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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
ESTIMACIÓN DE COSTOS EN PROYECTOS METALMECÁNICOS,
Y SU APLICACIÓN AL ÁREA PETROLERA
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO
MECÁNICO
PATRICIO RENÉ GUERRERO TORRE
DIRECTOR: ING.JAIME CALDERÓN SEGOVIA
Quito, septiembre 2013
i
DECLARACIÓN
Yo, Patricio René Guerrero Torre, declaro bajo juramento que el trabajo aquí
descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún
grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas
que se incluyen en este documento.
A través de la presente declaración, cedo mis derechos de propiedad intelectual
correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo
establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la
normatividad institucional vigente.
______________________
Patricio Guerrero
ii
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Patricio René Guerrero
Torre, bajo mi supervisión.
________________________
Ing. Jaime Calderón Segovia
DIRECTOR DEL PROYECTO
iii
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios en primer lugar, que es quien sostiene mi vida y me guía en
todos mis caminos y me ha dado una nueva oportunidad para lograr este objetivo
que lo tenía pendiente, luego a mi querida esposa Gina por haber sido el apoyo
incondicional durante este reto y a mis amadas hijas Paula y Camila, por ser las
personas por quienes lucho día a día y han sabido ser comprensivas por la
ausencia en los diarios momentos mientras concluía este proyecto.
Patricio
iv
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a mi padre Milton y a mi madre Yolanda (+), quienes se
entregaron con esmero y amor a la crianza y educación de sus hijos, y que por
diversas circunstancia de la vida no he logrado completar este ciclo de mis
estudios, un anhelo que siempre estuvo presente en mis padres.
Patricio
v
CONTENIDO
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES ......................................................................... 1
3.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................... 1
3.2 LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO SOBRE SUPERFICIE ............ 2
3.3 HISTORIA DE LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO ........................ 2
3.4 CLASIFICACIÓN O TIPOS DE TANQUES ............................................... 3
3.5 LOS TANQUES FABRICADOS EN TALLER VS TANQUES MONTADOS
EN SITIO: ............................................................................................................... 5
3.6 NORMAS APLICADAS A TANQUES DE ALMACENAMIENTO ............... 6
3.6.1 EL CÓDIGO API 650 PARA LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO ... 7
3.7 LA ESTIMACIÓN DE COSTOS EN PROYECTOS DE INGENIERÍA ......13
3.7.1 ¿QUÉ ES LA ESTIMACIÓN DE COSTOS? .............................................14
3.7.2 TIPOS DE ESTIMACIÓN DE COSTOS ...................................................14
3.7.3 USOS DE LA ESTIMACIÓN ....................................................................15
3.8 LA INGENIERÍA Y GESTIÓN DE COSTO COMO UNA PROFESIÓN ....15
CAPÍTULO 2. APLICACIÓN DE LA NORMA API 650 PARA LA FABRICACIÓN
DE TANQUES SOLDADOS PARA ALMACENAMIENTO DE PETRÓLEO.........18
2.1 MATERIAL A UTILIZARSE ......................................................................18
2.1.1 GENERALIDADES ...................................................................................18
2.1.2 PLANCHAS ..............................................................................................19
2.1.3 PERFILES ESTRUCTURALES ................................................................23
2.1.4 TUBERÍAS ...............................................................................................23
2.1.5 BRIDAS ....................................................................................................24
2.1.6 PERNOS ..................................................................................................24
2.1.7 ELECTRODOS DE SOLDADURA ...........................................................24
vi
2.2 CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO ...............................................25
2.2.1 JUNTAS SOLDADAS ...............................................................................25
2.2.2 CONSIDERACIONES DE DISEÑO..........................................................32
2.2.3 CAPACIDAD DEL TANQUE ....................................................................33
2.2.4 CONSIDERACIONES ESPECIALES .......................................................35
2.2.5 CONDICIONES DE SERVICIO ................................................................36
2.2.6 ESPESORES ...........................................................................................36
2.3 DISEÑO DE CADA ELEMENTO ..............................................................37
2.3.1 PLANCHAS DE FONDO ..........................................................................37
2.3.2 PLANCHA ANULAR DEL FONDO ...........................................................37
2.3.3 DISEÑO DEL CUERPO ...........................................................................40
2.3.4 MANHOLES DEL CUERPO .....................................................................53
2.3.5 BOCAS Y BRIDAS ...................................................................................54
2.3.6 PUERTA DE LIMPIEZA FLUSH-TYPE ....................................................55
2.3.7 CONEXIONES DE CUERPO ...................................................................57
2.3.8 ACCESORIOS DEL TANQUE .................................................................61
2.3.9 CONEXIONES DE FONDO .....................................................................61
2.3.10 MANHOLES DE TECHO ......................................................................61
2.3.11 VENTEO DEL TECHO ..........................................................................63
2.3.12 SUMIDEROS ........................................................................................63
2.3.13 ANILLOS DE REFUERZO SUPERIOR E INTERMEDIO ......................65
2.3.14 TECHOS ...............................................................................................69
2.3.15 SISTEMAS DE ANCLAJE PARA LOS TANQUES ................................74
2.4 FABRICACIÓN .........................................................................................76
2.4.1 MANO DE OBRA .....................................................................................76
2.4.2 ACABADO DE LOS BORDES DE LAS PLANCHAS................................77
2.4.3 CONFORMADO DE LAS PLANCHAS DEL CUERPO .............................77
vii
2.4.4 MARCADO ...............................................................................................78
2.4.5 ENVÍO ......................................................................................................78
2.5 INSPECCIÓN EN TALLER ......................................................................78
2.6 MONTAJE ................................................................................................78
2.6.1 DETALLES DE SOLDADURA ..................................................................79
2.6.2 SOLDADURA DEL FONDO .....................................................................79
2.6.3 SOLDADURA DEL CUERPO ...................................................................79
2.6.4 SOLDADURA CUERPO-FONDO.............................................................80
2.6.5 TECHOS ..................................................................................................80
2.7 INSPECCIÓN, PRUEBAS Y REPARACIONES .......................................80
2.7.1 INSPECCIÓN DE SOLDADURAS ...........................................................81
2.7.2 RESPONSABILIDAD ...............................................................................81
2.7.3 EXAMINACIÓN Y PRUEBA DEL FONDO DEL TANQUE .......................81
2.7.4 INSPECCIÓN DE SOLDADURAS DE PLANCHAS DE REFUERZO.......82
2.7.5 PRUEBAS DE CAMPO ............................................................................82
2.7.6 RESPONSABILIDADES DEL FABRICANTE ...........................................83
2.7.7 RESPONSABILIDADES DEL COMPRADOR ..........................................83
2.7.8 PRUEBAS DEL TECHO ...........................................................................84
2.7.9 REPARACIONES DE SOLDADURAS .....................................................84
2.7.10 TOLERANCIAS DIMENSIONALES ......................................................85
2.7.11 NÚMERO Y UBICACIÓN DE LAS RADIOGRAFÍAS ............................86
2.7.12 EXAMEN DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS - MT ................................89
2.7.13 INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO - UT ............................................90
2.7.14 INSPECCIÓN POR LÍQUIDOS PENETRANTES .................................90
2.7.15 INSPECCIÓN VISUAL - VT ..................................................................91
2.7.16 PRUEBAS CON CAJA DE VACIO ........................................................91
viii
2.8 PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Y CALIFICACIÓN DE
SOLDADORES .....................................................................................................93
2.8.1 CALIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA ...................93
2.8.2 CALIFICACIÓN DE SOLDADORES ........................................................94
2.9 PLACA DE IDENTIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN..................................94
2.9.1 PLACAS DE IDENTIFICACIÓN ...............................................................94
2.9.2 CERTIFICACIÓN .....................................................................................97
CAPÍTULO 3: DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UN PROCESO PARA LA
ESTIMACIÓN DE COSTOS EN PROYECTOS DE INGENIERÍA PARA LA
CONSTRUCCION DE EQUIPOS METALMECANICOS .......................................98
3.1 GENERALIDADES DEL PROCESO ........................................................98
3.2 PASOS PARA EL DESARROLLO DEL PROCESO. ...............................99
3.2.1 PASO 1: INICIO DEL PROYECTO ..........................................................99
3.2.2 PASO 2: DEFINICIÓN DEL ALCANCE DE LA ESTIMACIÓN ...............101
3.2.3 PASO 3: PRE-ESTIMACIÓN Y PLANIFICACIÓN ..................................106
3.2.4 PASO 4: CUANTIFICACIÓN DE MATERIALES QTO’S Y DESCRIPCIÓN
DE CANTIDAD DE TRABAJO .............................................................................116
3.2.5 PASO 5: FUENTES DE DATOS Y CÁLCULO DE COSTOS .................119
3.2.6 PASO 6: COSTOS DIRECTOS ..............................................................121
3.2.7 PASO 7: RESUMEN Y CARÁTULA .......................................................122
3.2.8 PASO 8: DOCUMENTACIÓN Y COMPROBACIÓN DE LA ESTIMACIÓN
…………………………………………………………………………………124
3.2.9 PASO 9: REVISIÓN GERENCIAL..........................................................126
3.2.10 PASO 10: EDICIÓN Y ALMACENAMIENTO DE LA ESTIMACIÓN ....126
3.2.11 PASO 11: RETROALIMENTACIÓN DE COSTOS Y MEJORA
CONTINUA ..........................................................................................................127
ix
CAPÍTULO 4: DESARROLLO DE UN PROCESO PARA LA ESTIMACION DE
COSTOS, Y SU aplicación PARA LA FABRICACION EN TALLER DE
TANQUES DE ALMACENAMIENTO SOBRE SUPERFICIE ELABORADOS
BAJO EL CÓDIGO API 650 ...............................................................................129
4.1 DEFINICION DE LA EMPRESA Y GIRO DE NEGOCIO: ......................129
4.1.1 IDENTIFICACION DEL LA EMPRESA ...................................................129
4.1.2 GIRO DEL NEGOCIO ............................................................................129
4.2 DESARROLLO DEL PROCESO DE ESTIMACION PARA
ELABORACION DE PRODUCTOS METALMECANICOS ..................................130
4.2.1 REQUERIMIENTO Y PLANIFICACIÓN (PASOS 1,2 y3) .......................131
4.2.2 PREDISEÑOS Y QTO’S (paso 4) ..........................................................136
4.2.3 CÁLCULO DE COSTOS DIRECTOS e indirectos y resumen (pasos 5 y
6)……………. ......................................................................................................162
4.2.4 REVISIÓN, ARCHIVO Y RETROALIMENTACIÓN (pasos 9, 10 y 11) .172
4.3 MÉTODO ALTERNATIVOS DE ALGORITMOS (paso 8) .....................173
4.3.1 CURVA DE RENDIMIENTO ...................................................................174
4.3.2 INCIENCIA DE LOS RUBROS DE FABRICACION ...............................174
CAPITULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...............................178
5.1 CONCLUSIONES...................................................................................178
5.2 RECOMENDACIONES ..........................................................................179
