2101-07-01724.pdf
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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA. UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA.
FACULTAD DE INGENIERA ESCUELA DE INGENIERA QUMICA.
EVALUACIN DEL SISTEMA DE MEDICIN DE FLUJO DE MATERIAS PRIMAS Y
SUMINISTROS INDUSTRIALES DE UNA PLANTA DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD
Trabajo Especial de Grado para Optar al Ttulo de Ingeniero Qumico
PRESENTADO POR:
BR. MONTIEL R., MARIANA. BR. PILETTI R., GIANFRANCO.
C.I. 17.635.636 C.I. 17.634.881
TUTOR: ING. OSCAR URDANETA
Maracaibo, Septiembre 2007
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EVALUACIN DEL SISTEMA DE MEDICIN DE FLUJO DE MATERIAS PRIMAS Y SUMINISTROS INDUSTRIALES DE LA PLANTA DE POLIETILENO DE ALTA
DENSIDAD DE POLIOLEFINAS INTERNACIONALES, C.A. POLINTER.
Br. Montiel R. Mariana Br. Piletti R. Gianfranco A.
C.I. V-17.635.636 C.I. V-17.634.881
Telfono: 0414-6311474 Telfono: 0414-6451055
[email protected] [email protected]
_______________________________
Tutor Acadmico Ing. Oscar Urdaneta
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ACUERDO DE VEREDICTO
Este jurado aprueba el trabajo especial de grado titulado: EVALUACIN DEL SISTEMA DE MEDICIN DE FLUJO DE MATERIAS PRIMAS Y SUMINISTROS INDUSTRIALES DE LA PLANTA DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD DE POLIOLEFINAS INTERNACIONALES, C.A. POLINTER. Presentado por los bachilleres Mariana Montiel Rutteman C.I. 17.635.636 y Gianfranco Anselmo Piletti Rincn C.I. 17.634.881, en cumplimiento con los requisitos sealados para optar al ttulo de INGENIERO QUMICO.
Prof. Jos Bohrquez C.I. No.: 3.379.454 Jurado
Prof. Oscar Urdaneta C.I. No: 4.520.200 Director de la Escuela de Ingeniera Qumica
Prof. Humberto Martnez C.I. No.: 3.112.555 Jurado
Prof. Oscar Urdaneta C.I. No.: 4.520.200 Jurado
Prof. Jos Bohrquez C.I. No. 3.379.454 Decano de la Facultad de Ingeniera
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AGRADECIMIENTOS
A Dios Santo por regalarme el don de la vida y haberme concedido la dicha de alcanzar
esta meta rodeada por los seres que ms quiero.
A mis padres, porque por ustedes soy todo lo que soy. Ustedes me han dado la ayuda,
el apoyo y el amor incondicional necesarios para llegar a donde estoy y por los
sacrificios que han hecho para darme siempre lo mejor. A mis hermanitos, por ser esa
alegra en la casa necesaria cada da. A mis abuelos, tos y primos; por haber estado
siempre pendiente de m y de mi desempeo, por todos sus consejos.
A nuestra casa de estudios, la Universidad Rafael Urdaneta, por abrirme las puertas
al conocimiento profesional y haberme brindado profesores de tan alta calidad.
Al Ing. Oscar Urdaneta, nuestro tutor, por su colaboracin y apoyo incondicional desde
los inicios de nuestra carrera, por ser uno de los profesores que ms me ha dejado no
solo en cuanto a conocimientos profesionales si no en cuanto a vivencias personales y
para finalmente cerrar con broche de oro este captulo de mi vida con el aporte y ayuda
brindada en la realizacin de este trabajo. No sabe lo orgullosa y feliz que me siento de
haber sido su alumna, de nuevo mil gracias.
A Polinter, especialmente a las Ingenieras Carmen Arraga y Celmira Gutirrez, por todo
su apoyo, tiempo, paciencia y colaboracin durante la ejecucin de la presente
investigacin.
A mi compaero de estudio, compaero de tesis y novio Gianfranco, porque finalmente
lo logramos juntos y t apoyo ha sido nico. Gracias por estos tres aos compartidos,
por aguantarme, por ser parte de esta linda relacin sencillamente por la manera
como eres parte de mi vida da a da. Te amo con todo mi corazn bebo.
A mi mejor amiga Maru, mi alma gemela, por tantos aos compartidos y por tantos
consejos mgicos, que aun siguen siendo los mejores. Por haber vivido tantos
momentos especiales y nicos, por todos los recuerdos que formamos durante nuestra
vida, porque han sido ya casi 10 aos de una amistad tan linda y nica que no
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cambiara por nada y que, a pesar de la distancia estos ltimos aos, sigue siendo la
misma. Te extrao mucho Mabu, algn da estaremos juntas de nuevo.
A mis amigos y compaeros de clases por estar siempre presente, por sus momentos
de alegra y por todo el apoyo brindado, especialmente a mi grinch Stefano, por tantas
discusiones y risas compartidas. Te extrao mucho Tepo.
A quienes de una u otra forma estuvieron all, a quienes se preocuparon e hicieron de
esta meta una realidad, a quienes oraron y nos encomendaron, a todos ustedes Dios
los bendiga hoy y siempre.
Mariana Montiel Rutteman
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A Dios Todopoderoso.
A la Virgen, madre amorosa.
A mis padres y hermanos, mis pilares y mi alegra.
A mi compaero y novio Gianfranco, te amo.
A mi mejor amiga y alma gemela Maru, te extrao.
A todas las personas involucradas en la realizacin de este proyecto.
En memoria de mi Opa, Edward W. Rutteman.
Mariana Montiel Rutteman
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AGRADECIMIENTOS
A la Universidad Rafael Urdaneta, por ser mi segunda casa en esta etapa de mi
vida y proporcionarme todas las herramientas necesarias para lograr esta meta.
A los profesores Humberto Martnez, Ignacio Rodn, Antonio De Turris, Patricia
Chiera, Gabriel Hernndez, Jos Orbegoso, Jos Bohrquez, por su dedicacin
y capacidad para transmitir conocimiento.
Al profesor Oscar Urdaneta, por su constante ayuda tanto en este trabajo como
a lo largo de toda mi carrera.
A la Ing. Carmen Arraga por todo el tiempo que dedico a responder mis
preguntas y a revisar mi trabajo de investigacin.
A la Ing. Celmira Gutirrez por todo el apoyo y dedicacin que aport para la
realizacin de este trabajo.
Al personal de Operaciones de la planta, los Sres. Leonardo Wettel, Freddy
Vsquez, Freddy Delgado, Jos Romero, los supervisores, panelistas y
operadores, quienes siempre tuvieron tiempo y respuestas para m.
Al personal de Instrumentacin, los Sres. Antonio Surez, Jos Villalobos y Jos
Estrada, por su paciencia y valiosa ayuda.
Al personal de proyectos, los Sres. Lus Marn, Jaime Adarme, Lus Vargas,
Teodoro Marcano y Mildre Scandela quienes siempre se preocuparon por
responder todas mis preguntas.
A mi novia Mariana Montiel por su increble paciencia y dedicacin durante la
realizacin de este trabajo de investigacin.
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A mi B-Hood Alam, Juancho, Nico, Pollo y Tony que durante tantos aos han
estado pendiente de m.
A mis amigos de la universidad, Stefano, Jaime, Andrs, Roland, Mara Vernica
y Andrs que siempre estuvieron ah cuando los necesite, tanto como
compaeros de estudio como verdaderos amigos.
Gianfranco A. Piletti R.
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A Dios Todopoderoso.
A mis padres Giancarlo y Mara Eugenia.
A mis tos Freddy, Carlos y Gianbattista.
A mis tas Beln, Alida, Neye, Mary Carmen, Meche, Gianna.
A mis hermanos Giancarlo y Sirio Lorena.
A Matilde, Mara, Maribel y Maite.
A mi ama Francis Wegner, por ser mi tercera abuela.
A mi abuela Inelda y a mi nonna Nola.
A mi novia Mariana Montiel por todo lo que ha hecho por m, te amo.
A mi abuelo Hectilo y a mi nonno Ermete, que desde el cielo siempre me
cuidaron.
Gianfranco A. Piletti R.
