bases de diseño

TABLA DE CONTENIDOS

1.0 PROPOSITO..................................................................................................................................... 7

2.0 ALCANCE........................................................................................................................................ 7

3.0 ANTECEDENTES............................................................................................................................. 8

4.0 DEFINICIONES GENERALES PARA EL DESARROLLO DE LOS TRABAJOS............................8

4.1. FORMATOS E IDIOMA DE LOS ENTREGABLES..........................................................................9

4.2. CODIGOS, NORMAS, ESTANDARES............................................................................................9

4.3. SISTEMA DE UNIDADES DE MEDIDA.........................................................................................12

4.4. CONDICIONES DEL SITIO............................................................................................................13

4.4.1. Ubicación................................................................................................................................ 13

4.4.2. Características Del Sitio........................................................................................................13

5.0 DOCUMENTOS DE REFERENCIA................................................................................................16

6.0 LIMITE DE BATERIA.....................................................................................................................16

7.0 PROCESOS.................................................................................................................................... 17

7.1. CONDICIONES DE PROCESOS...................................................................................................17

7.1.1. Punto de Interconexión con la Planta de Fraccionamiento de Pisco................................17

7.1.2. Punto de Inicio del Ducto (Inicio de Línea de Transferencia)............................................17

7.1.3. Punto de Final del Ducto (Final de Línea de Transferencia)..............................................17

7.2. CONSIDERACIONES DE DISEÑO................................................................................................17

7.3. CARACTERISTICAS DEL FLUIDO...............................................................................................18

7.4. METODOLOGIA DE ANALISIS.....................................................................................................20

7.4.1. Caracterización del fluido.....................................................................................................20

7.4.2. Especificación de tubería......................................................................................................20

7.5. DETERMINACION DE ESCENARIOS...........................................................................................20

8.0 MECANICA..................................................................................................................................... 21

8.1. EQUIPOS........................................................................................................................................ 21

8.1.1. Recipientes............................................................................................................................. 21

8.1.2. Presión de diseño para recipientes a presión.....................................................................21

8.1.3. Presión de diseño para sistemas completos......................................................................21

8.1.4. Sobre-espesor por corrosión (CA).......................................................................................21

8.2. TEMPERATURA DE DISEÑO........................................................................................................22

8.2.1. Bombas................................................................................................................................... 22

8.3. PROTECCIÓN DE SUPERFICIES.................................................................................................23

8.4. AÑOS DE SERVICIO DE UNA UNIDAD........................................................................................23

8.5. OTROS........................................................................................................................................... 23

8.5.1. Dispositivos de izaje..............................................................................................................23

8.5.2. Niveles de ruido..................................................................................................................... 23

8.5.3. Guardas de seguridad...........................................................................................................23

9.0 TUBERÍAS...................................................................................................................................... 24

9.1. GENERALIDADES......................................................................................................................... 24

9.1.1. Facilidad de operación..........................................................................................................24

9.1.2. Accesibilidad para mantenimiento.......................................................................................24

9.2. DISEÑO DE TUBERÍAS................................................................................................................. 24

9.2.1. Requerimientos especiales de proceso...............................................................................24

9.2.2. Minimizar los extremos.........................................................................................................24

9.2.3. Separaciones para expansión térmica.................................................................................24

9.2.4. Espacios................................................................................................................................. 25

9.3. CÓDIGO ASME B31.3 Y B31.4......................................................................................................25

9.4. BASES PARA DISEÑO DE TUBERÍA...........................................................................................25

9.4.1. Anclajes para tubería.............................................................................................................25

9.4.2. Soporte para tubería enterrada............................................................................................25

9.5. MATERIALES................................................................................................................................. 25

10.0 INSTRUMENTACION..................................................................................................................... 26

10.1. BASES DE DISEÑO PARA ESPECIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS.....................................26

10.1.1. Encerramiento de Instrumentos.......................................................................................26

10.1.2. Utilidades Disponibles.......................................................................................................26

10.1.3. Transmisión de Señales....................................................................................................26

10.1.4. Requerimientos Generales de Instrumentos...................................................................27

10.2. BASES DE DISEÑO PARA ESPECIFICACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL.......................28

10.2.1. Sistema de Control.............................................................................................................28

10.2.2. Sistema de Medición de Caudal........................................................................................30

10.2.3. Sistema de Detección de fugas en ducto de transporte.................................................30

10.2.4. Sistema de Comunicaciones.............................................................................................31

10.3. CABLEADO Y CANALIZACIONES............................................................................................33

11.0 ELECTRICIDAD............................................................................................................................. 34

11.1. CLASIFICACIÓN DE ÁREAS.....................................................................................................34

11.2. TIPO DE SUMINISTRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA..................................................................34

11.2.1. Nivel de tensión y tipo de Sistema...................................................................................34

11.2.2. Condiciones de Operación del Sistema...........................................................................36

11.2.3. Factor de Potencia.............................................................................................................37

11.3. SISTEMA DE EMERGENCIA.....................................................................................................37

11.4. PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Y SOBRETENSIONES.................38

11.5. ILUMINACIÓN............................................................................................................................ 38

11.6. EQUIPOS.................................................................................................................................... 39

11.6.1. Equipos de Maniobra en Baja Tensión.............................................................................39

11.6.2. Transformador de Distribución 480/230-120 V................................................................40

11.6.3. Sistema de Respaldo (UPS) y Baterías............................................................................41

11.6.4. Motores Eléctricos.............................................................................................................41

11.7. CANALIZACIONES, BANDEJAS PORTACABLES Y PUNTOS DE HALADO.........................41

11.8. CONDUCTORES........................................................................................................................ 42

12.0 CIVIL............................................................................................................................................... 44

12.1. DERECHO DE VÍA (DDV)...........................................................................................................45

12.2. CRUCES ESPECIALES..............................................................................................................45

12.2.1. Cruce de caminos públicos...............................................................................................45

12.2.2. Cruce de cursos naturales de agua..................................................................................46

12.2.3. Cruce de otras estructuras................................................................................................46

12.3. ESPECIFICACIONES DE DISEÑO............................................................................................47

12.3.1. Movimiento de Tierra.........................................................................................................47

12.3.2. Nivelación de Terrenos......................................................................................................47

12.3.3. Drenaje Pluvial...................................................................................................................47

12.3.4. Estructuras......................................................................................................................... 49

12.4. BASES DE DISEÑO...................................................................................................................51

12.4.1. Generalidades.................................................................................................................... 51

12.4.2. Combinaciones de Carga..................................................................................................51

12.4.3. Deflexiones......................................................................................................................... 54

12.5. CIMENTACIONES...................................................................................................................... 55

12.5.1. Estabilidad.......................................................................................................................... 55

12.5.2. Presiones............................................................................................................................ 55

12.6. ELEMENTOS SUJETOS A CARGAS DE EQUIPO VIBRATORIO............................................55

12.7. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN.........................................................................................56

12.7.1. Acero Estructural...............................................................................................................56

12.7.2. Concreto............................................................................................................................. 57

12.7.3. Pernos de Anclaje..............................................................................................................57

12.7.4. Grout................................................................................................................................... 58

12.7.5. Acero de Refuerzo..............................................................................................................58

1.0 PROPOSITO

El presente documento tiene como objetivo establecer las bases y criterios de diseño con las cuales se desarrollará el proyecto denominado “INGENIERÍA CONCEPTUAL AVANZADA DEL POLIDUCTO PISCO - LURIN” para EL CLIENTE S.A. E.S.P.

Debido a que aún se desconocen los parámetros de proceso (presión, temperatura, características y composición del GLP) con el cual Pluspetrol entregará el GLP a la Sociedad Concesionaria, en este documento se asumen dichos parámetros con base a la experiencia de El Consultor en proyectos pasados, la consideración de las condiciones más críticas posibles e información secundaria consultada.

2.0 ALCANCE

Este documento contempla la definición de las bases y criterios de diseño de la ingeniería conceptual para el proyecto enunciado en el objeto, basados en las normas, buenas prácticas y directrices aplicables para los siguientes componentes del proyecto:

Punto de Interconexión: Tie-in con las instalaciones existentes de la Planta de Fraccionamiento de Pisco. La definición de la presión, temperatura, características y composición del GLP de entrega y así como la ubicación de dicho punto será dado por Pluspetrol, este punto de conexión requerirá de un tramo de tubería para el ingreso del fluido al Sistema de Bombeo y Medición.

Sistema de Bombeo y Medición: Este sistema se encargará de recibir el GLP para que la estación del bombeo aumente la presión de tal manera que pueda transferir el fluido a través de la tubería. En este sistema también se realiza la medición de transferencia de custodia, Adicionalmente, se contemplará una trampa de despacho para el envío de raspadores.

Punto de Inicio del Ducto: Este es el punto inicial de diseño de la línea de transporte, es necesario indicar que las condiciones de proceso serán las mismas que en la descarga de la bomba de transferencia.

Línea de Transporte 01: Esta conformado por un sistema de tuberías, en la cual se colocaran válvulas de seccionamiento de acuerdo a la norma ASME B31.4.

Sistema de Bombeo Intermedio: El sistema estará conformado por tanques de almacenamiento, trampa de recepción y envío y una estación de re-bombeo, en caso de requerirse. (La necesidad de un sistema de bombeo intermedio dependerá de la evaluación de la simulación hidráulica).

Línea de Transporte 02: De igual manera a la línea de transporte 01, este sistema está conformado por un sistema de tuberías, en el cual se colocaran válvulas de seccionamiento de acuerdo a la norma ASME B31.4 y el alcance de la línea de transporte en Pucusana se considera hasta la brida de salida de la trampa de recibo.

Punto Final del Ducto: Este punto determina el final de la línea de transporte a diseñarse, en este punto se hará la interconexión con la Planta de Almacenamiento y Despacho.

Este documento excluye los siguientes componentes:

Modificación y/o intervención en la Planta de Fraccionamiento de Pluspetrol en Pisco

Planta de Almacenamiento y Despacho en Pucusana: El sistema estará conformado por tanques de almacenamiento, sistema de bombeo para despacho e islas de despacho a cisternas. El diseño y dimensionamiento de éste sistema estará a cargo de un tercero.

Para mayor detalle del los limites de batería, sistemas y nodos, ver Anexo N°1.

3.0 ANTECEDENTES

El Estado Peruano, actuando a través del Ministerio de Energía y Minas, otorgará en concesión el diseño, financiamiento, construcción, operación y mantenimiento del proyecto “Sistema de Abastecimiento de GLP para Lima y Callao”, la Adjudicación de la Buena Pro será otorgada a una persona jurídica o a un Consorcio.

La Concesión del Sistema de Abastecimiento de GLP comprenderá el diseño, construcción, operación y mantenimiento de un Sistema de Transporte de GLP por ductos desde una Estación de Bombeo a ser ubicada en las cercanías de la planta de fraccionamiento operada por Pluspetrol en la provincia de Pisco, departamento de Ica, hasta una Planta de Almacenamiento y Despacho de GLP, que estará ubicado Pucusana, provincia y departamento de Lima.

Se ha decidido participar del Concurso Público Internacional en la Modalidad de Proyecto Integral, con la finalidad de ser seleccionado como Adjudicatario, por tal razón tiene la necesidad de desarrollar una Ingeniería Conceptual para el pre-diseño y dimensionamiento del Sistema de Transporte de GLP, con la finalidad de estimar costos de inversión requeridos a incluir dentro de su propuesta.

4.0 DEFINICIONES GENERALES PARA EL DESARROLLO DE LOS TRABAJOS

Tabla N°1. Identificación del ProyectoTabla N°2. Etapas del Proyecto

ETAPAS DEL PROYECTO(Indique con una X la

selección)Ingeniería Conceptual X

Ingeniería Básica

Ingeniería de Detalle

Construcción

Montaje

Tabla N°3. Especialidades requeridas para el desarrollo de los trabajos

ESPECIALIDADES REQUERIDAS

(Indique con una X la selección)

ESPECIALIDADES REQUERIDAS

(Indique con una X la selección)

Proceso (P) X Ambiental

Mecánica (M) X Eléctrica (E) X

Tubería (L) X Instrumentación (I) X

Civil (C) X Otro (detallar):

4.1. FORMATOS E IDIOMA DE LOS ENTREGABLES

Todos los planos y documentos de la Ingeniería deben ser escritos en castellano.

Las especificaciones, hojas de datos y requisiciones que se requieran para compras en el exterior serán elaborados en inglés.

4.2. CODIGOS, NORMAS, ESTANDARES

Las normas, códigos y especificaciones que se soliciten, deberán tener la última revisión vigente. En caso de presentarse alguna discrepancia con las normas, se trabajará con las más exigentes. Normas equivalentes, u otras Normas adicionales también se podrán aplicar, previa aprobación de EL CLIENTE siempre y cuando sean similares o más exigentes.

PROCESOS

Decreto Supremo N°081-2007-EM “Reglamento de Transporte de Hidrocarburos por Ductos”

Decreto Supremo N°027-94-EM “Reglamento de Seguridad para Instalaciones y Transportes de Gas Licuado de Petróleo”

Decreto Supremo Nº 043-2007-EM “Reglamento de Seguridad para Actividades de Hidrocarburos”.

Decreto Supremo Nº 052-93-EM “Reglamento de Seguridad para Almacenamiento de Hidrocarburos”

Norma Técnica Peruana NTP 321.007 2002

NFPA 58 “Liquefied Petroleum Gas Code”

ASME B31.4-2002, “Pipeline transportation system for liquid hydrocarbons and other liquids”.

ASME B16.5-2003, “Pipe flanges and flanged fittings”.

API RP 14E, “Recommended practice for design and installation of offshore production platform piping systems”.

MECANICA/TUBERIA

API 610 / ISO 13709, “Centrifugal pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural gas industries”.

