Ingenierias Conceptuales Estrategias para la Ejecución Exitosa

VIII CAIQ2015 y 3 JASP
INGENIERIAS CONCEPTUALES. ESTRATEGIAS PARA LA
EJECUCION EXITOSA
L.G. Reboredo, E. Benegas y C.R. Rodriguez
TECNA – Tecnología, Ingeniería y Construcción
Encarnación Ezcurra 365 C.A.B.A. - Argentina
E-mail: lreboredo@tecna.com
Resumen. La fase de ingeniería conceptual de unidades de procesos busca
brindar una solución técnica mediante la utilización de las tecnologías y/o
herramientas más adecuadas disponibles en el mercado con el fin de
satisfacer los requerimientos y objetivos inherentes al proyecto en
desarrollo.
Al iniciar la ejecución de una ingeniería conceptual de una instalación se
deben comprender las necesidades del cliente, los objetivos de lo que se
pretende de la ingeniería conceptual y el marco en el que se desarrolla la
misma. Se debe tener en cuenta si se trata de una instalación que es parte de
un desarrollo ulterior mayor o no, si es una instalación nueva o un
revamping de una instalación existente, requerimientos de capacidad de
procesamiento actual y futura, adaptación de la instalación a modificación
de especificaciones de venta y/o cambios de características del fluido de
ingreso, entre otros.
El adecuado entendimiento del marco del proyecto permite el planteo de
alternativas de análisis que buscan satisfacer adecuadamente las necesidades
del cliente.
Los parámetros a analizar para el desarrollo de las mismas pueden
agruparse en distintas áreas de estudio como son: datos de entrada, marco
regulatorio y legal, localización de la o las instalaciones, tecnologías y
procesos, optimización de procesos, lay out de la instalación y
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principalmente aspectos económicos. Esta agrupación de parámetros es
arbitraria y existe una elevada interrelación entre los mismos, que debe
tenerse en cuenta en el desarrollo de las alternativas de análisis.
Palabras clave: Conceptual, Ingeniería, Alternativas
1. INTRODUCCION
El desarrollo de la fase de ingeniería conceptual de un proyecto consiste básicamente
en analizar distintas alternativas tecnológicas con el fin de seleccionar la opción más
adecuada para satisfacer las necesidades y/o requerimientos particulares establecidos
por el cliente.
Estas ingenierías pueden abarcar muy diversos temas, desde la solución de un simple
problema operativo o la selección del mejor proceso para la obtención de determinados
productos hasta la definición de estrategias de desarrollo para un yacimiento.
No
obstante,
pueden
identificarse
algunos
parámetros
generales
que,
independientemente de la magnitud del emprendimiento, requieren ser considerados en
el desarrollo. Dependiendo del objeto que tenga la ingeniería conceptual, algunos
aspectos pueden ser descartados y otros requieren de un análisis más detallado.
El objeto del presente trabajo es mostrar dichos lineamientos y parámetros generales,
como así también desarrollar las particularidades de cada uno de ellos, con el fin de
enmarcar el análisis a realizar en el desarrollo de una ingeniería conceptual. Ello
permite, según el tipo de ingeniería que se trate y de acuerdo a los requerimientos del
cliente, seleccionar los parámetros adecuados.
2. DESARROLLO
2.1. Definición de Ingeniería Conceptual
La ingeniería conceptual es la fase del desarrollo de ingeniería que tiene como
principal objetivo identificar la viabilidad técnica y económica de un proyecto a partir
de conocer los requerimientos y necesidades del cliente, como así también el marco en
que el mismo se desarrolla.
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Durante el desarrollo de una ingeniería conceptual se determina la alternativa
tecnológica óptima que permite cumplir con los objetivos planteados al inicio del
proyecto. Adicionalmente, la misma enmarca el desarrollo de las siguientes fases de
ingeniería, como la ingeniería básica y de detalle.