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NDICE GENERAL Pgina
PORTADA I
APROBACIN V
AGRADECIMIENTOS VI
DEDICATORIAS X
RESUMEN XII
NDICE GENERAL XIV
NDICE DE FIGURAS XVI
NDICE DE TABLAS XVII
INTRODUCCIN 1
1. Captulo I. El Problema 3 1.1. Ttulo. 4
1.2. Planteamiento y formulacin del problema. 4
1.3. Objetivos. 7
1.3.1. Objetivo General. 7
1.3.2. Objetivos Especficos. 7
1.4. Justificacin e Importancia. 8
1.5. Alcance. 9
1.6. Delimitacin. 10
2. Captulo II. Marco Terico. 11 2.1. Antecedentes de la Investigacin. 12 2.2. Descripcin de la empresa. 16
2.3. Bases Tericas. 24
2.3.1. Instrumentacin. 24
2.3.2. Sistema de Control Distribuido. 42
2.3.3. Aspen Process Explorer. Infoplus21 48
2.3.4. Materias Primas. 51
2.3.5. Servicios Industriales. 53
3. Captulo III. Marco Metodolgico. 57 3.1. Tipo de Investigacin. 58
3.2. Unidades de Observacin. 59
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3.3. Tcnicas de recoleccin de datos. 60
3.4. Fases de la Investigacin. 62
3.5. Instrumentos de Medicin. 67
3.6. Instrumentos de Anlisis de Datos. 68
3.7. Descripcin de las Propuestas de Adecuacin de las Instalaciones. 71
3.8. Mapa de Operacionalizacin de Variables. 73
4. Captulo IV. Discusin de Resultados 74 4.1. Anlisis de Resultados. 75
4.1.1. Comparacin de la data obtenida de Pequiven con la de Polinter. 75
4.1.2. Verificacin del estado actual de los instrumentos de medicin. 87
4.1.3. Anlisis causa-efecto. 118
4.1.4. Elaboracin de propuestas para la mejora de los instrumentos de medicin. 168
CONCLUSIONES 181 RECOMENDACIONES 183 BIBLIOGRAFA. 186 DEFINICIN DE TRMINOS BSICOS. 188
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NDICE DE FIGURAS Nmero Pgina 1. Participacin accionaria, Polinter C.A. 19
2. Funcionamiento de la Placa orificio. 34
3. Funcionamiento del medidor coriolis. 39
4. Caractersticas de un coriolis Micro Motion. 40
5. Visualizacin de esquemticos en Infoplus21. 50
6. Formato Diagrama causa-efecto. 68
7. Medicin de Vapor Diciembre. 77
8. Medicin de Gas Combustible Diciembre. 78
9. Medicin de Agua Desmineralizada Diciembre. 79
10. Medicin de Agua de Servicio Diciembre. 81
11. Medicin de Agua Potable Diciembre. 82
12. Medicin de Hidrgeno Diciembre. 83
13. Medicin de Nitrgeno. 84
14. Medicin de Etileno. 86
15. Placa Orificio con tomas en las Bridas. 89
16. Instalacin de Micro Motion modelo CMF300. 94
17. Instalacin de Micro Motion modelo CMF100. 99
18. Diagrama causa-efecto Desviacin en el consumo de Etileno. 119
19. Diagrama causa-efecto Desviacin en el consumo de Gas Combustible. 120
20. Diagrama causa-efecto Desviacin en el consumo de Vapor. 121
21. Diagrama causa-efecto Desviacin en el consumo de Nitrgeno. 122
22. Diagrama causa-efecto Desviacin en el consumo de Hidrgeno. 123
23. Diagrama causa-efecto Desviacin en el consumo de Agua Desmineralizada. 124
24. Diagrama causa-efecto Desviacin en el consumo de Agua de Servicio. 125
25. Diagrama causa-efecto Desviacin en el consumo de Agua Potable. 126
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NDICE DE TABLAS
Nmero Pgina1. Usos y aplicaciones del polietileno de alta densidad. 21
2. Propiedades Fisicoqumicas del Etileno. 51
3. Composicin del Gas Natural. 54
4. Propiedades del Gas Natural. 55
5. Formato para la presentacin de resultados. 71
6. Mapa de Operacionalizacin de Variables. 71
7. Modelo de los Transmisores de Flujo de las Placas Orificio 92
8. Especificacin de Componentes en el Etileno. 98
9. Especificacin de componentes en el Gas Seco. 103
10. Especificacin de Componentes en el Gas Hmedo. 104
11. Especificacin de Componentes en el Vapor. 106
12. Especificacin de Componentes en el Nitrgeno. 108
13. Especificacin de Componentes en el Hidrgeno proveniente de la planta de Amoniaco. 110
14. Especificacin de Componentes en el Hidrgeno proveniente de Olefinas. 111
15. Especificacin de Componentes en el Agua Desmineralizada. 114
16. Especificacin de Componentes en el Agua de Servicio. 116
17. Anlisis causa-efecto para los medidores Micro Motion (Mano de Obra). 127
18. Anlisis causa-efecto para los medidores Micro Motion (Materiales). 128
19. Anlisis causa-efecto para los medidores Micro Motion (Maquinaria). 130
20. Anlisis causa-efecto para los medidores Micro Motion (Metodologa). 131
21. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Etileno (Materiales). 133
22. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Etileno (Maquinaria). 134
23. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Etileno (Metodologa). 135
24. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Gas Combustible (Materiales). 136
25. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Gas Combustible
....(Maquinaria). 137
26. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Gas Combustible
..(Medio Ambiente). 138
27. Anlisis causa-efecto para los medidores por Placa Orificio (Mano de Obra). 139
28. Anlisis causa-efecto para los medidores por Placa Orificio (Materiales). 140
29. Anlisis causa-efecto para los medidores por Placa Orificio (Maquinaria). 141
30. Anlisis causa-efecto para los medidores por Placa Orificio (Metodologa). 142
31. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Vapor (Materiales). 143
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32. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Vapor (Maquinaria). 144
33. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Vapor (Metodologa). 147
34. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Vapor (Medio Ambiente). 147
35. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Nitrgeno (Materiales). 148
36. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Nitrgeno (Maquinaria). 149
37. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Nitrgeno (Metodologa). 150
38. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Nitrgeno (Medio Ambiente). 151
39. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Hidrgeno (Materiales). 152
40. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Hidrgeno (Maquinaria). 153
41. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Hidrgeno (Metodologa). 154
42. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Agua Desmineralizada
..(Materiales). 156
43. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Agua Desmineralizada
..(Maquinaria). 157
44. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Agua Desmineralizada
..(Metodologa). 158
45. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Agua de Servicio (Materiales). 159
46. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Agua de Servicio
..(Maquinaria). 160
47. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Agua de Servicio
..(Metodologa). 161
48. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Agua Potable (Materiales). 162
49. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Agua Potable (Maquinaria). 163
50. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Agua Potable (Metodologa). 164
51. Anlisis causa-efecto para la desviacin en la medicin de Agua Potable
..(Medio Ambiente). 165
52. Propuestas para el mejoramiento de la medicin de Etileno. 167
53. Propuestas para el mejoramiento de la medicin de Gas Combustible. 169
54. Propuestas para el mejoramiento de la medicin de Vapor. 171
55. Propuestas para el mejoramiento de la medicin de Nitrgeno. 173
56. Propuestas para el mejoramiento de la medicin de Hidrgeno. 176
57. Propuestas para el mejoramiento de la medicin de Agua Desmineralizada. 178
58. Propuestas para el mejoramiento de la medicin de Agua de Servicio. 179
59. Propuestas para el mejoramiento de la medicin de Agua Potable. 180
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MONTIEL RUTTEMAN, Mariana; PILETTI RINCN, Gianfranco A. EVALUACIN DEL SISTEMA DE MEDICIN DE FLUJO DE MATERIAS PRIMAS Y SUMINISTROS INDUSTRIALES DE LA PLANTA DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD DE POLIOLEFINAS INTERNACIONALES, C.A. POLINTER. Trabajo Especial de Grado para optar al ttulo de Ingeniero Qumico. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniera. Escuela de Ingeniera Qumica. Maracaibo, Venezuela. Septiembre de 2007. 203p.
RESUMEN
La Planta de produccin de Polietileno de Alta Densidad de Poliolefinas Internacionales C.A., POLINTER, ubicada en el Complejo Petroqumico El Tablazo, es abastecida de gran parte de su materia prima y dems suministros industriales por parte de Petroqumica Venezolana, S.A. PEQUIVEN. En dicha planta existen desviaciones apreciables en la medicin de estos insumos lo que indica una posible condicin anormal en los elementos de medicin. Debido a estas circunstancias, resulta necesario llevar a cabo un anlisis que garantice el ptimo funcionamiento de dicho sistema de medicin una vez aplicadas las recomendaciones propuestas en el mismo. El presente trabajo de investigacin tiene como objetivo general realizar la evaluacin del Sistema de Medicin de Flujo de Materias Primas y Suministros Industriales de la Planta de Polietileno de Alta Densidad. Para dicha evaluacin se aplic un anlisis causa-efecto a cada uno de los instrumentos empleados en el cual se categorizaron las posibles causas de la condicin anormal presente u observada. Posteriormente se procedi a la generacin de propuestas para la mejora de cada una de las causas que ocasionaron una desviacin considerable. Para determinar las causas que ocasionaron las desviaciones observadas en el sistema de cuantificacin de insumos, se parti del hecho de que stas tienen su origen en parmetros que pueden ser catalogados en las reas de mano de obra, materiales, maquinaria y metodologa; siendo estas dos ltimas las reas donde se detect la mayor cantidad de causas de las desviaciones cuestionadas.
Palabras clave: Materias Primas, Suministros Industriales, Instrumentos de Medicin de Flujo, Desviaciones, Anlisis Causa-Efecto. Direccin electrnica de los autores:
[email protected]; [email protected].
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INTRODUCCIN
En la Industria Qumica y Petroqumica moderna, la medicin de las materias
primas y suministros industriales es de gran importancia en cuanto al factor econmico
y facturacin de los diferentes consumos utilizados por dichas industrias. Asimismo
debido a las exigencias de los procesos de produccin industrial es necesario realizar
mediciones sumamente precisas en los consumos de materias primas, de manera de
suministrar las cantidades necesarias optimizando as el proceso de produccin y
garantizando la calidad de los productos obtenidos.
Poliolefinas Internacionales, C.A. POLINTER, es una empresa mixta venezolana
productora de Polietilenos de Alta, Media, Baja y Lineales de Baja Densidad, as como
Mezclas de Polietilenos. Esta empresa posee tres plantas para la produccin del
mismo, las cuales se ubican en el Complejo Petroqumico El Tablazo en el municipio
Miranda del Estado Zulia.
La capacidad de produccin de la planta de Polietileno de Alta Densidad es de
100.000 TMA, el cual se fabrica siguiendo los estndares de la tecnologa de MITSUI
PETROCHEMICAL INDUSTRIES. El suministro de la materia prima y dems
suministros industriales son provistos en su gran mayora por Petroqumica
Venezolana, C.A. PEQUIVEN.
En la medicin de las materias primas y dems suministros industriales de la
planta existen desviaciones a la hora de calcular los consumos de algunos
componentes que indican una condicin anormal, bien sea en los elementos de
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medicin o en la configuracin del sistema de control distribuido. Para ello resulta
necesario llevar a cabo un anlisis que permita garantizar el ptimo funcionamiento de
dichos sistemas de medicin una vez aplicadas las recomendaciones propuestas en el
mismo.
El objetivo de la presente investigacin consiste en realizar la evaluacin del
Sistema de Medicin de Flujo de Materias Primas y Suministros Industriales de la
Planta de Polietileno de Alta Densidad y plantear algunas propuestas para la mejora del
mismo y as garantizar el ptimo funcionamiento y control de las cantidades empleadas
en la produccin.