API 682 / ISO 21049, “Shaft sealing systems for Centrifugal and rotary pumps”.

ASME Sección VIII, Div1, 2010, “Rules for construction of Pressure Vessels”.

ASME B16.5, “Pipe flanges and Flanged fittings”.

ASME B16.9, “Pipe fittings”.

ASME B16.11, “Forged Steel fittings, Socket-welding and Threaded”.

UL 142, “Aboveground Flammable liquid tanks”.

AWS D1.1, “Structural Welding Code Steel”.

SSPC, “Steel Structures Painting Council”.

CIVIL

ASCE 7: Minimum Design Load for Buildings and other Structures. (American Society of Civil Engineers).

AASHTO-GD-2: Política de diseño Geométrico de Carreteras Rurales. (American Association of State Highway and Transportation Officials).

ACI-318: Building Code Requirements for Structural Concrete (American Concrete Institute).

AISC:

o Specification for Structural Steel Buildings – Allowable Stress Design and Plastic Design

o Specification for Structural Steel Buildings – Load and Resistance Factor Design

o Steel Construction Manual - 2005 - 13th edition.

AISC 325: Detailing for Steel Construction (American Institute of Steel Construction, Inc.)..

AWS D1.1 (American Welding Society)

o Structural Welding Code Steelo D1 Structural Welding Committee

ASTM: American Society for Testing and Materials (Todos los estándares aplicables según se estipulen en el presente Criterio de Diseño)

EG-2000 (MTC) Especificaciones Técnicas Generales para construcción de carreteras.

AASTHO 93: AASHTO Guide for the Design of Pavement Structures

Manual de diseño de carreteras no pavimentadas (MDNPBVT)

Manual de Diseño Geométrico de Carreteras DG-2001 (MTC).

Reglamento Nacional de Edificaciones – RNE

o Norma Técnica E.020 – Cargas o Norma Técnica E.030 – Diseño sismorresistente o Norma Técnica E.050 – Suelos y cimentacioneso Norma Técnica E.060 – Concreto armadoo Norma Técnica E.070 – Albañileríao Norma Técnica E.090 – Estructuras metálicas

ELÉCTRICA/INSTRUMENTACION

Código Nacional de Electricidad

NFPA 70: National Electrical Code

IEC 60 071-1 Insulation co-ordination for equipment in three phase systems above 1KV

ISA: Instrumentation Society of America

Otros códigos y estándares no específicamente mencionados en el texto podrán ser utilizados para información general.

En caso de discrepancia entre los códigos, normas, leyes y decretos, prevalecerá lo que brinde mayor seguridad.

Todo el desarrollo del proyecto se efectuará de acuerdo con las ediciones vigentes de las secciones aplicables de los códigos, normas, estándares y documentos establecidos a la fecha de iniciación de los trabajos del contrato entre el Cliente e EL CONSULTOR.

4.3. SISTEMA DE UNIDADES DE MEDIDA

En la siguiente tablas de “Sistema de Unidades de Medida” se muestra el compendio de las unidades seleccionadas para la ejecución del proyecto junto con las excepciones que van a ser utilizadas de acuerdo con las necesidades o solicitudes particulares del Cliente.

Tabla N°4. Unidades de Medición del Proyecto

NOMBRE DE VARIABLE UNIDADES DEL PROYECTOAceleración m/s2

Área m2, ft2

Calor BTU

Calor de Combustión BTU/lb

Calor Específico BTU/(lb.ºF)

Coeficiente de Transferencia de Calor BTU/(ft2.oF)

Corriente Eléctrica A, kA,mA

Densidad lb/ft3

Energía, Trabajo BTU

Flujo Másico lb/h

Flujo Molar lbmol/h

Flujo Volumétrico kBPD, gpm

Frecuencia Eléctrica Hz, kHz, MHz

Fuerza N, kN, MN

Intensidad del Sonido dB

Longitud mm, cm, m, km, inch (pulg)

Masa lb, t (tonne)

Momento kNm, Ncm

Momento de Inercia cm4, mm4 ,m4

Potencia Eléctrica hp, W, kW, MW

Presión (absoluta) psia

Presión (diferencial) psi

Presión (manométrica) psig

Temperatura ºF

Temperatura Diferencial ºF

Tensión Superficial dyne/cm

Tiempo s, min, h, d

Velocidad ft/s, m/s, km/h

Viscosidad, Cinemática centiStoke – cSt

Viscosidad dinámica centiPoise -cP

Voltaje eléctrico V, KV, MW

Volumen Bbls, ft3, m3

4.4. CONDICIONES DEL SITIO

4.4.1. Ubicación

El sector donde se desarrollarán los trabajos se encuentran localizados entre los departamentos de Ica y Lima.

Figura N°1. Localización de Proyecto

Los datos geográficos y ambientales del sitio de las obras son definidos con base en las ingenierías previas desarrolladas por EL CONSULTOR.

4.4.2. Características Del Sitio

Punto de Interconexión y Punto de Inicio del Ducto (Pisco – Planta de Fraccionamiento de Pluspetrol)

Temperatura Ambiente = 86 °F

Presión Barométrica = 101.11 kPa (14.66 psi)

Humedad Relativa Media = 84%

Altura = 20.3 msnm

Fuente: Senamhi

Figura N°2. Punto de Inicio en Planta de Fraccionamiento de Pisco

Punto de Final (Pucasana – Futura Planta de Almacenamiento y Despacho de GLP)

Temperatura Ambiente = 75 °F

Presión Barométrica = 100.52 kPa (14.56 psi)

Humedad Relativa = 62%

Altura = 107.2 msnm

Fuente: Senamhi

Figura N°3. Punto Final Futura Planta de Almacenamiento y Despacho

Líneas de Transporte (Ruteo de Tubería)

Respecto al ruteo de tubería, es necesario indicar que tenemos dos rutas, denominadas; Ruta Principal y Ruta Alterna, la información presentada a continuación corresponde a la Ruta Principal.

Lo relacionado a la Ruta Alterna, será evaluado posteriormente para ver el impacto en el diseño tanto de la línea como las facilidades asociadas y sus respectivos costos de inversión (Capex), para un solo escenario (Mezcla 60/40).

Tipo de suelo y temperatura del terreno a lo largo de la Ruta Principal:

Cuadro N°1. Temperaturas y Tipo de Suelo

Progresiva Inicio (Km)

Progresiva Final (Km) Descripcion terreno Tipo de suelo Temperatura Promedio

0 14 Desierto Depósito eólico y depósito aluvial 28.3 °C

14 26 Valle Depósito aluvial orgánico saturado 22 °C










166 169 Estribación Andina ROCA 30 °C







PISCO KM 0.00 - PUCUSANA KM 200

Fuente: Geotecnia - El Consultor

Perfil longitudinal del terreno a lo largo de la Ruta Principal:

0100002000030000400005000060000700008000090000

100000

110000

120000

130000

140000

150000

160000

170000

180000

190000

200000

050

100150200250300350400

Longitud (Km)

m.s.

n.m

Figura N°4. Perfil Grafico del Nivel del Terreno

Para mayor detalle de los datos tabulados del perfil, ver Anexo N°2

5.0 DOCUMENTOS DE REFERENCIA

[1] Contrato de Concesión “Sistema de Abastecimiento de Gas Licuado de Petróleo para Lima y Callao”, tercera versión.

6.0 LIMITE DE BATERIA

Son los establecidos en el Anexo N°1.

7.0 PROCESOS

7.1. CONDICIONES DE PROCESOS

7.1.1. Punto de Interconexión con la Planta de Fraccionamiento de Pisco

Temperatura Operación = 68 °F

Presión Operación = 1378.9 kPa (200 psig)

Los valores fueron establecidos con base a la experiencia de El Consultor en proyectos pasados, relacionados con almacenamiento y transporte de GLP y corresponden a valores promedios de operación, no a valores máximos ni mínimos. Es necesario indicar que los parámetros de proceso del punto de conexión, deben ser proporcionados por Pluspetrol.

7.1.2. Punto de Inicio del Ducto (Inicio de Línea de Transferencia)


Presión Operación Máxima = 8273.7 kPa (1200 psig)

La presión de operación máxima corresponde al 81% del MAWP para la clase #600.

Es necesario indicar que los parámetros de proceso del punto de inicio, son los correspondientes a la descarga de la bomba de transferencia de la Estación de Bombeo.

7.1.3. Punto de Final del Ducto (Final de Línea de Transferencia)


Presión Operación = 1999.5 kPa (290 psig)

Es necesario indicar que los parámetros de proceso del punto final, son los correspondientes a los de llegada los tanques de la Planta de Almacenamiento y Despacho en Pucusana. Los valores de los parámetros de proceso fueron establecidos en base a nuestra experiencia en proyectos pasados y corresponden a valores promedios de operación, no los máximos y mínimos.

7.2. CONSIDERACIONES DE DISEÑO

Son las siguientes:

El caudal requerido para el ducto es de 30.000 BPD (Etapa Actual – Requerido por Pro Inversión), y no se utilizara un factor de sobre-diseño.

Las velocidades y caída de presión deben cumplir las siguientes recomendaciones:

Tabla N°5. Parámetros de Diseño

ServicioVelocidad máxima

[ft/s]Máximo ΔP/100ft

[psi/100ft]

Líneas de líquido

Succión de bomba NPS<2 0.9 – 2.5

0.2 – 0.5 NPS 3 – 6 2.0 – 3.5 NPS 8 – 10 2.5 – 5.0 NPS > 12 3.0 – 10.0

Descarga de bomba NPS<2 2.0 – 5.0 0.8 – 2.5

ServicioVelocidad máxima

[ft/s]Máximo ΔP/100ft

[psi/100ft] NPS 3 – 6 3.5 – 8.0 NPS 8 – 10 5.0 – 10.0 NPS > 12 8.0 – 10.0

Fuente: Bases y Criterios de Diseño El Consultor

El diseño del sistema de tubería inicia en el punto de entrega del GLP, por parte del Operador de la Planta de Fraccionamiento, el ruteo propuesto del ducto termina en Pucusana, en el área destinada para la Planta de Almacenamiento y Despacho. No se considera ningún tipo de derivación intermedia en el recorrido del ducto.

El porcentaje de propano y butano en la mezcla (60/40), fue elegido en base a la criticidad de la composición y además de tratarse de una mezcla comercial. Los rangos de mezcla van desde el 60% hasta el 70% de propano, el caso más crítico de mezcla es aquel donde tenemos más butano, debido al aumento de la viscosidad del fluido, ver Cuadro N°6.

Para el sistema de tubería se consideró la rugosidad del acero al carbono moderadamente corroído 6x10-3 in, basados en la experiencia en proyectos anteriores.

7.3. CARACTERISTICAS DEL FLUIDO

El fluido del sistema está en referenciado en base a la NTP 321.007:2002:

Propano Comercial

Butano Comercial

Mezcla Propano – Butano (60/40)

El composicional considerado es el siguiente:

Tabla N°6. Composición Molar del Propano

COMPOSICIÓN DE PROPANOCOMPONENTE % MOLAR

C2 0.0189C3 0.9670IC4 0.0129NC4 0.0012NC5 0.0000

Fuente: Bases de Datos - El Consultor

Tabla N°7. Composición Molar del Butano

COMPOSICIÓN DE BUTANOCOMPONENTE % MOLAR

C2 0.0000C3 0.0129IC4 0.3294NC4 0.6567NC5 0.0010


Tabla N°8. Composición Molar de la Mezcla

COMPOSICIÓN DE MEZCLA PROPANO/BUTANO (60/40)COMPONENTE % MOLAR

C2 0.0125C3 0.6462IC4 0.1193NC4 0.2216NC5 0.0003


Se aclara que los composicionales indicados para cada fluido son asumidos por El Consultor de acuerdo a la experiencia adquirida en proyectos anteriores. Los composicionales aquí mostrados cumplen las especificaciones técnicas indicadas en la norma NTP 321.007:2002.

A continuación se muestra la presión de vapor y la viscosidad obtenida en Pipephase para cada uno de los fluidos:

Presión de Vapor del Propano = 195.4 psia

Presión de Vapor del Butano = 59.7 psia

Presión de Vapor de la Mezcla (60/40) = 158.6 psia

Las viscosidades obtenidas del simulador, para dos (02) condiciones de temperatura:

Tabla N°9. Viscosidad de Fluidos del Sistema

PROPANO BUTANOMEZCLA (70/30)

MEZCLA (60/40)

VISCOSIDAD @ 72°F (cP.) 0.1028 0.1688 0.1186 0.1245VISCOSIDAD @ 113°F (cP.) 0.0821 0.1378 0.0955 0.1005


De los resultados podemos ver que el fluido más crítico es la mezcla 60/40, debido al aumento de viscosidad, lo cual impacta directamente en la hidráulica de la tubería y el sistema de bombeo.

7.4. METODOLOGIA DE ANALISIS

Para el dimensionamiento de tubería se utilizara el simulador de flujo de fluidos multifásicos PIPEPHASE 9.5, en el cual se caracteriza el fluido del sistema de acuerdo al Ítem 8 y se ingresa la información del ruteo de tubería de acuerdo Ítem 5.3.

De acuerdo al modelamiento del sistema y a la información de entrada, se dimensionará el sistema de tubería para que cumpla los requisitos y parámetros de operación requeridos en el punto final.

7.4.1. Caracterización del fluido

Se usaron las características y composiciones de los fluidos especificados en el Ítem 8, tanto de propano, butano y mezcla comercial, las cuales están especificadas en la NTP 321.007:2002. Todas las propiedades físicas de los fluidos, han sido estimadas y calculadas con la base de datos termodinámicos y paquete de fluidos del software PIPEPHASE 9.5.

7.4.2. Especificación de tubería

Para los fluidos de proceso manejados en este sistema, se asumió para efecto de cálculo que todos los diámetros de tubería tienen un espesor 0.375” (STD), acorde al ASME B31.4, y con especificación de material Grado API 5L X70.

