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• Javier Martiarena

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UNIDAD 2: ESTUDIO TÉCNICO Un estudio técnico permite proponer y analizar las diferentes opciones tecnológicas para producir los bienes o servicios que se requieren. Identifica los equipos, la maquinaria, las materias primas y las instalaciones necesarias para el proyecto y, por tanto, los costos de inversión y de operación requeridos, así como el capital de trabajo que se necesita.

2.1 Determinación del tamaño de la planta Se refiere a la capacidad instalada del proyecto, y se expresa en unidades de producción por año. Después conocer al detalle la tecnología que se empleará. Después de esto se entra a un proceso iterativo donde intervienen, al menos, los siguientes factores: ✓ La cantidad que se desea producir. ✓ La intensidad en el uso de la mano de obra que se quiera adoptar. ✓ La cantidad de turnos de trabajo. ✓ La optimización física de la distribución del equipo de producción dentro de la planta.

✓ La capacidad individual de cada máquina que interviene en el proceso productivo y del llamado equipo clave. ✓ La optimización de la mano de obra.

2.2 Selección de tecnología Las decisiones al respecto se refieren al proceso de selección de la tecnología adecuada, que no siempre es la tecnología de automatización y robotización más avanzada. Hay que analizar con cuidado en cada caso una cantidad de factores para llegar a la decisión más acertada. Los factores son: ✓ Cantidades por producir. ✓ Características técnicas de los productos.

✓ Disponibilidad de capital de inversión. ✓ Flexibilidad requerida.

Preguntas que se deben realizar: ✓ ✓ ✓ ✓ ✓

¿Agrega valor? ¿Baja costos? ¿Aumenta la calidad? ¿Aumenta la seguridad en el trabajo? ¿Es rentable?

✓ ✓ ✓ ✓

¿Resuelve un problema específico?, ¿Cuál? ¿Remueve factores limitantes?, ¿Cuáles? ¿Es simple y viable? ¿Se adapta a los recursos de la empresa?

Para entender el papel de la tecnología dentro de una compañía debemos recurrir a dos conceptos: ✓ La cadena de valor

✓ Las fuerzas competitivas

Un cambio tecnológico será exitoso cuando origine una ventaja competitiva sustentable en las siguientes condiciones: 1. El cambio tecnológico reduce los costos o mejora la diferenciación y puede ser protegido contra imitación.

2. El impacto sobre la compañía es mayor que en sus competidores aun cuando pueda ser imitado. 3. El cambio tecnológico permite ejercer las ventajas del primer participante.

4. El cambio tecnológico mejora la estructura global del mercado.

2.3 Diagramas de taques Un diagrama de flujo de procesos (PFD) es un tipo de diagrama de flujo que ilustra las relaciones entre los principales componentes de una planta industrial. Tipos de diagramas ✓ Diagrama de flujo de procesos ✓ Diagrama de flujo de bloques ✓ Diagrama de flujo esquemático

✓ Diagrama de flujo de flujo vertical ✓ Diagrama de tuberías e instrumentación

Diagrama de bloques y de instrumentación Elementos: ✓ Bloques ✓ Flechas

✓ Bifurcaciones ✓ Sumadores

2.4 Balances de materia y energía Cálculos realizados principalmente por los ingenieros químicos, herramienta con las que se analiza la situación de estabilidad de un proceso, y para determinar cómo se distribuyen los componentes en un sistema. Son de utilidad para cuantificar la energía transferida o consumida por sistemas, además para saber la cantidad de energía útil que se puede obtener. Conceptos: ✓ Sistema: Porción del universo en el cual se centra nuestro estudio. Puede ser: Cantidad fija de masa, espacio, volumen o extensión de territorio.

✓ Frontera: La frontera o límite de un sistema es una línea (real o conceptual) que separa el sistema de su entorno o súper sistema.