Se presenta una revisin terica donde se incluye la descripcin del proceso, el
sistema de medicin utilizado as como los principios de funcionamiento de los
instrumentos que en ste se encuentran y algunas consideraciones importantes en
cuando a las propiedades de materias primas y suministros industriales empleados.
Para la evaluacin se llevo a cabo un anlisis causa-efecto para cada uno de los
instrumentos donde se clasificaron las posibles causas sobre la condicin anormal.
Posteriormente se procedi a la generacin de propuestas para el mejoramiento de
aquellos instrumentos de medicin que presentaban una desviacin considerable.
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Captulo I: El Problema.
1.1 Ttulo.
EVALUACIN DEL SISTEMA DE MEDICIN DE FLUJO DE MATERIAS
PRIMAS Y SUMINISTROS INDUSTRIALES DE LA PLANTA DE POLIETILENO DE
ALTA DENSIDAD DE POLIOLEFINAS INTERNACIONALES, C.A. POLINTER.
1.2 Planteamiento y formulacin del Problema.
En la planta de polietileno de alta densidad de la empresa Poliolefinas
Internacionales C.A. POLINTER, existen desviaciones en la medicin de flujo de los
consumos de algunas materias primas y suministros industriales. Estas desviaciones
se observan al comparar el valor actual observado en el sistema de control distribuido
de la planta, con las alcuotas estimadas por el departamento de calidad de procesos y
con la medicin ejercida por el suplidor (Pequiven). Entre las materias primas y
suministros industriales se encuentran, el etileno, hidrgeno, vapor, agua potable, agua
de enfriamiento, agua desmineralizada, gas combustible y nitrgeno. La desviacin de
la medicin de estos insumos, indican una condicin anormal bien sea en los
elementos de medicin propiamente o en la configuracin del sistema de control
distribuido. Para ello se debe llevar a cabo un anlisis que permita garantizar el ptimo
funcionamiento de dichos sistemas y elementos de medicin una vez aplicadas las
recomendaciones propuestas en el mismo.
Algunas de las caractersticas a evaluar en los diferentes instrumentos son, el
mantenimiento preventivo y correctivo, calibracin o ajuste de cero, entre otras, como
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condiciones externas que no son toleradas por el mismo y que afectan la medicin.
Como ejemplo, se puede nombrar al Coriolis Micro Motion. Este instrumento trabaja
con frecuencias de vibracin y oscilacin de tubos, es decir que cualquier otra vibracin
o ruido cerca del mismo, puede afectar la medicin de flujo que ste realiza, trayendo
como consecuencia una desviacin en el valor suministrado a la sala de control.
La obsolescencia es una caracterstica que puede existir en alguno de los
instrumentos de medicin de Polinter y es posible que alguno de ellos requiera de
alguna modernizacin o reemplazo. Se recomendar su reemplazo, dependiendo del
porcentaje de error permisible para dicho instrumento. Asimismo una falla o error que
se presente en la configuracin de las frmulas y ecuaciones dentro del sistema de
control distribuido (TDC3000), son una causa inmediata de una desviacin en el valor
final suministrado por dicho sistema.
Los errores presentados por los sistemas y elementos de medicin ocasionan un
desequilibrio en la cadena productiva, trayendo como consecuencias prdidas de
materiales, prdidas econmicas, toma de decisiones inadecuadas, impacto en los
inventarios, entre otras.
Es de extrema importancia que la medicin de la materia prima por parte del
suplidor, en este caso PEQUIVEN S.A., coincida con la medicin del consumidor, es
decir POLINTER C.A. Para el cumplimiento de esta condicin, el sistema de medicin
debe funcionar correctamente y as garantizar que los datos arrojados por los
instrumentos coincidan con la cantidad real que est entrando a la planta.
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Por lo anteriormente expuesto, se considera necesaria la evaluacin del sistema
de medicin de flujo de materias primas y suministros industriales de la planta de
PEAD, con el fin de proponer recomendaciones para lograr el ptimo funcionamiento
de dicho sistema de medicin de flujo.
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1.3 Objetivos.
1.3.1 Objetivo General.
Evaluar el sistema de medicin de flujo de materias primas y suministros
industriales de la planta de polietileno de alta densidad de Poliolefinas Internacionales,
C.A. POLINTER.
1.3.2 Objetivos Especficos.
Comparar la data obtenida de los instrumentos de medicin de la planta de
PEAD con la correspondiente a los medidores de Pequiven para obtener la
desviacin existente entre ellos.
Verificar el estado actual de los instrumentos de medicin de la planta de PEAD
que presentan una desviacin no permisible.
Realizar el anlisis causa-efecto para los instrumentos de medicin de la planta
de PEAD que presentan una desviacin no permisible.
Elaborar propuestas y recomendaciones para la mejora de los instrumentos de
medicin de la planta de PEAD que presentan una desviacin no permisible.
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1.4 Justificacin e Importancia.
Mediante este trabajo se propondr la mejor alternativa para cada uno de los
elementos de medicin de las materias primas y suministros industriales de la empresa
POLINTER C.A. que garantice la obtencin de valores confiables para el
establecimiento de alcuotas, consumos de materiales por orden, emisin de reportes
de cierre de campaas, establecimiento de las desviaciones presupuestarias y otras
evaluaciones del desempeo de la planta.
Asimismo, se suministrar a POLINTER un diagnostico que una vez aplicado, le
permita optimizar los diferentes consumos tanto de materia prima como de servicios
Industriales en ambas lneas.
Tambin se contribuir con la empresa POLINTER, prxima a expandir la
capacidad de su planta con una evaluacin que adems de consolidar toda la
informacin relacionada con los diferentes elementos de medicin de flujo de insumos,
le facilite la toma de decisiones oportunas dirigidas al xito en su proyecto de
expansin.
Este trabajo permiti reforzar los conocimientos tericos obtenidos en la
universidad a travs de la experiencia dentro de un proceso industrial productivo, en la
cual existi una interaccin y familiarizacin con sus instrumentos de medicin y de
control, materiales e insumos industriales, transporte y propiedades de dichos
materiales, manejo de diagramas, planos y hojas de datos de instrumentacin, y dems
aspectos que lo conforman.
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1.5 Alcance.
El trabajo de investigacin abarcar la evaluacin del sistema de medicin de
flujo de los diferentes insumos de Polinter, empresa productora de Polietilenos de Alta,
baja y Mediana Densidad, ubicada en el complejo petroqumico El tablazo.
El sistema de medicin de flujo de materias primas y suministros industriales de
la planta de PEAD de Polinter, comprende los insumos que son suministrados por su
correspondiente suplidor, es decir Pequiven S.A. Estos insumos son: etileno,
hidrgeno, vapor, gas combustible, agua desmineralizada, agua de servicio, agua
potable y nitrgeno, los cuales son medidos por instrumentos de tipo coriolis y placa
orificio.
Para la realizacin de este trabajo de investigacin se tomar la data
comprendida entre los meses de Diciembre del ao 2006 y Mayo del ao 2007.
Se pretende con este estudio generar un diagnstico del sistema de medicin de
flujo, que abarca la caracterizacin de la instrumentacin existente (tipo, condicin
fsica y de operacin, ubicacin en el campo, entre otras.) a travs de la revisin de su
hoja de datos, planos de instrumentacin y el elemento en s, la revisin de los
diferentes totalizadores presentes, la validacin de frmulas y ecuaciones establecidas
en el sistema de control distribuido y en el Programa Aspen Process Explorer
(Infoplus21). Este ltimo genera el Reporte de Consumos, el cual refleja las
cantidades reales de materia prima y suministros industriales utilizados por la planta.
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Para la evaluacin del sistema de medicin de flujo se emplear el mtodo de
los diagramas causa-efecto de Ishikawa, los cuales permitirn analizar cada una de las
posibles causas y as generar las recomendaciones y propuestas correspondientes
para lograr el ptimo funcionamiento.
1.6 Delimitacin.
Delimitacin Espacial. La investigacin a realizar tendr lugar en la planta de Polietileno de Alta
Densidad de la empresa POLINTER C.A., ubicada en el Complejo Petroqumico El
Tablazo, Municipio Miranda, Edo. Zulia.
Delimitacin Temporal. Se llevar a cabo en un perodo comprendido entre Febrero y agosto de 2007.
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Captulo II: Marco Terico.
2.1 Antecedentes de la investigacin.
La licenciada en computacin Georgina Surez en Noviembre de 1995, realiz su
trabajo de grado titulado, Clculo de los gastos de los Insumos de una Planta de
Polietileno Lineal, a travs de un Sistema de Adquisicin de Datos, en la Planta
de Polietileno Lineal de Baja Densidad de Polinter C.A. ubicada en el Complejo
Petroqumico El Tablazo. En su trabajo desarrollo un procedimiento formal para el
clculo de los consumos de materias primas mediante; un diseo funcional del
recorrido de cada insumo en el proceso productivo y la elaboracin de las formulas
para el clculo de los consumos, en donde las variables estn conformadas por las
seales del proceso. Para aumentar la confiabilidad en las seales de flujos de los
insumos estudiados elabor un sistema, basado en el control estadstico de procesos
que genera un conjunto de mensajes de alarma al momento de presentarse
alteraciones en el comportamiento de las seales. Adicionalmente, integr la
informacin suministrada por el DCS con el sistema administrativo de produccin
GEMMS permitiendo as el aumento en el desempeo del trabajo realizado por la
seccin de planificacin de la produccin para el clculo de consumos, verificando una
marcada diferencia en la eficiencia y eficacia entre el proceso desarrollado por la
seccin (manual) y el proceso llevado a cabo por la elaboracin de la integracin.
Finalmente cre una base de datos para almacenar toda la informacin referente a los
consumos de materias primas, elabor el diseo funcional del recorrido de cada insumo
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en el proceso productivo y se establecieron las frmulas para el clculo de los
consumos, en donde las variables estn conformadas por las seales del proceso, que
reflejan el consumo real de cada materia prima. Este trabajo constituyo el inicio de la
cuantificacin de insumos de manera automatizada en las Plantas de Polinter, pero
con el paso del tiempo los procesos cambian de acuerdo a factores externos tales
como aumento o disminucin de produccin, cambio de proveedor de insumos,
optimizacin y actualizacin de tecnologa, etc. Es por esto que el procedimiento de
clculo de insumos requiere una revisin y actualizacin de acuerdo a los cambios en
el proceso.