7.5. DETERMINACION DE ESCENARIOS

De acuerdo al caudal de diseño y las características del fluido se plantean los siguientes escenarios para la Ruta Principal:

Escenario 01: Transporte de 30000 BPD de Propano Comercial 100%.

Escenario 02: Transporte de 30000 BPD de Butano Comercial 100%.

Escenario 03: Transporte de 30000 BPD de Mezcla Propano/Butano Comercial (60/40).

El escenario para la Ruta Alterna es la siguiente:

Escenario 01: Transporte de 30000 BPD de Mezcla Propano/Butano Comercial (60/40). Finalmente no se evaluara, debido a la complejidad de sus topografía.

8.0 MECANICA

8.1. EQUIPOS

8.1.1. Recipientes

Los recipientes a presión que se diseñarán en el desarrollo del alcance se harán bajo los requerimientos del código ASME Sección VIII División 1 y siguiendo las características indicadas en las hojas de datos.

Para los materiales se debe cumplir con los requerimientos establecidos por el código ASME Sección II de materiales ferrosos, ASME/ANSI B16.5 y 16.9 para tuberías y sus accesorios.

En ausencia de otros criterios específicos, los recipientes con cabezas elipsoidales o hemisféricas se dimensionarán de acuerdo con el diámetro interno, y los diseñados con cabezas torisféricas (F&D) o toricónicas se dimensionarán de acuerdo con el diámetro externo. Las conexiones serán bridadas, los “manways” tendrán un diámetro de 24” (610 mm.) preferiblemente, medida adecuada para las labores de inspección y/o mantenimiento. Sin embargo, y por restricciones constructivas se considera que 18” (460mm.) es el diámetro mínimo aceptable para estas labores. Esta consideración se ajusta a lo expuesto en el ASME Sección VIII, Div 1, UG-46 y UG-36.

Si fuera el caso, los recipientes que van a estar sometidos a baja presión y atmosféricos (almacenamiento de condensados, recipientes para lubricantes, etc.), su diseño y fabricación se hará acorde con lo establecido en el código UL-142. Adicionalmente para el cálculo de los venteos de este tipo de recipientes se siguen las recomendaciones dadas en el API 2000, API 520 y API 521.

8.1.2. Presión de diseño para recipientes a presión

Los criterios para la presión de diseño deben ser consistentes con los establecidos en el numeral 8.3.1. Cuando la caída de presión a través de elementos internos sea significativa (>5% del valor total de la presión de diseño del recipiente) esta deberá ser adicionada a la presión de diseño.

8.1.3. Presión de diseño para sistemas completos

Cuando no se indique explícitamente en las especificaciones y existen varios equipos que están protegidos por la misma válvula de alivio, cada equipo deberá ser diseñado para sostener, por lo menos, la presión impuesta por las condiciones de descarga de la válvula de alivio en caso de emergencia.

8.1.4. Sobre-espesor por corrosión (CA)

Para el desarrollo del proyecto se establecen los siguientes valores para el sobre-espesor por corrosión:

Tabla N°10. Sobre-espesor por corrosión para materiales

Material Base de diseño

Acero carbono ≥ 3 mm (1/8”)

Acero inoxidable y aleaciones no ferrosas

0.75 mm (1/32”)

Fuente: Bases y Criterios de Diseño El Consultor

8.2. TEMPERATURA DE DISEÑO

Cuando no se indique explícitamente en las especificaciones se seleccionará la temperatura de diseño según los criterios, los cuales deben ser consistentes con los establecidos en el numeral 8.3.2.

8.2.1. Bombas

Para el requerimiento de bombeo de los fluidos se considerarán bombas centrifugas de tipo vertical multietápicas de acuerdo con los requerimientos del proceso.

La bomba debe ser de manufactura y diseño reciente para el cual el reemplazo de partes y servicio sean fácilmente disponibles.

Los fabricantes de la bomba y motor, obligatoriamente deben tener un representante en Perú para la atención y asistencia técnica, incluidas las garantías antes, durante y después del proceso de negociación con el Cliente.

Los equipos de bombeo se diseñaran de acuerdo al estándar API 610 / ISO 13709.

La selección de la bomba deberá estar basada en un impulsor utilizando aproximadamente el 75% de la diferencia de cabeza disponible desde el diámetro de impulsor mínimo al máximo.

El Proveedor seleccionará la bomba tomando en consideración el número índice máximo de velocidad específica de succión para las condiciones de operación. La altura de elevación de la succión o la cabeza total de succión será indicada por el Cliente en las hojas de datos de la bomba.

El diseño de la carcasa de la bomba deberá permitir el retiro de los componentes internos para reparación y mantenimiento, sin afectar las conexiones de las tuberías de succión y descarga.

Las bombas con motores de velocidad constante deberán tener diámetro de impulsores tales que un incremento de al menos 10% de la Altura Dinámica Total en el caudal de operación, se pueda obtener instalando un impulsor más grande. En bombas multi-etápicas, este requerimiento se puede conseguir previendo que la configuración de carcasa y eje sean apropiados para la instalación de impulsores o etapas adicionales.

El Proveedor debe especificar y preseleccionar el equipo de bombeo con cabeza neta positiva de succión requerida (NPSHR) por lo menos 3 pies (1 metro) menor a la cabeza neta de succión disponible (NPSHD).

Las bombas deberán tener la capacidad de operación no mayor al 110% de la capacidad en el punto de máxima eficiencia sobre la curva de altura-caudal para el diámetro del impulsor nominal propuesto.

Las bombas deberán tener la característica de continuo incremento de la Altura Dinámica Total (ADT), con decremento del caudal desde la capacidad de operación hasta la capacidad cero. La ADT que corresponde al caudal cero no excederá del 125 % de la cabeza de operación.

Las bombas deben suministrarse con todas las conexiones necesarias para la correcta operación, mantenimiento e inspección, así como las respectivas válvulas.

8.3. PROTECCIÓN DE SUPERFICIES

Todo tipo de pintura que se utilice debe contar con la certificación del fabricante, la cual debe contener al menos los siguientes datos: Nombre del fabricante, la referencia comercial de la pintura, los componentes principales y la composición físico-química.

Las inspecciones de los sistemas de recubrimiento se harán siguiendo los parámetros fijados en la última versión del Manual de Inspección de Revestimientos y Pinturas de la Steel Structures Painting Council (SSPC).

Excepto por otra especificación, los equipos mantendrán el acabado estándar de fábrica. Los colores finales a aplicar en prefabricación y/o en campo serán seleccionados de acuerdo al estándar aprobado por el cliente.

El color de la capa de acabado o última capa para las tuberías y/o equipos, obedecerá al color de identificación descrito en la Norma Técnica Peruana NTP- 399.012.

8.4. AÑOS DE SERVICIO DE UNA UNIDAD

Los equipos deben ser diseñados para una vida útil de 20 años de acuerdo a la vida útil del proyecto establecida por el cliente.

8.5. OTROS

8.5.1. Dispositivos de izaje

Se deberá considerar puntos de izaje adecuados en los equipos suministrados para manipuleo, instalación y operación de forma segura.

8.5.2. Niveles de ruido

Referirse al documento DS 085-2003: “Reglamento de Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Ruido”.

El máximo nivel del ruido permisible del conjunto motor-compresor montado con todos sus componentes y trabajando al tiempo de acuerdo a los estándares del Cliente, no se deberá exceder de 85 db(A) con el detector de ruido ubicado a 1 m (3 pies) sobre el nivel del conjunto y alrededor del equipo.

8.5.3. Guardas de seguridad

Se deberán proporcionar guardas de seguridad alrededor de todas las partes en movimiento de los equipos para salvaguardar al personal operador de posibles daños, de acuerdo con los requerimientos del OSHA y MSHA.

9.0 TUBERÍAS

9.1. GENERALIDADES

El desarrollo de la ingeniería estará en base con el código ASME B31.4 donde se establecen los requerimientos a considerar como necesarios para el diseño seguro y la construcción de tuberías a presión. Aunque la seguridad operacional es la consideración primordial, este factor solamente no será el que determine las especificaciones finales.

Todo el trabajo efectuado dentro del alcance del presente documento, deberá cumplir o exceder los estándares de seguridad expresados o implicados en este documento.

Todas las líneas dentro de la batería de producción serán en acero al carbono con un espesor permisible para la corrosión.

9.1.1. Facilidad de operación

Los puntos de operación y control tales como aquellos donde están instaladas válvulas, bridas, instrumentos, toma-muestras y drenajes, deberán ser ubicados de modo que esas partes del sistema puedan ser operadas con mínima dificultad y a la menor altura ergonómica posible. En caso de que exista operación de válvulas por encima o por debajo de la altura ergonómica se deberán diseñar las plataformas, escaleras, pasamanos, etc., necesarios para la operación segura según los estándares OSHA para tal fin.

9.1.2. Accesibilidad para mantenimiento

El sistema de tubería deberá ser proyectado de manera tal que cada tramo (spool) del sistema pueda ser montado, reparado o reemplazado con mínima dificultad.

9.2. DISEÑO DE TUBERÍAS

9.2.1. Requerimientos especiales de proceso

En la mayor parte del sistema de tuberías, la presión disponible es crítica, de modo que las pérdidas de presión por flujo debido a codos y otros accesorios en la línea deberán ser minimizadas.

9.2.2. Minimizar los extremos

Los extremos muertos y bolsillos en las partes bajas de los sistemas de tubería serán evitados en lo posible. Esas partes ocasionan dificultades en el drenaje de los sistemas de tubería. Todos los extremos muertos y bolsillos en las partes bajas del sistema, así como los puntos altos, deben ser provistos de drenajes y venteos adecuados.

9.2.3. Separaciones para expansión térmica

Se tendrá en cuenta la separación suficiente, entre tuberías adyacentes y entre una tubería y obstrucciones estructurales adyacentes, para tomar en cuenta la libre expansión térmica de la tubería. Las separaciones requeridas deben basarse en las máximas expansiones térmicas diferenciales aún bajo condiciones anormales.

9.2.4. Espacios

Se debe tener en cuenta la posición de volantes para su operación no superior a 1500 mm sobre el piso, y el libre acceso a operación de válvulas, previendo plataformas y accesos amplios para el desalojó y montaje de equipos con spool o tramos de tuberías por fases.

9.3. CÓDIGO ASME B31.3 Y B31.4

Todas las facilidades de conexión de tubería para recipientes a presión, bombas, tanques, medidores y otros equipos, se diseñarán bajo ASME B31.3.

La tubería de transporte de gas licuado de petróleo (pipeline), se diseñarán bajo ASME B31.4.

9.4. BASES PARA DISEÑO DE TUBERÍA

9.4.1. Anclajes para tubería

Debe diseñarse la manera de soportar la tubería sin que produzca daños y además deben permitir el movimiento deseado de la misma. La fijación de los soportes a la tubería debe ser de tal manera de minimizar los esfuerzos sobre ésta. Si la tubería está diseñada para operar a tensiones circunferenciales de más del 20% de la SMYS, la fijación de los soportes a la tubería debería realizarse sobre un cilindro metálico que envuelva a la tubería y esté unido a ésta a través de soldaduras alrededor del tubo.

9.4.2. Soporte para tubería enterrada

En las líneas, especialmente aquellas que estén sometidas a gran tensión debido a la presión interna, es esencial lograr un apoyo uniforme y adecuado de la tubería dentro de la zanja. No se debe dejar asentamientos desiguales, que pueden producir tensiones adicionales en la tubería. El empuje lateral en las conexiones de ramales, puede aumentar las tensiones en la propia conexión del ramal, a menos que el relleno sea cuidadosamente consolidado o se tomen otras medidas para resistir el empuje.

9.5. MATERIALES

Para el diseño de las tuberías se tendrán en cuenta la corrosión y otros eventos asociados al tipo de agua y demás condiciones de proceso para el sistema.

La tubería en su totalidad deberá tener un recubrimiento anticorrosivo. Para proteger los tramos aéreos se deberá utilizar una pintura anticorrosiva, preferiblemente con base epóxica, que cumpla con los requerimientos mínimos.

10.0 INSTRUMENTACION

10.1. BASES DE DISEÑO PARA ESPECIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS

El nivel de automatización de las facilidades del sistema de transporte será alto, lo que significa que sus instalaciones, en condiciones normales de operación, tendrán la capacidad de operar de manera autónoma o desatendida, sin intervención del operador.

Las especificaciones de los instrumentos se harán basadas en los formatos recomendados por ISA-TR20.00.001 Specification Forms for Process Measurement and

Control Instruments: Part 1: General Considerations y la simbología se hará de acuerdo al estándar ISA S5.1 Instrument Symbols and Identification.

10.1.1. Encerramiento de Instrumentos

El encerramiento eléctrico (enclosure) debe estar de acuerdo con la clasificación de áreas donde se instalarán así:

Para aéreas Clase I, División 1 y 2: A prueba de explosiones + NEMA 4X Para aéreas no clasificadas como peligrosas: NEMA 4X

10.1.2. Utilidades Disponibles

Suministro eléctrico para instrumentación y control

Estación de Bombeo y Salas de Control

El suministro eléctrico para el Sistema de Control y Supervisión y la instrumentación de campo, provendrá de un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) con características de 220 VAC / 60Hz, trifásico + neutro, con línea a tierra y autonomía de 2 horas a plena carga. Dicho sistema comprenderá transformador de aislamiento, UPS, switch bypass de mantenimiento y banco de baterías extendidas.

El sistema alimentará, a través de los tableros de distribución eléctrica para instrumentación (TDI), exclusivamente al sistema de supervisión (servidores y estaciones de trabajo), los gabinetes de control (controladores, unidades remotas de entradas y salidas y sus respectivos módulos), gabinetes de comunicación (switches, gateways, convertidores de medio, entre otros), tableros de campo e instrumentos en general.