Con el fin de ejecutar una ingeniería conceptual adecuada deben abordarse ciertos
conceptos críticos que son determinantes en la selección de la alternativa tecnológica
correcta. Algunos de estos conceptos son:
-
Objetivos del proyecto;
-
Marco del proyecto;
-
Requerimientos del Cliente;
-
Información de partida;
-
Normativa del Cliente;
-
Normativa local y nacional;
-
Legislaciones ambientales;
-
Impacto sobre el medio ambiente;
-
Factores económicos y de plazo;
-
Ubicación geográfica de la planta;
-
Cuestiones de proceso y de Layout.
2.2. Consideraciones de Partida en la fase de Ingeniería Conceptual
Para dar comienzo al desarrollo de una ingeniería conceptual deben considerarse
ciertos parámetros que son importantes para efectuar el análisis a realizar. Estos son
citados a continuación:
-
Conocer y comprender correctamente los requerimientos y objetivos del
proyecto: este parámetro es uno de los más críticos y usualmente los mismos no
son lo suficientemente claros, por lo que es necesario asegurarse el correcto
entendimiento para lograr una ingeniería adecuada;
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-
Considerar y conocer el marco en el que se desarrolla el Proyecto y el estado de
situación del cliente en el mercado para de esta forma entender el negocio que
pretende el cliente;
-
Contar con los datos de partida requeridos para el correcto análisis de las distintas
alternativas. Para esto, es necesario gestionar con el cliente la obtención de
dichos datos.
Los datos que deben ser obtenidos dependen del tipo de ingeniería conceptual, es
decir puede tratarse de un revamping de una instalación existente o bien una instalación
nueva. Como ejemplo de estos datos se tiene: productos a obtener y capacidad de
producción, pronósticos actuales y proyecciones futuras, requerimientos de posibles
ampliaciones o bien de incorporación de nuevos procesos, condiciones operativas o
“test run” de la planta actual, problemas operacionales de la planta actual, lay out de la
planta existente o de la zona de implantación, entre otros.
A partir de los puntos anteriores debe recopilarse la información de referencia
necesaria que permita facilitar y agilizar el desarrollo de la ingeniería.
2.3. Parámetros a considerar en el desarrollo de Ingenierías Conceptuales
En el desarrollo de una ingeniería conceptual, adicionalmente a las consideraciones
de partida mencionadas en el ítem anterior, deben analizarse ciertos parámetros los
cuales son relevantes para la obtención de resultados óptimos. Los mismos pueden
agruparse en distintas áreas a estudiar en la fase de ingeniería conceptual.
A continuación se detallan las áreas que típicamente son consideradas para estudio
durante la ejecución de una ingeniería conceptual. Dentro de cada una de estas áreas se
detallan los parámetros más críticos a analizar.
- Tecnología/Procesos.
a) Considerar el aprovechamiento óptimo de las instalaciones y recursos
disponibles.
Cuando se inicia una ingeniería conceptual, se deben tener en cuenta todos los
recursos disponibles que puedan afectar el diseño de la instalación. Por ejemplo, si se
trata de una ampliación o el agregado de un nuevo tren a una planta existente, se deberá
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saber con qué utilidades cuenta la planta y la disponibilidad de las mismas, con el objeto
de entender si se requiere hacer modificaciones a la planta existente o no. En ocasiones,
modificaciones menores en instalaciones existentes pueden proveer de recursos
significativos que pueden ser empleados en el nuevo proceso.
b) Equilibrar simplicidad de la operación y/o construcción con los costos operativos
y/o de capital.
Es importante que durante el desarrollo de la ingeniería conceptual se busque
equilibro entre costos operativos (OPEX) de la planta y costos de capital (CAPEX). La
minimización de estos costos operativos podría comprometer la factibilidad del
proyecto, ya que los costos de inversión podrían aumentar significativamente. Durante
esta evaluación, no hay que perder de vista los costos asociados a la construcción, ya
que una construcción compleja puede impactar significativamente en los plazos y costos
del proyecto.
En determinadas ocasiones, una pequeña mejora en alguna de las variables
mencionadas anteriormente, puede afectar significativamente las restantes.
De este análisis pueden surgir distintas alternativas, la cuales deben ser evaluadas
integralmente con el objetivo de lograr un resultado óptimo.