A medida que la economa mundial crece las empresas se ven obligadas a
optimizar sus procesos productivos y al mismo tiempo hacer un uso absoluto de todos
sus recursos; en esta bsqueda de optimizacin Paris, Mara Alejandra en enero de
2006 realiz Mejoras al Sistema de Cuantificacin de Insumos de una Planta de
Polietileno de baja Densidad, ubicada en la empresa Polinter en el Completo
Petroqumico El Tablazo en el Estado Zulia, donde se plantea una revisin a todos los
clculos e instrumentos asociados a la Reporte de Consumos Diarios para aumentar
la confiabilidad de los datos suministrados por los reportes de planta.
Una de las aplicaciones es el control de los insumos de la planta, para esto el
sistema lee los datos necesarios y los enva a una hoja de clculo denominada
Reporte de Consumos Diarios que mediante ecuaciones sencillas es capaz de
calcular el consumo de los diferentes insumos utilizados en el proceso durante un
periodo estimado de tiempo.
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Estos consumos calculados fueron comparados con las alcuotas estimadas por la
seccin de Calidad de los Procesos para cada tipo de resina, de lo cual podra
generarse una desviacin. Cuando esta desviacin es mayor al 5%, la seccin de
Calidad de los Procesos debe emitir un reporte donde se especifique las causas y
recomendaciones para evitar que se repita dicha desviacin. En ocasiones la
desviacin tiene su origen en los clculos e instrumentos asociados al Reporte de
Consumos Diarios y no en el proceso como tal. En este trabajo se realizaron diferentes
clculos para la medicin de los fluidos de materias primas de la planta de polietileno
de baja densidad, por lo tanto se muestran las frmulas necesarias, para la realizacin
de los clculos anteriormente mencionados. Los fluidos que se calculan son: etileno,
nitrgeno, agua desmineralizada, agua de servicio, gas combustible, entre otros.
Despus de la revisin de esta investigacin se pudo decidir que el mtodo de
evaluacin ms ptimo a utilizar es el mtodo de los diagramas causa-efecto de
Ishikawa, estableciendo como condicin anormal, la desviacin de un consumo
determinado.
Hoy en da, la comercializacin de productos a nivel internacional requiere de
sistemas de medicin coherentes, sistemas que deben mantener y demostrar su
consistencia. Los fabricantes de instrumentos de medicin se interesan por los
beneficios inherentes a la trazabilidad para promover entre sus clientes la confianza
sobre el nivel de desempeo de sus instrumentos. Es por esto que Roberto Arias
Romero realiz en mayo de 2002 Trazabilidad e incertidumbre en las Mediciones
de flujo de Hidrocarburos. En el 1er. Seminario Latinoamericano de Medicin de
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Flujo de Hidrocarburos, realizado en Mxico. En este trabajo de investigacin se
introducen los conceptos de trazabilidad e incertidumbre de las mediciones. Su
interpretacin se logra aplicando ejemplos especficos, relacionados con la medicin de
flujo de hidrocarburos. Se presentan diferentes ejemplos de cartas de trazabilidad, as
como diferentes presupuestos de incertidumbre para diferentes aplicaciones en
Medicin de Flujo de Hidrocarburos. Asimismo, presenta las posibles amenazas a la
trazabilidad y que producen incertidumbre en las mediciones de flujos de fluidos,
ejemplo: cambios de presin y temperatura, cambios de densidad, cambios de
viscosidad, entre otros.
La revisin de este trabajo permiti, establecer los factores a analizar, pudiendo
estos convertirse en causas, directas o indirectas, de la desviacin en la medicin de
flujo de fluidos. Tambin facilito la redaccin de una serie de recomendaciones en
cuanto a calibracin de instrumentos, ya sea en institutos de metrologa, laboratorios o
en sitio.
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2.2 Descripcin de la empresa.
Resea histrica.
La empresa productora de resinas plsticas, POLIOLEFINAS
INTERNACIONALES C.A. (POLINTER), nace a raz de la fusin de las lneas de
produccin de polietileno de Baja Densidad con la lnea de produccin de polietileno de
Alta Densidad y la lnea de produccin de Polietilenos Lineales.
Los proyectos de las lneas de produccin de Baja Densidad, Alta Densidad y
Lineales se dieron inicio en los aos 1971, 1981 y 1989, y puestas en marcha
exitosamente el 03/03/76, 18/10/83 y 18/07/94, respectivamente. Su capacidad nominal
original fue de cincuenta mil (50.000) toneladas mtricas anuales para la lnea de Baja
Densidad, sesenta mil (60.000) toneladas mtricas anuales para la lnea de Alta
Densidad y ciento cincuenta mil (150.000) toneladas mtricas anuales para la Lnea de
Polietilenos Lineales.
Como consecuencia del progresivo incremento en la demanda del producto y
despus de realizar estudios de mercado, en el ao 1.981 se decide aumentar la
capacidad de la lnea de Baja Densidad de su capacidad nominal de produccin a
setenta mil (70.000) toneladas mtricas anuales. En la lnea de Alta Densidad se
aumenta su capacidad nominal a cien mil (100.000) toneladas mtricas, a travs del
Proyecto PRODE cumplindose en dos fases: en 1989, se lleva la capacidad nominal
hasta ochenta mil (80.000) toneladas mtricas anuales y en 1991, se concluye la
segunda fase del proyecto de incremento de capacidad hasta cien mil (100.000)
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toneladas mtricas anuales, actualmente est en proyecto la expansin de la
capacidad a ciento sesenta mil (160.000) toneladas. En la lnea de Polietileno Lineales
en 1998 se desarrollo el Proyecto ACRE (Aumento de la Capacidad Resilin) que
permita incrementar su capacidad nominal de Produccin de ciento cincuenta mil
(150.000) toneladas mtricas a ciento noventa mil (190.000) toneladas mtricas
anuales.
En la actualidad, POLINTER abastece totalmente al mercado nacional y exporta
parte de su produccin principalmente a pases de la Sub-regin Andina, Norteamrica
y Europa.
Misin
Producir y comercializar Polietilenos y mezclas de Poliolefinas, para satisfacer y
superar tanto las necesidades como las expectativas de nuestros clientes,
proveedores, trabajadores y accionistas, garantizando el crecimiento y la rentabilidad
del negocio, manteniendo el recurso humano efectivo estimulado, el mejoramiento
permanente de los procesos, en excelentes condiciones de seguridad e higiene, en
armona con el ambiente, atendiendo las comunidades vecinas, enmarcado dentro de
los valores rectores de Polinter.
Visin
Somos en nuestra rea de influencia, la empresa de mayor competitividad en
produccin y comercializacin de polietilenos y mezclas de poliolefinas; estamos en
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constante bsqueda del mejoramiento integral de los procesos, con el compromiso de
satisfacer a nuestros clientes, proveedores, trabajadores, accionistas y comunidades
vecinas, en aquellos mbitos susceptibles a nuestra participacin, siempre en
excelentes condiciones de seguridad e higiene y en armona con el ambiente, con
tecnologa avanzada, asociaciones estratgicas apropiadas y exitosas, realizadas por
nuestro personal siempre efectivo.
Compromiso con la calidad.
La Gerencia General ratifica su compromiso con la gestin de la calidad,
entendindose por sta, al conjunto de actividades de la organizacin que determinan
la poltica, los objetivos y las responsabilidades que se llevan a cabo a travs de la
planificacin, el control y el mejoramiento de la calidad para incrementar la eficacia y la
eficiencia de los procesos, sistemas y estructura a fin de contribuir con la
competitividad de la empresa.
Es mandatorio la operacionalizacin de estos conceptos dentro del marco de
nuestro sistema de la calidad para cumplir con todas las exigencias y requisitos de la
norma COVENIN ISO 9001:2000. Ello se logra con la participacin activa e intensa de
todos los que tenemos responsabilidad con los procesos que conforman el sistema de
la calidad de la empresa, abocados a la tarea de controlarlos de manera tal que
tengamos dominio sobre su funcionamiento. De esta manera, se contribuye a que
nuestros productos y servicios mantengan una calidad sistemticamente consistente y
se fortalezca la confianza y satisfaccin de nuestros clientes.
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Actividad Econmica.
POLIOLEFINAS INTERNACIONALES, C.A. POLINTER, Empresa Mixta
Petroqumica cuyo capital est conformado por la participacin accionaria del Estado
Venezolano, C.A. inversionista privado, y de socios tcnicos extranjeros.
Figura # 1:
Participaci
n accionaria, Polinter C.A. Fuente: Manual de induccin a planta. Polinter C.A. Julio 2000
Est ubicada en el Complejo Petroqumico Zulia El Tablazo, Municipio Miranda,
del Estado Zulia, teniendo una capacidad instalada de 360.000 TM/Ao distribuido as:
Lnea de Polietileno de Alta Densidad 100. 000 Ton / Ao Lnea de Polietileno de Baja Densidad 70.000 Ton / Ao Lnea de Polietileno Lineales 190.000 Ton / Ao
Estas resinas son conocidas comercialmente con la marca VENELENE insumos
bsicos y de gran demanda en la Industria del Plstico por su excelente calidad y
amplia gama de aplicaciones.
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Proceso Productivo.
POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (VENELENE).
Con la finalidad de llevar a cabo el proceso de produccin del Polietileno de Alta
Densidad (PEAD), se utiliza una tecnologa suministrada por MITSUI
PETROCHEMICAL INDUSTRIES de Japn, la cual consiste en una polimerizacin tipo
pasta en reactores de alto rendimiento, mediante el uso de un catalizador a base de
Titanio.
El proceso de produccin de Polietileno de Alta Densidad en planta se lleva a
cabo en cinco (5) secciones:
Seccin 100: Preparacin de Catalizadores. Seccin 200: Polimerizacin. Seccin 300: Separacin y Secado. Seccin 400: Estabilizacin, Extrusin y Homogeneizacin. Seccin 700: Recuperacin y Destilacin del Solvente.