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................180
GLOSARIO .........................................................................................................181
ANEXO 1.............................................................................................................184
ANEXO 2.............................................................................................................186
x
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Tanque empernado .............................................................................. 4
Figura 1.2 Tanques de techo flotante .................................................................... 4
Figura 1.3 Tanques de almacenamiento en refinería ............................................ 5
Figura 1.4 Esquema de habilidades y conocimientos en Ingeniería de Costos ....17
Figura 2. 1 Mínima temperatura permisible de diseño del metal para materiales
utilizados en cuerpos de tanques sin pruebas de impacto. ...................................19
Figura 2. 2 Juntas típicas verticales para los anillos del cuerpo ..........................27
Figura 2. 3 Juntas típicas horizontales para los anillos del cuerpo ................................28
Figura 2. 4 Método para preparación de junta traslapada entre fondo y cuerpo .29
Figura 2. 5 Juntas típicas para techo y fondos ....................................................30
Figura 2.6 Detalle de Soldadura de filete doble para plancha anular de fondo con
un espesor nominal superior a 13 mm (1/2 pulg) .................................................30
Figura 2. 7 Árbol de decisión del Apéndice F ......................................................34
Figura 2.8 Niveles y volúmenes para tanques de almacenamiento .....................35
Figura 2.9 Conexiones del cuerpo a ras del fondo ..............................................52
Figura 2.10 Flush-Type conexión al cuerpo .........................................................58
Figura 2.11 Soporte de montaje de salida a ras ..................................................60
Figura 2.12 Manholes de techo (ver tabla 2.19) ..................................................62
Figura 2.13 Sumidero ..........................................................................................63
Figura 2.14 Boquilla de bridas del techo .............................................................64
Figura 2.15 Secciones típicas de Anillos Rigidizadores para cuerpos del tanque
(Ver tabla 2.21) .....................................................................................................65
Figura 2.16 Conformado de las planchas ............................................................77
Figura 2.17 Requerimientos radiográficos para cuerpo del tanque .....................87
Figura 2.18 Placa de identificación del Fabricante ..............................................95
Figura 2.19 Carta de certificación del Fabricante ................................................97
Figura 3.1 Los 11 pasos del proceso de estimación ............................................99
Figura 3.2 Ejemplo de formato de orden de estimación .....................................100
Figura 3.3 TRIKLE DOWN, Para la fabricación de un tanque .............................103
xi
Figura 3.4 Alcance definido como “ítems incluidos” ...........................................108
Figura 3.5 Alcance definido como “ítems excluidos” ..........................................109
Figura 3.6 El efecto del tiempo en la exactitud de la estimación ........................110
Figura 3.7 Ejemplo de formato detallado para M/O, material y equipo. ..............113
Figura 3.8 Ejemplo de formato de resumen CSI ................................................113
Figura 3.9 Método para el cálculo de los QTO's ................................................121
Figura 4. 1 Diagrama de Flujo para el proceso de Estimación de Costos .........130
Figura 4.2 Subprocesos para la estimación de costos ......................................131
Figura 4. 3 Formato de solicitud de estimación .................................................132
Figura 4. 4 Planificación de la estimación ...............................................................133
Figura 4. 5 Imprecisión versus tiempo, ...............................................................136
Figura 4.6 Datos del tanque ...............................................................................139
Figura 4.7 Condiciones de diseño ......................................................................139
Figura 4.8 Materiales ..........................................................................................140
Figura 4.9 Recubrimiento ...................................................................................140
Figura 4.10 Sketch .............................................................................................141
Figura 4.11 Cálculo del diseño del cuerpo .........................................................142
Figura 4.12 Desarrollo de planchas del cuerpo ..................................................143
Figura 4. 13 Cálculo del diseño del fondo ..........................................................143
Figura 4. 14 Diseño y desarrollo de planchas del fondo .....................................144
Figura 4.15 Cálculo de sumidero ........................................................................144
Figura 4.16 Cálculo de espesor lámina techo.....................................................145
Figura 4.17 Diseño geometría del techo .............................................................146
Figura 4.18 Dimensiones de planchas para el techo ..........................................146
Figura 4. 19 Diseño del techo .............................................................................146
Figura 4.20 Ángulo tope .....................................................................................147
Figura 4.21 Requerimientos del área calculada .................................................147
Figura 4. 22 Área de la sección de unión ...........................................................148
Figura 4. 23 Detalle de bocas .............................................................................148
Figura 4.24 Cálculo de refuerzo para las bocas .................................................149
Figura 4.25 Cálculo de Manhole de techos ........................................................149
Figura 4.26 Cálculo de Manhole de cuerpo ........................................................150
xii
Figura 4.27 Cálculo de Clean Out ......................................................................151
Figura 4. 28 Clean-Out .......................................................................................152
Figura 4.29 Se requiere anclaje: SI – NO ...........................................................152
Figura 4.30 Cálculo de anclajes .........................................................................153
Figura 4.31 Geometría de la silla ........................................................................153
Figura 4.32 Sistema de anclaje ........................................................................153
Figura 4. 33 Cálculo de plataformas y escaleras ................................................154
Figura 4. 34 Lifting lugs ......................................................................................154
Figura 4.35 Plataformas y escaleras ..................................................................154
Figura 4.36 Resultado total del peso ..................................................................155
Figura 4.37 Cálculo de la cantidad de material para la fabricación del equipo ...156
Figura 4.38 Cálculo de cantidad del trabajo requerido para fabricación del equipo ......157
Figura 4. 39 Estándares de fabricación .............................................................158
Figura 4. 40 Estándar de fabricación – Procesos de corte ................................158
Figura 4. 41 Estándar de fabricación – Procesos de conformado .....................159
Figura 4.42 Estándar de fabricación – Procesos de soldadura .........................159
Figura 4.43 Factores de ajuste de productividad ......................................................160
Figura 4. 44 Cálculo de cantidad de horas hombre totales ................................161
Figura 4. 45 Método de esfuerzo prorrateado, costo indirecto de mano de obra
............................................................................................................................166
Figura 4. 46 Tasa compuesta de M/O directa.....................................................166
Figura 4. 47 Base de datos de los costos de los materiales ...............................167
Figura 4. 48 Cálculo de costo directo de suministro ..........................................167
Figura 4. 49 Cantidad de trabajo en Horas Hombre ..........................................168
Figura 4. 50 Cálculo de costos directos de mano obra ......................................169
Figura 4. 51 Cálculo de costos de materiales ....................................................170
Figura 4. 52 Cálculo de costos indirectos ..........................................................170
Figura 4. 53 Resumen de estimación para oferta ...............................................171
Figura 4. 54 Hoja de datos para oferta ..............................................................172
Figura 4. 55 Recopilación histórica de proyectos de fabricación en taller de
tanques de almacenamiento ...............................................................................175
Figura 4. 56 Rendimiento HH/TM vs TM para tanques de almacenamiento sobre
superficie ............................................................................................................176
xiii
Figura 4. 57 Incidencia en el costo de un proyecto de construcción o fabricación ........176
Figura 4. 58 Resumen por el método top down .................................................177
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.1 Tanques fabricados en taller vs tanques pre-fabricados ........................ 3
Tabla 2.1 Grupo de materiales ..............................................................................20
Tabla 2.2 Grados aceptados para planchas de material .......................................22
Tabla 2.3 Tamaño de la soldadura de filete en la junta cuerpo-fondo ..................31
Tabla 2.4 Tamaño mínimo del ángulo tope ..........................................................32
Tabla 2.5 (SI) Materiales permitidos para plancha y los esfuerzos admisibles ...38
Tabla 2.6 (SI) Espesores de la plancha anular de fondo (tb) ................................40
Tabla 2.7 Diámetro nominal del tanque y espesor nominal de la plancha ...........40
Tabla 2.8 (SI) Espesor de la tapa y la brida apernada del Manhole del cuerpo ...45
Tabla 2.9 (SI) Dimensiones para la lámina del cuello del Manhole ......................46
Tabla 2.10 (SI) Dimensiones para Manholes del cuerpo ......................................46
Tabla 2.11 (SI) Dimensiones para bocas del cuerpo (mm) ..................................47
Tabla 2.12 (SI) Dimensiones para las bocas del cuerpo ......................................48
Tabla 2.13 (SI) Dimensiones para las bridas de las bocas del cuerpo (mm) ........49
Tabla 2.14 Dimensiones para Clean-Out como accesorios a ras del fondo (mm).49
Tabla 2.15 (SI) Espesores mínimos para la cubierta .............................................50
Tabla 2.16 (SI) Espesores y alturas para las planchas de refuerzo ......................51
Tabla 2.17 (SI) Dimensiones para las conexiones en el cuerpo............................51
Tabla 2.18 (SI) Dimensiones de Manholes de techo (mm) ...................................62
Tabla 2.19 (SI) Dimensiones para sumideros Drawoff (mm) .................................64
Tabla 2.20 (SI) Dimensiones para boquillas de techo con bridas (mm) ................64
Tabla 2.21 (SI) Módulos de sección (cm3). Rigidización de las secciones ............67
Tabla 2.22 (SI) Cargas de levantamiento ..............................................................75
Tabla 2.23 Tolerancias de redondez .....................................................................85
Tabla 3.1 Industrial Categorical Breakdown ICB ...............................................105
Tabla 3.2 Descripción de las columnas en el formulario de la Estimación .........112
Tabla 4.1 Categorización de los procesos de estimación en la industria ............135
xiv
RESUMEN
Dentro del área petrolera, hay una gran diversidad de equipos utilizados,
los cuales son construidos por procesos metalmecánicos, entre ellos están los
tanques de almacenamiento, las tuberías de conducción, equipos para
separación, recipientes a presión, torres de destilación, reactores, equipos de
procesos, manifolds, lanzadores y recibidores de raspadores, estructuras
metálicas, skids y otros.