Un típico ejemplo de lo mencionado anteriormente puede ser la determinación de la
altura de una torre de destilación. Allí se deberá analizar el duty consumido por el
reboiler y el condensador, el número de platos de la torre y el reflujo de la misma.
c) Considerar alternativas tecnológicas estándar
En líneas generales deben analizarse alternativas tecnológicas probadas y
generalmente utilizadas en la industria. Adicionalmente es importante conocer cuáles de
estas alternativas son las usualmente utilizadas por el cliente.
Cabe destacar que deben considerarse las necesidades y/o requerimientos particulares
de cada proyecto y de cada cliente, por lo que en el caso de ser necesario deberán
adaptarse las alternativas estándar con el fin de ser funcionales a las particularidades del
proyecto en cuestión.
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En caso de proponerse una alternativa nueva y no una estándar o bien una variación
de la misma, deben indicarse referencias sólidas que avalen el diseño propuesto.
d) Considerar alternativas de optimización e integración energética
Dentro de una ingeniería conceptual es importante realizar el estudio de distintas
alternativas considerando la posible optimización e integración energética de distintos
procesos. Este parámetro es de suma importancia y dará lugar a su vez a una serie de
variantes que permiten cumplir con los requerimientos solicitados por el cliente
considerando las condiciones operativas en las que se enmarca el desarrollo de
ingeniería. Por tal motivo, con el fin de seleccionar el diseño más adecuado, deben
analizarse las ventajas y desventajas, ya sean tecnológicas o bien económicas, de cada
una de las propuestas.
Un ejemplo de lo antes mencionado son las plantas de ajuste de punto de rocío de gas
natural en donde típicamente se plantea una integración energética a través de
intercambiadores de calor gas crudo/gas tratado o bien gas crudo/condensado, que
permiten lograr las temperaturas adecuadas de salida de los distintos productos como así
también una reducción en la potencia requerida en el caso de refrigeración mecánica.
No obstante, según sean las condiciones operativas a considerar (temperaturas
requeridas, caudales a manejar, entre otros), debe analizarse el costo de los
intercambiadores antes mencionados versus la potencia de refrigeración requerida con el
fin de determinar si económicamente es conveniente la integración energética planteada.
Adicionalmente, deben considerarse aspectos de puesta en marcha y estabilidad de la
operación cuando se estudia una posible integración energética.
e) Identificar procesos y tareas que puedan ser eliminadas
Durante el desarrollo del balance de materia y energía, se debe buscar el proceso más
simple posible que obtenga los resultados solicitados por el cliente. En ocasiones,
inicialmente se plantean esquemas de proceso estándar para el tipo de planta que se está
diseñando. Este puede ser un buen punto de partida, pero es importante poner el foco en
identificar procesos y tareas que puedan ser eliminadas y cuya inclusión no genere
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mejoras significativas al proceso. En estos casos, podría lograrse una operación más
simple (y económica) de la instalación.
f) Considerar distintas alternativas de precedencias/procedencias (equipos, plantas,
etc.)
Antes de comenzar a pensar en el balance de materia y energía es importante saber de
dónde viene el fluido que ingresará a la instalación, ya que brinda una idea de las
características que tendrá el mismo. En algunos casos puede dar información respecto
de la composición y de los contaminantes que podría tener la corriente de ingreso. Por
ejemplo, si se está desarrollando una planta de fraccionamiento y se sabe que su
corriente de entrada corresponde a condensados estabilizados de una planta de
tratamiento de gas, se podría saber que si dicha planta posee un proceso de
turboexpansión, este condensado no contendría mercurio. De la misma forma, las
especificaciones de las plantas precedentes o las del ducto de entrada a la planta bajo
análisis, ayudan a definir el proceso a desarrollar (por ejemplo especificaciones de
contenido máximo de oxígeno, máxima presión admisible del ducto, etc).
Otro ejemplo podría ser que no se cuente con una buena caracterización de la
corriente de ingreso, pero si se sabe que esta corresponde a un yacimiento conocido o a
una determinada región, se puede tener una idea de qué tipo de fluido se espera y qué
contaminantes posee.
En conclusión, si no se tiene una buena caracterización de la corriente de ingreso a
planta, analizando la procedencia del fluido se puede obtener información relevante al
diseño del proceso y la selección de materiales.
g) Considerar distintas alternativas de modularización
En las alternativas a analizarse dentro de una ingeniería conceptual debe considerarse
la viabilidad o bien requerimiento de modularización.
