“INGENIERÍA CONCEPTUAL, BÁSICA Y DE DETALLE DEL SISTEMA DE CIRCULACIÓN Y ENFRIAMIENTO DEL AGUA PARA LOS PROCESOS INDUSTRIALES Y DEL SISTEMA CONTRA INCENDIOS DE LA NUEVA PLANTA CHOVA DEL ECUADOR S.A.” AUTORES: LUIS ALBERTO TORRES TAPIA JORGE LUIS VALENCIA PÉREZ DIRECTOR: ING. JAVIER POZO CODIRECTORA: ING. ROSA ALBUJA 2011 A continuación la exposición del proyecto de grado previo a la obtención de nuestro título

ANTECEDENTES Referente al cantón el Empalme

Definición del Problema Justificación e Importancia del Proyecto Alcance

OBJETIVO General Desarrollar la ingeniería conceptual, básica, y de detalle del sistema de circulación y enfriamiento del agua para los procesos industriales y del sistema contra incendios de la nueva planta de Chova del Ecuador S.A. Referente al cantón el Empalme

Sistema de circulación y enfriamiento del agua OBJETIVOS Específicos Sistema de circulación y enfriamiento del agua Determinar los parámetros del proceso. Determinar la temperatura adecuada del agua para los procesos industriales. Determinar las alternativas para la circulación del agua para los procesos industriales. Diseñar el sistema de circulación y enfriamiento del agua para los procesos industriales. Elaborar los planos del sistema de circulación y enfriamiento del agua para los procesos industriales. Realizar el análisis de costos de la implementación del sistema de circulación y enfriamiento de agua para los procesos industriales. Referente al cantón el Empalme

Sistema contra incendios OBJETIVOS Específicos Sistema contra incendios Clasificar las áreas de la empresa según su nivel de riesgo. Determinar las acciones a tomar de acuerdo a cada área establecida. Diseñar el sistema contra incendios según las normas NFPA. Elaborar los planos del sistema contra incendios. Realizar el análisis de costos de la implementación del sistema contra incendios. Referente al cantón el Empalme

Sistema de circulación y enfriamiento del agua SCA

Situación Actual Producción de Laminas Asfálticas Producción de Emulsiones Asfálticas SCA

Diagrama del SCA

Alternativas SCA SCA

Flujos Másicos SCA SCA PROCESO flujo másico (Kg/s) Tin (°C) Tout(°C) EMULSIONES 6,30 30 n/a LAMINACIÓN 7,56 18 Transporte de Fluido flujo másico (Kg/s) PISCINA - RESERVORIO 9,46 POZO - RESERVORIO 3,15 SCA

Flujo Másico Laminación Laminación (Determinación del flujo másico) Asumiendo un enfriamiento por convección forzada SCA

Flujo Másico Emulsiones Emulsiones (Determinación del flujo másico) 2 Tanques de almacenamiento de agua de 22.5 m3 (6000 gal) cada uno Tiempo de llenado 1 hora Bomba Capacidad 100 gpm

Flujo Másico Piscina Reservorio Transporte de fluido desde la Piscina hasta el Reservorio (Determinación del flujo másico) FLUJO MÁSICO DE AGUA DESDE LA PISCINA DE RECOLECCIÓN HASTA EL RESERVORIO Laminación Agua Lluvia Caudal Total Flujo másico Kg/s m3/h Precipitación m3/m2 Área de recolección de aguas m2 Precipitación m3 Tiempo (Horas) Caudal m3/h 27,255 0,2 4929 1165,8 24 48,575 34,0555 9,46 Emulsiones 900 Área Total 5829 SCA

Diseño Hidráulico SCA BOMBAS CARGAS DEL SISTEMA Tag Transporte de Fluido (desde - hacia) Hr (m) NPSHd (m) Q (gpm) P-SCA01 Reservorio - Emulsiones 4,4 10,7 100 P-SCA02 Reservorio - Laminación 11,4 10,2 60 P-SCA03 P-SCA04 Piscina - Reservorio 9,0 150 P-SCA05 Pozo - Reservorio y Planta de Potabilización 198,3 N/D SCA

Diseño Hidráulico Carga Hidrostática Neta Requerida NPSH disponible SCA

Selección de Bombas Criterios Cargas del sistema: (H)n (NPSH)d Q ƞ W Tag Transporte de Fluido (desde - hacia) Hn (m) NPSH (m) Q (gpm) P-SCA03 Reservorio - Laminación 11,4 10,2 60 SCA

