DISEÑO DE PLANTA

Dr. Luis A. Benites Gutiérrez 1

Profesor: Dr. Luis A. Benites Gutiérrez

Diseño de Plantas

(Material reproducido por el Autor para uso exclusivo en clase)

Universidad Nacional de Trujillo

Escuela de Ingeniería Industrial

Evaluación de Proyectos de Inversión

MS. Luis A. Benites Gutiérrez 2

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.


...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.


1. Selección de Terreno

Diseño y Disposición de Plantas

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


2. Construcción de la Planta


2.1 Pisos

2.2 Muros y Techos

2.3 Ventanas

2.4 Puertas

2.5 Alumbrado

2.6 Ventilación

2.7 Drenajes de piso

2.8 Servicios Auxiliares

2.9 Almacenes

2.10 Equipo Sanitario

2.11 Seguridad

2.12 Comunicaciones

2.

2.

2.

2.


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.



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.

1. Selección de Terreno



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.

1.1 Abastecimiento de Materia Prima



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.

1.2 Suministro de Agua



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.

1.3 Mano de Obra Disponible

Hay que determinar el personal clave y

aquel que puede cambiarse fácilmente.

Debe clasificarse como Personal Directo,

Indirecto y Administración y Venta

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.



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.

1.4 Transporte

Deben contemplarse la producciones

presentes y futuras.

Deben contemplarse las normas

vigentes de carga y transporte.


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.


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.

1.5 Drenaje y sitios de desperdicios



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.

1.6 Combustible y fuerza motriz

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.



Al seleccionar el terreno para la planta, deberá observarse

el terreno disponible para futuras ampliaciones, así como la

orientación de las mismas.

1.7 Terreno para futuras ampliaciones

Deberá tenerse en cuenta

los costos de cercado y

preparación así como el

mantenimiento.

Disponibilidad de servicios,

industrias aledañas etc.



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 ***





Area para futurasampliaciones

Area deProducción

Area deServicios

Se deben considerar:



a. Evaluar el requerimiento de superficie proyectándose

al futuro.

b. Edificaciones y costos. Dimensiones, tipos de piso,

resistencias y características funcionales para

techos, paredes.

c. Niveles de iluminación y ventilación

d. Tipos de puertas y accesos.

e. Instalaciones especiales.

Estimación de las necesidades de Terreno y

edificaciones



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.

2.1 Pisos



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.

2.2 Muros y Techos



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.

2.3 Ventanas

Las funciones normales de

las ventanas son sustituidas

por sistemas de ventilación

é iluminación mas

sofisticados.



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.

2.4 Puertas



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

2.5 Alumbrado



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.

2.6 Ventilación



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.

2.7 Drenajes de piso



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.

2.8 Servicios Auxiliares



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.

2.9 Almacenes

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.



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.

2.10 Equipo Sanitario



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.

2.11 Seguridad



Incluye modo de envío de

señales de radio, teléfono,

datos. Deben especificarse

equipos, software, tecnología,

construcciones necesarias

como torres, casetas,

unidades móviles. Etc.

2.12 Comunicaciones


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).



3.1 Principios Básicos del Layout

1. Principio de Integración total.- El mejor Layout es

aquel que integra a personal, materiales y a equipos.

2. Principio de Mínimo Recorrido.- El mejor Layout es

aquel que permite al material o al personal

desplazarse una distancia mínima entre operaciones.

3. 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.



3.1 Principios Básicos del Layout

4. Principio de Espacio Cúbico.- El mejor Layout es

aquel que utiliza en forma efectiva el espacio

disponible, tanto en forma horizontal como vertical.

5. 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.

6. Principio de Flexibilidad.- El mejor Layout es aquel

que puede modificarse de acuerdo a las necesidades

que se presenten a un costo mínimo.



3.2 Tipos Clásicos de Layout

1. 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.

2. Por Proceso.- Todas las operaciones del mismo

proceso se agrupan. Estos procesos están bien

definidos: Corte, Soldadura, Montaje, Pintado.

3. 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.



3.3 Elementos Básicos que intervienen

1. Producto.- ¿Qué se va a producir?. Tipo de producto.

2. Cantidad.- ¿Cuánto se va a producir?. Tipo continuo

o intermitente

3. Tipo de proceso productivo.- Tecnología empleada y

materiales requeridos.

4. Ruta.- Incluye la secuencia de operaciones,

diagramas de flujo.

5. Servicios Auxiliares.- Que permiten la producción, se

incluyen los almacenes.