El estudio de este parámetro surge principalmente de las características y
condiciones propias del área en la que se propone emplazar la planta de procesamiento.
Esto hace que se requiera estudiar las características y dimensiones del sitio, como así
también las limitaciones asociadas al transporte y accesibilidad a la zona en cuestión.
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Adicionalmente a las cuestiones antes mencionadas, debe realizarse un estudio
económico para analizar las ventajas/desventajas de la modularización como así
también obtener información de proveedores respecto a las dimensiones estándar de los
equipos.
La modularización puede ser de skids (patines) de trenes de procesamiento o bien se
puede incluir la modularización de parrales de cañerías dependiendo de las
particularidades de cada proyecto.
Un parámetro asociado a la modularización es el requerimiento de trenes de proceso y
la definición de la capacidad de cada uno de ellos. Esto último está asociado a la
flexibilidad operativa requerida y principalmente al turndown requerido de la planta.
h) Considerar efectos de la futura incorporación de procesos
Es relevante conocer si el Cliente considera la futura incorporación de procesos
específicos ya sea aguas arriba, aguas abajo o bien intermedios dentro del proyecto en
cuestión.
Lo antes mencionado es de gran importancia debido a que la selección de la
alternativa tecnológica adecuada debe considerar los efectos que implica la
incorporación de nuevos procesos sobre el diseño a realizar.
i) Considerar aspectos operativos
Adicionalmente a los aspectos propios de balance de materia y energía, es de vital
importancia conocer qué tipo de instalación desea el cliente en términos operativos.
Estos aspectos operativos pueden ser:
1. ¿Será la planta permanentemente atendida o parcialmente atendida?
Este aspecto impacta en el tipo de automatización que tendrá la planta, los
requerimientos de operaciones rutinarias por parte de los operadores y las
medidas de seguridad que deberán adoptarse considerando que podría haber
personal presente o no para responder ante emergencias.
2. Calificación del personal que operará la planta
Impactará en el tipo de automatización que tendrá la planta, pero también en los
mecanismos para evitar errores humanos (desde la posibilidad de generar
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inhibiciones sobre alarmas o enclavamientos desde sala de control hasta
implementación de candados o enclavamientos mecánicos en válvulas). Este
punto suele estar asociado a las especificaciones particulares de los clientes.
3. Modificación a plantas existentes.
En ocasiones, se evalúa junto al cliente la posibilidad de efectuar automatización
de plantas existentes (por ejemplo reemplazar válvulas manuales por válvulas
actuadas automáticamente). En función del costo beneficio que arroje el análisis
desarrollado se estudiará la viabilidad de la implementación.
j) Considerar situaciones operativas anormales
Es importante que en el análisis de las distintas alternativas planteadas se consideren
condiciones operativas distintas de las condiciones normales con el fin de estudiar el
impacto que tienen las mismas sobre el diseño realizado. Estas pueden ser estados
transitorios, o bien distintos estados estacionarios.
Ejemplos típicos de situaciones operativas anormales que deben considerarse son el
caso de golpe de ariete o el arribo de un slug (bolsón de líquido) a una planta de gas.
Para estos casos deben analizarse qué medidas de mitigación deben incorporarse, las
mismas pueden estar asociadas a una adecuación en el diseño y/o incorporación de
elementos de seguridad.
k) Considerar aspectos de seguridad
Se debe tener en cuenta en el diseño, de acuerdo al tipo de planta, la necesidad de
instalación de un sistema contra incendios e ignifugado. Además debe considerarse la
instalación de un sistema de venteos para la evacuación a lugar seguro de gases
venteados.
Por otro lado se debe analizar el sistema de seguridad a instalar y la ubicación de las
válvulas de seccionamiento con el efecto de mantener una aislación de volúmenes de
hidrocarburo manejables en la planta. Además, se debe analizar la necesidad de la
instalación de válvulas de despresurización automática.