Estaciones de Válvulas de Seccionamiento

El suministro eléctrico para el Sistema de Control y Supervisión, y la instrumentación de campo, provendrá de termo generadores eléctricos de corriente continua. El nivel de tensión será en 24 VDC. Como fuente de respaldo, se instalarán bancos de baterías con autonomía de 12 horas a plena carga.

10.1.3. Transmisión de Señales

Las señales eléctricas de instrumentos deberán ser de 4 a 20 mA DC salvo algunos instrumentos de nivel, medidores de flujo tipo ultrasónico, medidores de turbina y analizadores.

Los circuitos de instrumentos digitales (on/off), deberán ser controlados en 24 VDC.

10.1.4. Requerimientos Generales de Instrumentos

De preferencia todos los instrumentos deben ser energizados a través del bus de campo (loop powered) conexión a 2 - Hilos. Caso contrario se alimentaran a través de los tableros de control con conexión a 4 – Hilos.

Todos los instrumentos de medición continua deberán contar con el protocolo de comunicación de 4 – 20 mA + HART.

Los transmisores, posicionadores y convertidores deberán tener un mecanismo local de ajuste del “span” y el “zero” para todo el rango del instrumento. Los controles para el “span” y el “zero” no deberán interactuar entre sí y deberán ser de fácil acceso.

Todos los instrumentos de campo deberán tener un punto de conexión a tierra de instrumentación.

La correcta operación de los instrumentos electrónicos no deberá ser afectada por la radiación electromagnética de los equipos de comunicaciones.

Todos los instrumentos de medición continua (transmisores) deberán ser calibrados en fábrica, como también todos los interruptores y reguladores ajustados al punto de trabajo indicados en las hojas de datos, con certificado de calibración y conformidad.

Los instrumentos de medición continua (transmisores de nivel, presión, flujo, temperatura, posicionadores etc.) deberán contar con indicador (display) con backlight incluido.

La conexión eléctrica de los instrumentos deberá ser de ½’’ NPT ó ¾’’ NPT.

La conexión de aire de instrumentación para los instrumentos que lo requieran será de ¼” NPT.

Los indicadores de los transmisores serán del tipo integral o remoto según se especifique en la hoja de datos y tomando en cuenta las facilidades de acceso para los operadores en campo.

El visor de los instrumentos de indicación únicamente local (manómetros y termómetros) será de 4 ½” de diámetros de dial, con números en color negro y fondo blanco, asegurando una visualización a 3 m como mínimo.

Los instrumentos que sean instalados en zonas con peligro de explosión deberán tener las aprobaciones requeridas para operar en estas condiciones particulares.

Todos los instrumentos que se instalen en campo, en cercanías a equipos principales y/o tuberías, deberán contar con acceso fácil y seguro, de modo que se pueda realizar la inspección, lectura, calibración, mantenimiento y reparación en campo sin dificultad alguna.

Todos los instrumentos serán ubicados en la planta de manera que sean fácilmente accesibles desde una escalera o plataforma. Los indicadores locales serán montados de manera que la pantalla (Display) esté ubicado a 1400 mm sobre las gradas y/o las plataformas, y serán ubicados tan cerca como sea posible a la conexión primaria, consistente con la accesibilidad del instrumento.

Los instrumentos deberán ser diseñados, fabricados y probados para cumplir con las funciones que se indican en los documentos del proyecto.

Todos los equipos o sistemas suministrados por terceros que vengan con instrumentación deberán ajustarse a las especificaciones del proyecto.

Los requerimientos específicos y finales de todos los instrumentos serán especificados en las hojas de datos.

10.2. BASES DE DISEÑO PARA ESPECIFICACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL

El diseño del sistema de control para automatizar las instalaciones, deberá cumplir con los objetivos siguientes:

Proporcionar una operación segura y eficiente de todas las instalaciones. Maximizar la disponibilidad del sistema de transporte. Minimizar el impacto ambiental de la operación de las instalaciones, tanto en

condiciones normales y de falla.

El diseño debe permitir contar con un sistema abierto, con disponibilidad, confiabilidad, seguridad, flexible y dimensionable, de fácil expansión y escalabilidad.

El sistema de transporte estará equipado con varios sistemas de control y seguridad que serán instalados en las diferentes locaciones del ducto y serán monitoreados desde dos salas de control centralizadas:

Centro de Control de Operaciones Principal. Ubicado en la planta de almacenamiento y despacho en la localidad de Pucusana.

Centro de Control de Operaciones Alterno. Ubicada en la ciudad de Trujillo. Esta Centro de Control tendrá, como mínimo, el mismo equipamiento que el Centro de Control Principal y desde él se tomará el control del ducto en el caso de la ocurrencia de un evento catastrófico en el Centro de Control Principal.

El sistema de control estará conformado por cuatro sistemas de control independientes:

Sistema Básico de Control de Procesos (BPCS) Sistema de Parada de Emergencia (ESD) Sistema de Detección de Fugas Sistema de Fuego y Gas (F&G) Los requerimientos detallados serán descritos en la Especificación Técnica del

Sistema de control.

10.2.1. Sistema de Control

En cumplimiento del artículo 21° del Decreto Supremo 081-2007-EM, “Reglamento de transporte de hidrocarburos por ductos”, y de las mejores prácticas de ingeniería en la industria de los hidrocarburos a nivel mundial, el sistema de transporte deberá estar equipado con un sistema automático de supervisión y control, considerando la longitud, capacidad y el riesgo que implica la operación.

El Sistema Básico de Control de Procesos (BPCS) es un sistema de control y supervisión de procesos compuesto por diferentes módulos, el mismo que permitirá el control automático de la estación de bombeo y de las estaciones de válvulas de seccionamiento. Los módulos serán instalados física y funcionalmente distribuidos en las estaciones y a lo largo del ducto. El sistema dispondrá de todo el hardware y software requeridos para alcanzar una operación segura y el monitoreo general de las facilidades y estaciones de bloqueo.

El sistema estará configurado para integrar las funciones de control, monitoreo y supervisión normalmente requeridas en la operación normal de una planta de proceso, detectar condiciones anormales de operación activando alarmas y dispositivos de seguridad con la finalidad de proteger al personal, a los equipos y al medio ambiente.

Cada una de las facilidades, contará con un controlador redundante el que se integrara el sistema SCADA para su control y monitoreo dentro de las salas de control.

El BPCS será redundante en estaciones de control y monitoreo, controladores, sistema principal de comunicaciones y sistema de alimentación eléctrica.

Las estaciones del sistema de control BPCS para el control y monitoreo deberán ser estándares dentro de la industria del petróleo y basados en plataformas de computación con sistema operativo de Microsoft y con aplicaciones OLE / OPC para la interconectividad con sistemas de diferentes proveedores.

El sistema deberá ser seleccionado con una capacidad para manejar todas las señales de las unidades de proceso previstas en los diagramas de proceso e instrumentación con por lo menos un 20% adicional para futuras ampliaciones, conforme las mejores prácticas en la industria del petróleo.

Todas las revisiones al software, incluyendo el de aplicación, deberán ser de la más reciente emisión aplicable para el hardware comprado.

El sistema de control deberá permitir actualizaciones del software de aplicación y operativo sin necesidad de tener que producir una parada (shutdown) del sistema ni de la planta, ni perder la intervención del operador o acceso a cualquiera de las funciones de control.

El sistema BPCS deberá permitir la configuración “Fail-safe”, en caso de falla de cualquier de sus componentes. El sistema BPCS permitirá la remoción y cambio de cualquiera de sus partes sin necesidad de detener la operación del sistema o para la unidad de procesos. El BPCS deberá estar diseñado para una disponibilidad, seguridad e integridad máxima, no menor al 99%.

Se deberá considerar en el diseño, la construcción de dos Cuartos de Control de Operaciones (CCO) para el monitoreo y control remoto de todo el ducto:

o Centro de Control de Operaciones Principal ubicado en la Estación de

Almacenamiento y Despacho en Pucusanao Centro de Control de Operaciones Alterno ubicado en una locación remota

en la ciudad de Trujillo. Los CCO, deberán contar con sistemas de detección de incendios, mezclas

explosivas, y otros que fueran aplicables. Estos sistemas deberán estar interconectados al sistema SCADA.

Los CCO, estarán ubicados en un área no clasificada. Los equipos deberán ser inmunes a interferencias electromagnéticas cumpliendo con IEC 61000-4-2, 61000-4-3, y 61000-4-4. Los equipos asociados al sistema de control operarán internamente en 24 VDC, la alimentación externa será en 220 VAC, 60 Hz

alimentados de un respaldo proveniente de una fuente de potencia ininterrumpible (UPS); de igual forma esta será la alimentación disponible para cualquier controlador y/o equipo que requiera ser instalado en las áreas de proceso.

Cada equipo del sistema BPCS (consolas, controladores, dispositivos para manejo de I/O, etc.) deberá poseer un interruptor de sobre corriente (breaker) o su propio fusible.

La alimentación eléctrica al sistema BPCS será en 220 VAC, 60 Hz. El sistema BPCS suministrará 24 VDC a los transmisores y cualquier otro dispositivo externo asociado al sistema que así lo requiera. Cada tarjeta de los módulos del sistema deberá poseer capacidad de autorregulación a fin de garantizar los niveles de potencia requeridos. Se deberán usar fuentes de poder independientes y redundantes para cada componente del sistema (controladores, dispositivos de manejo de I/O’s, dispositivos de interfaz de comunicaciones) de manera que cualquier pérdida individual de alimentación no afecte la operación completa del BPCS.

10.2.2. Sistema de Medición de Caudal

En el punto de recepción y la zona de despacho deberán considerarse las facilidades de medición necesarios para un balance volumétrico.

La medición de caudal de GLP en cada punto deberá realizarse mediante patines de medición de flujo, estos patines deberán considerar lo siguiente:

o Medición principal: sensor ultrasónico.

o Medición de respaldo: placa-orificio con transmisor diferencial.

Se deberá considerar la configuración en Z para cada uno de estos patines. Los medidores ultrasónicos deberán tener al menos cuatro pares de transductores

para líquidos. Los patines incluirán además medición de presión y temperatura, para la corrección

de volumen, así como también válvulas de bloqueo al ingreso y salida.

10.2.3. Sistema de Detección de fugas en ducto de transporte

La protección de personas, flora y fauna será una importante preocupación en este proyecto, puesto que todo el ducto de transporte será enterrado, se deberá minimizar la posibilidad de fugas. La construcción deberá cumplir con las normas más estrictas tanto nacionales como de organizaciones internacionales.

Cumpliendo con el artículo 21° del Decreto Supremo 081-2007-EM, “Reglamento de transporte de hidrocarburos por ductos”, y con las mejores prácticas de ingeniería en la industria de los hidrocarburos a nivel mundial, el sistema de transporte deberá estar equipado con un Sistema de Detección de Fugas, considerando la longitud, capacidad y el riesgo que implica la operación.

Se define el Sistema de Detección de Fugas (LDS por sus siglas en inglés Leak Detection System) cuya principal misión será controlar la posibilidad de fugas de hidrocarburo en el ducto de transporte con un diseño que demuestre una base de funcionamiento eficaz y segura para prevenir daños a personal y al medio ambiente.

El control y lectura de parámetros a distancia del LDS, se deberá realizar mediante las estaciones de monitoreo y control SCADA instaladas en los Cuartos de Control de Operaciones de la Estación de Bombeo y la Estación de Almacenamiento y Despacho.

El LDS deberá tener la capacidad de realizar la detección de fugas en condiciones dinámicas, estáticas y de cierre.

El LDS deberá tener la capacidad de enlazarse al Sistema Básico de Control de Procesos (BPCS) a fin de operar las válvulas de bloqueo de emergencia dispuestas a lo largo del ducto, en caso de fuga.

El LDS para este proyecto, deberá emplear la fibra óptica a ser tendida junto al ducto como medio de sensado y estará basado en tecnología de Sensado de temperatura distribuida (DTS por sus siglas en inglés Distributed Temperature Sensing).

Requerimientos adicionales para el LDS, tales como detección de intrusión o monitoreo de deformaciones en el ducto, deberán ser evaluados por el cliente.

10.2.4. Sistema de Comunicaciones

La función principal de esta red será dar soporte al Sistema de Control y Supervisión para el control a distancia de la operación de todas las instalaciones del proyecto y estará basada en Ethernet. Las velocidades de transmisión serán especificadas en la siguiente etapa de ingeniería.

En cumplimiento con el artículo 22° del Decreto Supremo 081-2007-EM, “Reglamento de transporte de hidrocarburos por ductos”, el sistema de transporte deberá estar equipado con dos sistemas independientes de telecomunicaciones. A continuación se describen las características principales de estos dos sistemas redundantes:

a. Sistema Primario

Se considera como medio principal de comunicaciones una red troncal de fibra óptica monomodo.

La fibra óptica a instalarse deberá contar con un mínimo de 24 hilos (recomendable 36).

En cumplimiento con el Decreto Supremo N° 034-2010-MTC, se dispondrá de 18 hilos de fibra óptica a favor del Estado Peruano, que serán utilizados por la Red Dorsal Nacional de Fibra Óptica.

La fibra óptica será directamente enterrada en el mismo derecho de vía del ducto de transporte, por cuanto deberá tener características físicas adecuadas para las condiciones del entorno donde será instalada.

Se deberá instalar fibra óptica monomodo compatible con longitudes de onda de 1310 nm o 1550 nm, que cumplan con los requerimientos de las Recomendaciones ITU-T G.652.D e ITU-T G.655 respectivamente.

La atenuación de toda la fibra instalada deberá ser inferior 0.35 dB por km a 1310 nm o 0.25 dB por km a 1550 nm.