Productos.
El Polietileno de Alta Densidad, es un termoplstico atxico, de color blanco y
opaco, menos denso que el agua. Posee excelentes propiedades mecnicas y de
procesamiento, lo que significa que el producto puede fundirse y transformarse con
facilidad para la elaboracin de diversos artculos plsticos de consumo masivo. Se
caracteriza por tener: Alta cristalinidad, Conductividad trmica baja, Excelente inercia
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qumica, Excelente resistencia al impacto combinado con una alta rigidez y Baja
conductividad elctrica siendo un aislante de primera calidad.
Usos y aplicaciones.
Para los grados de Polietileno de Alta Densidad los usos y aplicaciones ms
importantes, se muestran en la tabla a continuacin:
TIPOS USOS RECOMENDADOS
SOPLADO
3200B
5200B
6200B
8200B
Botellas para shampoo y cosmticos.
Botellas para detergentes y qumicos.
Botellas para alimentos y medicinas.
Tanques de gasolina para vehculos.
Tambores con capacidad hasta 200lts.
EXTRUSIN
6100M
7000F
6200B
Tuberas para redes de gas domestico.
Tuberas de presin para sistemas de riego.
Tuberas para transporte y drenaje de qumicos altamente
corrosivos.
Sacos industriales.
Filamentos.
Revestimiento de cables y tuberas.
Laminas lisas y corrugadas para fabricacin de cajas.
Cinta.
Tabla # 1: Usos y aplicaciones del polietileno de alta densidad Fuente: Manual de Induccin a planta Polinter C.A. Julio 2000
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Organizacin
Con el objetivo de producir y comercializar Polietilenos de Alta Densidad, de
Baja Densidad y Lineales, as como mezclas de Poliolefinas, para satisfacer los
requerimientos de los clientes y garantizar el crecimiento y la rentabilidad del negocio
para los accionistas, se cuenta con la siguiente organizacin:
Gerente General: Su propsito es asegurar nuestro crecimiento y
posicionamiento en el mercado a travs de la planificacin, organizacin, direccin y
control de los recursos humanos, materiales y financieros, y apoya su labor en las
dems gerencias para garantizar el cumplimiento de los objetivos organizacionales, de
acuerdo con las polticas previamente diseadas por la Junta Directiva.
Administracin y Finanzas: Es responsable del manejo de las finanzas, de la
contralora, logstica y suministro de materias primas y servicios, con el propsito de
garantizar la asignacin oportuna y eficaz de los recaudos requeridos para lograr los
objetivos, metas de produccin y ventas.
Recursos Humanos: Es la encargada de garantizar la captacin, desarrollo y
permanencia de los recursos humanos requeridos en la organizacin, mediante la
administracin y control de los sistemas tcnicos de recursos humanos, los planes y
beneficios socioeconmicos, la contratacin colectiva y legislacin laboral en general.
Informtica: Promover y conducir el Plan estratgico de optimizacin y
computarizacin de procesos de la empresa, controlar la ejecucin de los proyectos
que lo constituyen e insertar y mantener la arquitectura Metodolgica, Humana de
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Software, Hardware y telecomunicaciones necesaria para la ejecucin del Plan y la
correcta operacin de esa arquitectura.
Gerencia de planta: Su propsito es proponer, elaborar y ejecutar planes de
produccin para garantizar los productos terminados requeridos por el mercado
nacional e internacional.
Gerencia de coordinacin y enlace tcnico: Esta Gerencia esta ubicada en la
ciudad de Caracas. Es responsable de gerenciar las actividades de mercadeo de las
resinas de polietileno de Alta Densidad, polietileno de Baja Densidad, Polietileno
Lineales de Alta, Mediana y Baja Densidad (VENELENE), y mezclas de polietilenos de
Baja Densidad y Polietileno Lineales. Adems se responsabiliza por controlar que el
agenciamiento de las ventas de POLINTER, encomendado a la empresa Corporacin
Americana de Resinas C.A. CORAMER, se ejecute siguiendo los lineamientos
aprobados en el modelo de negocios de POLINTER.
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2.3 Bases Tericas.
2.3.1 Instrumentacin.
Caractersticas de los instrumentos.
Caractersticas estticas. Son aquellas inherentes a los instrumentos al medir condiciones invariables de
tiempo. Dichas caractersticas se pueden clasificar en:
o Caractersticas estticas deseables.
Exactitud: Es la tolerancia de medida del instrumento y define los limites de los
errores cometidos cuando el mismo se emplea en condiciones normales de servicio.
Generalmente viene impresa sobre el instrumento y puede ser expresada como un
valor mnimo a la cual el instrumento responde indicando un cambio en la variable de
medicin.
Sensibilidad: Es la razn entre el incremento de la lectura y el incremento de la
variable que lo ocasiona, despus de haberse alcanzado el estado de reposo. Viene
expresada en porcentaje del alcance de la medida, es decir, la seal mnima a la cual
el instrumento responde indicando un cambio en la variable de medicin.
Repetibilidad: Es la capacidad de reproduccin de las posiciones de la pluma o
del ndice del instrumento al medir repetidamente valores idnticos de la variable, en
las mismas condiciones de servicios y en el mismo sentido de variacin, recorriendo
todo el campo de medida. Se considera en general su valor mximo y se expresa en
porcentaje del alcance.
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o Caractersticas estticas indeseables.
Desviacin: Un instrumento puede tener una desviacin uniforme en forma
gradual; ese efecto se llama desviacin de cero y se corrige fcilmente desplazando en
forma permanente el puntero, la pluma o la seal de transmisin (neumtica o
elctrica).
Elevacin de cero: Es la cantidad con que el valor cero de la variable supera el
valor inferior del campo. Puede expresarse en unidades de la variable medida o en %
del alcance.
Supresin de cero: Es la cantidad con que el valor inferior del campo supera el
valor cero de la variable. Puede expresarse en unidades de la variable medida o en
porcentaje del alcance.
Otro caso es la desviacin de amplitud. Esta comienza en cero y aumenta o
disminuye en forma gradual o proporcional. Normalmente la causa de este tipo de
desviacin es por histresis (fatiga) de un resorte o un fuelle.
Histresis: Es la diferencia mxima que se observa en los valores indicados por
el ndice o la pluma del instrumento para el mismo valor cualquiera del campo de
medida, cuando la variable recorre toda la escala en los dos sentidos, ascendente y
descendente.
En los termopares o termoresistencias, las desviaciones se deben a que sus
metales se contaminan produciendo cambios en su configuracin metalrgica y en su
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estructura atmica. En los fluidmetros se debe al desgaste por erosin de la placa
orificio.
Error esttico: El error esttico de un instrumento es la diferencia entre el valor
real de la cantidad medida el cual no cambia con el tiempo y el valor indicado por el
instrumento.
Zona Muerta: Es el campo de valores de la variable que no hace variar la
indicacin de la seal de salida del instrumento.
Clases de instrumento.
Los instrumentos de medicin y control son relativamente complejos y su funcin
puede comprenderse bien si estn incluidos dentro de una clasificacin adecuada.
Como es lgico, pueden existir varias formas para clasificar los instrumentos, cada una
de ellas con sus propias ventajas y clasificaciones. Se consideran dos clasificaciones
bsicas: la primera relacionada con la funcin del instrumento y la segunda con la
variable del proceso.
o En funcin del instrumento.
De acuerdo con la funcin del instrumento, obtenemos las formas siguientes,
segn Antonio Creus Sol (1989):
Instrumentos ciegos, son aquellos que no tienen indicacin visible de la variable.
Hay que hacer notar que son ciegos los instrumentos de alarma, tales como
presostatos y termostatos (interruptores de presin y temperatura respectivamente) que
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poseen una escala exterior de un ndice de seleccin de la variable, ya que solo ajustan
el punto de disparo del interruptor o conmutador al cruzar la variable el valor
seleccionado. Son tambin instrumentos ciegos, los transmisores de caudal, presin,
nivel y temperatura sin indicacin.
Los instrumentos indicadores disponen de un ndice y de una escala graduada
en la que puede leerse el valor de la variable. Segn la amplitud de la escala se dividen
en indicadores concntricos y excntricos. Existen tambin indicadores digitales que
muestran la variable en forma numrica con dgitos.
Los instrumentos registradores estn en contacto con la variable y utilizan o
absorben energa del medio controlado para dar al sistema de medicin una indicacin
en respuesta a la variacin de la variable controlada. El efecto producido por el
elemento primario puede ser un cambio de presin, fuerza, posicin, medida elctrica,
etc. Por ejemplo: En los elementos primarios de temperatura de bulbo y capilar, el
efecto es la variacin de presin del fluido que los llena y en los de termopar se
presenta una variacin de fuerza electromotriz.
Los transmisores captan la variable de proceso a travs del elemento primario y
la transmiten a distancia en forma de seal neumtica de margen 0.206 1.033 bar (3
a 15 psi) o electrnica de 4 a 20 mA de corriente continua.
La seal neumtica de 0.206 1.033 bar (3 - 15 psi) por lo cual, tambin se
emplea la seal en unidades mtricas 0.2 a 1 bar. Asimismo, se emplean seales
electrnicas de 1 a 5 mA c.c., de 10 a 50 mA c.c. y de 0 a 20 mA c.c., si bien la seal
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normalizada es de 4 - 20 mA c.c. La seal digital utilizada en algunos transmisores
inteligentes es apta directamente para el ordenador.
El elemento primario puede o no formar parte integral del transmisor; el primer
caso lo constituye un transmisor de temperatura de bulbo y capilar y el segundo un
transmisor de caudal con la placa orificio como elemento primario.
Los transductores reciben una seal de entrada funcin de una o ms
cantidades fsicas y la convierten modificada o no a una seal de salida. Son
transductores, rel, un elemento primario, un transmisor, un convertidor PP/I (presin
de proceso a intensidad), un convertidor PP/P (presin de proceso seal neumtica),
etc.
Los convertidores son aparatos que reciben una seal de entrada neumtica
(0.206 1.033 bares) o electrnica (4 20 mA c.c.) procedente de un instrumento y
despus de modificarla envan la resultante en forma de seal de salida estndar.