Un análisis general de aspectos de seguridad puede resultar necesario para confirmar
la factibilidad de un proyecto. El ejercicio de HAZID (Identificación de Riesgos), que
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puede efectuarse en base a un diagrama de procesos simple es una herramienta útil en
este aspecto.
l) Considerar aspectos medioambientales
Es de gran importancia analizar en esta fase del proyecto el impacto que el mismo
tendrá respecto a cuestiones medioambientales. Por esta razón es fundamental contar
con información respecto a la localización del proyecto y las características propias del
lugar, como lo son flora, fauna, características del suelo, cursos de agua, entre otros,
como así también conocer cuál es la legislación ambiental vigente.
Adicionalmente, deben considerarse y analizarse los distintos aspectos de las
diferentes alternativas analizadas que impactan sobre el entorno. Como ejemplo se
tiene:
1. Impacto visual y auditivo: se refiere a lo que implica la instalación de la planta en
sí y cómo impacta sobre los recursos del lugar ya sea la flora, fauna, los cursos de
agua, instalaciones urbanas, edificios entre otros;
2. Emisiones de efluentes y contaminantes a la atmósfera;
3. Instalación de equipos críticos como lo son las antorchas, en donde se requiere
realizar estudios de radiación considerando las características geográficas del
lugar, de manera de determinar su correcta ubicación sin generar efectos adversos
en el entorno
En el caso de equipos rotantes como compresores o generadores, si no están
acústicamente aislados podrían generar altos niveles de ruidos.
Otro ejemplo, son los equipos en los cuales se produce combustión de gases o
líquidos, lo cuales poseen emisiones de contaminantes (CO2, CO, NOX, SOX,
etc.) a la atmósfera.
En esta fase del proyecto, en el caso de que la normativa del Cliente lo requiera, se
realiza un Estudio de Impacto Ambiental Preliminar (EAP) en el cual se realiza una
primera valoración de manera de detectar en forma temprana inconvenientes que
comprometan la factibilidad del proyecto o bien tengan alto impacto en los costos.
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m) Generación de energía eléctrica
Uno de los puntos críticos a considerar en el estudio de ingenierías conceptuales es la
necesidad de generación de energía, por lo que debe realizarse un análisis exhaustivo
con el fin de determinar la configuración óptima para satisfacer la demanda.
En primer lugar debe conocerse la ubicación y características de la red eléctrica más
cercana al área de emplazamiento con el fin de evaluar si técnica y económicamente es
viable interconectarse a dicha red o bien instalar el equipamiento necesario para
generación propia. En el caso de que se trate de un revamping, debe contarse con toda la
información de las instalaciones existentes de generación de energía.
Asimismo, también deben analizarse las ventajas y desventajas asociadas a utilizar
energía eléctrica de la red local o bien generar electricidad en la propia planta. A
continuación se listan algunos aspectos a considerar:
1. Red eléctrica existente:
Debe estudiarse la ubicación de la red eléctrica existente con el fin de analizar el
costo del tendido y transporte de energía hasta la zona en donde se emplazará la
planta. Adicionalmente, deben considerarse los factores climáticos para analizar
la factibilidad y conveniencia del tendido.
En reglas generales esta alternativa tiene menores costos operativos (OPEX) y de
mantenimiento que la alternativa de generación eléctrica, pero los costos de
inversión (CAPEX) son más elevados. No obstante, como parámetro general se
tiene que en pocos años de operación de la planta se equipararía el costo de la
inversión con el costo de mantenimiento que requiere la alternativa de generación
eléctrica en planta.
Otro factor importante es que permite el arranque de varios equipos a la vez. No
obstante hay casos en los que la confiabilidad de la red puede hacer desestimable
esta alternativa.
2. Generación de energía eléctrica:
Tal como fue mencionado en el ítem anterior, si bien el costo de inversión es
menor al de la alternativa anterior, esta alternativa presenta un costo de
mantenimiento y operativo elevado;
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Adicionalmente, se requiere de una importante tarea de mantenimiento y de
personal como así también del abastecimiento permanente de combustible (puede
ser gas natural o bien combustibles líquidos), lo cual implica el transporte y la
logística asociada a un requerimiento continuo.