Se deberá utilizar un tipo de cable de fibra óptica con una vida útil de por lo menos veinte (20) años. Se deberá tener en consideración las recomendaciones para su instalación brindadas por el fabricante, de tal forma que asegure su vida útil.

b. Sistema de respaldo

Se deberá considerar un sistema de enlaces microondas en la banda libre de 5.4 GHz (5.45 – 5.85 GHz).

Todo el sistema de enlaces microondas tendrá una arquitectura punto a punto (PtP).

Se deberán considerar separaciones de bandas de frecuencia de al menos 20 MHz en cada punto de enlace a fin de evitar interferencias entre las comunicaciones hacia el norte o sur.

Se considera que cada estación de bloqueo conformará un punto de enlace al sistema, adicionalmente la estación de bombeo y medición y la planta de almacenamiento y despacho serán otros dos puntos de enlace al sistema.

En la siguiente etapa de ingeniería se deberán realizar todos los cálculos requeridos para el dimensionamiento de los radio enlaces.

Adicionalmente se debe considerar la conexión remota con el Centro de Control de Operaciones Alterno, ubicado en la ciudad de Trujillo, se deberán considerar los siguientes enlaces de comunicaciones:o Enlace Principal: Se deberá contratar con un tercero, el servicio de enlace

dedicado para transmisión de datos en banda ancha por fibra óptica.o Enlace de Respaldo: Se deberá contratar con un tercero, el servicio de

enlace dedicado para transmisión de datos en banda ancha a través de enlace satelital.

10.3. CABLEADO Y CANALIZACIONES

Todos los cables de instrumentación serán armados y utilizarán un sistema de canalización (ductos, bandejas). Los cables correspondientes al sistema de control y a la instrumentación tendrán su propio sistema de canalización, teniendo en lo posible, el mismo recorrido que el indicado por el área eléctrica.

Los cables a utilizarse para señales analógicas deberán ser del tipo apantallado. Los cables para los buses de campo considerados en el presente proyecto serán de características normadas para cada bus de campo, según los estándares internacionales que las rigen (por ejemplo: HART, Devicenet, entre otros).

Todos los drenajes eléctricos (shield) deberán ser puestos a tierra en un sólo punto, el cual estará ubicado en el gabinete de entradas/salidas remotas o en gabinete de cada controlador de proceso.

Para las redes Ethernet se utilizará cable UTP o S/FTP, según los requerimientos de la aplicación, para tramos menores a 90 metros.

Se utilizará fibra óptica del tipo monomodo o multimodo, según los requerimientos de la aplicación. Esta servirá para comunicar las señales existentes en áreas remotas en donde el tendido de cable de cobre sea mayor al permitido por las normas que rigen a cada tipo de red de comunicación.

Por otra parte, cable de tipo multiconductor deberá ser usado para señales discretas.

11.0 ELECTRICIDAD

11.1. CLASIFICACIÓN DE ÁREAS

Las áreas en las que se ubican equipos y tuberías de proceso que manejan líquidos o gases inflamables se clasificarán en base a los siguientes códigos, normas y prácticas recomendadas:

STD API RP505: Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Zone 0, Zone 1 y Zone 2.

CNE – 2006: Código Nacional de Electricidad - Utilización.

11.2. TIPO DE SUMINISTRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

La siguiente tabla indica el tipo de sistema de suministro de energía eléctrica a considerarse:

Tabla N°11. Tipo de Suministro de Energía

Suministro de energía (SI o NO)

Autogeneración con generadores a diesel SI

Autogeneración con paneles solares o termo generadores. SI

Suministro de energía comercial (fuente externa) SI

Fuente: SNC-Lavalin

El diseño del sistema eléctrico básica comprende el cálculo de la capacidad requerida (kVA) para el sistema de generación que alimentará, en condiciones normales, a la estación de bombeo y estaciones de válvulas de seccionamiento del ducto. Para el dimensionamiento de la capacidad del sistema de autogeneración eléctrica, se considerará una reserva de 25 % de potencia eléctrica.

El diseño del sistema de alimentación eléctrica de la estación de bombeo considerará el suministro desde la red comercial en media tensión, un generador eléctrico de respaldo y un tablero de transferencia automática.

La alimentación eléctrica de las estaciones de válvulas de seccionamiento se realizará mediante termo generadores a GLP. Se considerará una fuente de alimentación de respaldo por medio de baterías.

La fabricación de los generadores deberá contar con la aprobación de UL, FM y/o CSA.

11.2.1. Nivel de tensión y tipo de Sistema

El nivel de tensión y tipo de sistema eléctrico se diseñara cumpliendo con lo recomendado en Código Nacional Eléctrico - Utilización. Se considerará los siguientes criterios:

Estación de bombeo:

Suministro eléctrico desde la red comercial para la estación de bombeo: Nivel de Tensión: 10 / 22.9 kV Frecuencia: 60 Hz Número de Fases: 3 Número de Hilos: 3

Generador de respaldo para la estación de bombeo: Nivel de Tensión: 4.16 kV Frecuencia: 60 Hz Número de Fases: 3 Número de Hilos: 4

Se conectará el neutro a tierra de manera efectiva. La resistencia de la puesta a tierra del neutro, no deberá superar los 5 Ohm. El sistema eléctrico contará con un sistema de protección capaz de detectar y aislar

fallas causadas por cortocircuito, sobretensiones desprendimiento de conductores o fase a tierra, para evitar tensiones de contacto y de paso peligrosas.

Estaciones de válvulas de seccionamiento:

Termo generadores: Nivel de Tensión: 24 VDC Frecuencia: N/A Número de Fases: N/A Número de Hilos: 2

Los niveles de tensión a emplear en la estación de bombeo serán los siguientes:

Tabla N°12. Niveles de Tensión – Estación de Bombeo

Tensión o servicio Opción

Suministro Eléctrico desde red comercial

20 kV 22.9 kV 33 kV 22.9/10 kV

ü

Auto generación eléctrica220 V 480 V 4.16 kV 10 kV

ü

Fuente de Distribución principal

480 V 480/277 V 440 V 440/220 V

ü

Servicios generales220 V 208 V 127 V 120 V

ü

Alumbrado Exterior (C.A.)

480 V 277 V 220 V 120 V

ü

Alumbrado Interior (C.A.)480 V 277 V 220 V 127 V

ü

Tensión o servicio Opción

Regulada (UPS) 480 V 220 V 127 V 120 V

ü

Continua (c.c.) 125 V 48 V 24 V

üFuente: SNC-Lavalin

Las estaciones de válvulas de seccionamiento serán alimentadas mediante termo generadores a GLP a 24 VDC y este es el único nivel de tensión que se empleará en dichas estaciones.

11.2.2. Condiciones de Operación del Sistema

El sistema eléctrico deberá estar dimensionado para asegurar que las caídas de tensión nos sean superiores a los límites establecidos en la sección 050-102 “caídas de tensión” del Código Nacional Eléctrico - Utilización.

Para el presente proyecto, a la carga nominal de diseño y en operación normal, las caídas de tensión permisibles en los alimentadores (en % del voltaje nominal de los sistemas) serán como sigue:

Tabla N°13. Caídas de tensión permisibles

Caídas de tensión permisibles hasta la salida o punto de utilización más alejado

Porcentaje (en % del voltaje nominal de los

sistemas)Caídas de tensión en la red comercial 22.9/10 kV 5%

Caídas de tensión en las barras principales 4.16 kV 1%

Caídas de tensión en las barras principales 480 VAC 1%

Alimentadores principales (480 VAC) 2%

Alimentadores derivados (480 V y 220 VAC): 3%

Alimentadores de motores (Operación normal/Arranque)Operación normal 4%

Arranque 15 %

Circuitos de iluminación y tomacorrientes 4%

Fuente: SNC-Lavalin

Para alimentar las cargas de instrumentación y control, en la estación de bombeo se preverá una fuente confiable de 220 VAC, consistente en un sistema UPS, el cual incluye el suministro de un banco de baterías con autonomía recomendada de 2 horas sistemas auxiliares, transformadores de aislamientos, filtros de entrada y salida, elementos de control y accesorios complementarios. La fuente de respaldo en las estaciones de válvulas de seccionamiento será mediante bancos de baterías.

11.2.3. Factor de Potencia

Se considerará para el diseño un factor de potencia de 0.85 en los motores y de 0.95 para las luminarias.

11.3. SISTEMA DE EMERGENCIA

El diseño del sistema de emergencia debe garantizar el suministro de energía ante la ausencia y corte de suministro de la energía eléctrica de la red comercial. Se define el uso de los siguientes equipos:

Generador eléctrico a diesel. Sistema de respaldo de UPS y baterías. Artefactos de iluminación de emergencia a ubicarse estratégicamente de manera de

obtener un encendido inmediato ante un corte de energía en el sistema.

Puesta a Tierra

El diseño del sistema de puesta a tierra, deberán cumplir con los requisitos establecido en la sección 060 del Código Nacional de Electricidad - Utilización.

La puesta a tierra y el enlace equipotencial deben ser hechos de tal manera que sirvan para los siguientes propósitos:

Proteger y cuidar la vida e integridad física de las personas de las consecuencias que puede ocasionar una descarga eléctrica, y evitar daños a la propiedad, enlazando a tierra las partes metálicas normalmente no energizadas de las instalaciones, equipos, artefactos, etc.

Limitar las tensiones en los circuitos cuando queden expuestos a tensiones superiores a las que han sido diseñados.

En general, para limitar la tensión de fase a tierra a 250 V, o menos, en aquellos circuitos de corriente alterna que alimentan a sistemas de alambrado interior.

Limitar las sobretensiones debidas a descargas atmosféricas en aquellos circuitos que están expuestos a estos fenómenos.

Facilitar la operación de equipos y sistemas eléctricos.

El diseño del sistema de puesta a tierra se realizará para lograr un solo sistema equipotencial, asegurando una resistencia de 5 Ω ó menos, buscando minimizar los riesgos por tensiones de paso y toque. Para esto se deben tomar en cuenta los siguientes puntos:

Todos los equipos, estructuras metálicas, mallas de cerramiento, cajas de paso, tanques y recipientes nuevos serán puestos a tierra uniéndolos directamente al sistema de puesta a tierra más cercano, mediante soldadura exotérmica y por terminales de compresión (apropiados para los materiales a unir) para conexiones a la vista.

El diseño de la puesta a tierra del proyecto debe ser capaz de lograr un único punto equipotencial, conformado por los siguientes sistemas:

Sistema de puesta a tierra-potencia, que conecta los equipos y circuitos del sistema eléctrico.

Sistema de puesta a tierra de tanques, equipos y estructuras.

Sistema de puesta a tierra contra descargas atmosféricas y sobretensiones, que conectan los pararrayos, equipos y estructuras que puedan comportarse como puntas captadoras.

Sistema de Puesta a Tierra de equipos de instrumentación y control.

Todos los materiales, accesorios, empalmes y derivaciones, serán libres de corrosión galvánica, ocasionada por juntas de metales diferentes. Los empalmes serán del tipo soldadura exotérmica (Cadwell, Burndy o similar).

El calibre mínimo del cable a utilizar en la malla de puesta a tierra principal será 70 mm2 (2/0 AWG) para la malla principal, y 35 mm2 (2 AWG), THWN-2 600 V color verde para las derivaciones a los equipos y estructuras metálicas.

La Ingeniería de construcción deberá interconectar este sistema de puesta a tierra con el actualmente existente (si aplica).

Se preverá uno o más pozos de inspección a determinarse durante el desarrollo de la ingeniería Básica.

El procedimiento requerido para el diseño de malla de tierra del área de generación se realizará en base al ANSI/IEEE Standard 80 Guide for Safety in AC Substation Grounding.

11.4. PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Y SOBRETENSIONES

El diseño del sistema de protección contra descargas atmosféricas y de sobretensiones para las nuevas instalaciones deberá estar de acuerdo con la norma NFPA 780.

La protección contra descargas atmosféricas se realizará mediante la instalación de pararrayos (puntas tipo Franklin) instalados sobre postes y/o estructuras metálicas de acero. La altura de montaje será definido de acuerdo al cálculo del diseño de la ingeniería Básica.

11.5. ILUMINACIÓN

El diseño del sistema de iluminación y el cálculo de los niveles de iluminación se utilizará el nivel recomendado. En general deberá desarrollarse de acuerdo con el Código Nacional Eléctrico de Suministro, la norma API-RP-540 Recommended Practice for Electrical Installations in Petroleum Processing Plants y las recomendaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones “Instalaciones eléctricas interiores - Norma EM-010”.

La carga inicial de cada circuito será diseñada para que no exceda el 80% de su capacidad y la caída máxima de voltaje no excederá el 3%.

Los circuitos de iluminación podrán ser monofásicos o trifásicos con neutro corrido. Las cargas de alumbrado de los circuitos trifásicos deben ser balanceadas.

Las luminarias para vías de acceso serán en Sodio de Alta Presión, y para zonas de proceso y áreas donde se realicen lecturas de instrumentos y posibles mantenimientos serán halógenas.

Tabla N°14. Iluminación

Iluminación Tipo (si o no)

Niveles de iluminaciónSegún Código Nacional de electricidad SI

Según IES y API -RP-540 SI

Tipo de Luminaria Vapor de sodio vías de acceso SI

Halógena en áreas de proceso, vías y áreas SI

http://www.google.com.co/search?hl=es&biw=1424&bih=906&&sa=X&ei=RdNCTZb1NsGBlAfjq5VE&ved=0CBEQvwUoAQ&q=IES+Lighting+Illuminating+Engineering+of+North+America.&spell=1

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Iluminación Tipo (si o no)

externas

Tipo fluorescente uso interior SI

Tensión de servicioTensión de servicio para iluminación exterior: 220 VTensión de servicio para iluminación interior: 220 V

Fuente: SNC-Lavalin

Nota: El control de encendido y apagado del sistema de iluminación exterior, será controlado automáticamente por interruptor horario y con selector manual-automático para facilitar las labores de mantenimiento. Este control podrá ser ubicado en el mismo tablero de distribución.