En el desarrollo de proyectos de ingeniería existe una parte inicial y vital
que es la “Estimación de costos”, la cual es trascendente dentro del proyecto,
pues allí es donde se definen los diferentes recursos a utilizar, tiempos de
ejecución, costos involucrados, dando desde un inicio pautas sobre la viabilidad
de los proyectos. Este trabajo pretende dar a conocer a la estimación de costos
en proyectos de ingeniería como una profesión, por la necesidad de este tipo de
especialistas en el mercado laboral, además en este estudio se planteará el
desarrollo de un procedimiento en base a la aplicación de metodologías para
optimizar tiempos y mejorar los rangos de precisión, utilizando como herramienta
el software Microsoft Excel, y aplicado a un solo producto de fabricación
metalmecánica, escogido por su mayor demanda en el mercado petrolero, el cual
es un tanque de almacenamiento API 650.
Mediante la elaboración de este procedimiento, se determinarán el peso y
el costo más probable de un tanque determinado, basándose en el código API
650 y los costos relacionados de productos, recursos y servicios en el mercado
nacional. En base a estos costos, estándares de procesos metalmecánicos,
históricos de proyectos similares, y utilizando varios métodos de estimación de
costos se elaborará una aplicación para el cálculo del peso y el costo más
probable de un tanque que posea las características indicadas, utilizando los
métodos más adecuados en cada fase del proceso.
xv
Para las unidades de medida se utilizará al SI y en casos necesarios se
colocará el equivalente en el sistema inglés, debido a la utilización de ambos
sistemas en nuestro país.
PRESENTACIÓN
Para el almacenamiento de petróleo y sus derivados, son ampliamente utilizados
los tanques API 650, los cuales son diseñados y construidos bajo estrictas
normas y códigos que se han ido formalizando, con la finalidad de mejorar la
fiabilidad del tanque, mejorando su calidad en el diseño, materiales utilizados y su
la fabricación. De esta manera se cumple con los requerimientos para que los
tanques sean seguros con el medio ambiente, se aminoren los costos de
fabricación, y se mejoren los rendimientos productivos dentro de su ámbito de
trabajo. Además del uso de estos estándares y códigos para su diseño y
construcción, se deben aplicar adecuados criterios de ingeniería.
En el Capítulo 1, se dará a conocer una breve introducción sobre la relación entre
los procesos metalmecánicos para fabricación de tanques de almacenamiento y la
aplicación de métodos y técnicas para estimación de costos de fabricación en
proyectos de ingeniería.
En el Capítulo 2, se realiza un breve estudio sobre el código API 650 y su
aplicación para el diseño, fabricación, montaje y control de calidad de tanques de
almacenamiento sobre superficie para hidrocarburos de techo cónico y fabricados
en taller.
En el Capítulo 3, se desarrollarán los pasos a seguir para la elaboración de un
procedimiento para la estimación de costos en proyectos de ingeniería y en
especial enfoque a equipos metalmecánicos como son los tanques de
almacenamiento sobre superficie.
En el capítulo 4, se desarrollará en Microsoft Excel un procedimiento completo
para la determinación de pesos y la estimación costo más probable para un
tanque de almacenamiento basado en el código API 650. Y utilizando diversos
métodos de la estimación de costos en ingeniería.
1
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES
1.1 INTRODUCCIÓN
La industria metalmecánica realiza proyectos para proveer de equipos y
elementos metálicos de diversos grados de complejidad a las diferentes
industrias, siendo una de las más importantes la petrolera, para lo cual provee
equipos que cubren las diferentes etapas desde la extracción, almacenaje,
transporte, refinación, etc.
En el país se está dando un incremento importante de proyectos en las áreas de
petróleos, generación eléctrica y minería. Para lo cual la participación de la
industria nacional se vuelve necesaria y más aún si éste crecimiento del mercado
se refleja en una gran demanda de bienes de capital metalmecánicos, y
fomentando a la pequeña y mediana empresa.
En la actualidad podríamos afirmar que la industria metalmecánica del país está
involucrada en la realización de una gran variedad de proyectos de ingeniería.
Sin embargo al hacerlo en su mayoría sin la aplicación de criterios adecuados en
la gestión de proyectos, como son la estimación de costos, las empresas del
sector pueden atravesar graves riesgos que conllevarían a pérdidas económicas
considerables e incluso a la quiebra de las mismas. Esto debido a que en
proyectos de gran magnitud las pérdidas podrían no permitir una recuperación
económica de las mismas.
La estimación de costos es una parte vital dentro de cualquier proyecto de
ingeniería, pues en un principio nos da pautas para determinar su viabilidad,
ofrece un panorama claro de todos los recursos que se utilizarán, sirve como base
para la planificación, nos permite la elaboración del flujo de efectivo de la
empresa, e incluso a futuro nos da pautas a utilizar en proyectos similares,
disminuyendo de esta manera el tiempo empleado en futuras estimaciones,
reduciendo riesgos que al detectarse a tiempo podrán ser enfrentados y
sobrellevados adecuadamente.
2
Entre los productos de mayor demanda, elaborados por las empresas
metalmecánicas para la industria petrolera, se tienen los tanques de
almacenamiento sobre superficie, los cuales a través de los años han sido
estandarizados bajo normas y códigos, que han servido para facilitar la relación
entre proveedor y usuario, durante el proceso de fabricación y operación de los
mismos.
Los tanques diseñados y construidos bajo el código API 650 son utilizados para el
almacenamiento de petróleo y sus derivados y están regulados por la American
Petroleum Institute (API) que es una asociación comercial con sede en los
Estados Unidos y que une a cerca de 400 corporaciones dedicadas al negocio
del petróleo.
1.2 LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO SOBRE SUPERFICIE
El almacenamiento del petróleo y sus derivados durante las diversas etapas de la
extracción, refinación y transporte, ha posicionado a los tanques de
almacenamiento como el producto metalmecánico de mayor demanda que se
elabora para la industria del petróleo.
Los tanques de almacenamiento pueden clasificarse en tanques bajo superficie y
tanques sobre superficie.
El problema con los tanques de almacenamiento bajo superficie (Underground
Storage Tanks UST) ha sido la amenaza de una contaminación masiva debido al
deterioro por corrosión del acero, por lo que se han realizado regulaciones
promovidas por la Enviroment Protection Agency (EPA) de los Estados Unidos,
que ha ocasionado que se prefiera a los tanques verticales de almacenamiento
sobre superficie (Aboveground Storage Tanks AST) sobre los antes mencionados.
1.3 HISTORIA DE LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO
Los tanques de almacenamiento sobre superficie existen desde hace cientos de
años y han servido para almacenar una diversidad de productos que la sociedad
3
ha requerido para su desarrollo. No hace mucho tiempo los tanques de madera
fueron utilizados para almacenar agua, alcohol, aceite animal y alimentos.
Tanto el petróleo, como sus derivados requieren ser almacenados y los tanques
de almacenamiento sobre superficie (AST), cumplen este rol.
1.4 CLASIFICACIÓN O TIPOS DE TANQUES
La construcción de tanques de almacenamiento sobre superficie comprende dos
áreas bien definidas:
a. Fabricados en taller
b. Prefabricados en taller y montados en sitio
Tabla 1.1 Tanques fabricados en taller vs tanques pre-fabricados en taller y montados en sitio1
Fabricados en Taller Pre-fabricados en taller y montados en sitio
Ingeniería estandarizada por el fabricante. Ingeniería personalizada por el cliente.
Se envía como una unidad lista para instalación
en sitio.
Se envían las partes para armar y montar en
sitio.
Capacidad de máximo 1000 barriles. Capacidad de más de 1500 barriles.
Productos estandarizados / poca flexibilidad Diseño personalizado / mucha flexibilidad.
Traslado simple y rápido. Traslado complicado y lento.
En la Tabla 1.1 se realiza una comparación entre los tanques AST fabricados en
taller y los tanques pre-fabricados en taller y montados en sitio.
De forma general los tanques de almacenamiento sobre superficie no varían
considerablemente entre las diferentes industrias. Estas diferencias dependerán
de las regulaciones ambientales para evitar derrames o evitar emisiones de
compuestos volátiles orgánicos (VOC’s).
1 Digrado, B. D., Thorp, G. A. (2004). The Aboveground Steel Storage Tank Handbook. Estados Unidos. p3.
4
Los parámetros para definir la construcción de un tanque de almacenamiento
sobre superficie, son las regulaciones, el mercado, los estándares y el producto.
En las siguientes figuras se presentan algunos tipos de AST basados en códigos
API 650:
Figura 1.1 Tanque empernado
Figura 1.2 Tanques de techo flotante
5
Figura 1.3 Tanques de almacenamiento en refinería
1.5 LOS TANQUES FABRICADOS EN TALLER VS TANQUES
MONTADOS EN SITIO:
Los tanques fabricados en taller están disponibles en capacidades menores a 159
m3 (1000 bbl) y 6 m (20 pies) de diámetro, mientras que los tanques Pre-
fabricados y montados en sitio tienen capacidades mayores a 239 m3 (1500 bbl) y
mayor que 6 m (20 pies), las limitantes están mayormente determinadas por las
restricciones en las dimensiones para ser transportados. Los tanques entre
capacidades de 159 y 239 m3 pueden ser de construcción en taller o montaje en
sitio.
