En ningún caso, la capacidad de una fundación será menor que la capacidad estática fundamental del elemento estructural que soporta.

b.

Las fundaciones deben estar interconectadas en ángulo recto, con vigas de riostra en dos direcciones. El esfuerzo horizontal de dichas vigas deberá ser igual al 0,8% del área transversal de la viga o lo suficiente para resistir, en tensión, una fuerza equivalente a la fuerza horizontal dinámica actuando en la columna más pesada de las dos entrelazadas.

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e.

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c.

Las presiones dinámicas permisibles sobre los soportes del terreno, deben estar basadas en los resultados de un estudio de suelos y en consideraciones de asentamiento diferencial y total permisible. Asimismo debe verificarse el potencial de licuación de los suelos, debiéndose recurrir a un mejoramiento del suelo si esto fuese necesario.

d.

El factor de seguridad contra volcamiento debido a reacciones dinámicas laterales desbalanceadas, no deben ser menor de 1,5.

e.

La resistencia pasiva de la fundación, donde sea requerida en adición a la fricción para resistir deslizamiento, será de al menos 1,5 veces la carga lateral desbalanceada, la cual se define como la fuerza de reacción dinámica horizontal total menos la resistencia a la fricción.

f.

Para fundaciones con pilotes, la carga vertical permisible bajo condiciones de sobrepresión será de 0,8 veces la capacidad estática última o 2,5 veces la carga convencional permisible, cualquiera que sea menor.

g.

Si se requieren pilotes para resistir los movimientos laterales de la estructura bajo carga de sobrepresión, se deberán usar pilotes inclinados. Para determinar los requerimientos de pilotaje, se deberá tomar en cuenta la resistencia pasiva desarrollada en las paredes de la fundación y su base. Así mismo, deberá verificarse la posibilidad de pandeo y el comportamiento del pilote como vigas–columnas.

Puertas y otras Aberturas Para efectos de diseño de puertas y otras aberturas, deberán tomarse en cuenta los siguientes criterios: a.

Se debe proveer un mínimo de dos puertas de escape una en cada extremo opuesto del edificio de control, equipadas con barra antipánico.

b.

Las puertas en las paredes exteriores deberán ser diseñadas para soportar la presión incidente calculada según el punto 5.1.1 y una presión de succión de 14 Kpa (2 Psi). En caso de que alguna puerta enfrente la fuente de VCE, ésta deberá diseñarse de acuerdo con lo establecido en la sección 6.1.4.a. de esta Guía. Las puertas deben abrir hacia afuera y deben estar totalmente soportadas en el marco.

c.

Las cerraduras y bisagras de las puertas en paredes exteriores deberán ser diseñadas para soportar las cargas establecidas en 6.1.4.e.b. En todo caso la cerradura debe fallar antes que las bisagras.

d.

Aberturas tales como ductos de aire y chimeneas, deben ser diseñados para prevenir la entrada al edificio de control de ondas de sobre–presión.

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6.1.5

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e.

El área total de aberturas en paredes y techos, excluyendo las puertas en paredes exteriores, debe ser limitada a 0,0066 m2 /m3 del volumen del edificio. El área total de dichas aberturas en cualquier lado del edificio, no podrá exceder en 1/2 este límite.

f.

El edificio de control deberá ser diseñado sin ventanas exteriores.

Piso y Techo Falso La sala de control, el cuarto eléctrico y la sala de instrumentos y computadora, requieren de un sistema de piso falso tipo modular, para la colocación del cableado eléctrico y de instrumentación. El piso falso debe tener una resistencia al fuego de aproximadamente 2 horas, adicionalmente los soportes del piso falso deben contar con arriostramientos que garanticen su estabilidad lateral. El piso falso tipo modular, deberá poseer un sistema de circulación de aire que permita mantener una temperatura adecuada para disipar el calor generado por los diferentes componentes de los sistemas de computación y paneles de instrumentación. El piso falso tipo modular, deberá estar dotado de un sistema de detectores de incendio por ionización según lo establecido en la norma PDVSA IR–I–01 “Sistema Automático de Detección y Alarma de Incendio” y adicionalmente deberá considerarse la conveniencia de instalar un sistema de extinción diseñado de acuerdo al documento PDVSA IR–M–05 “Sistemas Especiales de Extinción”. Los paneles o cualquier sistema de techo falso deben contar con amarras que impidan su caída en caso de terremotos o explosiones.