Adicionalmente, deben evaluarse las ventajas y desventajas de utilizar motores
eléctricos y motores a combustión. Estos últimos requieren mayor mantenimiento y se
deterioran si no se utilizan frecuentemente. En cuanto a la potencia, generalmente si se
requieren potencias menores a los 1000 HP se suele optar por motores eléctricos, y para
potencias superiores debe realizarse un análisis económico de ambas alternativas.
A partir de las características mencionadas para cada una de las alternativas, debe
analizarse cada caso particular con el fin de obtener la mejor opción para satisfacer la
demanda de energía del proyecto en estudio.
- Lay Out
Una vez que se comienza con el desarrollo de una ingeniería conceptual, ya con las
definiciones del proceso avanzadas, y con los datos geográficos de la zona donde se
implantará la planta es importante hacer un análisis preliminar de determinados aspectos
que afectan el Lay Out de la planta.
a) Vientos Predominantes.
Es importante tener en cuenta la dirección del viento predominante, pero también se
debe analizar qué porcentaje del tiempo el viento posee un dirección distinta. En tal
sentido, se compara si el porcentaje del tiempo fuera de la dirección predominante es
comparable al del predominante.
Este aspecto afecta la ubicación de equipos críticos, como por ejemplo: antorcha,
calentadores de fuego directo, torres de enfriamiento, zona de almacenaje, edificaciones
de servicios, etc. A continuación se mencionan los principales requerimientos a tener en
cuenta para el desarrollo del lay out:
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1. Ubicación de equipos con fuego respecto de equipos que continua o
eventualmente pueden ventear gases combustibles.
Calentadores de fuego directo: los calentadores de fuego directo son
fuentes de ignición continua. Por lo tanto se deben ubicar vientos
arriba de equipos que pudieran liberar gases inflamables.
Sistema de Antorcha: ubicar la antorcha vientos arriba de las
unidades de procesos, preferentemente al costado, para evitar que
posibles venteos de dichas unidades se dirijan a la antorcha.
2. Ubicación de equipos que continua o eventualmente pueden ventear gases
combustibles respecto de posibles fuentes de ignición.
Zona de almacenaje: ubicar los tanques vientos abajo de puntos de
ignición.
3. Ubicación de equipos que desprenden gases calientes respecto de aquellos que
requieren aire frío (teniendo en cuenta la dirección de los vientos predominantes).
Aeroenfriadores: ubicar los aeroenfriadores vientos arriba de equipos
que poseen emisiones de gases o aire caliente.
Equipamiento con tomas para ingreso de aire: cuando se ubican
equipos que poseen tomas de aire, además se debe considerar que la
calidad de aire sea adecuada, y las posibles consecuencias que
implicaría el ingreso de gas inflamable o tóxico a la toma de aire.
Estos equipos pueden ser: turbinas y motores a combustión,
compresores o sopladores de aire, generadores de gas inerte, calderas
y hornos, edificaciones que utilizan sistemas presurizados para la
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clasificación de áreas, unidades de separación de aire y unidades de
aire acondicionado para edificaciones (HVAC).
Torres de Enfriamiento: deben ubicarse, en la medida de lo posible,
vientos abajo de subestaciones, parrales de cañerías, calles, y equipos
de procesos. Estas pueden generar: disminución de la visibilidad,
generación de hielo en climas fríos, corrosión a estructuras y equipos,
ambientes húmedos en edificios cercanos.
b) Considerar alternativas de aprovechamiento de la topografía.
En caso de tener que estudiar distintas de zonas de implantación se deben considerar
los alrededores, topografía, medio ambiente y dirección de vientos predominantes. Por
ejemplo, hay que estudiar aspectos como el movimiento de suelos, niveles, generación
de terrazas y la altimetría.
Por ejemplo, en algún caso podría considerarse desventajoso la existencia de un cerro
en las inmediaciones de la planta dado que podría requerir mayor tareas de nivelación,
sin embargo esto podría ser utilizado para ubicar allí el sistema de venteos de la planta y
no tener que realizar antorchas muy altas.