Como definir las fronteras: Tipos sistemas ✓ Cerrado

✓ Abierto

Estado y equilibrio ✓ Tipos de equilibrio Procesos y ciclos ✓ Tipos de procesos ✓ Viables del proceso

✓ Dimensiones y unidades

Sistemas de unidades ✓ Métrico

✓ Ingles

Balances de masa Procesos físicos La ecuación de balance puede ser descrita en términos totales o en forma de rapidez. Usualmente se utilizan flujos másicos para las unidades, aunque también pueden ser empleados los flujos molares. Se deben de tener en cuenta que si ocurre: ✓ Cambio de fase ✓ Mezclado

✓ Separación de componentes

Procesos químicos Se debe de considerar que aparecerán nuevas especies generadas por la reacción química y consumidas por ella, esto se cuantifica a través de la conversión de reacción. Balances de energía Se divide: ✓ Leyes de la termodinámica. ✓ Enfoques para la solución del balance.

✓ Procesos físicos. ✓ Procesos químicos.

2.5 Dimensionamiento y especificación de equipos Una vez realizados los BMyE necesarios se pueden hacer unos cálculos iniciales en los que se obtengan las dimensiones principales de los equipos de proceso. Como resultados fundamentales se deben indicar para cada equipo dimensiones tales como: ✓ Dimensiones principales: altura, longitud, anchura, diámetro, etc. ✓ Volumen Especificación de equipos

✓ Superficie en planta ✓ Capacidad de trabajo ✓ Caudal

En algunos casos es necesario indicar el número de equipos, secciones, módulos, columnas (por ejemplo: nº de columnas para una torre de absorción) necesarios a emplear. Dimensionamiento de Instalaciones Para todas las instalaciones de la Planta, así como para los servicios auxiliares, es necesario indicar la superficie en planta requerida, ya que es un dato fundamental para realizar la implantación.

2.6

Especificación de Tuberías y servicios

Es una de las actividades de mayor importancia, se toman en consideración numerosas variables que afectan directamente la eficiencia del proceso productivo de la planta. Estas variables dependen del diseño adecuado del sistema de trasporte de la materia prima y sus productos: las tuberías y sus conexiones. Consideraciones en el proceso de diseño de tuberías 1.- Establecimiento de las condiciones de diseño de presión, temperatura y otras ocasionales como: ✓ carga de viento ✓ movimientos sísmicos ✓ ondas de presión del fluido

✓ gradientes térmicos ✓ numero de las diferentes cargas

2.- Determinación del diámetro de la tubería, el cual dependerá fundamentalmente de las condiciones del proceso: ✓ el caudal ✓ la velocidad

✓ la presión del fluido

3.- Selección de los materiales de la tubería 4.- Selección de los tipos y clases de bridas, válvulas y accesorios 5.- Cálculo del espesor mínimo de la tubería, para las temperaturas y presiones de diseño 6.- Establecimiento de un arreglo adecuado entre los puntos terminales de las tuberías establecimiento de una configuración aceptable de soportes para el sistema de tuberías. 7.- Análisis de esfuerzos para verificar que los producidos en la tubería por los distintos tipos de cargas, componentes locales y puntos terminales, estén dentro de los valores admisibles. 8.- Verificación de: posibilidades y limitaciones de construcción, costos, requerimientos de seguridad, requerimientos de espacios para la operación, mantenimiento y emergencias entre otros. Las especificaciones de materiales de tuberías de una planta industrial están basadas en las normas y códigos de diseño de tuberías, bridas, accesorios, empacadoras, pernos y válvulas tales como: ✓ API ✓ ASME

✓ ASTM ✓ MSS ✓ PIP

2.7 Instrumentación del proceso Equipos y dispositivos que sirven para medir, convertir y registrar variables de un proceso y posteriormente, transmitirlas, evaluarlas y controlarlas. Los aparatos de medición y control de procesos suelen medir características: Físicas Tensión Presión Temperatura Flujo Nivel

Químicas pH Conductividad eléctrica

Existen equipos complementarios para la recolección de datos y automatización. Observar

Comparar

Decidir

Actuar

Lazo de control realimentado ✓ ✓ ✓ ✓

Elementos de un lazo de control Set point Controlador Elemento final de control

✓ Proceso ✓ Elemento primario de medición ✓ Respuesta

Aplicado a: ✓ Reactores ✓ Bombas ✓ Compresores Elementos primarios de medición Sensores de presión. Sensores de nivel. Sensores de temperatura. Sensores de flujo.