Una diferencia entre estos dos tipos de tanques es el grado de ingeniería que
para el caso de los tanques construidos en sitio se requiere una ingeniería de
prefabricación, se tienen techos especiales como los flotantes y domos para bajas
presiones. Y en tanques fabricados en taller, la ingeniería es limitada por las
pequeñas dimensiones del tanque.
Los tiempos de entrega y costos son más elevados para tanques montados en
sitio.
La American Petroleum Institute (API), ha realizado un estudio en cuatro áreas:
1. Refinerías
6
2. Terminales de comercialización
3. Facilidades de transportación
4. Áreas de producción
Determinando que todos los tanques construidos en sitio son verticales y los
fabricados en taller la mayoría son horizontales.
La API también realizó un estudio para investigar las edades de los tanques de
almacenamiento en cuatro áreas indicadas anteriormente.
Determinando que más del 90% de los tanques están sobre los once años, y que,
solo en el sector de producción se encontraba que hay muchos tanques nuevos
que reducen la estadística al 68%.2
La Enviromental Protection Agency (EPA), realizó varias regulaciones siendo una
de ellas la que indica que a los quince años los tanques ya se encuentran
deteriorados, y sobre esta base, posteriormente la API desarrolló un nuevo código
para la reparación y/o alteración de tanques, se trata del código API 653, el cual
no será parte de este tema de estudio.
1.6 NORMAS APLICADAS A TANQUES DE ALMACENAMIENTO
Dentro de los códigos aplicables para el diseño, fabricación y montaje de tanques
de almacenamiento, además de los requerimientos para operación y
manipulación, tenemos los códigos API 650, API 12F, National Fire Protection
Association (NFPA) 30, Underwriters Laboratories (UL) 58, 1746, 142 entre otras.
En el presente estudio se ampliará la información concerniente al Código API y
específicamente al API 650, ya que es el código utilizado en la construcción de
tanques verticales de acero soldados para el almacenamiento de petróleo y sus
derivados.
2 Digrado, B. D., Thorp, G. A. (2004). The Aboveground Steel Storage Tank Handbook. Estados Unidos. P7
7
1.6.1 EL CÓDIGO API 650 PARA LOS TANQUES DE
ALMACENAMIENTO
La American Petroleum Institute es la principal asociación comercial de los
Estados Unidos que representa a unas 400 corporaciones implicadas en la
producción, refinamiento, distribución, construcción y muchos otros aspectos que
abarca la industria del petróleo y gas natural.
Este instituto se encarga, entre otras cosas, de regular las políticas referentes al
ámbito petrolífero, y también de generar una serie de estándares a utilizar en la
industria metalmecánica para la construcción de equipos de uso petrolero, entre
ellos están los estándares, códigos o normas utilizados en la construcción de
tanques de almacenamiento de petróleo que son objeto de este estudio.
Los códigos API son establecidos para tratar problemas de naturaleza general. Lo
habitual es que estos códigos sean revisados y modificados, reafirmados o
eliminados al menos cada cinco años.
Fundamentos del Código 1.6.1.1
Las Normas API son publicadas con la finalidad de facilitar una amplia aplicación
de buenas prácticas comprobadas de ingeniería y operación, y están basadas en
el conocimiento y la experiencia acumulada de los compradores y los fabricantes
de los tanques de almacenamiento de petróleo. Estas normativas no tienen la
intención de obviar la necesidad de la aplicación de buenos criterios de ingeniería.
Cualquier fabricante de equipos o materiales que utiliza los códigos API es el
único responsable de su producto final, pues API no representa ni garantiza
dichos productos.
El código API 650 se utiliza en la elaboración de tanques nuevos, estos tanques
deben ser cilíndricos y verticales, construidos sobre superficie y pueden tener
techo cerrado o abierto. Además cubre el material, diseño, fabricación, montaje y
pruebas.
8
Además dicha norma tiene por objeto, dar especificaciones que faciliten la
fabricación y adquisición de los tanques de almacenamiento para la industria del
petróleo.
Si los tanques son adquiridos de conformidad con el presente código, el
Comprador está obligado a especificar ciertos requisitos básicos de cumplimiento.
Si el Comprador lo desea, puede modificar, eliminar o ampliar secciones de este
Código, pero en este caso la referencia a este código no se hará en las placas de
identificación o de la certificación del Fabricante de los tanques que no cumplen
con los requisitos mínimos del código o que superen sus limitaciones. Se
recomienda que cualquier tipo de modificación, supresión o ampliación se realice
en el sentido de complementar este Código.
Las normativas de diseño dadas en el presente Código son los requisitos mínimos
a aplicarse en la fabricación de los tanques, sin embargo se puede aplicar un
diseño más riguroso siempre y cuando exista un acuerdo mutuo entre el
Fabricante y el Comprador. Pero cabe aclarar que este Código no se ha de
interpretar como la aprobación, recomendación o para apoyar cualquier diseño
específico o como una limitación del método de diseño o construcción.
Este Código no propone cubrir los tanques de almacenamiento que se montarán
en áreas sujetas a regulaciones más estrictas a las especificaciones de este
Código. Cuando este Código es señalado para dichos tanques, debe seguirse en
la medida en la cual no entre en conflicto con los requisitos estipulados por las
autoridades locales. En todo caso, el Comprador es responsable de especificar
los requisitos jurisdiccionales aplicables al diseño y la construcción del tanque.
En la placa de identificación del tanque deberá figurar la fecha de la edición del
Código y cualquier revisión a la edición a la que el tanque ha sido sometido.
Las publicaciones de API pueden ser utilizadas por cualquier persona que lo
desee. Todos los esfuerzos han sido realizados por el Instituto para asegurar la
exactitud y fiabilidad de los datos contenidos en ellos, sin embargo, el Instituto no
da ninguna garantía y se exime de cualquier obligación o responsabilidad por
pérdidas o daños que resulten de su uso o por la violación de cualquier regulación
9
gubernamental, estatal o municipal con lo que esta publicación pueden entrar en
conflicto.
Alcance del Código 1.6.1.2
El código API 650 establece los requisitos mínimos para los materiales, diseño,
fabricación, montaje, requerimientos de medición y pruebas, para tanques de
almacenamiento soldados, con diferentes capacidades con techo abierto o
cerrado, para presión interna aproximada a la atmosférica (presiones internas que
no excedan el peso de las láminas del techo), pero se permiten presiones internas
más altas cuando se cumplen requerimientos adicionales. Esta norma es
aplicable solamente a los tanques cuyo fondo este uniformemente apoyado, de
servicio no refrigerado que tengan una temperatura máxima de diseño de 93 °C
(200 °F).
Este Código está diseñado para construir tanques con una seguridad adecuada y
con costos razonables, para el almacenamiento de petróleo. El código no
establece tamaños específicos de tanques y por el contrario se puede escoger
cualquier tamaño que sea necesario. Su intención es ayudar a los clientes y a los
fabricantes a comprar, fabricar y montar los tanques y no pretende prohibir la
compra o fabricación de tanques que cumplan con otras especificaciones.
Apéndices del Código 1.6.1.3
El código contiene 22 apéndices, los cuales cubren diferentes aspectos del diseño
y construcción de los tanques. Excepto para el Apéndice L, un apéndice se
convierte en un requisito sólo cuando el Comprador especifica una opción que se
cubra en ese apéndice o especifica el apéndice entero.
Apéndice A: proporciona alternativas simplificadas, requisitos de diseño de los
tanques donde los componentes bajo esfuerzo, están limitados a un máximo
espesor nominal de 12,5 mm (0,5 pulg), incluyendo una tolerancia por corrosión,
y cuya temperatura para el metal en el diseño sea superior a los mínimos
establecidos en el anexo.
Apéndice B: proporciona recomendaciones para el diseño y construcción de
bases de fondo plano de los tanques de almacenamiento.
10
Apéndice C: proporciona los requisitos mínimos para la construcción de techos
flotantes externos.
Apéndice D: proporciona los requisitos para la presentación de consultas técnicas
con respecto a este código.
Apéndice E: proporciona los requisitos mínimos para los depósitos sujetos a
cargas sísmicas. Un diseño alternativo o complementario puede ser de mutuo
acuerdo entre el Fabricante y el Comprador.
Apéndice F: proporciona los requisitos para el diseño de tanques sujetos a
pequeñas presiones internas.
Apéndice G: proporciona los requisitos para techos de domo de aluminio.
Apéndice H: proporciona los requisitos mínimos que se aplican a un techo flotante
interno en un tanque con un techo fijo en la parte superior.
Apéndice I: proporciona detalles de construcción aceptables, los cuales pueden
ser especificados por el Comprador para el diseño y construcción de sistemas de
tanques y sus cimientos, en los que de proporcionan datos de detección de fugas
en el fondo del tanque y protección del subsuelo, y prevé tanques apoyados sobre
rejillas.
Apéndice J: Tanques fabricados en taller que no excedan los 6m (20 pies) de
diámetro.
Apéndice K: Proporciona una aplicación de ejemplo del método de diseño del
punto variable para determinar espesores de la plancha del cuerpo.
Apéndice L: Proporciona hojas de datos y las instrucciones de las hojas de datos,
para la inserción de información requerida que será utilizada por el Comprador y
el Fabricante. El uso de la hoja de datos es obligatorio, salvo su exoneración
indicada por el Comprador.
11
Apéndice M: Establece requisitos para tanques con una temperatura de diseño de
construcción superior a 93 °C (200 °F), pero inferior o igual a 260 °C (500 °F).
Apéndice N: Proporciona requisitos para el uso de nuevos materiales que no
están especificados.
Apéndice O: Ofrece recomendaciones para el diseño y la construcción de
conexiones debajo del fondo del tanque de almacenamiento.
Apéndice P: Proporciona dos procedimientos diferentes para tratar con las cargas
en conexiones del cuerpo del tanque.
Apéndice R: Proporciona una descripción de las combinaciones de carga
utilizados para las ecuaciones de diseño que aparecen en este código.