6. Tiempo.- Cuando habrá de producirse.



3.4 Recomendaciones

a. Se dibuja las áreas de las máquinas a escala y de acuerdo al

proceso.

b. 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.

c. Colocar el Almacén de M. Prima cerca al punto inicial del

proceso.

d. Colocar el Almacén de P. Terminado cerca al punto final del

proceso.

e. Colocar el Almacén de Envases, cerca del punto de llenado

(Gaseosas, jugos, cerveza)

1. Planear lo general y llegar al detalle.

2. Planear lo ideal y llegar a lo práctico.

3. Planear el Layout en función del proceso y las máquinas.



3.4 Recomendaciones

a. Ubicar áreas de acceso para almacenes, puertas de ingreso y

salida, rampas.

b. Determinar las áreas de los servicios auxiliares, Sala de Fuerza,

subestaciones, Laboratorios, Oficinas de Planta, administración,

SS.HH., etc.

4. Planear el edificio y las instalaciones alrededor del Layout.



4. COSTOS

1. Una vez conocida la superficie total requerida, las

edificaciones a realizar incluidas las instalaciones auxiliares,

se debe costear.

2. El costeo es preferible hacerlo por etapas, indicando

parámetros de costos unitarios para comparaciones y toma de

decisiones.

3. En la medida que logren realizarlo, llegaran a cumplir con lo

presupuestado.

4. Existe software para esto como el S10.

5. Además debe especificarse un Calendario ó Cronograma de

Ejecución mediante un Diagrama Gantt. Pueden usar el MS

PROJECT.



5. Secuencia típica de las operaciones de Diseño

de proyectos

1Diseño de Proceso y preparación del Diagrama

de Flujo de Proceso9

Terminación del plano general y de los planos

por área

2Preparación del Diagrama Gráfico de Flujo y de

los Planos preliminares de la planta10

Planeación de la distribución de tuberías y

ductos.

3 Diseño de recipientes, mezcladores y agitadores. 11Diseño de los cimientos para equipos,

recipientes, hornos

4 Especificaciones del equipo mecánico 12Diseño de las estructuras del edificio.

Variaciones arquitectónicas. Techos

5 Especificaciones de los instrumentos 13 Diseño de los planos de acero estructural

6Diseño de los dispositivos principales de

distribución eléctrica14

Distribución de ductos para los cables eléctricos

y comunicaciones.

7Diseño y especificación de los intercambiadores

de calor, calentadores, calderos, hornos etc.15 Compra de materiales

8 Especificaciones de Tuberías, válvulas, ductos 16 Construcción de cimentaciones



5. Secuencia típica de las operaciones de Diseño

de proyectos

17 Inicio de las construcciones. 23 Prueba de equipos

18 Terminación del diseño arquitectónico 24 Limpieza

19Terminación de las instalaciones eléctricas,

sanitarias y comunicaciones.25 Prueba piloto con carga

20 Instalación de equipos é instrumentos 26 Arranque de Planta

21 Conclusión de los sistemas de tuberías

22Terminación de acabados, sistemas de

hermeticidad, aislamiento, ruido, polvo etc.


Lecturas Recomendadas:

De: Preparación y Evaluación de Proyectos

Nassir Sapag. Mc Graw Hill. Cuarta Edición

Leer: Capítulo 07


Direcciones Interesantes

Diseño:http://www.minas.unalmed.edu.co/facultad/programas/pregrado/industrial/semi8/semi_88.htm#diseno_plantashttp://www.cosapi.com.pe/industria.htmhttp://www.ingenieroambiental.com/informes/usohttp://www.elprisma.comhttp://www.ictnet.es

Leyes:http://www.asesor.com.pe

Pisos y revestimientos:http://www.cornerstoneflooring.comhttp://www.floorfacts.comhttp://www.eliane.com.br/home.htmlhttp://www.rjfinternational.com

http://www.minas.unalmed.edu.co/facultad/programas/pregrado/industrial/semi8/semi_88.htm

http://www.minas.unalmed.edu.co/facultad/programas/pregrado/industrial/semi8/semi_88.htm

http://www.cosapi.com.pe/industria.htm

http://www.ingenieroambiental.com/informes/uso

http://www.elprisma.com/

http://www.ictnet.es/

http://www.asesor.com.pe/

http://www.cornerstoneflooring.com/

http://www.floorfacts.com/

http://www.eliane.com.br/home.html

http://www.rjfinternational.com/

DISEÑO DE PLANTA

Documents

Transcript of DISEÑO DE PLANTA