Ejemplo: un convertidor P/I (seal entrada neumtica a seal de salida electrnica), un
convertidor I/P (seal de entrada electrnica a seal de salida neumtica). etc.
Conviene sealar que a veces se confunde convertidor con transductor. Este
ltimo trmino es general y no debe aplicarse a un aparato que convierta una seal de
instrumentos.
Los receptores reciben las seales procedentes de los transmisores y las indican
o registran. Los receptores controladores envan otra seal de salida normalizada a los
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valores ya indicados 0.206 1.033 bares en seal neumtica, 4 20 mA c.c. en
seal electrnica, que actan sobre el elemento final de control.
Los controladores comparan la variable controlada (presin, nivel, temperatura)
con un valor deseado y ejercen una funcin correctiva de acuerdo con la desviacin.
La variable controlada la pueden recibir directamente, como controladores
locales o bien indirectamente en forma de seal neumtica, electrnica o digital,
procedente de un transmisor.
El elemento final de control recibe la seal del controlador y modifica el caudal
del fluido o agente de control. En el control neumtico, el elemento suele ser una
vlvula neumtica o un servomotor neumtico que efecta su carrera completa de
0.206 1.033 bares (3-15 psi). En el control electrnico de la vlvula o el servomotor
anteriores son accionados a travs de un convertidor de intensidad a presin (I/P) o
seal digital a presin que convierte la seal electrnica de 4 a 20 mA c.c. o digital a
neumtica 0.206 1.033 bares (3-15 psi). En el control elctrico el elemento suele ser
una vlvula motorizada que efecta su carrera completa accionada por un servomotor
elctrico.
Las seales neumticas (0.206 1.033 bares o 3-15 psi) y electrnicas (4-20
mA c.c.) permiten el intercambio entre instrumentos de la planta. No ocurre as en
instrumentos de seal de salida digital (transmisores, controladores) donde las seales
son propias de cada suministrador. No obstante, existe el propsito de normalizacin,
en particular en los sistemas de control distribuido, por parte de firmas de instrumentos
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de control (Bailey, Foxboro, Honeywell, Rosemount, entre otros) que estudian un
lenguaje o protocolo de comunicaciones. El MAP (Manufacturing Automation Protocol)
desarrollado inicialmente en 1970 para la automatizacin de una fbrica de automviles
de General Motors, permitir el intercambio de equipos digitales de distintos
fabricantes.
o En funcin de la variable de proceso.
De acuerdo con la variable del proceso, los instrumentos se dividen en
instrumentos de caudal, nivel, presin, temperatura, densidad y peso especifico,
humedad y punto de roco, viscosidad, posicin, velocidad, pH, conductividad,
frecuencia, fuerza, turbidez, etc.
Esta clasificacin corresponde especficamente al tipo de las seales medidas
siendo independiente del sistema empleado en la conversin de la seal de proceso.
De este modo, un transmisor neumtico de temperatura del tipo de bulbo y capilar, es
un instrumento de temperatura a pesar de que la medida se efecta convirtiendo las
variaciones de presin del fluido que llena el bulbo y el capilar; el aparato receptor de la
seal neumtica del transmisor anterior es un instrumento de temperatura, si bien, al
ser receptor neumtico lo podramos considerar instrumento de presin, caudal, nivel o
cualquier otra variable, segn fuera la seal medida por el transmisor correspondiente;
un registrador potenciomtrico puede ser un instrumento de temperatura, de
conductividad o de velocidad, segn sean las seales medidas por los elementos
primarios de termopar, electrodos o dnamo.
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Asimismo, esta clasificacin es independiente del nmero y tipo de
transductores existentes entre el elemento primario y el instrumento final. As ocurre en
un transmisor electrnico de nivel de 4-20 mA c.c., un convertidor intensidad-presin
(I/P) que transforma la seal de 4-20 mA c.c. a neumtica de 0.206 1.033 bares y la
vlvula neumtica de control; todos estos instrumentos se consideran de nivel.
En cuanto a la designacin del instrumento, se utiliza en el lenguaje comn las
dos clasificaciones expuestas anteriormente. De este modo se consideran instrumentos
tales como transmisores ciegos de presin, controladores registradores de
temperatura, receptores indicadores de nivel, receptores controladores registradores de
caudal, etc.
Instrumentos Evaluados.
Placa Orificio.
o Generalidades.
Una placa orificio es empleada para medir fluidos y es uno de los dispositivos de
medicin ms antiguos, diseados originalmente para usarse en gases. Sin embargo,
se ha aplicado ampliamente y con gran xito para medir el gasto de agua en tuberas.
Utiliza el principio de Bernoulli, el cual dice que hay una relacin entre la presin
y la velocidad del fluido. Cuando la velocidad se aumenta, la presin decrece y
viceversa.
Bsicamente este dispositivo est formado por un plato delgado con un agujero
en el centro. Usualmente se coloca en una tubera por donde fluye alguna sustancia, la
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cual tiene cierta velocidad y cierta presin. Cuando el fluido atraviesa el orificio, est
siendo forzado a converger a travs del mismo. El punto de mxima convergencia
ocurre en la llamada vena contracta. A medida que el fluido atraviesa la placa orificio
las condiciones de velocidad y presin cambian. Midiendo esta diferencia que se
establece entre el rea de la vena contracta y el rea normal de la tubera, las ratas de
flujo volumtrico y msico se pueden obtener empleando la ecuacin de Bernoulli.
En 1991, se reunieron ingenieros de muchos pases para establecer las
caractersticas geomtricas, reglas para la instalacin y operacin de este dispositivo.
Como resultado se obtuvo una norma internacional valida en todo el mundo, esta
norma es la Norma ISO 5167-1.
o Componentes
Los componentes que integran este equipo de medicin se dividen en elementos
primarios y en elementos secundarios.
o Elemento primarios.
Se encuentran dentro de la tubera, se integran por el orificio y la placa de
orificio, que consiste en una placa delgada y plana (de 3.175mm o 1/8 a 9.525mm o
3/8 de espesor) con una perforacin circular que guarda diferentes posiciones en
relacin con el centro de la tubera, esta posicin puede ser concntrica, excntrica o
segmentada.
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o Elementos secundarios.
Se encuentran fuera de la tubera, son dispositivos para medir la presin en la
tubera, esta operacin se realiza con las tomas de presin.
La funcin de los elementos primarios es generar la presin diferencial, mientras
que la de los elementos secundarios es medir y registrar esta presin diferencial.
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o Modo de operar.
Es importante comprender que en cualquier tubera por la cual circula un fluido,
la presin aumenta cuando la velocidad disminuye y la presin disminuye cuando la
velocidad aumenta.
Figura 2. Funcionamiento de la Placa orificio. Fuente: (Serie autodidctica de medicin agua, Instituto Mexicano de tecnologa del
agua)
En la figura (2) se muestra un corte transversal del dispositivo de medicin. El
principio de la placa orificio es que origina un aumento de velocidad y por lo tanto la
presin disminuye.
Suponiendo que el fluido circula por una tubera normal de acero sin que nada la
detenga, en este caso la velocidad de un punto de la tubera a otro no cambia. Pero la
placa de orificio (punto C) insertada en la tubera origina que el fluido choque con la
placa y disminuya su velocidad.
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Debido a la reduccin de la velocidad, la presin justo antes del orificio (punto B)
es un poco mayor que la presin de operacin en la lnea de conduccin aguas arriba
(punto A).
Al pasar el fluido por el orificio, para compensar la disminucin del rea, la
velocidad aumenta y la presin disminuye, llegando a su menor valor cuando la
velocidad es mxima.
Aguas abajo de este punto, el flujo se dispersa, disminuye la velocidad y se
presenta un aumento de la presin en el punto D.
Despus de la placa, la velocidad se recupera porque el agua circula en toda la
tubera (punto E).
Se le llamar h1 a la presin aguas arriba de la placa de orificio, mientras que la
presin aguas abajo se le llamar h2. La diferencia entre ambas (h1-h2) se conoce
como la presin diferencial, la cual simbolizaremos por h.
Para medir esta presin diferencial se debe colocar una toma antes y despus
de la placa.
Las tomas de presin se pueden ubicar en diferentes posiciones. A continuacin
se muestra su ubicacin.
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Tomas en la brida (flange taps). Es bastante utilizada porque su instalacin es
cmoda ya que las tomas estn taladradas en las bridas que soportan la placa y
situadas a 25,4mm (1) de distancia de la misma.
Tomas en la vena contrada (vena contracta taps). La toma posterior est
situada en un punto donde la vena alcanza su dimetro ms pequeo, lo cual depende
de la razn de dimetros y se presenta aproximadamente a dimetro de la tubera.
(La toma anterior se sita a 1 dimetro de la tubera).
o Clculo del flujo.
La medicin del flujo se determina conociendo las caractersticas geomtricas
del dispositivo, la presin diferencial y la densidad del fluido.
Si se tiene un dimetro d y una tubera con un dimetro D, es necesario
determinar el coeficiente () que viene dado por d/D. Este valor se conoce como la
relacin de dimetros.
Al combinar las ecuaciones hidrulicas que son el teorema de Bernoulli y la
ecuacin de continuidad se forma la ecuacin para calcular el flujo.
hdCdQ 2
412
4=
El coeficiente de descarga Cd es un valor de ajuste que compensa la
distribucin de velocidad y las prdidas de carga menores que no fueron tomadas en
cuenta al obtener la ecuacin del flujo, su valor se determina para cada dispositivo,
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dependiendo de la colocacin de las tomas de presin y del nmero de Reynolds del
fluido (Re).
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Medidor Coriolis.
Los medidores de flujo tipo coriolis son relativamente nuevos comparados con
otros medidores de flujo y no se utilizaron en la industria hasta los aos 80. Los
medidores coriolis estn disponibles en un nmero de diferentes diseos. Una de las
configuraciones ms populares consiste de uno o dos tubos en forma de U o en forma
de omega , que poseen una entrada de un lado y una salida en el otro encerrada en
una carcasa donde se encuentra un sensor conectado a una unidad electrnica.