Apéndice S: Proporciona los requisitos para depósitos de acero inoxidable.
Apéndice SC: Proporciona los requisitos para los tanques de material mezclado
con acero inoxidable (incluyendo austeníticos y dúplex) acero al carbono y en el
mismo tanque para los anillos de cuerpo, planchas de fondo, la estructura de
techo, y otras partes de un tanque que requieren alta resistencia a la corrosión.
Apéndice T: Resumen de los requerimientos de ensayos no destructivos (NDT):
Los estándares de aceptación, las calificaciones del inspector, y los requisitos del
procedimiento.
Apéndice U: Indica los requisitos que cubren la sustitución de examen por
ultrasonidos en lugar de un examen radiográfico.
Apéndice V: Proporciona los requisitos adicionales para los tanques que están
diseñados para operar bajo presión externa (vacío) como condición normal de
operación. Se deberá usar para tanques para los que la presión externa normal
de operación sea mayor de 0.25 kPa (0.036 psi) pero que no exceda de 6.9 kPa
(1.0 psi).
12
Apéndice W: Proporciona recomendaciones sobre cuestiones comerciales y su
documentación.
Limiltaciones 1.6.1.4
Las reglas del código están limitadas para las conexiones de las tuberías interna o
externa en techo, cuerpo o fondo del tanque, hasta:
a. La cara de la primera brida en conexiones bridadas, excepto cuando se
suministren tapas o bridas ciegas.
b. La primera superficie de sello en accesorios o instrumentos.
c. La primera junta roscada en conexiones roscadas.
d. La primera junta circunferencial en conexiones soldadas, si no están
soldadas a una brida.
Responsabilidades 1.6.1.5
El Fabricante es el responsable de cumplir con todas las disposiciones del
presente Código. La inspección que se realiza por parte del inspector del
Comprador no invalida la obligación del Fabricante para proporcionar un control
de calidad e inspección necesarias para garantizar dicho cumplimiento. El
Fabricante deberá comunicar los requerimientos especificados a los
subcontratistas o proveedores, que estén trabajando por petición del Fabricante.
El Comprador deberá especificar en la Hoja de Datos, la jurisdicción bajo la cual
se someterá el Fabricante, y las implicaciones sobre el código que esto conlleve,
de acuerdo al tipo de producto, su operación y capacidad del tanque.
El Comprador deberá proporcionar los permisos jurisdiccionales que sean
necesarios para levantar el tanque, incluyendo los permisos para la eliminación
del agua de las pruebas hidrostáticas. El Fabricante en cambio, proporcionará
todos los demás permisos que se requieran para completar o transportar el
tanque.
El Comprador se reserva el derecho de disponer de personal para observar todo
el proceso de fabricación de su contratación y el sitio de trabajo (incluidas las
13
pruebas y la inspección). Estas personas deberán gozar de un acceso pleno y
libre a estos efectos, sin perjuicio de la seguridad y las restricciones de horario.
Para el presente código, el hecho de que el Comprador acepte, esté de acuerdo o
apruebe el diseño de un Fabricante, el proceso de trabajo, las medidas de
fabricación, etc., no eximirá la responsabilidad del Fabricante para cumplir con los
códigos de diseño específicos, las especificaciones del proyecto y los dibujos, y
mano de obra profesional.
El Fabricante informará al Comprador de cualquier conflicto que surja entre este
código y cualquier documento referido por parte del Comprador y deberá pedir
aclaraciones.
Para el presente código, cualquier asunto en particular en la cual el Comprador y
el Fabricante se hayan puesto de acuerdo deberá estar debidamente
documentado por escrito.
1.7 LA ESTIMACIÓN DE COSTOS EN PROYECTOS DE
INGENIERÍA
Los proyectos de ingeniería son tareas complejas que requieren una participación
multidisciplinaria de ingenieros para planificar, diseñar y gestionar estos
esfuerzos. La necesidad de facilitar esta tarea se estableció en primer lugar con el
fin de estimar los costos del proyecto. Los ingenieros ayudan a determinar el valor
económico de un proyecto.
En cualquier proyecto una de las preguntas más obvias dadas desde un comienzo
es cuál va a ser el costo del mismo, pero no es tan común preguntar sobre el
rango de error de dicha estimación. Si bien es cierto en proyectos pequeños o
medianos se puede obtener rápidamente un costo de referencia del mercado,
este asunto es más delicado al tratarse de megaproyectos en donde la inversión
es considerable, en estos casos esta información demanda un gran estudio en
donde se invierte mayor tiempo y esfuerzo de parte de los especialistas, y en
14
algunos casos se debe encargar esta tarea a terceros que sean expertos en la
materia, en este caso a especialistas en la estimación de costos.
1.7.1 ¿QUÉ ES LA ESTIMACIÓN DE COSTOS?
De acuerdo con la AACE, una estimación se define de la siguiente manera:
Es una evaluación y determinación de los costos más probables de los elementos
que están involucrados en un proyecto o trabajos definidos mediante un alcance
acordado entre las partes.
1.7.2 TIPOS DE ESTIMACIÓN DE COSTOS
La American Association of Cost Engineering (AACE) ha creado una escala de
clases de estimación de costos, donde la calidad de las aproximaciones depende
del nivel de definición del proyecto. Un mayor grado de definición implica una
mayor precisión, pero también conlleva un mayor costo de elaboración de la
estimación.
En fases tempranas, para ejecutar los análisis de inversión, tendremos que
conformarnos con una estimación rápida, esto se hace con la finalidad de que se
pueda decidir proseguir o no en el proyecto.
A medida que la ingeniería avanza, de conceptual a básica, de básica a detallada,
el nivel de definición y detalle mejora, y por lo tanto la estimación es más precisa.
Existen tres tipos específicos de estimación, basados en la grado de precisión:
1. Estimación en orden de magnitud,
2. Estimación presupuestaria, y
3. Estimación definitiva.
Típicamente una estimación es una evaluación, basada en hechos específicos y
supuestos, del costo final de un proyecto y los resultados de este proceso varían
con:
· El tipo de estimación, la cantidad, el detalle y la claridad de la información,
15
· Los datos disponibles en la fase del proyecto, para estimación,
· El tiempo asignado para preparar la estimación,
· La perspectiva del contratista, diseñador o propietario,
· La habilidad y conocimiento del estimador,
· La técnica de cálculo,
· La precisión deseada en la estimación,
· La evaluación de riesgos.
1.7.3 USOS DE LA ESTIMACIÓN
Existen 6 propósitos para los que una estimación puede servir:3
1. Proporcionar una evaluación del costo de capital para un trabajo
determinado.
2. Constituir la base para la planificación y el control, definiendo el alcance del
trabajo y su costo estimado asociado.
3. Proporcionar gran parte de la información básica (horario, recursos, tareas,
duraciones) que son necesarias para la preparación de un cronograma. Y
también determinar los requerimientos generales para los recursos tales
como mano de obra, materiales y equipo de construcción.
4. Proporcionar los requerimientos financieros necesarios para preparar una
curva de flujo de efectivo.
5. Proporcionar pautas para la evaluación de la productividad y los riesgos.
6. Es un catalizador para el debate, la generación de ideas, la participación en
equipo. Se logra reunir gran parte de la información relevante del proyecto
dentro de un único documento.
1.8 LA INGENIERÍA Y GESTIÓN DE COSTO COMO UNA
PROFESIÓN
La AACE define a la ingeniería y a la gestión de costos totales (Total Cost
Management TCM) de la siguiente manera:
3 AARON COST ESTIMATING HANDBOOK
16
“TCM se refiere a la aplicación efectiva de los conocimientos profesionales y
técnicos de los recursos para el plan y el control, los costos, la rentabilidad y el
riesgo.” 4
En pocas palabras, se trata de un enfoque sistemático para la gestión de costos
en todo el ciclo de vida de cualquier proyecto de ingeniería. Esto se logra
mediante la aplicación de la ingeniería de costos y los principios de gestión de
costos, metodologías probadas y tecnología de apoyo para el proceso de gestión.
En esta área práctica de la ingeniería, los criterios y la experiencia son utilizados
en la aplicación de los principios científicos y técnicos a los problemas de la
planificación de los negocios, estimación de análisis económico y financiero,
ingeniería de costos, gestión proyectos, la planificación y la programación, el
cronograma valorado y el control de cambios.
Para lo cual la AACE ha definido las habilidades que debe poseer un ingeniero de
costos y a su vez, qué conocimientos debe adquirir para su adecuado
desenvolvimiento en el desempeño de esta área, las cuales se resumen en la
figura 1.4.