Todas las luminarias y los accesorios conduit como conduletas, sellos corta fuego, uniones universales, prensaestopas, reducciones, grapas para tubería, boquillas, hubs, etc., cuya instalación se realice en áreas clasificadas Clase I, Zona 0, Zona 1 o Zona 2, deberán ser adecuados para instalación en áreas clasificadas, acorde con los grupos de productos manejados.

11.6. EQUIPOS

De acuerdo con la norma IEC-60076-11, no se considerarán los factores de derrateo aplicables por altitud, toda vez que el área del proyecto se encuentra por debajo de los 1000 msnm; sin embargo, dadas las condiciones ambientales previamente definidas, se tendrá en cuenta la tropicalización de los equipos para altas temperaturas, así como la protección anticorrosiva para ambiente marino, según sea el caso.

11.6.1. Equipos de Maniobra en Baja Tensión

Los equipos de maniobra consistirán en conjuntos ensamblados de gabinetes de acero auto soportante, de frente muerto y que contendrán las barras de potencia, interruptores de potencia extraíbles y/o fijos de acuerdo con lo definido en la ingeniería Básica, dispositivos auxiliares de control, transformadores de protección y medición, relés, instrumentos y switches de control.

Los conjuntos deberán tener las previsiones necesarias para expansión futura en ambos extremos.

El suministro de los conjuntos de celdas o gabinetes, su arreglo y componentes en cada cubículo, deberán estar de acuerdo con los diagramas unifilares y de control desarrollados por el proyecto.

En general, en caso de definirse la necesidad de instalar un Centro de Control de Motores en Baja Tensión, este será diseñado y construido de acuerdo con las normas IEC teniendo en cuenta que estas condiciones deberán ser validadas durante el desarrollo de la ingeniería de detalle, previa verificación de la disponibilidad de distribuidores en Perú.

Tabla N°15. Tipos de Tablero de Baja Tensión

Tableros Tipo (si o no)

Baja tensión(CCM y servicios generales)

Metalclad NO

Compartimentados SI

No compartimentados NO

Extraíbles SI

Fijos SI

Otro: Autosoportado

Otros(Sistema D.C., alumbrado, etc.)

Metalclad NO

Compartimentados SI

No compartimentados NO

Extraíbles NO

Fijos SI

Otro: Para adosar

Fuente: SNC-Lavalin

11.6.2. Transformador de Distribución 480/230-120 V

El transformador de distribución 480/230-120V para servicios generales, será tipo seco para instalación interior, el acceso de cables es por debajo y el primario tendrá conexión delta y el secundario estrella, el neutro será conectado sólidamente a tierra.

La capacidad del transformador se calcula con base en:

Cargas de iluminación y tomas multiplicadas por factores de demanda aplicables. Cargas misceláneas continuas.

La sumatoria de cargas calculada será incrementada en 25% como previsión para cargas futuras.

Los transformadores deberán tener dos puntos de conexión al sistema de puesta a tierra principal.

Los transformadores tendrán las protecciones requeridas por las normas ANSI-IEC.

11.6.3. Sistema de Respaldo (UPS) y Baterías

El sistema UPS deberá ser monofásico ó trifásico dependiendo de la carga y dimensionado para satisfacer los requerimientos de energía eléctrica de los equipos considerados como cargas críticas para la operación del sistema, de acuerdo a lo siguiente:

Control de proceso y sistema de seguridad.

Sistema Fuego y Gas. Control eléctrico. Instrumentación de campo.

Para determinar la capacidad de los sistemas de respaldo (UPS), se tomará en cuenta lo siguiente:

Determinar el factor de cargabilidad y la potencia consumida (VA) de los equipos arriba mencionados.

Autonomía mínima de 2 horas, que será confirmado por PSE para el desarrollo de la ingeniería básica.

Se considera un margen de crecimiento futuro de 25%. No se alimentará ningún tipo de iluminación desde el sistema de UPS dedicado para

los sistemas de instrumentación, control de proceso y control eléctrico.

11.6.4. Motores Eléctricos

Los motores eléctricos serán del tipo TEFC con un factor de servicio de 1,15. Los motores de capacidades mayores a 5 HP tendrán calentadores (space heaters). Los motores superiores a 50 HP tendrán termóstatos para detectar sobrecalentamientos (RTD).

Para motores eléctricos en aplicaciones de bombas que manejen líquidos inflamables y/o se instalen dentro de áreas clasificadas clase 1 zona 0, zona 1 o zona 2. Los motores deberán ser especificados aptos para áreas clasificadas según corresponda.

11.7. CANALIZACIONES, BANDEJAS PORTACABLES Y PUNTOS DE HALADO

Para el diseño de las canalizaciones, bandejas porta-cables y puntos de halado se considerará lo indicado en el Código Nacional de Electricidad de Perú, sección 032, teniendo en cuenta que estas condiciones deberán ser validadas durante el desarrollo de la ingeniería básica, previa verificación de la disponibilidad de distribuidores en Perú.

La tubería conduit metálica deberá ser galvanizada en caliente del tipo pesado, el mínimo tamaño de conduit a utilizar será de diámetro 19,05 mm (¾”) para tuberías a la vista y de 25,4 mm (1”) para ductos enterrados.

Tabla N°16. Tipo de Canalizaciones Eléctricas y Puntos de Halado

Tendido de cables en áreas externas

Tipo (si o no)

Banco de ductos SI

Cable directamente enterrado SI

Bandejas portacables SI

Tubería conduitSI (Siempre y cuando aplique)

Otro: Otras canalizaciones que sean necesarias de acuerdo con la ingeniería básica.

Tendido de cables en áreas externas

Tipo (si o no)

Puntos de halado Tipo (si o no)

Buzones SI

Cajas aéreas SI

Otro: NO

Fuente: SNC-Lavalin

11.8. CONDUCTORES

Para el cálculo de la capacidad de corriente de los conductores y aplicación de los factores de derrateo por temperatura, resistividad térmica del suelo y agrupamiento de cables, estará de acuerdo a lo recomendado por el código nacional eléctrico de utilización de Perú.

La sección del cable para motores se dimensionará considerando los factores de acuerdo a la tabla 27 del código nacional de utilización.

Las bases indicadas en la tabla a continuación deberán ser validadas durante el desarrollo de la ingeniería, previa verificación de la disponibilidad de distribuidores.

Tabla N°17. Conductores eléctricos, puesta a tierra y tubería conduit.

Eléctricos baja tensión Tipo(indique con una

x la selección)

Circuitos de baja tensión por banco de ductos, conduit o bandejas

XLPE Monopolar mayor a 4 AWG X

XLPE Multiconductor menor a 4 AWG X

THWN2-90º Circuitos interiores Iluminación y tomacorrientes X

Otro:

Puesta a tierra Tipo(Indique con una X la selección)

Malla de puesta a tierra principal

Desnudo trenzado de cobre Calibre mínimo 70 mm2 (2/0 AWG)

X

Malla de puesta a tierra secundaria y / o derivaciones

Desnudo trenzado de cobre Calibre mínimo 70mm2 (2/0 AWG)

X

Conexión de equipos, tableros y estructuras

Aislado trenzado de cobre – color de acuerdo con el Código Nacional Eléctrico de Perú, 35 mm2 (2 AWG) THWN-2

X

Alumbrado y distribución interior de edificios

Aislado trenzado de cobre – color de acuerdo con el Código Nacional Eléctrico de Perú. Calibre de acuerdo con el cálculo THWN2

X

Tubería conduit Tipo(Indique con una X la selección)

Asbesto cemento

PVC X

Metálica X

Fuente: SNC-Lavalin

Para las instalaciones todas las instalaciones eléctricas del proyecto se especificarán los conductores como no propagadores de llama y adicionalmente para las instalaciones con afluencia de público se especificarán cables libres de halógenos bajo el estándar internacional IEC.

12.0 CIVIL

Las obras civiles se dividirán de acuerdo con el trazo del poliducto, según lo siguiente:

Estación Pisco

Las obras civiles relacionadas con esta área serán los siguientes:

Movimiento de Tierras para la Nivelación del Plataformado. Mejoramiento del terreno para el Accesos Vehicular. Cimentaciones y losas de concreto armado para todos los equipos mecánicos

(bombas, trampa de envió, equipos de cromatografía, entre otros), Equipos eléctricos y la soportería para todas las tuberías tendidas sobre el terreno.

Veredas de Acceso peatonal. Buzones de concreto y banco de ductos para cables eléctricos.

Cisterna y Buzones para drenaje de aguas aceitosas. Cuarto para garita de control, con albañilería confinada. Cerco perimétrico de albañilería confinada, incluyendo concertina en todo el

perímetro. Soportería metálica para las tuberías tendidas sobre el terrenos, estás serán el

punto intermedio entre la tubería y la cimentación de concreto. Techos metálicos con cobertura liviana para equipos especiales. Portón metálico para ingreso de vehículos, puerta metálica para ingreso

peatonal; Ambas hechas con plancha metálica.

Linea de Transferencia 01


Movimiento de Tierras para el tendido del poliducto, tubería enterrada. Obras civiles para cruces especiales. Cámara de concreto para 12 Válvulas de seccionamiento, distribuidas a lo largo

del trazo. Cerco perimétrico para las 12 Válvulas de seccionamiento, distribuidas a lo largo

del trazo; en áreas desérticas el cerco será de albañilería confinada, en áreas verdes el cerco será metálico con malla eslabonada, en ambos casos con concertina en la parte superior.

Estación de trampas


Movimiento de Tierras para la Nivelación del Plataformado. Mejoramiento del terreno para el Accesos Vehicular. Cimentaciones y losas de concreto armado para las trampas de envió y

recepción. Cisterna y Buzones para drenaje de aguas aceitosas. Cerco perimétrico; si la ubicación fuese en áreas desértica el cerco será de

albañilería confinada, si fuese en área verde el cerco será metálico con malla eslabonada, en ambos casos con concertina en la parte superior.

Soportería metálica para las tuberías tendidas sobre el terrenos, estás serán el punto intermedio entre la tubería y la cimentación de concreto.

Portón metálico para ingreso de vehículos, puerta metálica para ingreso peatonal.

Líneas de Transferencia 02


Movimiento de Tierras para el tendido del poliducto, tubería enterrada. Obras civiles para cruces especiales. Cámara de concreto para 14 Válvulas de seccionamiento, distribuidas a lo largo

del trazo.

Cerco para las 14 Válvulas de seccionamiento, distribuidas a lo largo del trazo; en áreas desérticas el cerco será de albañilería confinada, en áreas verdes el cerco será metálico con malla eslabonada, en ambos casos con concertina en la parte superior.

Punto de entrega en la futura planta de almacenamiento y despacho en Pucusana.


Cimentaciones y losas de concreto armado para las trampas de envió y recepción.

Cisterna y Buzones para drenaje de aguas aceitosas. Soportería metálica para las tuberías tendidas sobre el terrenos, estás serán el

punto intermedio entre la tubería y la cimentación de concreto.

12.1. DEFINICIONES

Cimentación: Parte de la edificación que transmite al subsuelo las cargas de la estructura.

Concreto: Mezcla de cemento Portland o cualquier otro cemento hidráulico, agregado fino, agregado grueso y agua, con o sin aditivos.

Capacidad de Admisible: Presión admisible del terreno definido según el estudio de mecánica de suelos.

Concreto: Mezcla de cemento Portland o cualquier otro cemento hidráulico, agregado fino, agregado grueso y agua, con o sin aditivos.

Albañilería o Mampostería: Material estructural compuesto por "unidades de albañilería" asentadas con mortero o por "unidades de albañilería" apiladas, en cuyo caso son integradas con concreto líquido.

Albañilería Confinada: Albañilería reforzada con elementos de concreto armado en todo su perímetro, vaciado posteriormente a la construcción de la albañilería. La cimentación de concreto se considerará como confinamiento horizontal para los muros del primer nivel.

12.2. DERECHO DE VÍA (DDV)

El Ducto está proyectado (de 10”) se instalará, en lo posible, dentro del derecho de vía (DdV) existente, el mismo que tiene un ancho de 25 metros.

12.3. CRUCES ESPECIALES

12.3.1. Cruce de caminos públicos

En los sectores donde el ducto cruzará vías principales (ver Cuadro 8.1), como es el caso de la Panamericana Sur, la instalación de la tubería se realizará aplicando el sistema de Perforación Horizontal o Tunelera (ver Plano 16023-0000-41DD-0001). Para tal efecto, previo a los procesos constructivos, se elaborarán planos específicos para cada caso y se obtendrán los permisos correspondientes de la autoridad competente.

En los sectores donde el trazo del ducto proyectado cruce caminos vehiculares menores o rurales,que no presenten superficie asfaltada, la instalación de la tubería se realizará a cielo abierto (ver PLANO 16023-0000-41DD-0002).

Durante la ejecución de las obras se implementarán los sistemas de señalización de acuerdo a lo establecido por las normas y regulaciones vigentes. Asimismo, se implementará un sistema de banderilleros para advertir la entrada y salida de las maquinarias de las áreas de trabajo.

Al término de las obras, se colocará carteles indicadores de peligro a ambos lados del camino, de acuerdo a las instrucciones del Supervisor.

12.3.2. Cruce de cursos naturales de agua

El Ducto cruzará los ríos Pisco, Chico, Cañete y el Mala (ver Doc. 16004-1016-40ER-0001). El Plano (16023-0000-41DD-0004) muestra como se realizarán dicho cruces, lo cual serán complementado con las obras de control de erosión recomendadas por los estudios hidráulicos e hidrológicos (gaviones, enrocado o sacos rellenos con suelo – cemento).