6.1.6

Canalización de Potencia e Instrumentación Las entradas de cables de potencia e instrumentación al edificio de control deben hacerse a un nivel tal que no permita la entrada de aguas provenientes de lluvias o combate de incendios u otros líquidos. Las entradas de cables y “conduit” deberán estar selladas y las entradas no utilizadas, deberán cerrarse para impedir el ingreso de agua al área. Los cables de potencia e iluminación se canalizarán por los lados del edificio y todos los conduit que ingresan al edificio deberán estar conectados a tierra. La instalación eléctrica deberá cumplir con lo establecido en el documento N–201 “Obras Eléctricas”.

6.1.7

Instalaciones Eléctricas Para el diseño, especificaciones y características de las instalaciones y equipos eléctricos del Edificio de Control refiérase al documento N–201 “Obras Eléctricas”.

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6.1.8

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Anclaje de Equipos Todos los equipos, gabinetes eléctricos, transformadores, banco de baterías, y cónsolas de control deberán tener sistemas de anclaje y resistencia lateral para impedir su volcamiento en caso de terremoto.

6.1.9

Sistemas de Protección El edificio de control es el centro neurálgico de las operaciones y cualquier incidente que se produzca en el edificio, pueda llegar a incapacitar la operación y el control de toda la instalación. De modo general, puede decirse que los riesgos que pueden afectar a dichos edificios son los que se mencionan a continuación: a.

Incendio en los equipos de proceso adyacentes o dentro del propio edificio de control.

b.

Explosión de nubes de gas en el área de proceso.

c.

Nubes tóxicas de gas.

d.

Inundaciones producidas por grandes escapes de líquido en el área de proceso.

e.

Ruidos y vibraciones excesivas

f.

Desastres naturales.

Para efectos de diseñar los sistemas de protección para reducir o eliminar estos riesgos, debe seguirse lo establecido en las Normas PDVSA del Manual de Ingeniería de Riesgos. En casos de riesgos de entrada de productos tóxicos al edificio de control, además de los previsto en la sección 6.1.3 de esta Guía, se deberá disponer de equipo de protección respiratoria adecuado y ubicado en lugares estratégicos y de fácil acceso. 6.1.10

Factores Ergonómicos Existen una serie de factores relacionados con el diseño de los elementos de control y los equipos de modo más racional, más confortable y menos confuso para los usuarios. Especial atención se dará a los mencionados a continuación:

a.

Iluminación y Esquema de Colores Los requisitos primordiales de iluminación atañen a la cantidad y calidad de la iluminación para que los operadores sean capaces de observar con eficacia los equipos de control. Una iluminación deficiente o con bruscos cambios de intensidad, producirá fatiga visual e incluso ceguera temporal en los operadores.

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DISEÑO DE EDIFICIOS DE CONTROL

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Entre las medidas mas importantes que se deben adoptar para conseguir una buena iluminación en los edificios de control se tienen:

b.

a.

Instalar un techo falso constituido por celosías o rejillas suspendidas, con bandas de color gris claro en ángulo recto unas respecto a otras. El techo por encima de las celosías puede ser de color blanco a fin de aumentar la iluminación hacia abajo. La distancia entre el techo falso y el techo debe ser al menos de 30 cm.

b.

La intensidad de la iluminación en la sala de control puede variarse entre 200 y 600 lux, ello permite al operador ajustar la iluminación a sus necesidades.

c.

Se obtendrá una menor fatiga visual si se adoptan colores adecuados en paredes, techo, pisos y consolas. El color gris pálido es una buena elección.

d.

Utilizar preferentemente luces destellantes para las alarmas y cuando se combinan colores rojo y verde deben ser fuertemente contrastados.

Ruidos y Vibraciones Ruidos y vibraciones externas debido a la proximidad de equipos tales como bombas y compresores, es un factor crítico para la comodidad del personal que labora en el edificio de control. Igualmente debe considerarse el ruido y vibraciones internas que produzcan las máquinas ubicadas dentro del edificio. Para reducir el nivel de exposición al ruido, cuando estos superen los límites establecidos en la Norma COVENIN 1565 “Niveles Máximos de Ruido Permisible en Areas de Trabajo”, se deben tomar medidas preventivas tales como revestimiento de paredes con materiales capaces de absorber el ruido e instalar cielo raso acústico. Las máquinas que producen vibraciones deben soportarse adecuadamente para reducir los niveles de transmisión de vibraciones.

c.