El efecto Coriolis fue identificado por primera vez en el ao 1835, refirindose a
la deflexin relativa de un objeto que se mueve por encima de la superficie de la tierra.
Por ejemplo un misil que es lanzado en lnea recta, en sentido norte-sur o sur norte,
desde un punto cualquiera, no caer en un punto de esa misma recta, es decir que el
desplazamiento del misil se dar en forma curva debido a la fuerza ejercida por el
movimiento de rotacin de la tierra.
Esta fuerza tambin puede ser producida en un tubo vibratorio. Cuando un fluido
se mueve a travs de estos tubos vibratorios, la vibracin de estos tubos es de forma
perpendicular a la direccin del flujo, de esta forma, la fuerza de Coriolis causar una
ligera torsin en los mismos, como se muestra en la (fig.3). El grado de torsin es
directamente proporcional a la rata de flujo del fluido.
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Figura 3. Funcionamiento del medidor coriolis. Fuente: http://www.efunda.com/designstandards/sensors/flowmeters/flowmeter_cor.cfm
Los fabricantes de los medidores tipo Coriolis utilizan varias tcnicas para
monitorear la magnitud de la torsin de los tubos, y as procesar las seales medidas y
transformarlas en informacin de medicin utilizable.
En adicin a la medicin de la fuerza Coriolis, la mayora de los medidores son
capaces de utilizar la frecuencia de vibracin de los tubos para medir la densidad, dado
a que la densidad est relacionada con la frecuencia.
El diseo de los tubos de estos medidores, define la potencial precisin del
transductor. En particular, el diseo define la sensibilidad, repetitividad y lineabilidad de
la frecuencia relacionada con la densidad. Tambin define la sensibilidad del
transductor hacia efectos secundarios como temperatura, presin, flujo y viscosidad.
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As como en todos los medidores de densidad por vibracin, la metodologa de
manufacturacin para el factor calibracin, es muy importante ya que este va a
determinar el desempeo del medidor en el campo. Cabe destacar, que los efectos de
la frecuencia o densidad no necesariamente causan un efecto sobre la fuerza de
Coriolis o al flujo msico, pero la densidad causa un efecto en el volumen medido por el
Coriolis.
Entre las partes que conforman un medidor Coriolis podemos mencionar las
siguientes.
Figura 4. Caractersticas de un coriolis Micro Motion. Fuente: CD suministrado en las Jornadas de tecnologa coriolis Micro Motion
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Caractersticas de los Coriolis Micro Motion.
Aplicable para Lquidos y Gases Precisin de hasta 0,05% del flujo para lquidos y 0,35% para gases. Salidas 4-20mA, Pulsos, Device Net, Profibus, FF No tiene partes mviles, robusto y no requiere de frecuentes calibraciones Medicin directa de masa, densidad y temperatura La medicin no se ve afectada por cambios en propiedades del fluido (densidad,
viscosidad), ni por cambios en condiciones de proceso (presin, temperatura).
No requiere lneas rectas para acondicionar el fluido. Es multifludo sin necesidad de re-calibracin. Es bidireccional.
Aplicaciones tpicas de Coriolis.
Transferencia de custodia de Lquidos y Gases Fiscalizacin Balances de masa Mediciones de materias primas costosas Aplicaciones difciles: fluidos sucios, corrosivos, con propiedades cambiantes,
altamente viscosos
Donde se requiere alta rangoabilidad.
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Cdigo de identificacin de los instrumentos.
Para designar y representar los instrumentos de medicin y control se emplean
normas muy variadas que a veces varan de industria en industria. Esta gran variedad
de normas y sistemas utilizados en las organizaciones industriales indica la necesidad
universal de una normalizacin en este campo. Varias sociedades han dirigido sus
esfuerzos en este sentido, y entre ellas se encuentra como una de las mas importantes
la Sociedad de Instrumentos de los Estados Unidos, ISA (Instrument Society of
America) cuyas normas tiene por objeto establecer sistemas de designacin (cdigos y
smbolos) de aplicacin a las industrias qumicas, petroqumicas, aire acondicionado,
entre otras.
2.3.2 Sistema de Control Distribuido.
Definicin. El sistema de control distribuido (SCD) se refiere a un sistema de control
usualmente de un sistema de manufactura o de proceso o cualquier tipo de sistema
dinmico, en el cual los elementos de control no estn centralizados (como el cerebro),
sino que estn distribuidos a lo largo de todo el sistema, con cada componente bajo el
control de uno o varios controladores. Todo el sistema debe estar conectado a una red
y as garantizar la comunicacin y el monitoreo.
Los sistemas de control distribuidos son utilizados en la industria elctrica, en
aplicaciones de la ingeniera civil y de computacin para monitorear y controlar equipos
con o sin intervencin humana. Tambin son utilizados en la ingeniera de procesos
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para controlar procesos qumicos, en los cuales se destacan las variables de presin,
temperatura, medicin de nivel, concentracin, flujo, etc.
Un sistema de control distribuido tpicamente utiliza computadores (usualmente
con procesadores diseados especialmente) como controladores y usa tanto
interconexiones apropiadas como protocolos de comunicacin. Tambin conforman al
Sistema de Control Distribuido los mdulos de entrada y de salida. El procesador (que
forma parte del controlador) recibe informacin de los mdulos de entrada y la enva a
los mdulos de salida. Los mdulos de entrada reciben informacin desde los
instrumentos de entrada en el proceso y los mdulos de salida transmiten a los
instrumentos de salida en el campo.
El sistema de control distribuido es un trmino muy amplio, que describe
soluciones a lo largo de una variedad de industrias, incluyendo:
Plantas de generacin de energa elctrica. Sistemas de control ambiental. Seales de trfico. Refineras y plantas qumicas. Fabricacin farmacutica. Redes de sensores.
TDC3000 (Honeywell).
El TDC3000 es el sistema de control distribuido empleado en la planta de
polietileno de alta densidad de POLINTER. Este sistema de control se utiliza para el
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manejo de la planta y est ubicado en la sala de control de la misma. El TDC 3000, se
puede describir como se muestra a continuacin.
La arquitectura del TDC3000 posee una interfase hombre-mquina (Consola) de
alta resolucin que manejan ambiente X-Windows y plataforma de Unix (Las Us, las
primeras consolas de este tipo en Venezuela), lo que permite una integracin de los
sistemas de informacin a la red de Polinter, Lnea de Alta.
Est conformado por los siguientes mdulos:
LOCAL CONTROL NETWORK (LCN) RED DE CONTROL LOCAL.
Esta red es la que transporta todos los datos del sistema TDC-3000. Este
sistema es redundante, ya que utiliza dos canales de comunicacin (Canal A y B), que
consiste en un par de cables coaxiales garantizados y aprobados por Honeywell, con el
fin de aumentar la confiabilidad del sistema.
ESTACIN UNIVERSAL TDC-3000
La estacin universal del TDC-3000, conforma la interfaz Hombre-Mquina que
soporta la ejecucin y control de todas sus funciones. La Estacin Universal (US), es
uno de los mdulos del local control Network (LCN), posee todas las facilidades de una
ventana universal al proceso y al sistema para el Operador y el Ingeniero de Proceso,
as como para el Tcnico de Mantenimiento.
Las estaciones universales (US) pueden ser agrupadas fsica y lgicamente para
crear consola de operacin, hasta diez (10) consolas por red.
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En la arquitectura del TDC-3000 (POLINTER, LINEA DE ALTA) existe una
consola con seis (6) estaciones universales donde tres (3) de ellas son UxS.
Para el Operador de proceso, la Estacin Universal provee una ventana
universal para monitorear y manipular al proceso y el sistema, as como para buscar la
data histrica.
CARACTERSTICAS DEL FUNCIONAMIENTO DE LA ESTACIN UNIVERSAL:
Monitoreo y manipulacin de procesos discontinuos y continuos o porciones de un proceso.
Manejo del proceso, secuencias y alarmas del sistema, as como los mensajes al operador.
Muestra e imprime las tendencias del proceso. Muestra e imprime reportes libres, journals y log. Muestra e imprime las alarmas del proceso, tanto en tiempo real como
histricas, as como tambin es el medio para reconocerla.
Monitorea y cambia el estatus de los otros mdulos conectados a la LCN, as como los elementos conectados al proceso.
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MDULO DE HISTORIA
El mdulo de historia, es otro de los mdulos conectados a la red LCN. El
funcionamiento es automtico y transparente para el OPERADOR, puede
comunicarse con los equipos de monitoreo y control conectados al proceso en la
UCN.
En el TDC-3000 existen dos (2) mdulos de historia 41 y 51.
Modulo de Historia 41: Esta configurado para llevar historia contina del
proceso.
Modulo de Historia 51: En este mdulo se guardan las personalidades de cada uno de los mdulos y la base de datos del sistema.
El objetivo principal del mdulo de historia es el alzamiento masivo de
informacin, para toda la historia del proceso, los displays esquemticos y los
registros del sistema. Esta informacin puede ser mostrada en la Estacin
Universal o accesada por el mdulo de computacin.
VISTA OPERATIVA DEL PROCESO
La panormica que puede tener el Operador de Procesos se puede dividir en
diferentes partes segn se quiera un menor o mayor nivel de detalle del proceso.
El rea viene dada por representaciones en la pantalla que incluyen condiciones
de operacin y registros histricos de las unidades de proceso que conforman el rea
asignada a la consola, es decir una parte de la planta. Las unidades estn
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comprendidas dentro de estas reas, y son representaciones que incluyen condiciones
de operacin y registros o tendencias de unidades individuales de proceso.
Los grupos de operacin son representaciones que muestran valores y estados
de hasta 8 puntos (instrumentos), tendencias de esos puntos o informacin referida a
secuencias (programas) contenidos en los denominados mdulos del proceso. A travs
del Grupo de Operacin, el operador puede cambiar parmetros de operacin y modos
de control.
