16 diciembre 2012

Cómo diseñar la distribución en planta de industrias químicas (1ª PARTE)




La distribución en planta de industrias donde esté presente el riesgo de agentes químicos es un arte más que una ciencia. Implica la colocación de los equipos de forma que lo siguiente sea minimizado: (1) daño a las personas y propiedad en caso de incendio o explosión; (2) costes de mantenimiento; (3) número de personas requeridas para operar la planta; (4) otros costes de operación; (5) costes de construcción; (6) el coste de revisiones futuras planificadas o expansión.

Todos estos propósitos no pueden ser cumplidos, pero si pueden ser minimizados.

Distribución en planta en un nuevo proceso

Lo primero que debemos hacer es determinar la dirección de los vientos predominantes. La dirección del viento determinará la localización general de muchas cosas. Todos los equipos que pueden derramar materiales inflamables se localizarán en el lado de la dirección del viento. Luego si ocurre un derrame los vientos predominantes no transportarán vapores sobre la planta, donde puedan entrar en ignición por una llama o superficie caliente.

Por motivos similares el centro de transformación, calderas, bombas de agua, e instalación de aire comprimido se localizarán apartadas de la planta. Si el riesgo es considerable puede tomarse como referencia 75 metros, y en el lado contra el viento. De esta forma minimizamos la posibilidad de que estas instalaciones se dañen en caso de un derrame.

Es también interesante separar calderas y hornos de otras instalaciones. Así, si se produce un incendio, estas instalaciones no serán dañadas.

Instalaciones de almacenamiento

Los depósitos de almacenamiento que contienen materiales no peligrosos, no inflamables y no explosivos se localizarán contra el viento de la planta. Aquellos que no se adaptan a esta categoría no se localizarán en la dirección del viento de la planta, donde puedan ser dañados y posiblemente destruidos por un derrame mayor en el área de proceso. No se localizarán contra el viento de la planta donde, si se derrama algún contenido, las áreas de proceso puedan dañarse.  Se localizará al menos a 75 m de las áreas de proceso que pueden ser dañadas.

Espaciamiento de equipos

La OSHA tiene estándares para materiales peligrosos que dan distancias mínimas entre contenedores y la distancia entre estos elementos y líneas de la propiedad, carreteras públicas y edificios. Esto depende de las características del material, el tipo y tamaño del contenedor, si el tanque está sobre el suelo o enterrado, y qué tipo de protección es proporcionada.

Detalles específicos deben proporcionarse para equipos que contienen aire-acetileno, hidrógeno-oxígeno, óxido nitroso, además de gases licuados del petróleo. También se prohíbe el almacenamiento y localización de recipientes conteniendo materiales inflamables y combustibles en el interior de edificios, a menos que se tomen precauciones especiales.

De nuevo, el motivo principal para incluir la distribución en planta en el diseño preliminar es dimensionar el equipo de transporte y los edificios. De esta forma estaremos seguros que ningún equipo necesario es omitido y que la planta elegida será lo bastante grande. En este punto, ya que la mayoría de los equipos de transferencia de energía no han sido dimensionada, sólo puede darse su localización aproximada.

Área de procesado

Hay dos formas de esbozar un área de procesado. Los lugares de de distribución en planta agrupados tienen todas las piezas similares de equipos adyacentes. Esto proporciona una facilidad de operación y conmutación de una unidad a otra. Por ejemplo, si hay 10 reactores de lotes, se colocarán en la misma área general, y así pueden ser supervisados por pocos operadores. Si están extendidas en un área amplia, pueden necesitarse más operadores. Este tipo de esquemas es mejor para grandes plantas.

La distribución de la línea de flujo usa el sistema de tren o línea, que localiza todo el equipo en el orden en el que ocurre en la lámina de flujo. Esto minimiza la longitud de las líneas de transferencia y, por lo tanto, reduce la energía necesaria para transportar materiales. Este sistema se usa extensamente en la industria farmacéutica, donde cada lote de medicamento que se produce debe mantenerse separado de otros lotes. 

En otras industrias esto se usa principalmente para productos de pequeño volumen.

A menudo, en vez de usar la distribución en línea de flujo o agrupada, se usa una combinación que se adapta mejor a la situación específica.

Colocación de equipos

Una vez que se ha decidió un esquema general, el área de procesado se divide en áreas de unidad. Posteriormente, teniendo en cuenta lo indicado anteriormente, estas áreas se colocan en localizaciones próximas en un plano. Las unidades se agruparán de forma que el número de personal de operación se minimice.

Una pequeña nota indicaría cada bomba en el intercambiador de calor. Cada pieza de equipo  se designará por el mismo símbolo usado en la lista de equipo.

El concepto de pérdidas máximas debe ser considerado. Algunas compañías ponen un límite en la pérdida máxima que puede esperarse si ocurre un incendio o explosión. Esto significa que sólo una cierta cantidad de equipos puede ser colocado en cualquier área dada, y que debe estar físicamente separado de otras áreas. 

Esto pude hacerse proporcionando paredes ante fuego, espacios amplios entre áreas, y otros diseños de localización del fuego.

En este punto se decidirá la localización del panel de control. Usualmente será una localización central. Esto permite mirar los paneles de control para investigar rápidamente y determinar los problemas que puedan surgir. Ya que las plantas cada vez están más automatizadas, puede ser deseable tener dos o más procesos controlados desde una localización; esto puede reducir el número de operadores requeridos. En este caso la sala de control se localizará en un área relativamente no expuesta cerca del borde del área de proceso, pero lejos de calentadores encendidos.

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