También, tener un leve desnivel puede ser favorable, dado que el sistema de drenajes
de la planta podría ser ubicado en la zona más baja y de esa forma evitar enterrar por
demás cañerías y equipos. Asimismo, es aconsejable ubicar las zonas de
almacenamiento de la planta en niveles inferiores a la planta dado que de esta forma si
hay un derrame catastrófico en la zona de almacenamiento (mucho volumen) este no se
dirige a la planta.
c) Considerar accesos, circulación y rutas de escape.
Es necesario prever acceso para inspección y mantenimiento de los equipos de la
planta. Además, se debe prever acceso adecuado para camiones o medios de transporte
necesario, teniendo en cuenta los espacios para maniobras. Asimismo, se debe asegurar
que los vehículos no obstaculicen los accesos (durante la carga, descarga o espera).
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Es importante prever vías de escape para emergencia en al menos dos direcciones sin
necesidad de atravesar una unidad de procesos. La misma no debe pasar por debajo de
cañerías, equipos o estructuras.
Tener en cuenta la accesibilidad para la lucha contra incendios.
d) Considerar espacios para mantenimiento y reparación y distancias de seguridad
aplicables.
Por ejemplo se deben considerar la orientación de intercambiadores para realizar la
extracción del mazo de tubos o la ubicación de una torre considerando que una grúa
debe realizar el trabajo de izaje de la misma.
De la misma forma, los equipos con motores como compresores, deben poseer
espacio para mantenimiento y facilidades para ser removidos.
Se debe analizar con la normativa del cliente o legislación aplicable el espaciado
requerido entre equipos/unidades. Esta distancia será producto del tipo de fluido que se
maneja, el servicio que presta y el tipo de equipo.
e) Considerar la futura instalación de equipos.
Se deberá tener en cuenta posibles expansiones de la planta como el agregado de
trenes o equipos que aumenten la capacidad de la misma o por la naturaleza del origen
de la corriente de ingreso a planta. Un ejemplo de este último puede ser el caso de la
necesidad de instalar compresores en la entrada a una planta de tratamiento de gas para
elevar la presión de la planta cuando los pozos comiencen a depletarse.
f) Considerar aspectos de constructibilidad.
Se deberá tener en cuenta el espacio para la ubicación de grúas para construcción y/o
mantenimiento y las interferencias que se tengan en una planta existente para poder
llevar a cabo la construcción.
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- Económico, de Plazo y Regulatorios.
En el desarrollo de una ingeniería conceptual, uno de los puntos más críticos del
análisis es el factor económico.
Para cada una de las alternativas de proceso en estudio debe considerarse una
evaluación económica financiera. Como parte de dicho estudio deben evaluarse los
parámetros CAPEX y OPEX. El CAPEX (Costos de Capital) está asociado a los gastos
de inversión inicial y a los gastos asociados a la adquisición de bienes e instalaciones.
El OPEX (Costos Operativos), se refiere a los costos asociados al mantenimiento de
equipos y gastos de consumibles.
En general, en esta instancia de ingeniería se realiza una estimación de costos que se
utiliza básicamente para definir la viabilidad económica de un proyecto.
Un ejemplo de lo antes mencionado, es el caso de una ingeniería conceptual que se
basa en analizar las distintas alternativas técnicas posibles para la explotación de
yacimientos maduros. Para este caso puntual es de gran importancia contar con los
pronósticos de producción futuros. Adicionalmente, para analizar el CAPEX y OPEX se
parametrizan los costos de equipos, energía, servicios auxiliares para lo que se requiere
además evaluar escenarios de precios futuros. En este caso puntual, para la selección de
la alternativa a aplicar se debe decidir entre dos alternativas extremas: invertir en los
activos fijos necesarios para permitir el desarrollo en el corto plazo o bien realizar
inversiones iniciales importantes con el fin de cubrir los pronósticos de producción a
largo plazo.
Otro punto de gran importancia en la evaluación económica de las distintas
alternativas son los aspectos asociados a los plazos y tiempos requeridos para las
distintas etapas de ingeniería, ya sea plazos de licitación, oferta, evaluación de ofertas,
adjudicación, desarrollo de ingeniería, plazos de entrega de equipos, transporte al sitio,
montaje en el sitio.