El detalle se refiere a aquellas representaciones que presentan los parmetros y
lmites de operacin de un determinado Tag. (Instrumento) o de un Programa de
secuencia. El operador puede cambiar ciertos parmetros de operacin y el ingeniero
de procesos otros parmetros y caractersticas.
Los Esquemticos o Representaciones del Proceso son definidos por el usuario,
estos despliegues pueden representar un rea entera o una unidad. Desde estos
Esquemticos se puede acudir a otros de igual o mayor nivel de detalle, o a una
representacin de grupo, etc.
Los Esquemticos se pueden construir de tal manera que el Operador pueda
manipular el proceso directamente desde l. Cualquier punto de control o programa
puede ser incluido en un Esquemtico y ser manejado desde ste.
Los despliegues de Grupos estn integrados por Grupos de hasta ocho (8) Puntos de
una Unidad o de Unidades distintas.
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La informacin que se da en un Grupo es suficiente para realizar la Operacin
normal del proceso.
2.3.3 Aspen Process Explorer. Infoplus21.
Definicin. El Infoplus21 es una plataforma tcnica que permite integrar la informacin
proveniente del Sistema de Control Distribuido de la Planta de Alta Densidad, a manera
de visualizar y supervisar de forma integrada el Proceso Productivo. Para el
funcionamiento de este sistema es necesaria la aplicacin del Aspen Process Explorer,
el cual permite el despliegue en pantalla de los esquemticos asociados al proceso de
produccin.
Infoplus21 permite establecer una interfaz entre el Sistema de Control
Distribuido y la Red Corporativa de Polinter, ofreciendo varias opciones para el
tratamiento de la data proveniente del proceso productivo de cada una de las tres
plantas que conforman a Polinter. Entre estas opciones se pueden mencionar:
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Visualizacin de Esquemticos.
Registro de Tendencias.
Registro de data histrica.
Registros estadsticos.
Interfaz con paquetes para el anlisis estadstico de data, tales como Visual
Basic y Excel.
Visualizacin de Esquemticos.
Los esquemticos son representaciones grficas de la planta, en los que se
pueden monitorear los parmetros de operacin de la misma, es decir: variables del
proceso, puntos de ajuste o set point, variables de salida, variables controladas, modos
de operacin, etc.
El grfico general muestra la distribucin de las tres plantas de Polinter
geogrficamente (fig.5) para iniciar a partir de sta, la visualizacin de los
esquemticos de la planta que desea monitorear.
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Figura 5. Visualizacin de esquemticos en Infoplus21. Fuente: (Programa Infoplus21 Aspen Process Explorer)
Grficos de Tendencias.
Los grficos de tendencias son otra de las opciones del Infoplus21. Por medio
de ellos y de la data histrica es posible ver el comportamiento de las variables del
proceso en el perodo de tiempo que se desee.
Infoplus21 tambin permite la exportacin de data hacia Excel, para tratar dicha
informacin utilizando este ltimo paquete, aumentando as las opciones de manejo de
la informacin proveniente de los procesos de produccin.
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2.3.4 Materias Primas.
Etileno. Definicin.
El etileno o eteno, CH2=CH2, peso molecular 28,05 g/mol, es el hidrocarburo
olefnico o insaturado ms sencillo. Es un gas incoloro e inflamable, con olor dbil y
agradable. Se usa mucho como materia prima en la industria qumica orgnica
sinttica.
La molcula es plana y est formada por cuatro enlaces simples C-H y un enlace
doble C=C, que le impide rotar excepto a altas temperaturas.
El etileno (99,9 % de pureza), es polimerizado bajo especficas condiciones de
temperatura y presin y con la presencia de un iniciador cataltico, generndose una
reaccin exotrmica.
Propiedades.
Constantes fisicoqumicas del etileno:
Punto de fusin -169,4 C
Punto de ebullicin -103, 8 C
Densidad y fase 1.178 Kg/m3 at 15 C, gas
Solubilidad del gas en el agua 25 ml/100 ml (0 C) 12 ml/100 ml (25 C)
Temperatura de auto ignicin en aire a 1atm. 490 C
Tabla 2. Propiedades fisicoqumicas del etileno
Fuente: http://www.textoscientificos.com/quimica/etileno
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Hidrgeno. Definicin.
El hidrgeno es el elemento qumico de nmero atmico 1 y smbolo H. A
temperatura ambiente se lo encuentra como hidrgeno diatmico, un gas inflamable,
incoloro e inodoro, y es el elemento qumico ms ligero y ms abundante del Universo.
El hidrgeno es el elemento qumico ms ligero, estando su istopo ms
abundante constituido por un nico par protn-electrn. En condiciones normales de
presin y temperatura forma el hidrgeno diatmico (H2). A muy alta presin, tal como
la que se produce en el ncleo de las estrellas gigantes de gas, las molculas mudan
su naturaleza y el hidrgeno se convierte en un lquido metlico (ver hidrgeno
metlico). A muy baja presin, como la del espacio, el hidrgeno tiende a existir en
tomos individuales, simplemente porque es muy baja la probabilidad de que se
combinen.
Propiedades fsicas
Estado de la materia: gas Punto de fusin: -259.125C Punto de ebullicin: -252.882C Entalpa de vaporizacin: 0,44936 kJ/mol Entalpa de fusin: 0,05868 kJ/mol
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2.3.5 Servicios Industriales.
Vapor de alta, media y baja presin. Definicin.
En trminos de ingeniera, el vapor se refiere a agua vaporizada. El vapor es un
gas invisible que tiene una temperatura de 100C a presin atmosfrica, y ocupa unas
1600 veces el volumen de agua lquida. El vapor, por supuesto, puede estar a mayores
temperaturas que la del punto de ebullicin del agua, este tipo de vapor es llamado
vapor sobrecalentado.
Usos y Aplicaciones.
En aplicaciones industriales el vapor es utilizado como depsito de energa, la
cual es introducida o extrada por transferencia de calor usualmente mediante tuberas.
Debido a esto es muy utilizado para el calentamiento de fluidos, reactores, etc. por
medio de intercambiadores de calor, chaquetas, serpentines, etc. Tambin es
importante mencionar la capacidad del vapor de condensarse, esto facilita su
transporte debido a que su volumen disminuye.
Agua. Generalidades.
El agua adems de su uso urbano, tiene una utilidad muy amplia en la industria.
El agua de servicio es utilizada como agua de enfriamiento, la cual se encarga de
absorber el calor generado por una planta. Esto usualmente ocurre en una torre de
enfriamiento.
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El agua de proceso, es agua desmineralizada y es utilizada dentro del proceso.
El agua desmineralizada se encuentra libre de minerales tales como: Sodio, Magnesio,
Potasio, etc. Que puedan interferir con el proceso de produccin.
Por supuesto el agua potable es la consumida por el ser humano dentro de la
industria, en sanitarios, comedores, entre otras instalaciones.
Gas combustible. Definicin.
Existe una variedad de gases combustibles. Dentro de los ms utilizados est el
gas natural.
El gas natural es una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en
yacimientos fsiles, solo o acompaando al petrleo o a los depsitos de carbn.
Aunque su composicin vara en funcin del yacimiento del que se extrae, est
compuesto principalmente por metano en cantidades que comnmente pueden superar
el 90 o 95%, y suele contener otros gases como nitrgeno, etano, CO2, H S2 , butano,
propano, mercaptanos y trazas de hidrocarburos ms pesados.
Composicin.
Componente Composicin (%) Metano (CH4) 70-90
Etano (C2H6) 5-15
Propano (C3H8) y Butano (C4H10) < 5
CO2, N2, H2S, etc. balance
Tabla 3. Composicin del gas natural
Fuente: (www.wikipedia.org/naturalgas)
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Propiedades.
Propiedades
Densidad y fase 0.717 kg/m3, gas
Punto de fusin 182.5C (90.6 K) a 1 atm
Punto de ebullicin 161.6C (111.55 K)
Punto triple 90.7 K, 0.117 bares
Tabla 4. Propiedades del gas natural (Metano)
Fuente: (www.wikipedia.org/naturalgas)
Usos y Aplicaciones.
En el comercio y en la industria, el gas natural puede se utilizar dentro de
cualquier proceso de generacin de calor o fro, en la cogeneracin de energa trmica
y elctrica, en la generacin de electricidad y en la generacin de vapor de alta, media
y baja presin a travs de calderas.
La combustin del gas natural permite regular mejor la temperatura de las
cmaras de combustin de una extensa gama de equipos y aplicarla directamente al
tratamiento de mltiples productos.
Como combustible, el gas natural se utiliza en los sectores industriales que
necesitan energa trmica limpia, eficaz y econmica: hornos, fundiciones, tratamientos
trmicos, cubas de galvanizado y calefaccin de grandes locales (polideportivos y
naves industriales o comerciales).
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Nitrgeno. Generalidades.
El nitrgeno es un gas poco reactivo que constituye el 70% del aire
aproximadamente. Es utilizado principalmente para la obtencin de amonaco e
importantes compuestos como el nitrato de potasio y nitrato de amonio fertilizante.
Tambin se utiliza como medio de transporte en procesos qumicos debido a que es un
gas inerte.
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Captulo III: Marco Metodolgico.
3.1 Tipo de Investigacin.
Acorde con Arias (2006 pg. 48) la presente investigacin es de tipo descriptiva,
ya que se basa en la caracterizacin de un hecho o fenmeno con el fin de establecer
su estructura o comportamiento.
De acuerdo a la informacin que proporciona Tamayo y Tamayo (2006 pg. 46),
este tipo de investigacin comprende la descripcin, registro, anlisis e interpretacin
de la naturaleza actual y la composicin o procesos de los fenmenos. El enfoque se
hace sobre conclusiones dominantes o sobre cmo una persona, grupo o cosa se
conduce o funciona en el presente. Esta evaluacin es el resultado de estudiar las
caractersticas de situaciones existentes, plantear objetivos, describir, analizar e
interpretar dichas situaciones que generen soluciones a la problemtica planteada,
segn explica Hernndez, Fernndez y Baptista (1991 pg. 193).
Partiendo de la opinin de stos autores, esta investigacin se cataloga como
descriptiva porque se enfoca en la evaluacin del Sistema de Medi