Sistema de Enfriamiento SCA

Planos SCA SCA

Costos del Sistema de Circulación Costos Directos Costos Indirectos SCA

Costos del Sistema de Circulación Total SCA

SISTEMA CONTRA INCENDIOS Referente al cantón el Empalme

Requerimientos del sistema contra incendios Referente al cantón el Empalme

Evaluación de riesgo intrínseco Densidad de carga de fuego ponderada y corregida Referente al cantón el Empalme

Medios de extinción recomendados para las materias primas

Determinación de equipos para el sistema contra incendios

1. Extintores Área máxima protegida por extintor clasificación A Distancia máxima 22.86 m Tamaño y localización de extintores para riesgos clase B

Distribución de extintores en bodegas y planta de laminación 2 extintores tipo 80-B 1 extintor tipo 21A -113B 7 extintores tipo 10-A 5 extintores tipo 4-A 1 extintor de CO2

2. Gabinetes

3. Hidrantes

4. Monitor de espuma con boquilla auto-inductora 5. Siamesas 7. Boquillas aspersoras 6. Rociadores

DISEÑO HIDRÁULICO DEL SISTEMA DE AGUA

Ad = 1500 ft2 d = 0.2 gpm/ ft2

Demanda del sistema Zona 1 y Zona 2 Zona 3 y Zona 4 Q = 685 gpm Pt = 110 psi Zona 3 y Zona 4 Q = 500 gpm Pt = 106 psi Demanda del sistema Q = 685 gpm P = 120 psi

DISEÑO HIDRÁULICO DEL SISTEMA DE ESPUMA

Consideraciones: Método de dosificación d = 0.16 gpm/ ft2 t = 50 min Área de calderos Protección de monitores para tanques de techo fijo que contienen hidrocarburos d = 0.16 gpm/ ft2 t = 50 min Método de dosificación

Demanda de agua

Cargas del sistema contra incendios

Selección de materiales

PLANOS DEL SISTEMA

- P & ID

- Implantación General

- Listado de líneas de tuberías

- Isométrico de construcción

Costos del Sistema Contra Incendios Costos Directos Costos Indirectos

Costos del Sistema Contra Incendios Total

CONCLUSIONES GENERALES Se realizó el diseño del sistema de circulación, el mismo que permitirá que el agua recircule y provea de un mayor caudal a los procesos industriales para cumplir con los requerimientos de incremento en la producción. Se diseñó el sistema de extinción de incendios cumpliendo los requerimientos del reglamento de prevención, mitigación y protección de incendios del Ecuador, y empleando criterios en base a estándares internacionales como las normas NFPA y el reglamento de seguridad contra incendios en instalaciones industriales de España. Se adquirieron conocimientos relacionados al diseño de sistemas de extinción

CONCLUSIONES SISTEMA DE CIRCULACIÓN DE AGUA Requerimientos del proceso para determinar equipos Temperaturas de los procesos Mínimo número de líneas de tubería Torre de enfriamiento Nuevas máquinas laminadoras Limitante del tiempo de producción en emulsiones Selección del diámetro de la tubería Tratamiento de agua y recirculación

CONCLUSIONES SISTEMA CONTRA INCENDIOS Riesgo intrínseco alto Demanda del sistema de extinción (rociadores e hidrante) Implementación de un monitor de espuma Nave en la que se fabricarán productos con poliuretano Volumen necesario del sistema de extinción 156 m3 Las bombas dimensionadas para una succión positiva. Inversión en sistema contra incendios

RECOMENDACIONES GENERALES Instalar un sistema de control para el sistema de bombeo, con la finalidad de manejar las bombas, controlar la apertura y cierre de válvulas desde un lugar centralizado, para optimizar tiempos en la producción. Se debería complementar el presente trabajo elaborando los planes de emergencia en caso de incendio, alertas, señalización, y desarrollando el sistema de detección de incendios. Las industrias deben contemplar proyectos que abarquen temas como la seguridad y el medio ambiente

RECOMENDACIONES SISTEMA DE CIRCULACIÓN DE AGUA Incluir plan de mantenimiento Control de las temperaturas Análisis del agua que alimenta al reservorio Para mejor refrigeración de las laminadoras Implementación de un intercambiador de calor eficiente Limpieza periódica de los depósitos de agua Se debe canalizar el exceso de agua lluvia a fin de que no se mezcle con las aguas de proceso

RECOMENDACIONES SISTEMA CONTRA INCENDIOS Sistema automático para nivel del agua del reservorio El anillo principal de tubería Materia relacionada al diseño y normativas de seguridad Adquisición de un generador eléctrico Capacitación del personal para manejo de equipos Inspecciones, pruebas y mantenimiento del sistema Muros para aislar los calderos de las instalaciones aledañas Verificar estado y ubicación de los extintores