Confort del Ambiente La ventilación y el aire acondicionado son necesarios, tanto por seguridad como por la comodidad del personal. Se deben hacer todos los esfuerzos posibles para hacer confortables el ambiente y para reducir las condiciones que puedan contribuir a un exceso de fatiga o incomodidad. Hay que tener en cuenta asimismo las necesidades del mantenimiento. No basta que los trabajadores de mantenimiento tengan fácil acceso a la maquinaria, ha de dejarse suficiente espacio alrededor del equipo para facilitar las sustituciones de elementos que sean necesarios.

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d.

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Diseño del Lugar de Trabajo Al diseñar un puesto de trabajo, el objetivo es proporcionar un ambiente libre de tensiones innecesarias. Si el operador está incómodo o los controles están mal ubicados, la producción y la seguridad se verán afectadas. Debido a los muchos factores que influyen sobre la interacción entre los operarios y el equipo que controlan, puede no ser posible proporcionar un ambiente óptimo en todos sus aspectos. Sin embrago, la consideración cuidadosa de las capacidades y las limitaciones de los usuarios y de los requisitos necesarios para el funcionamiento del equipo conducirán a la mejor solución factible. Principios Generales Las seis reglas generales a seguir cuando se diseña un puesto de trabajo específico son las siguientes: 1.

Planificar el diseño total, luego los detalles;

2.

Planificar el diseño ideal, luego el práctico;

3.

Planificar el proceso y equipo en base a los requerimientos del sistema;

4.

Planificar el trazado según el proceso y equipo;

5.

Planificar el gabinete final en torno del trabajo; y,

6.

Usar modelos para evaluar los trazados optativos y controlar el definitivo.

Para un diseño efectivo es fundamental considerar las funciones del operador. S Campo visual, dentro del puesto de trabajo (paneles y controles), fuera del mismo (acceso, máquina que se controla, etc.) y otros trabajadores; S Señales auditivas y visibles, comunicación oral con otros trabajadores, y señales (sirenas, campanas). S Espacio libre para el cuerpo del operador, entrada y salida (incluyendo la salida de emergencia), manejo de los controles (sin golpes en los codos, rodillas o cabeza), accionamiento inadvertido de los controles debido al poco espacio y enganches o choques mientras se manejan otros controles. El control de precisión debe ser destinado a la mano dominante. Los controles de emergencia deben ser operables con cualquiera de las manos. Para un puesto de trabajo mixto, el área mínima es 75 x 75 cm y la altura vertical mínima para un trabajador sentado es 1,5 m aproximadamente. Las tareas que se realizan de pie o de pie y sentado requerirán, naturalmente, mayor espacio vertical, en el orden de 1,9 m para acomodar a la mayoría de los trabajadores. Las Fig. 4. y 5. presentan las dimensiones sugeridas tanto para operadores sentados como de pie.

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Fig 4. PARAMETROS SUGERIDOS PARA UN MODELO EN ESCALA NATURAL DE UNA CONSOLA OPERADA POR UNA PERSONA SENTADA

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Fig 5. PARAMETROS SUGERIDOS PARA UN MODELO EN ESCALA NATURAL DE PUESTOS DE TRABAJO PARA UN OPERADOR DE PIE

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Es de hacer notar que las exigencias de espacio se han establecido para acomodar al operador más grande y el radio de alcance, para el más pequeño. Debe proporcionarse posibilidades de ajuste, especialmente en el asiento, para el confort y eficiencia de todos los trabajadores, cualquiera sea su tamaño corporal, asignados al puesto de trabajo.

6.2

Criterios Aplicables a Categoría II Para eliminar o reducir los riesgos que se presentan en edificios de control clasificados como Categoría II, deberán aplicarse todos los criterios establecidos en la sección 6.1 de esta Guía, excepto los contemplados en la sección 6.1.4 y deberán tomarse en cuenta los siguientes criterios generales: a.

La cantidad de personal en el edificio de control debe ser mantenida al mínimo requerido para la operación de la instalación.

b.

La ubicación del edificio de control debe cumplir con lo establecido en la norma PDVSA IR–M–01 “Separación entre Equipos e Instalaciones”.

c.

No se debe ubicar equipo pesado en el techo del edificio. No obstante, se permite la ubicación de equipo liviano sobre áreas que normalmente no están ocupadas.

d.

El diseño estructural debe estar basado en cargas normales de diseño y en la normativa aplicable a edificios en localizaciones ordinarias, pero deben adoptarse configuraciones estructurales que logren un uso óptimo del potencial de resistencia de todos los elementos estructurales bajo condiciones de sobrepresión.

e.

La altura del edificio de control para Categoría II no tiene que ser limitada a un piso, la misma debe ser determinada en base al juicio del diseñador a través del análisis de la situación particular de cada instalación.