HABILIDADES Y CONOCIMIENTOS DE UN INGENIERO DE COSTOS
1. Habilidades y conocimientos de apoyo
1.1 Elementos de costos
a. Costos
b. Dimensiones de costos
c. Clasificación de costos
d. Tipos de costos
b. Dimensiones de costos
e. Precios
2. Habilidades y conocimientos funcionales y del proceso
Definición de Ingeniero de costos y TCM
2.1 Estructura del TCM
a. Proceso general TCM y terminología
b. Proceso de dirección estratégica y de activos
c. Proceso de control de proyectos
a. Obtención de requisitos y análisis
b. Ámbito de aplicación y desarrollo de estrategias
c. Cronograma de planificación y desarrollo
2.2 Planificación
d. Estimación de costos y presupuesto
e. Gestión de recursos
f. Análisis de la ingeniería de valor
g. Análisis de riesgo
h Gestión de adquisiciones y contratos
i. Toma de decisión de inversiones
1.2 Elementos de análisis
a. Estadística y probabilidad
b. Análisis financiero y económico
c. Optimización y modelos
d. Medición física
4 http://www.aacei.org. (Consultado mayo 2013)
17
1. Habilidades y conocimientos de apoyo
1.3 Activación del conocimiento
a. Empresa y sociedad
b. Personas en las empresas
c. Gestión de Información
d. Gestión de la calidad
a. Implementación del proyecto
b. Aplicación de los controles para el proyecto
c. Validación del plan
2.3 Implementación del plan
a. Contabilidad de costos
b. Medición del desempeño del proyecto
c. Medición del desempeño de activos
2.4 Medición del desempeño
a. Evaluación del proyecto
b. Evaluación del desempeño de activos
c. Pronóstico
2.5 Evaluación del desempeño
d. Gestión de cambios en el proyecto
e. Gestión de cambios de activos
f. Gestión de la base de datos histórica
g. Evaluación del desempeño
c. Medición del desempeño de activos
HABILIDADES Y CONOCIMIENTOS DE UN INGENIERO DE COSTOS
2. Habilidades y conocimientos funcionales y del proceso
Definición de Ingeniero de costos y TCM
Figura 1.4 Esquema de alto nivel de las habilidades y conocimientos en la Ingeniería de Costos5
5 AACE (Mayo 11, 2012) International Recommended Practice No. 11R-88, 2012, p5.
18
CAPÍTULO 2. APLICACIÓN DE LA NORMA API 650 PARA LA FABRICACIÓN DE TANQUES SOLDADOS
PARA ALMACENAMIENTO DE PETRÓLEO
Para la fabricación de tanques soldados para almacenamiento de petróleo y sus
derivados, sobre superficie, el código API estable ciertos parámetros a considerar,
dentro de las secciones más destacadas a utilizarse para el diseño y construcción
de tanques se tienen: Materiales, Diseño, Fabricación, Métodos de inspección,
Calificación y Marcado, de las cuales solo se analizaran las más relevantes que
aplique a los tanques fabricados en taller. Muchas de las excepciones que se
aplican en varios casos no serán tratados por la poca relevancia que representan
para una estimación, estas excepciones serán analizadas a fondo en la etapa de
ingeniería de diseño del proyecto, durante la ejecución.
Lo primero a determinar es el tipo de material que se va a utilizar para la
fabricación del tanque.
2.1 MATERIAL A UTILIZARSE
2.1.1 GENERALIDADES
En la hoja de datos del tanque se debe especificar el material que está siendo
utilizado. No está permitido el usar elementos de fundición como accesorios
soldados. Para el diseño de un tanque bajo los requerimientos de la norma API
650 se utiliza planchas de acero del Grupo I hasta Grupo III-A, ver la figura 2.1. Y
tabla 2.1. En caso de usar los aceros del Grupo IV hasta el Grupo VI se debe
cumplir otros requerimiento y la aprobación del cliente.
19
Tem
pera
tura
de
dise
ño d
el m
ate
rial
Espesor incluido sobre espesor de corrosión
Figura 2. 1 Mínima temperatura permisible de diseño del metal para materiales utilizados en cuerpos de tanques sin pruebas de impacto.6
2.1.2 PLANCHAS
Las planchas deben estar conforme a las especificaciones ASTM, CSA, ISO, EN
o estándares nacionales.
Se puede solicitar planchas para cuerpo, techo y fondo sobre la base de
espesores en el borde o sobre la base del peso por unidad de área en kg/m2. El
espesor ordenado no debe ser menor que el espesor calculado o el espesor
mínimo permitido por el código.
En cualquiera de los dos casos (por borde o por peso), el espesor no puede estar
por debajo de 0.3 mm (0.01 pulg) del espesor de diseño calculado el mínimo
espesor permitido.
6 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p4-6.
20
Tabla 2. 1 Grupo de materiales7
Todas las planchas deberán ser fabricadas por procesos de “open-heart”, horno
eléctrico u oxígeno básico.
El espesor máximo de la planchas a utilizarse de acuerdo al código, es de 45 mm
(1.75 pulg). Las planchas utilizadas como accesorios o bridas pueden tener un
espesor mayor a 45 mm (1.75 pulg). Las planchas que tienen un espesor mayor a
40 mm (1.5 pulg) deberán ser normalizadas o templadas y revenidas, calmadas y
fabricadas con grano fino y ensayos de impacto.
ESPECIFICACIONES ASTM 2.1.2.1
Las planchas que están conformes con las siguientes especificaciones ASTM son
aceptables:
7 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p4-10.
Material Notas Material Notas Material Notas Material Notas
A 283 C 2 A 131 B 6 A 573-58 A 573-58 9
A 285 C 2 A 36 2, 5 A 516-55 A 516-55 9
A 131 A 2 G40.21-38W A 516-60 A 516-60 9
A 36 2, 3 Grade 250 7 G40.21-38W 8 G40.21-38W 8, 9
Grade 235 3 Grade 250 8 Grade 250 8, 9
Grade 250 5
Material Notas Material Notas Material Notas Material Notas
A 573-65 A 662 C A 573-70 9 A 131 EH 36
A 573-70 A 573-70 10 A 516-65 9 A 633 C
A 516-65 G40.21-44W 8, 10 A 516-70 9 A 633 D
A 516-70 G40.21-50W 8, 10 G40.21-44W 8, 9 A 537 Class 1
A 662 B E 275 D G40.21-50W 8, 9 A 537 Class 2 12
G40.21-44W 8 E 355 D A 678 A
G40.21-50W 8 S 275 J2 8 A 678 B 12
E 275 C 8 S 335 (J2 o K2) 8 A 737 B
E 355 C 8 A 841, Grado A, clase 1 11, 12, 13
S 275 J0 8 A 841, Grado B, clase 2 11, 12, 13
S 355 J0 8
Grado 275 4,8
Grupo I
Laminada
Semi - calmada
Laminada
Calmada o Semi - calmada
Grupo II Grupo III
Laminada, Calmada
Grano fino
Grupo III A
Normalizada, Calmada
Grano fino
Grupo IV
Laminada, Calmada
Grano fino
Grupo IVA
Laminado, Calmado
Grano fino
Grupo VI
Normalizado o,
Grupo V
Normalizado, Calmado
Grano fino
Templado y revenido
Calmado, Grano fino
Carbon reducido
21
a. ASTM A 36M/A 36, para planchas con un máximo espesor de 40 mm (1.5
pulg)
b. ASTM A 131M/A 131, Grado A, para planchas con un máximo espesor de
13 mm (0.5 pulg); Grado B para planchas con un máximo espesor de 25
mm (1 pulg); y Grado EH36 para planchas un máximo espesor de 45 mm
(1.75 pulg).
c. ASTM A 283M/A 283, Grado C para planchas con un máximo espesor de
25 mm (1 pulg).
d. ASTM A 516M Grados 380, 415, 450, 485/A 516, Grados 55, 60, 65 y 70
para planchas con un máximo espesor de 40 mm (1.5 pulg).
e. ASTM A 537M/A 537, Clase 1 y Clase 2, para planchas con un máximo
espesor de 45 mm (1.75 pulg).
f. ASTM A 537m / A 537, clase 1 y clase 2, para planchas con un espesor
máximo de 45 mm (1,75 pulg) (planchas intercaladas con un máximo
espesor de 100 mm (4 pulg).
g. ASTM A 573M Grados 400, 450, 485/A 573, Grados 58, 65, and 70, para
planchas con un máximo espesor de 40 mm (1,5 pulg).
h. ASTM A 633M / A 633, Grados C y D, para planchas con un máximo
espesor de 45 mm (1,75 pulg) (planchas intercaladas a un máximo espesor
de 100 mm [4,0 pulg]).
i. ASTM A 662M / A 662, Grados B y C, para planchas con un máximo
espesor de 40 mm (1,5 pulg).
j. ASTM A 678M / 678 A, grado A, para planchas con un máximo espesor de
40 mm (1,5 pulg) (planchas intercaladas con un espesor máximo de 65 mm
[2,5 pulg]) y B Grado para planchas con un máximo espesor de 45 mm
(1,75 pulg) (planchas intercaladas con un máximo espesor de 65 mm [2,5
pulg]). Las adiciones de boro no están permitidas.
k. ASTM A 737M / A 737, Grado B, para planchas con un espesor máximo de
40 mm (1,5 pulg).
l. ASTM A 841M / A 841, Grado A, Clase 1 y Grado B, Clase 2 para planchas
con un grosor máximo de 40 mm (1,5 pulg) (planchas intercaladas con un
máximo espesor de 65 mm [2,5 pulg]).
22
De acuerdo a las especificaciones ISO 630 se aceptan en grados E 275 y E 355
bajo ciertas limitaciones.
También se pueden utilizar planchas bajo estándares nacionales o del país donde
se originen, y que no cumplen con ASTM o ISO pero estas deben cumplir los
requisitos de la tabla 2.1.
Tabla 2.2 Grados aceptados para planchas de material producido bajo estándares nacionales 8
Propiedades Mecánicas Composición Química
Esfuerzos de Traccióna Límite
Elástico
Mínimoc
Espesor
Máximo
Máximo
Porcentaje de
Carbón
Máximo
Porcentaje de
Fosforo y Azufre Mínimo Máximo
Gradob MPa Ksi MPa ksi MPa ksi mm in Colada Producto Colada Producto
235d 360 52 510 74 235 34 20 0.75 0.20 0.24 0.04 0.05
250 400 58 530 77 250 36 40 1.5 0.23 0.27 0.04 0.05
275 430 62 560 81 275 40 40 1.5 0.25 0.29 0.04 0.05
aLa ubicación y número de probetas, pruebas de elongación y doblado, y criterio de aceptación están de acuerdo a los estándares nacionales, estandares ISO, o especificaciones ASTM. bCalidad de aceros calmados o semicalmados, como rolado o Thermo Mechanical by Controlled Processed (TMCP) (20 mm [0.75 pulgadas] máximo cuando el TMCP es usado en lugar de acero normalizado), o normalizado. cLímite elástico + esfuerzo de tracción ≤ 0.75, basado en los mínimos límite elástico y esfuerzo de tracción a menos que los valores de pruebas actuales sean requeridos por el Comprador. dSolo No efervecente.
REQUISITOS GENERALES PARA LA ENTREGA 2.1.2.2
El material proporcionado deberá ajustarse a los requerimientos aplicables de las
especificaciones indicadas, pero no estará restringido por la procedencia de su
fabricación.