Para el cruce de ríos menores, quebradas, canales y otros cursos de agua menores, la instalación de la tubería se realizará a cielo abierto. Esta se realizará de acuerdo a lo indicado en el Plano (16023-0000-41DD-0005). En todos los cruces se instalará tubería hormigonada (en concreto) para lograr flotabilidad negativa y protección mecánica. El radio de curvatura no será menor de 40 diámetros de tubería (curvado en frío).

La tapada mínima en los cruces con cursos de agua, bajo el máximo nivel de socavamiento estimado será de 2,00 m. En suelos rocosos podrá reducirse a 1,20 m. Se colocará un recubrimiento de material gravoso de 0,80 m de altura.

Las obras de construcción no interrumpirán el escurrimiento de las aguas, y no generarán inundaciones en los terrenos ubicados aguas arriba. Concluidas las tareas para el cruce, las obras provisionales deberán ser removidas.

Al término de las obras, se colocará carteles indicadores de la existencia de la tubería a ambos lados del curso de agua, de acuerdo a las instrucciones del Supervisor.

Para realizar los trabajos constructivos en cursos de agua se solicitará el permiso respectivo a la Administración Técnica de Distrito de Riego (ATDR) competente y se realizarán las coordinaciones necesarias para evitar las afectaciones a los usuarios del recurso hídrico.

12.3.3. Cruce de otras estructuras

El cruce del ducto con otras tuberías, fibra óptica, cable subterráneo, acueductos u otra línea existente, se efectuará de acuerdo a la Figura 3-6, Cruces con otras estructuras. En cada cruce se deben prever 02 carteles indicadores por tubería, cuyas posiciones definitivas se establecerán en el diseño definitivo del ducto.

Para ver el listado de cruces ver el documento (16004-1016-40ER-0001).

12.4. ESPECIFICACIONES DE DISEÑO

12.4.1. Movimiento de Tierra

Las siguientes pendientes son referenciales, serán tenidas en cuenta para los diseños y excavaciones una vez que se verifiquen con el estudio geotécnico:

Tabla N°18. Taludes

DESCRIPCION DEL SUELO DE CORTE O RELLENO TALUD V:HCapa de cobertura.- Suelos limo arcillosos y areno limos 1 : 1Basalto muy alterado y muy fracturado (Zona de Intemperismo)

2 : 1

Basalto alterado y muy fracturado 2 : 1Basalto poco alterado y fracturado 3 : 1Basalto amigdaloide muy alterado y muy fracturado 1 : 1Basalto amigdaloide alterado y fracturado 2 : 1Tobas y aglomerados volcánicos muy alterados 1 : 1Tobas y aglomerados volcánicos consistentes 2 : 1Relleno de material granular 1 : 1.5Relleno de material rocoso de la excavación. 1 : 1.5Relleno de material tobáceo de la excavación 1 : 1

Para taludes temporales se podrá considerar 20% más en el lado vertical de los taludes permanentes.

Se ejecutarán banquetas de al menos 2 metros de ancho cuando los taludes en roca excedan de los 12 metros de altura y en taludes de suelo o relleno si exceden de 7 m.

12.4.2. Nivelación de Terrenos

Todas las plataformas expuestas directamente a precipitaciones deberán tener una pendiente mínima de 1% en dirección al sistema de drenaje pluvial.

12.4.3. Drenaje Pluvial

El drenaje pluvial de las áreas estancas se conectará al drenaje existente, en caso que se requiera el diseño, se procederá según los criterios del presente documento.

El cálculo de las cantidades de escurrimiento será determinado por el Método Racional (AASHTO Highway Drainage Guidelines) de todas las áreas, para menos de 200 hectáreas.

Las cantidades de escurrimiento para áreas pequeñas en la planta deberán ser determinadas usando el Método Racional, empleando un tiempo mínimo de concentración de 10 minutos.

Los periodos de retorno de diseño estarán de acuerdo a la tabla 19.

Tabla N°19. Periodos de Retorno para diseño.

Zona Criterio

Colectores de aguas pluviales

Colectores llenos con un periodo de retorno de 10 años.

La línea hidráulica deberá ser diseñada para estar 0.30 m por debajo de cualquier ingreso a una edificación; para estructuras temporales deberá considerarse precipitaciones con un periodo de retorno de 20 años y para estructuras permanentes 50 años.

AlcantarillasEl nivel de agua deberá ser diseñado para estar 0.30 m por debajo del nivel de piso de un edificio; para precipitaciones con un periodo de retorno de 10 a 50 años.

Canaletas / cunetas

El nivel de agua deberá ser diseñado para asegurar que las áreas críticas no se inunden; para precipitaciones con un periodo de retorno de 10 a 50 años.

Los cálculos para canales abiertos se deberán hacer usando la Fórmula de Manning.

Tabla N°20. Valores del Coeficiente de Rugosidad de Manning (n).

CONDUCTOS ABIERTOS REVESTIDOS Y DE ALINEAMIENTO RECTO (*)

COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE

MANNING (n).

Concreto vaciado en formaletas sin acabado. 0.013-0.017

Concreto alisado a boca de cepillo. 0.013-0.015

Concreto emparejado con llana. 0.012-0.014

Mortero lanzado, sección buena. 0.016-0.019

Piedras irregulares, unidas con mortero cemento. 0.017-0.020

Mampostería de piedra bruta y mortero de cemento frisado. 0.016-0.020

CONDUCTOS ABIERTOS EXCAVADOS Y DE ALINEAMIENTO RECTO (#)

COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE

MANNING (n).

Tierra, limpio de vegetación. 0.016-0.018

Tierra, con hierba corta y pocas malezas. 0.022-0.027

Suelo con alto contenido de grava, limpio. 0.022-0.025

Tierra, sección irregular y muchas malezas. 0.030-0.035

Tierra, con lados limpios de vegetación y fondo de grava 0.025-0.030

Tierra, con lados limpios de vegetación y fondo de cantos rodados.

0.040-0.045

Roca lisa y con pocas irregularidades 0.035-0.040

Roca dentada y con muchas irregularidades. 0.040-0.045

Canales sin mantenimiento con maleza densa de la misma altura del agua o mayor.

0.080-0.120

Canales sin mantenimiento con fondo limpio y rastrojo y matorrales en los lados. Gastos Altos.

0.050-0.080

Canales sin mantenimiento con fondo limpio y rastrojo y matorrales en los lados. Gastos Bajos.

0.070-0.110

(*) Cuando la calidad de la construcción es mala usar los mayores valores de “n”.(#) Cuando la calidad de la construcción es mala usar los mayores valores de “n”.

12.4.4. Estructuras

C argas de Diseño

Todas las estructuras serán diseñadas para soportar las combinaciones de las solicitaciones indicadas en los siguientes párrafos.

Las combinaciones de cargas a emplear dependerán de los materiales empleados y el método de cálculo a emplear será el de diseño a rotura - factores de carga (LRFD).

Se deberán considerar las siguientes cargas de diseño:

Cargas Muertas (D)

Las cargas muertas están referidas al peso de estructuras permanentes y componentes no estructurales de una edificación o estructura, incluyendo recipientes, equipos, añadidos, tuberías y entubados, conductos eléctricos y artefactos o accesorios varios. Las cargas muertas de los equipos vienen dados en las hojas de datos entregadas por el cliente.

Cargas vivas (L)

Son las cargas producidas por el uso o la ocupación de una estructura o edificio. Ellas incluyen el peso de todas las cargas móviles, personal, herramientas, equipos misceláneos. Las cargas vivas y sus reducciones deberán satisfacer los requerimientos de las normas.

Las cargas vivas deberán incluir las cargas de piso, las cargas de manipulación de equipos, las presiones activas del terreno y cargas de rueda de camiones. Las cargas vivas de piso deberán ser omitidas de aquellas áreas ocupadas por equipo cuyo peso esté específicamente incluido en las cargas muertas. La carga viva no debe ser omitida debajo de equipos donde se provee acceso, por ejemplo, debajo de un tanque elevado con cuatro patas. Las cargas vivas de diseño deberán indicarse tanto en los cálculos como en los planos de diseño.

Cualquier desviación de las cargas estipuladas en esta especificación, deberá someterse a la aprobación del cliente.

Tabla N°21. CARGAS APLICADAS DE ACUERDO AL TIPO DE ÁREA

Ocupación o usoCarga

distribuida (kg/m2 )

Techos Planos 100Techos livianos Inclinados 30Oficinas 250Salas de reunión 400Sala de archivos 500Pasadizos y rampas de oficinas 400Comedores y escaleras de oficinas 400Baños y vestuarios1 300Almacén 500

Cuartos de Control 1000Cuarto de tableros eléctricos 1250Veredas (peatonal) 500Patio de losa de equipos 500

1Igual a la carga principal del resto del área, sin que sea necesario que exceda de 300 kg/m2.

Cargas de impacto (I)

En toda estructura con carga viva que induce impacto, deberá contemplarse un incremento de la misma.

Las fuerzas de impacto longitudinal, transversal y vertical, no serán consideradas en forma simultánea. Los factores de carga serán los mismos que los de la carga viva.

Carga por nieve o granizo (S)

No aplicable en la zona.

Carga de viento (W)

La carga de viento se determinará según la norma E.020 del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). La velocidad de diseño mínima a usar según el RNE será de 75 km/h.

Cargas sísmicas (E)

La carga sísmica se define como la fuerza horizontal y vertical estática equivalente al efecto de las cargas dinámicas inducidas por el movimiento de la tierra durante el sismo.

Para el caso de las estructuras que no son para la ocupación de personas como pipe rack u otros, se procederá según le capítulo 15 de la norma ASCE 7-10” Seismic Design Requirements for nonbuilding structures".

Para el caso de las cimentaciones de los equipos y muros de cerramiento se empleará lo estipulado en el Capítulo VI, artículo 23 del RNE referido a “Elementos no estructurales, apéndices y equipo” y se evaluará además con lo normado en la ASCE 7-10 en el capítulo 13: “Seismic Design Requirements for nonstructural components". En ambos casos se calcula la fuerza sísmica horizontal. Finalmente, de ambos diseños prevalecerá el más exigente.

Cargas de temperatura (T)

Son las fuerzas originadas en los elementos estructurales por el cambio de temperatura, el cual puede generar contracciones o dilataciones dependiendo del tipo de material.

Cargas de fricción (Fr)

Son las cargas de resistencia al movimiento generadas por el contacto entre dos elementos de igual o diferente material. Estas cargas son opuestas a fuerzas laterales producto del viento o sismo. Para calcular estas cargas (fuerzas) se deben tener en cuenta los coeficientes de fricción que se presentan en el siguiente cuadro.

Tabla N°22. Periodos de Retorno para diseño.

SUPERFICIECOEFICIENTE DE

FRICCIÓNAcero con Acero 0.30Acero con Concreto 0.50Concreto con Suelo Arena Gravosa

0.60

Concreto con Arcilla o Lima 0.40

Carga Vehiculares

La carga vehicular para el diseño de losas de balanza de camiones se tomara de los indicados en la norma AASHTO (American Association of State Higway and Transportation Officials) y AASHTO-GD-2: Política de diseño Geométrico de Carreteras Rurales.

12.5. BASES DE DISEÑO

12.5.1. Generalidades

Las estructuras que conforman el proyecto serán analizadas considerando un comportamiento linealmente elástico, con una adecuada configuración estructural para resistir las cargas gravitacionales de servicio y las cargas horizontales debidas al sismo o viento.

Para las solicitaciones sísmicas de las estructuras serán sometidas a un análisis estático con masas asignadas al peso propio y a las cargas distribuidas (muerta y viva), de acuerdo a las exigencias de la norma ASCE 7.

El análisis estructural será realizado mediante programas de cálculo por métodos matriciales ó por elementos finitos.

Todas las estructuras de acero y concreto serán diseñadas utilizando el método de cargas últimas.

12.5.2. Combinaciones de Carga

Todas las edificaciones, estructuras y componentes, deberán ser provistas con la adecuada resistencia para soportar el más crítico efecto resultante de las combinaciones de carga definidas a continuación.

Las combinaciones de carga a emplear según el tipo de estructura se regirán por el Reglamento Nacional de Edificaciones, las cuales serán las siguientes:

Estructuras de Concreto Armado. (RNE E.060)

De acuerdo al ACI 318-11:

U1 : 1.4D U2 : 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr ó S ó R) U3 : 1.2D + 1.6(Lr ó S ó R) + (1.0L ó 0.5W) U4 : 1.2D + 1.0W +1.0L + 0.5(Lr ó S ó R)

U5 : 1.2D + 1.0E + 1.0L + 0.2S U6 : 0.9D + 1.0W U7 : 0.9D + 1.0E

Donde: D: Carga muerta, L: Carga viva, Lr: Carga viva en la azotea, S: Carga de nieve, R: Carga por lluvia o granizo, W: Carga de viento y E: Carga de sismo.

Cuando aplique las cargas de impacto (I) se debe sustituir en las combinaciones anteriores la carga viva (L) por L+I.

Cuando aplique las cargas de fluidos (F) debe incluirse en las combinaciones U1 a la U5 y en la U7 la carga F con el mismo factor multiplicador que tenga la carga muerta (D).

Cuando sea aplicable, los efectos estructurales T deben considerase en combinación con otras cargas. El factor de carga T debe establecerse considerando la incertidumbre asociada con la magnitud esperada de T, este factor no puede ser menor que la unidad (1.0).

De acuerdo a la norma E.030 del RNE:

U1 : 1.4D + 1.7L U2 : 1.25 ( D + L ± W) U3 : 0.9D ± 1.25 W U4 : 1.25 (D + L) ± E U5 : 0.9 D ± E U6 : 1.4D + 1.7L + 1.4F U7 : 1.05D + 1.25L + 1.05T U7 : 1.4D + 1.4T

Donde: D: Carga muerta, L: Carga viva, Lr: Carga viva en la azotea, S: Carga de nieve, R: Carga por lluvia o granizo, W: Carga de viento, E: Carga de sismo, F: Carga por fluidos y T: cargas por cambios de temperatura.

