Universidad Nacional de Trujillo Escuela de Ingeniería Industrial Evaluación de Proyectos de Inversión Profesor: Dr. Luis A. Benites Gutiérrez Diseño de Plantas (Material reproducido por el Autor para uso exclusivo en clase) Dr. Luis A. Benites Gutiérrez

MS. Luis A. Benites Gutiérrez Introducción: Cada proyecto requiere de un tratamiento particular en cada una de sus etapas, aún cuando aparentemente tenga similitudes con otros proyectos. Una de las etapas mas importantes del Diseño de un proyecto es la del Diseño y Disposición de las plantas ó lugares de producción. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

MS. Luis A. Benites Gutiérrez ...Introducción.... Al respecto se han acumulado mucha teoría, experiencia y conocimiento sobre diversas materias que confluyen en este punto, como son Ingeniería de Métodos, Diseño de Plantas, Electricidad, Tratamiento de aguas, Tecnología de materiales de construcción, Máquinas y Herramientas, Geología, Biología, Química etc. Así que difícilmente puede encontrarse un método único en el diseño de una planta, pero si se puede hablar de aspectos generales que deben incluirse en su desarrollo. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 1. Selección de Terreno 1.1 Abastecimiento de Materia Prima 1.2 Suministro de Agua 1.3 Mano de Obra Disponible 1.4 Transporte 1.5 Drenaje y sitios de desperdicios 1.6 Combustible y fuerza motriz 1.7 Terreno para futuras ampliaciones MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2. Construcción de la Planta 2.1 Pisos 2.9 Almacenes 2.2 Muros y Techos 2.10 Equipo Sanitario 2.3 Ventanas 2.11 Seguridad 2.4 Puertas 2.12 Comunicaciones 2.5 Alumbrado 2. 2.6 Ventilación 2. 2.7 Drenajes de piso 2. 2.8 Servicios Auxiliares 2. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 3. Trazado de la Planta. 3.1 Principios básicos del Layout 3.2 Tipos Clásicos de Layout 3.3 Elementos Básicos del Layout 3.4 Recomendaciones 4. Costeo de la planta. 5. Pasos a seguir. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 1. Selección de Terreno Tener en cuenta los factores que van incidir en el costo de instalación y el costo de operación de la Planta. Primero, debe estudiarse los reglamentos locales al respecto. En el Perú, existe la Ley 13270, Ley de Promoción Industrial, según el Art. 160, para construir una planta se debe presentar una solicitud de inscripción en el Padrón Industrial, la cual debe ser remitida al Ministerio correspondiente, a la dirección de Industrias. Deben analizarse los puntos indicados a continuación. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 1.1 Abastecimiento de Materia Prima Generalmente se busca la proximidad de la planta con la Materia Prima, porque de acuerdo al tipo de producto, la materia prima puede experimentar manipulación, transporte, mermas, embalajes intermedios ú otro factor que permita llevar la Materia Prima hasta la planta originando así mayores ó menores costos. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 1.2 Suministro de Agua Difícilmente existirá un proceso productivo que no requiera agua. Normalmente, el agua debe estar libre de contaminación y con bajos contenidos de sales minerales, particularmente de sulfatos de hierro. Tampoco es recomendable el agua dura (Ca y Mg) El agua debe ser potable, sino tiene que pasar, previo análisis, por un proceso de tratamiento que determine las características del agua con que se cuenta y a la cual se debe llegar, así como el proceso que debe desarrollarse para conseguirla. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 1.3 Mano de Obra Disponible La disponibilidad de mano de obra requiere un análisis, sobre todo cuando requiere cierta capacitación y destrezas que no se consiguen en los poblados adyacentes. Hay factores de estacionalidad ó temporadas, que hay que tener en cuenta así como la imagen de la empresa como polo de desarrollo dentro de una sociedad. Hay que determinar el personal clave y aquel que puede cambiarse fácilmente. Debe clasificarse como Personal Directo, Indirecto y Administración y Venta MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 1.4 Transporte La facilidad de transporte es crucial para la llegada de Mat. Prima y salida de Productos Transformados o terminados. En algunos proyectos es necesario desarrollar este tema en forma paralela y detallada por los costos adicionales directos ó indirectos que se originen. Tal es el caso de proyectos mineros, ecológicos, comunicaciones, electricidad, combustibles y cementos. Deben contemplarse la producciones presentes y futuras. Deben contemplarse las normas vigentes de carga y transporte. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 1.5 Drenaje y sitios de desperdicios Estudiar, analizar y diseñar la red de drenaje, la construcción de pozas de tratamiento, rejillas y uso de filtros que minimicen el impacto ambiental causado por los desperdicios emitidos. Deben cumplirse con las normas vigentes y los reglamentos locales al respecto. De la misma manera las salidas de humos, desechos sólidos. Tener en cuenta que los costos de tratamiento de estos desperdicios en algunos casos es muy alto y deben estar considerados con el proyecto. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 1.6 Combustible y fuerza motriz Estudiar, analizar y diseñar la red de Fuerza Motriz. Determinar las necesidad presentes y futuras de energía incluyendo factores de estacionalidad. Determinar los costos por tipo de fuente, a gas, a petróleo, hidroeléctrica, eólica, solar ó simplemente del abastecimiento de la empresa eléctrica de la ciudad. En todo caso debe constatarse el tipo de corriente necesitada vs. la corriente suministrada, amperaje, fase, voltaje, obras físicas adicionales como Casa de Fuerza, transformador. Todo debidamente costeado. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 1.7 Terreno para futuras ampliaciones Al seleccionar el terreno para la planta, deberá observarse el terreno disponible para futuras ampliaciones, así como la orientación de las mismas. Deberá tenerse en cuenta los costos de cercado y preparación así como el mantenimiento. Disponibilidad de servicios, industrias aledañas etc. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2. Construcción de la Planta Una vez seleccionado debidamente el sitio para la planta, se considera el tipo de construcción que se va a levantar. El tipo de producto influye algo en esto. Generalmente el edificio debe ser funcional, es decir distribuido de acuerdo al proceso y a los equipos que se van a instalar. Debe considerar futuras ampliaciones. Es preferible construir un edificio nuevo, pero en muchos proyectos se considerará adaptaciones ó modificaciones. Todo debe estar perfectamente costeado. Cuidado con los costos históricos ó hundidos. *** Estas son especificaciones muy generales *** MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2. Construcción de la Planta Area de Servicios Se deben considerar: Area de Producción Area para futuras ampliaciones MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas Estimación de las necesidades de Terreno y edificaciones Evaluar el requerimiento de superficie proyectándose al futuro. Edificaciones y costos. Dimensiones, tipos de piso, resistencias y características funcionales para techos, paredes. Niveles de iluminación y ventilación Tipos de puertas y accesos. Instalaciones especiales. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.1 Pisos Los pisos del área de procesos y de calderas se construirán de hormigón. El pavimento de la superficie de procesos será de una sola pieza. Tener cuidado con las uniones ó juntas, las pendientes, canaletas, zonas de vibración, anclajes, zonas de limpieza. Debe aplicarse los materiales de protección y recubrimiento de acuerdo al tipo de producción como cerámicos, viniles ó impermeabilizantes. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.2 Muros y Techos Los muros pueden ser cualquier material impermeable, que sea de fácil lavado y mantenimiento. La altura y espesor y acabado depende de las necesidad de producción y del diseño escogido. Los techos se recomiendan altos, generalmente la altura mínima es de 4 metros. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.3 Ventanas La función de las ventanas es proporcionar luz y ventilación, por lo tanto el tamaño, sistema de apertura y cierre, protecciones adicionales, nivel de hermeticidad, tipos de vidrio dependerán de las necesidades de cada proyecto. Las funciones normales de las ventanas son sustituidas por sistemas de ventilación é iluminación mas sofisticados. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.4 Puertas Depende del tipo de edificio, número de almacenes, oficinas. Estas podrán variar corredizas, levadizas, plegables, vaivén, dobles, de madera, metal, tipo reja. Se recomienda revisar reglamento de construcciones según sea el caso. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.5 Alumbrado Nada mejor que la luz natural, pero cuando se necesita el alumbrado eléctrico, la disposición, tipo y cantidad de bombillas, distancias, protecciones dependerán de las especificaciones técnicas. La intensidad de luz necesaria ó nivel de iluminación para cada zona de la planta varía según cada necesidad. Ejemplo: Control de Calidad é inspección de 500 a 1000 Lux (Lumen/m2) Elaboración de productos de 300 a 500 Lux Almacenes y Bodegas de 100 a 200 Lux Oficina de 40 a 150 Lux MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.6 Ventilación Depende del área, tipo de maquinaria, cantidad de personas, materiales que utilicen, tiempo de permanencia, estación del año, tipo de instalaciones y otros factores mas. En este punto se incluye el nivel de humedad y temperatura y cantidad de aire de ingreso y salida. Los tipos de filtro dependen del ambiente y del tipo de producción. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.7 Drenajes de piso Cuando se requiera los pisos deben tener una pendiente hacia los sumideros ó canaletas, así como estas deben contar con sus respectivas rejillas. El estudio debe incluir lo referente a la red de desague y el tratamiento de los desechos, se debe evaluar si es necesario instalaciones especiales para disminuir el impacto ambiental. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.8 Servicios Auxiliares Se incluye las fuentes de energía, como calderos, sub-estaciones de electricidad, generadores, atarjeas de tratamiento de agua, equipos de bombeo, compresoras, incluyendo sus instalaciones y normas de seguridad en cada caso. Los equipos de seguridad también se incluyen en este acápite. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.9 Almacenes Dependiendo de la cantidad, tipo, condiciones de almacenaje, tiempo, rotación, modo de apilamiento, densidad, y otras características de almacenamiento se determinará la manera de como diseñar un Almacén. Por lo general son de techos y puertas altas para fácil manipulación, seguros y con un sistema que facilite el control y la ubicación de los artículos. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.10 Equipo Sanitario Es necesario diseñarlos de acuerdo a la cantidad de personas, tipo de trabajo que realizan, sexo, condiciones higiénicas que deben mantenerse en la planta, deben contar con vestidores. Lo usual es un WC por cada 10 trabajadores en cada jornada. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.11 Seguridad Referente a los equipos de salvamento ó prevención, zonas a usarse en caso de siniestros, terremotos, incendios, rutas de escape. Mecanismo de seguridad de instalaciones. Cámaras de Circuito Cerrado, alarmas, cordones de seguridad, etc. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 2.12 Comunicaciones Incluye modo de envío de señales de radio, teléfono, datos. Deben especificarse equipos, software, tecnología, construcciones necesarias como torres, casetas, unidades móviles. Etc. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 3. Trazado ó Disposición de la Planta. El Layout o la disposición de planta comprende el arreglo físico de los elementos que participan en la fabricación como son: - Máquinas ó equipos principales y auxiliares. Distribución de los espacios para el personal y los materiales. - Servicios auxiliares (Almacenes, Subestaciones, Servicios Higiénicos, Comedores, Vestidores). MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 3.1 Principios Básicos del Layout Principio de Integración total.- El mejor Layout es aquel que integra a personal, materiales y a equipos. Principio de Mínimo Recorrido.- El mejor Layout es aquel que permite al material o al personal desplazarse una distancia mínima entre operaciones. Principio de Optimo Flujo.- El mejor Layout es aquel que arregla el área de trabajo para cada operación o proceso en el mismo orden o secuencia en que se forma, trata o monta el producto, siguiendo en lo posible el diagrama de flujo. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 3.1 Principios Básicos del Layout Principio de Espacio Cúbico.- El mejor Layout es aquel que utiliza en forma efectiva el espacio disponible, tanto en forma horizontal como vertical. Principio de Seguridad y Satisfacción.- El mejor Layout es aquel que permite al personal desarrollar sus actividades con seguridad y un ambiente cómodo. Evitar ruidos excesivos, polvo, calor, etc. Principio de Flexibilidad.- El mejor Layout es aquel que puede modificarse de acuerdo a las necesidades que se presenten a un costo mínimo. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 3.2 Tipos Clásicos de Layout Por Posición Fija.- El elemento principal permanece en un sitio fijo. No se mueve. Los materiales, las máquinas y herramientas, la Mano de Obra fluye hacia él. Es el caso del montaje de un barco, la construcción de una casa. Por Proceso.- Todas las operaciones del mismo proceso se agrupan. Estos procesos están bien definidos: Corte, Soldadura, Montaje, Pintado. Por Producto ó en Línea.- En este caso el producto es el que se mueve. Eso significa que cualquier equipo de fabricación, se arregla según la secuencia de operaciones. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 3.3 Elementos Básicos que intervienen Producto.- ¿Qué se va a producir?. Tipo de producto. Cantidad.- ¿Cuánto se va a producir?. Tipo continuo o intermitente Tipo de proceso productivo.- Tecnología empleada y materiales requeridos. Ruta.- Incluye la secuencia de operaciones, diagramas de flujo. Servicios Auxiliares.- Que permiten la producción, se incluyen los almacenes. Tiempo.- Cuando habrá de producirse. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 3.4 Recomendaciones Planear lo general y llegar al detalle. Planear lo ideal y llegar a lo práctico. Planear el Layout en función del proceso y las máquinas. Se dibuja las áreas de las máquinas a escala y de acuerdo al proceso. Se fijan los límites de la sala, dejando espacios para los movimientos del personal y los materiales considerando recorridos mínimos y sin peligro ni interferencias. Colocar el Almacén de M. Prima cerca al punto inicial del proceso. Colocar el Almacén de P. Terminado cerca al punto final del proceso. Colocar el Almacén de Envases, cerca del punto de llenado (Gaseosas, jugos, cerveza) MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 3.4 Recomendaciones Planear el edificio y las instalaciones alrededor del Layout. Ubicar áreas de acceso para almacenes, puertas de ingreso y salida, rampas. Determinar las áreas de los servicios auxiliares, Sala de Fuerza, subestaciones, Laboratorios, Oficinas de Planta, administración, SS.HH., etc. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 4. COSTOS Una vez conocida la superficie total requerida, las edificaciones a realizar incluidas las instalaciones auxiliares, se debe costear. El costeo es preferible hacerlo por etapas, indicando parámetros de costos unitarios para comparaciones y toma de decisiones. En la medida que logren realizarlo, llegaran a cumplir con lo presupuestado. Existe software para esto como el S10. Además debe especificarse un Calendario ó Cronograma de Ejecución mediante un Diagrama Gantt. Pueden usar el MS PROJECT. MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 5. Secuencia típica de las operaciones de Diseño de proyectos MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño y Disposición de Plantas 5. Secuencia típica de las operaciones de Diseño de proyectos MS. Luis A. Benites Gutiérrez

Lecturas Recomendadas: De: Preparación y Evaluación de Proyectos Nassir Sapag. Mc Graw Hill. Cuarta Edición Leer: Capítulo 07 MS. Luis A. Benites Gutiérrez

MS. Luis A. Benites Gutiérrez Direcciones Interesantes Diseño: http://www.minas.unalmed.edu.co/facultad/programas/pregrado/industrial/semi8/semi_88.htm#diseno_plantas http://www.cosapi.com.pe/industria.htm http://www.ingenieroambiental.com/informes/uso http://www.elprisma.com http://www.ictnet.es Leyes: http://www.asesor.com.pe Pisos y revestimientos: http://www.cornerstoneflooring.com http://www.floorfacts.com http://www.eliane.com.br/home.html http://www.rjfinternational.com MS. Luis A. Benites Gutiérrez