Este material debe ser conveniente para la soldadura por fusión. Los
procedimientos de soldadura deben proporcionar soldaduras cuyos esfuerzos y
durezas sean consistentes con el material de la plancha base.
Cuando el Comprador especifique que el acero sea totalmente calmado, la lámina
deberá ser tratada en acería para obtener un grano fino. 8 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p4-4.
23
Si se utilizan láminas para los techos fijos o flotantes deberán estar conforme a la
ASTM A 1011,
Para requerimientos adicionales del Comprador, como un acero calmado o
ensayos de impacto como el Charpy V, se procederá de acuerdo a la norma
ASTM que la describa.
2.1.3 PERFILES ESTRUCTURALES
Para perfiles se pueden tener los siguientes materiales:
a) ASTM A 36M / A 36
b) ASTM A 131m / A 131
c) ASTM A 992M / A 992
d) Aceros estructurales que figuran en el listado de especificaciones AISC
para la construcción
e) CSA, ISO, y las europeas EN
f) También se pueden aceptar normas nacionales reconocidas.
La selección de materiales para los perfiles estructurales que requieren uniones
soldadas deberá incluir la confirmación de la soldabilidad del material dada por el
Fabricante del perfil estructural, debido a que no todos los perfiles son adecuados
para la soldadura. Los perfiles de acero con pobre soldabilidad sólo serán
utilizados para los diseños de conexión empernadas.
2.1.4 TUBERÍAS
Las siguientes especificaciones son aceptables para tuberías y acoplamientos de
tubería:
1. API 5L, Grados A, B, y X42;
2. ASTM A 53M / A 53, Grados A y B, A 106 M / A 106, Grados A y B, A.
234m / A 234, Grado WPB, A. 333M / A 333, Grado 1 y 6; A. 334M / A 334,
Grado 1 y 6; A 420M / 420 A, Grado WPL6; A 524, grados I y II; A 671.
Las especificaciones siguientes son aceptables para piezas forjadas:
24
· ASTM A. 105M / A 105; A. 181M / A 181; A. 350M / A 350, Grados LF1 y LF2
2.1.5 BRIDAS
Bridas deslizantes (Slip-On), tipo anillo (Ring-Type), con cuello para soldar
(Welding neck), con cuello largo para soldar (long welding neck), y bridas con
juntas traslapadas (lap joint), son bridas de acero forjado que cumplen los
requerimientos de ASME B16.5 para bridas forjadas de acero de carbono.
2.1.6 PERNOS
A menos que se especifique lo contrario en la Hoja de Datos del tanque, los
pernos de las bridas deben cumplir con la ASTM A 193 B7 y las tuercas con las
ASTM A 194 Grade 2H, y las dimensiones de acuerdo a lo especificado en ASME
B18.2.1.
Las tuercas deberán cumplir con la norma ASTM A 194 Grado 2H y las
dimensiones especificadas en ASME B18.2.2. Para las roscas en ambos casos,
los pernos y tuercas deberán ser roscados según ASME B1.13M (SI), o con
ASME B1.1 (EE.UU.).
A menos que se especifique lo contrario en la Hoja de Datos del tanque, todos
los anclajes deben ser roscados, de acuerdo a ASTM A 36 barra redonda
galvanizada y tuercas hexagonales.
El Comprador deberá especificar en la orden, la forma de las cabezas de los
tornillos y tuercas y si se desean dimensiones normales o pesadas.
2.1.7 ELECTRODOS DE SOLDADURA
Para la soldadura de materiales con una resistencia mínima a la tracción inferior a
550 MPa (80 ksi), para soldadura por arco manual se ajustará a la clasificación de
25
las series E60 y E70, adecuado para las características eléctricas de corriente, la
posición de la soldadura, y otras condiciones de uso previsto en AWS A5.1.
Para la soldadura de materiales con una resistencia mínima a la tracción entre
550 MPa y 585 MPa (80 ksi - 85 ksi), la soldadura por arco manual con electrodo
revestido se ajustará a la serie de clasificación E80XX-CX en AWS A5.5.
2.2 CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO
2.2.1 JUNTAS SOLDADAS
2.2.1.1 TIPOS DE JUNTAS
SOLDADURA A TOPE: Una soldadura colocada en una ranura entre dos
elementos a tope. Las ranuras pueden ser cuadradas, en forma de V (sencilla o
doble), o en forma de U (simple o doble), o pueden ser simple o doble biselado.
SOLDADURA DOBLE A TOPE: una unión entre dos piezas contiguas situadas
aproximadamente en el mismo plano que está soldado desde ambos lados.
DOBLE SOLDADURA TRASLAPADA: una junta entre dos miembros
superpuestos en la que los bordes solapados de los dos miembros están
soldadas con soldaduras de filete.
SOLDADURA DE FILETE: Una soldadura con una sección transversal
aproximadamente triangular que une dos superficies en ángulos
aproximadamente rectos, como en una junta de solape, junta en te, o en esquina.
SOLDADURA COMPLETA DE FILETE: Un cordón de soldadura cuyo tamaño es
igual al espesor del elemento unido más delgado.
SOLDADURA SIMPLE A TOPE CON RESPALDO: Un conjunto de dos piezas
contiguas situadas aproximadamente en el mismo plano que están soldadas por
un solo lado con el uso de una barra o tira de otro material de soporte adecuado.
SIMPLE SOLDADURA TRASLAPADA: una junta entre dos miembros
superpuestos en la que el borde solapado de un miembro es soldado con un
cordón de soldadura.
26
PUNTO DE SOLDADURA: una soldadura hecha para mantener las partes de una
construcción soldada en la alineación apropiada hasta obtener las soldaduras
finales.
Los símbolos de soldadura utilizados en los planos serán los símbolos de la
American Welding Society.
TAMAÑO DE LA SOLDADURA 2.2.1.2
El tamaño de una soldadura de ranura se basa en la penetración conjunta (es
decir, la profundidad del biselado más la penetración de las raíces cuando se
especifique).
El tamaño de una soldadura de filete de lados iguales se basará en la longitud de
las piernas del triángulo rectángulo isósceles más grande que puede ser inscrito
dentro de la sección transversal de la soldadura de filete.
El tamaño de una soldadura de filete de pierna desigual, se basará en la longitud
más larga de las piernas del triángulo rectángulo más grande que se puede
inscribir dentro de la sección transversal de la soldadura de filete.
RESTRICCIONES DE LAS JUNTAS Y PASES DE SOLDADURA 2.2.1.3
Los puntos de soldadura no serán considerados con valor de resistencia de la
estructura terminada.
Las juntas simples traslapadas solo son permitidas para chapas del fondo y del
techo.
Las juntas soldadas traslapadas, deben tener un traslape por lo menos cinco
veces el espesor nominal de la plancha más delgada; sin embargo, con juntas
dobles traslapadas, el traslape no tiene que superar los 50 mm (2 pulg), y con las
juntas simples traslapadas, debe ser superior a 25 mm (1 pulg).
Para los Grupos IV, IVA, V, o VI para todos los procesos de soldadura entre el
cuerpo y el fondo, se realizarán un mínimo de dos pasadas.
Todos los accesorios en el exterior del tanque deberán estar completamente
sellados por soldadura. No está permitido el uso de soldadura intermitente. La
27
única excepción a este requisito se hace para las vigas de rigidización de acuerdo
a lo indicado en la norma.
JUNTAS SOLDADAS TÍPICAS: 2.2.1.4
Juntas verticales 2.2.1.4.1
Las juntas verticales del cuerpo serán juntas a tope con penetración completa y
completa fusión por soldadura doble.
Junta simple a tope en V
Junta simple a tope en U
Junta doble a tope en V
Junta doble a tope en U
Junta sin biselar a tope
Figura 2. 2 Juntas típicas verticales para los anillos del cuerpo 9
Juntas Horizontales 2.2.1.4.2
Las juntas horizontales del cuerpo, deberán tener penetración completa y fusión
completa, sin embargo, como alternativa, el ángulo tope puede estar unido al
cuerpo por una junta solapada, doble soldada.
La idoneidad de la preparación de planchas se obtendrá con el desarrollo de la
ingeniería en los procedimientos de soldadura.
9 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. P5-2.
28
Figura 2. 3 Juntas típicas horizontales para los anillos del cuerpo 10
Juntas de fondo: 2.2.1.4.3
Las juntas de fondo deberán ser traslapadas como se muestra en la Figura 2.4 y
serán cortadas lo más rectangular posible.
10 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-2.
Ángulo opcional externo
Junta ángulo tope-cuerpo, penetración completa
Junta alternativa ángulo tope – anillos cuerpo
Junta sin biselar a tope, completa penetración
Junta simple, penetración completa
Junta doble, penetración completa
29
Figura 2. 4 Método para preparación de junta traslapada entre fondo y cuerpo 11
Junta plancha de techo
Juntas entre planchas de techo y cuerpo
Alternativa para junta entre techo y cuerpo
Junta entre planchas de cuerpo y fondo
11 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-3.
Placas de cuerpo
Placas de fondo
Ángulo externo opcional
Interior
30
Juntas en las planchas de fondo
Figura 2. 5 Juntas típicas para techo y fondos 12
Nota:
1. A = tamaño de la soldadura Filete limitado a un máximo de 13 mm (1/2 pulg). 2. A + B = Espesor de la plancha base anular. 3. La ranura B de la soldadura puede exceder de tamaño de la soldadura de filete A, sólo cuando la placa anular es más grueso que 25 mm (1 pulg.)
Figura 2.6 Detalle de Soldadura de filete doble para plancha anular de fondo con un espesor nominal superior a 13 mm (1/2 pulg) 13
Juntas a tope para el fondo: 2.2.1.4.4
Las planchas soldadas de fondo pueden ser sin biselar o con bisel en V, ambas
soldaduras deberán ser preparadas para tener penetración completa. Se puede
utilizar un refuerzo posterior de por lo menos 3 mm (1/8 pulg) de espesor.