Es importante considerar los siguientes puntos:
a) Equipos críticos: equipos de largo plazo de entrega, equipos claves para el
proceso o bien equipos construidos en zonas remotas;
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b) Localización de la Planta: si se trata de un país del tipo proteccionista,
tiempos de entrega de equipos construidos en otros paises (logística y
transporte).
Adicionalmente a los parámetros antes mencionados deben considerarse aspectos
regulatorios particulares como así también el requerimiento de permisos o concesiones.
- Localización/ Vinculaciones
a) Considerar localizaciones geográficas alternativas.
Cuando se consideran alternativas geográficas para la ubicación de una planta, se
debe analizar especialmente si están involucradas varias instalaciones o no. Este aspecto
es importante para definir si es conveniente centralizar (es decir, utilizar una única
planta que atienda varias locaciones), distribuir (ubicar varias instalaciones próximas al
origen) o hacer una mix de ambos casos.
La ventaja de utilizar instalaciones centralizadas son:
1. Facilidad para la operación, no se requieren operadores recorriendo todas
las instalaciones.
2. Bajo costo de instalación de la planta.
3. Menor cantidad de equipos.
4. Menores costos de mantenimiento.
En cambio, la descentralización permite:
1. Mayor flexibilidad operativa.
2. Mayor flexibilidad en el diseño.
3. Puede significar menos costos de inversión en transporte de fluidos
(menor tendido de ductos y costos de bombeo/compresión).
4. Mejora la facilidad para el transporte de equipos (menor tamaño).
5. Mayor facilidad y rapidez de construcción.
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b) Considerar características particulares del sitio.
Otros aspectos de localización que afectan al diseño son las precipitaciones y los
vientos. El primero, afecta principalmente a la capacidad del sistema de drenajes de
agua de lluvia de la planta. En cuanto al viento, como se mencionó anteriormente
impacta sobre el lay out, pero además sobre aspectos de diseño mecánico/estructural de
la planta dado las cargas que se generan sobre los equipos.
En cuanto a la topografía, la misma debe analizarse de una forma inteligente
buscando reducir los costos (minimizar movimiento de suelos) y maximizando las
posibilidades que ella ofrece, como por ejemplo:
1. Ubicando el flare en la zona más alta de la planta para disminuir los
niveles de radiación sobre la planta.
2. Generar terrazas, no es necesario que toda la planta se encuentre al mismo
nivel.
3. Asegurar el flujo gravitacional hacia el acumulador de drenajes abiertos
sin necesidad de enterrar el recipiente.
Es importante también tener en cuenta el marco general de todo el proyecto, no sólo
el de la planta en particular, ya que podría requerirse espacio para futuras instalaciones.
Otros aspectos, como la ubicación del sistema de almacenaje, que fueron
desarrollados en el ítem de lay out.
c) Considerar aspectos de transporte al sitio.
Este aspecto de la localización es clave en el dimensionamiento de los equipos de la
instalación, dado que limitaciones de tamaño de transporte afectan las dimensiones
finales del equipo (diámetro/ancho alto y largo) o la cantidad de piezas que tendrá el
equipo. También, estas limitaciones dimensionales deben ser tenidas en cuenta para la
definición de los módulos de la planta (si los hubiere).
Asimismo, pueden existir ventanas temporales de accesibilidad. Por ejemplo,
cuestiones climáticas como lluvia o nieve que suelen ser más intensas en determinadas
épocas del año, determinan la logística del transporte.
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d) Considerar vinculaciones requeridas con otras instalaciones.
Es importante entender cómo la planta se integra con otras instalaciones. Para
comprender adecuadamente estas vinculaciones, se debería considerar lo siguiente:
1. Origen de la corriente de entrada.
2. Destino de los productos.
3. Utilización de servicios de pantas cercanas.
Estas vinculaciones deben tenerse en cuenta para definir la localización de la nueva
instalación.
4. CONCLUSIONES
En el presente trabajo se indican los lineamientos y parámetros generales a seguir con
el fin de lograr un correcto desarrollo de una ingeniería conceptual. No obstante, es
importante destacar que dicha fase de un proyecto fundamentalmente depende de los
requerimientos y necesidades del cliente, así como también del marco en el que el
mismo se desarrolla.
AAIQ, Asociación Argentina de Ingenieros Químicos - CSPQ