Cuando aplique las cargas de impacto (I) se debe sustituir en las combinaciones anteriores la carga viva (L) por L+I.

Edificaciones de Acero (LRFD - RNE E.090)

U1 : 1.4D U2 : 1.2D + 1.6L +0.5 (Lr ó S ó R) U3 : 1.2D + 1.6 (Lr ó S o R ) + (0.5L ó 0.8W) U4 : 1.2D + 1.3W +0.5L +0.5(Lr ó S ó R) U5 : 1.2D ± 1.0E +0.5L +0.2S. U6 : 0.9D ± (1.3W ó 1.0E)

Donde: D: Carga muerta, L: Carga viva, Lr: Carga viva en la azotea, S: Carga de nieve, R: Carga por lluvia o granizo, W: Carga de viento y E: Carga de sismo.

Otras Estructuras (ASCE 7)

U1 : 1.4D

U2 : 1.2D + 1.6L + 0.5 (Lr ó S) U3.1 : 1.2D + 1.6 (Lr ó S) ± (L ó 0.5Wx) U3.2 : 1.2D + 1.6 (Lr ó S) ± (L ó 0.5Wy) U4.1 : 1.2D ± 1.0 Wx+1.0 L + 0.5 (Lr ó S) U4.2 : 1.2D ± 1.0 Wy+1.0 L + 0.5 (Lr ó S) U5.1 : (1.2 + 0.2(SDS))D ± ΩoEx + L + 0.20S U5.2 : (1.2 + 0.2(SDS))D ± ΩoEy + L + 0.20S U6.1 : 0.9D ± 1.0Wx U6.2 : 0.9D ± 1.0Wy U7.1 : (0.9 - 0.2(SDS))D ± ΩoEx U7.1 : (0.9 - 0.2(SDS))D ± ΩoEy

Donde: D = Carga Muerta, L = Carga viva, Lr = Carga viva de montaje, Wx, Wy = Cargas de viento en la dirección X e Y, S = Carga de Nieve, Ex, Ey = Cargas de Sismo en la dirección X e Y, SDS = Parámetro de aceleración espectral, ver tabla 5.3, Ωo = Factor de sobre-esfuerzo definido en las tabla 15.4.1 y 15.4.2 de la norma ASCE 7-10.

Esfuerzos Admisibles

Este tipo de combinaciones deberán ser usadas en el caso de que por razones especiales del diseño no apliquen las indicadas en los ítems 8.2.1 y 8.2.2.

S1: D S2: D+L S3: D+ (W ó 0.70E) S4: D+T S5: 0.75 [D + L + (W ó 0.70E)]…………………. (*) S6: 0.75 [D + L + T]……………………………….. (*) S7: 0.75 [D + (W ó 0.70E) + T]………………….. (*) S8: 0.68 [D + L + (W ó 0.70E) + T]…………...…. (*)

(*) En estos casos no se permitirá un aumento de los esfuerzos admisibles.

Las cargas de viento y sismo no deben ser consideradas en simultáneo para una misma combinación.

Las cargas de mantenimiento serán consideradas temporales y no deberán ser combinadas con las cargas de viento o sismo.

Condiciones de servicio (Norma ASCE 7-10)

S1 = D S2 = D + L S3 = D + (Lr ó S) S4 = D + 0.75L + 0.75(Lr ó S) S5.1 = D + 0.6Wx S5.2 = D + 0.6Wx S5.3 = D ± 0.7Ex S5.4 = D ± 0.7Ey S6a1 = D + 0.75L + 0.75(0.6Wx) + 0.75 (Lr ó S) S6a2 = D + 0.75L + 0.75(0.6Wy) + 0.75 (Lr ó S)

S6b1 = D + 0.75L ± 0.75(0.70Ex) + 0.75S S6b2 = D + 0.75L ± 0.75(0.70Ey) + 0.75S S7.1 = 0.60D + 0.60Wx S7.2 = 0.60D + 0.60Wy S8.1 = 0.60D ± 0.70Ex S8.2 = 0.60D ± 0.70Ey

Donde: D: Carga muerta, L: Carga viva, Lr: Carga viva de techo, S: Carga de nieve, R: Carga por lluvia o granizo, W: Carga de viento y E: Carga de sismo.

12.5.3. Deflexiones

Los desplazamientos laterales permisibles se regirán de acuerdo a lo indicado en la norma sísmica E.030 del Reglamento Nacional de Edificaciones para el caso de estructuras de concreto y acero.

Los límites para deflexiones para elementos de concreto armado será lo estipulado según el capítulo 9.6 de la norma E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones y en el capítulo 9 del ACI 318-11. Para ambos casos la tabla es similar y la que se muestra a continuación es del ACI 318-11:

Cuadro N°2. Deflexión Máxima Admisible

Las deflexiones verticales, en los elementos estructurales de acero, causadas por las cargas de gravedad, permanentes y vivas no excederán los valores límites indicados en las normativas. Para los criterios de deflexión se debe considerar el Capítulo L, Sección L3 del AISC-Manual of Steel Construction, y listado en el siguiente cuadro:

Tabla N°23. Deflexión Permisible

Caso Máxima Deflexión permisible (dmax)

Vigas Vigas portantes de piso y equipos (para la carga

total)L / 240; L = luz

Vigas portantes de cielo raso enlucido (para cargas vivas)

L / 360; L = luz

Las deflexiones laterales en los elementos estructurales verticales causadas por las cargas horizontales de sismo o viento no excederán los valores límites indicados:

Por Sismo, en pórticos con nudos rígidos en la dirección no arriostrada: H/100 Por Sismo, en los pórticos de la dirección arriostrada: H/300 Por Viento, en pórticos con nudos rígidos en la dirección no arriostrada: H/200 Por Viento, en pórticos: H/500. Donde H es la altura entre piso. Se permitirá el uso de contra flechas para elementos de concreto y acero

siempre y cuando este aplicado solo a la carga muerta.

12.6. CIMENTACIONES

Para el diseño se tendrá en cuenta las recomendaciones del estudio de mecánica de suelos.

Equipos estáticos y fundaciones de edificaciones

Para el análisis y diseño de las fundaciones de los equipos estáticos y las cimentaciones de las edificaciones, se deberán cumplir con los requisitos expuestos en la NTP E.050 y E.060 y se deberá tener en cuenta las consideraciones geotécnicas mencionadas en el estudio de suelos para cada tipo de estructura.

Equipos Dinámicos

El diseño de los bloques de cimentación para los equipos dinámicos, se realizará utilizando una hoja electrónica que tiene en cuenta la interacción entre la fundación y el equipo, con el suelo de fundación, para lo cual el estudio de suelos debe contener la información y parámetros necesarios como lo son: Peso unitario, Relación de Poisson, módulo elástico, módulo de corte, coeficientes de balasto del suelo etc.

12.6.1. Estabilidad

Para los criterios de estabilidad se deberá tener en cuenta lo siguiente:

El coeficiente de seguridad al volteo será de 1.5. El coeficiente de seguridad al deslizamiento será 1.5 como mínimo El coeficiente de flotación/levantamiento será de 1.5

Para la verificación por levantamiento, deslizamiento y volteo deberá considerarse la mínima carga muerta en acción conjunta con cargas de viento o sismo.

12.6.2. Presiones

Se deberá verificar que las presiones admisibles del suelo en condiciones de servicio se encuentren por debajo de los valores recomendados en el estudio de mecánica de suelos.

12.7. ELEMENTOS SUJETOS A CARGAS DE EQUIPO VIBRATORIO

Los elementos estructurales sujetos a cargas vibratorias y las vigas que soportan equipos (Bombas de Transferencia), deben tener una relación peralte-luz igual a 1:12, a menos que una prueba vibratoria indique que se puede usar un peralte menor.

Deberá verificarse la posibilidad de vibración las losas adyacentes al equipo.

Deberá proveerse de adecuados soportes laterales, arriostres o amortiguadores que mantengan la vibración dentro de los límites apropiados para el tipo de equipo así como el confort de las personas.

Como parte de lo precedente, en general deberá verificarse que no ocurra resonancia entre el equipo y el conjunto. En este análisis se considerará el primer modo de vibración (solo en caso de equipos muy importantes podrán verificare otros modos). Las siguientes proporciones entre la primera frecuencia natural (fn) de las vigas de soporte y la frecuencia forzante (fo) deben mantenerse.

Tabla N°24. Tipos de Soporte

TIPO DE SOPORTE EN EL EXTREMO (Conectado a)

LUZ(mm)

RELACIÓN ENTRE FRECUENCIAS( fn/fo )

Columna < 6000 1.5 o 0.80

> 6000 2.0 o 0.75

Viga < 6000 2.0 o 0.75

> 6000 2.5 o 0.75

En el caso de fundaciones para equipos, se colocará una junta de aislamiento de no menos de 2mm entre estas y las losas de piso. Así mismo, dichas fundaciones deberán contemplar que la frecuencia del sistema tendrá que ser lo suficientemente alejada de la frecuencia del equipo a fines de evitar resonancia.

Se recomienda asegurar que la frecuencia del primer modo de vibración del sistema cumpla con los siguientes límites:

Frecuencia de la estructura ≤ 2/3 de la frecuencia de la maquina Frecuencia de la estructura ≥ 1.5 veces de la frecuencia de la maquina

Las estructuras que deben ser verificadas son aquellas que soportan equipos como:

Bombas de Transferencia. Otros equipos que tengan carga vibratoria.

Los modos de oscilación global de toda la estructura debe ser calculado mediante un modelo estructural con masas concentradas en puntos de inflexión. Las masas y la rigidez usada para el modelo deben ser las necesarias para obtener frecuencias representativas de la respuesta dinámica. Los efectos de la interacción de la estructura

con el terreno deben ser tomados en cuenta. Todo el equipo rotativo o vibratorio sus soportes deben pasar por una evaluación dinámica respaldada por cálculos.

12.8. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

12.8.1. Acero Estructural

El diseño de elementos de acero de las diferentes estructuras se desarrollará de acuerdo a la norma E.090 y se complementará con el AISC-LRFD para el caso de perfiles y planchas de acero rolado en caliente. Para el caso de perfiles doblados en frío se utilizará la norma AISI SG03. Los materiales para el Acero Estructural es el siguiente:

Columnas ó vigas de alma llena (W) ASTM A36. Columnas ó vigas de tubos cuadrados, rectangulares ASTM A36. Tubos estructurales. ASTM A53, Grado B.

ASTM A500, Grado C. Canales, Tees, Ángulos. ASTM A36. Planchas ASTM A36. Soldadura AWS D 1.1, E70XX.

12.8.2. Concreto

El diseño de elementos de concreto armado de las diferentes estructuras se desarrollará de acuerdo a la norma E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones y complementada con las normas y códigos del American Concrete Institute (ACI). Para los materiales se tiene:

Concreto Simple (Resistencia mínima a la compresión).

Solados fć = 100Kg/cm². Concreto ciclópeo fć = 100Kg/cm². + 30% de piedra grande máx. 6”.

(Cimientos).

Concreto Estructural.

La resistencia mínima a la compresión que debe alcanzar el concreto a la edad de 28 días, no debe ser menor a fć = 280 kg/cm2.

Acero de Refuerzo, ASTM A615 Grado 60.

El cemento deberá ser Portland tipo V conforme el ASTM C150 y según las recomendaciones del Estudio de Mecánica de Suelos.

J untas

Deben de proyectarse juntas de contracción o control, y juntas de expansión tanto en muros como en losas apoyadas sobre terreno. El espaciamiento máximo que se utilizará será:

Juntas de expansión para losas apoyadas sobre terreno: hasta 4 veces la distancia entre juntas de contracción

12.8.3. Pernos de Anclaje

Se utilizarán de preferencia pernos post instalados y deberán de diseñarse para ser capaces de soportar las solicitaciones debido a cargas laterales de sismo o viento y homologados de manera que cumplan con los requerimientos del Anexo D del ACI 318. Los materiales son los siguientes:

Pernos de anclaje. ASTM F1554 Grado 36. Pernos de alta resistencia. ASTM A325. Tuercas ASTM A563 Grado .A.

La cantidad de los pernos de anclaje a diseñar serán asumidos hasta que sean entregadas las hojas de datos finales de los equipos y sus skids respectivos.

12.8.4. Grout

El grouting para las bases de equipos , para planchas bases de soporte estructural y otros elementos que según se indiquen, así lo requieran .

Se utilizará grout de nivelación tipo cementoso para uniones concreto -acero estructural donde solo requiera nivelación.

En equipos dinámicos o vibratorios se utilizará grout epóxido.

12.8.5. Acero de Refuerzo

El acero de refuerzo será de grado 60, tendrá un esfuerzo de fluencia (fy) igual a 4200 Kg/cm2, será corrugado y cumplirá con las especificaciones ASTM A615.

La malla de alambre soldada debe ser soldada eléctricamente y de marca aprobada, de acuerdo con ASTM A185.

Los recubrimientos mínimos para el refuerzo del concreto serán como se indica a continuación:

Concreto Vaciado sobre terreno: 75 mm. Concreto No Vaciado directamente al terreno, pero expuesto al terreno

intemperie y atmosfera corrosiva:o Varilla 3/4” y mayores. 50 mm.o Varilla 5/8” y menores. 40 mm.

Superficie de concreto no expuesta al terreno o intemperieo Losas muros y viguetas: 20 mm.o Vigas principales y columnas, acero de refuerzo primario, traslapes, estribos

o armado espiral: 40 mm.

Los Planos estarán en una escala adecuada, y todos serán presentados en Autocad.

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