Elementos finales de control Válvulas de bola. Válvulas de diafragma. Válvulas de mariposa. Válvulas de globo. Actuadores Neumáticos Hidráulicos Eléctricos Mecánicos

2.8 Diagrama de flujo de proceso. Visualizan cada una de las etapas necesarias para la fabricación de un producto o prestación de un servicio. Se utilizan una serie de símbolos tradicionales.

Este tipo de diagrama tiene su origen en 1920. En 1921, el ingeniero industrial y experto en rendimiento, Frank Gilbreth Sr., presentó el "diagrama de flujo de procesos" en la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME – American Society of Mechanical Engineers). Propósitos de un diagrama de flujo. ✓ Documentar un proceso con el fin de lograr una mejora en la comprensión, el control de calidad y la capacitación de los empleados. ✓ Estandarizar un proceso para obtener una eficiencia y repetibilidad óptimas.

✓ Estudiar un proceso para alcanzar su eficiencia y mejora. ✓ Crear un proceso nuevo o modelar uno mejor.

2.9 Distribución de planta Es la asignación de espacio y la disposición del equipo de tal manera que los costes operativos totales se reduzcan al mínimo. Siempre será necesario diseñar la distribución de la planta, debido a que después puede haber problemas relacionados con s distribución. Objetivos de la distribución en planta ✓ Integración de todos los factores que afecten la distribución. ✓ Movimiento de material según distancias mínimas. ✓ Circulación del trabajo a través de la planta.

✓ Utilización “efectiva” de todo el espacio. ✓ Mínimo esfuerzo y seguridad en los trabajadores. ✓ Flexibilidad en la ordenación para facilitar reajustes o ampliaciones.

Principios básicos de la distribución en planta. ✓ de la satisfacción y de la seguridad. ✓ de la integración de conjunto. ✓ de la mínima distancia recorrida.

✓ circulación o flujo de materiales. ✓ espacio cúbico. ✓ de la flexibilidad.

Factores que afectan a la distribución en planta ✓ ✓ ✓ ✓

Materiales Maquinaria. Trabajadores. Movimientos

✓ ✓ ✓ ✓

Espera Servicios Edificio Versatilidad, flexibilidad, expansión

Tipos de distribución en planta ✓ Distribución por posición fija. ✓ Distribución por proceso.

✓ Distribución por producto.

2.10 Informe final del estudio técnico documento escrito que tiene el propósito de dar a conocer algo, presentando hechos y datos obtenidos y elaborados, su análisis e interpretación, indicando los procedimientos utilizados y llegando a ciertas conclusiones y recomendaciones.

Objetivo Determinar la función de producción óptima: procedimientos y combinación de medios de producción para la producción del o los bienes y/o servicios que pretende ofrecer el proyecto. Aspectos a tener en cuenta: ✓ Refiérase a las Necesidades de Información. ✓ Sea Conciso pero Completo.

✓ Sea Objetivo. ✓ Tener en Cuenta la Audiencia.

Estructura del informe 1. 2. 3. 4.

Introducción Objetivos Definición del proceso del proyecto Definición de materias primas, materiales e insumos 5. Definición de maquinarias, equipos y otros bienes 6. Definición de espacios y locaciones de producción

7. Requerimientos de personal para la producción, incluye la definición de competencias y perfiles 8. Determinación de la capacidad de producción 9. Determinación de la localización del proyecto 10. Conclusiones de estudio técnico