Juntas del anillo anular de fondo 2.2.1.4.5
Deben tener juntas radiales a tope y deben tener completa penetración y
completa fusión. Si se utiliza una platina de respaldo, esta debe ser de material
soldable compatible con el material del anillo.
12 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-3. 13 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-4.
Junta a tope simple
con respaldo.
Junta traslapada simple
con filete completo.
31
Soldaduras de filete de la junta cuerpo-fondo 2.2.1.4.6
Para planchas de fondo y anular de fondo con espesores nominales de hasta 13
mm (1/2 pulg), la unión entre el borde del anillo inferior del cuerpo y la plancha del
fondo debe ser un filete de soldadura continuo a cada lado de la lámina del
cuerpo. El tamaño de cada filete de soldadura no debe ser más de 13 mm (1/2
pulg) y no debe ser menos que el espesor nominal de la plancha más delgada
(esto es la plancha del cuerpo o la plancha del fondo inmediatamente debajo del
cuerpo) o menos que los valores detallados en las tabla 2.3.
Tabla 2.3 Tamaño de la soldadura de filete en la junta cuerpo-fondo 14
Espesor nominal de la plancha del cuerpo (mm)
Tamaño mínimo de una soldadura de filete (mm)
5 5
>5 hasta 20 6
>20 hasta 32 8
>32 hasta 45 10
Juntas de viga contra el viento (Wind girder): 2.2.1.4.7
Para unir las secciones de los anillos rigidizadores se requiere en las juntas
penetración completa.
Además se deberá usar soldadura continua para todas las juntas horizontales del
lado superior y para todas las juntas verticales. Se deberá hacer soldadura de
sello por el lado inferior horizontal a menos que sea especificado de otra forma
por el Comprador.
Juntas de techo y ángulo superior: 2.2.1.4.8
Como mínimo estas chapas de techo serán soldadas por la parte superior con un
cordón continuo de soldadura en todas las costuras. También están permitidas las
juntas a tope.
Para juntas frágiles, las planchas de techo se unirán al ángulo tope del tanque con
una soldadura en ángulo recto en el lado superior solamente.
14 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-4.
32
A excepción de lo especificado para los tanques de techo abierto, para tanques
con juntas frágiles, para techos auto-soportados y para los tanques con la brida
techo a cuerpo, los ángulos tope suministrados como mínimo los tamaños de la
tabla 2.4.
Tabla 2.4 Tamaño mínimo del ángulo tope 15
Diámetro de tanque
(D)
Mínimo ángulo superiora (mm)
Mínimo ángulo superiora
(pulg)
D ≤ 11 m, (D ≤ 35 pies) 50 x 50 x 5 2 x 2 x 3/16
11 m < D ≤ 18 m, (35 pies < D ≤ 60 pies) 50 x 50 x 6 2 x 2 x ¼
D > 18 m, (D > 60 pies) 75 x 75 x 10 3 x 3 x 3/8
a Tamaños equivalentes aproximados pueden servir para dar cabida a la disponibilidad local de materiales
2.2.2 CONSIDERACIONES DE DISEÑO
CARGAS 2.2.2.1
Las cargas se definen como sigue:
a. Carga muerta (DL): El peso del tanque o del componente del tanque, incluyendo
cualquier tolerancia de corrosión a menos que se considere otra cosa.
b. Presión de diseño externa (Pe): no será inferior a 0,25 kPa (1 pulg. de agua),
excepto para ciertos casos de excepción indicados en el Apéndice H. También
para presión externa mayor de 0,25 kPa (1 mm de agua) se debe consultar el
Apéndice V.
c. Presión de Diseño Interior (Pi): no será superior a 18 kPa (2,5 lbf/in.2).
d. Prueba hidrostática (Ht): La carga debido a llenar el tanque con agua hasta el
nivel de líquido de diseño.
FACTORES DE DISEÑO 2.2.2.2
El Comprador deberá indicar la temperatura de diseño mínima del metal MDMT
(basado en la temperatura ambiente), la temperatura máxima de diseño, la
15 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-6.
33
gravedad específica del producto a almacenar, la tolerancia de sobre espesor de
corrosión (si hubiere), y los factores sísmicos.
CARGAS EXTERNAS 2.2.2.3
a. El Comprador deberá indicar la magnitud y dirección de las cargas
externas, con las cuales el techo y los accesorios del techo deberán ser
diseñados.
b. A menos que se especifique lo contrario, el diseño sísmico se hará de
conformidad con el Apéndice E.
c. Diseño para fuerzas de viento localizadas en los componentes del techo
serán objeto de acuerdo entre el Comprador y el Fabricante.
d. Cargas localizadas que resultan de los accesorios tales como escaleras,
plataformas, etc., deberán ser considerados.
e. El Comprador deberá indicar la magnitud y dirección de las cargas
externas que no sean normales para el acceso del personal de techo. El
diseño de tales cargas deberá ser objeto de acuerdo entre el Comprador y
el Fabricante.
PRESIÓN EXTERNA 2.2.2.4
En el Apéndice V se dan las disposiciones para el diseño de tanques sujetos a
vacío parcial superior a 0,25 kPa (1 pulg. de agua). Los tanques que cumplan los
requisitos de esta norma pueden ser sometidos a un vacío parcial de 0,25 kPa (1
pulg. de agua), sin la necesidad de proporcionar ningún cálculo adicional de
soporte, ver figura 2.7.
2.2.3 CAPACIDAD DEL TANQUE
El Comprador debe especificar la capacidad máxima y el nivel de protección de
sobrellenado.
La máxima capacidad es el volumen del producto en un tanque cuando es llenado
hasta su nivel de diseño de líquido, ver la figura 2.8.
La capacidad de trabajo neto es el volumen del producto disponible en
34
Figura 2. 7 Árbol de decisión del Apéndice F 16
La capacidad de trabajo neto es el volumen del producto disponible en
condiciones normales de funcionamiento. El volumen neto es igual a la capacidad
máxima menos el volumen mínimo de funcionamiento restante en el depósito,
menos el sobrellenado o nivel de protección, ver figura 2.8.
16 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. pF-2.
NO
NO
NO
NO
SI
SI
SI
SI
SI
¿Tiene el tanque presión interna?
¿La presión interna excede el peso del techo?
¿La presión interna excede el peso del cuerpo,
techo y accesorios?
La presión interna excede
18Kpa
(2.5psig)
Proveer anclajes de acuerdo a Apéndice F
Usar API 620
API 650 con apéndice F o API 620
Diseño básico + apéndice F Anclaje no es requerido No debe exceder Pmax
Diseño básico
Diseño básico
35
Figura 2.8 Niveles y volúmenes para tanques de almacenamiento 17
2.2.4 CONSIDERACIONES ESPECIALES
Dentro de las consideraciones especiales tenemos el sobre-espesor de corrosión:
El Comprador, después de dar las consideración para el líquido almacenado, el
vapor sobre el líquido, y el ambiente atmosférico, se especificará en la hoja de
datos, las consideraciones de los sobre espesores de corrosión admisible para
cada elemento del tanque, incluyendo cada anillo del cuerpo, fondo, techo, bocas,
y para los miembros estructurales.
Es responsabilidad del Comprador determinar el sobre-espesor requerido para la
tolerancia a la corrosión en cuellos de las bocas, tiene que haber un acuerdo
entre el Comprador y el Fabricante.
17 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-8.
PARTE BAJA DEL
CUERPO
Mínimo volumen de operación remanente en el tanque: __________m3 (bbl) ó ____________
mm (pulg.)
Mínimo nivel de llenado
PARTE ALTA DEL
CUERPO
Nivel requerido de protección para sobrellenado __________m3 (bbl) ó ____________ mm (pulg.)
Boca de sobrellenado
Máxima capacidad
_______________m3 (bbl)
Nivel de diseño
Nivel normal de llenado
Capacidad neta de trabajo
________________m3 (bbl)
36
El sobre-espesor de corrosión para los pernos de anclaje, se añade al diámetro
nominal.
Para los elementos estructurales internos, la tolerancia de corrosión se aplicará al
espesor total a menos que se especifique lo contrario.
2.2.5 CONDICIONES DE SERVICIO
El Comprador deberá especificar los requisitos metalúrgicos especiales vigentes
en materia de selección de materiales y los procesos de fabricación como se
exige en las condiciones de uso previstas. Cuando las condiciones de servicio
pueden incluir la presencia de sulfuros de hidrógeno u otras condiciones que
podrían promover el agrietamiento inducido por el hidrógeno, en particular cerca
de la parte inferior del cuerpo en las conexiones inferiores, se debe tener cuidado
de asegurar que los materiales del tanque y detalles de construcción son
adecuados para resistir el agrietamiento inducido por el hidrógeno. El Comprador
debe tener en cuenta los límites del contenido de azufre de los metales base y de
soldadura, así como los procedimientos adecuados de control de calidad en la
plancha y la fabricación del tanque. La dureza de la soldadura, incluyendo las
zonas afectadas por el calor, en contacto con estas condiciones debe ser
considerada. El metal de soldadura y la zona afectada por el calor adyacente a
menudo contienen una zona de dureza muy por encima de Rockwell C 22 y se
puede esperar a ser más susceptibles a la fisuración por que el metal está sin
soldadura. Cualquier criterio de dureza, debe ser objeto de acuerdo entre el
Comprador y el Fabricante y debe basarse en una evaluación de la concentración
de sulfuro de hidrógeno esperada en el producto, la posibilidad de que la
humedad esté presente en la superficie metálica del interior, y las características
de resistencia y dureza del metal base y metal de soldadura.
2.2.6 ESPESORES
Cuando se especifica material de 6 mm (1/4 pulg) de espesor, se puede utilizar
material de 0,236 pulg. En el sistema inglés con la aprobación del Comprador. Del
mismo modo, cuando se especifique 5 mm (3/16 pulg), se puede utilizar material
37
de 4,8 mm de espesor en el sistema SI con la aprobación del Comprador. Los
cálculos de diseño se basan en el espesor utilizado.
2.3 DISEÑO DE CADA ELEMENTO
2.3.1 PLANCHAS DE FONDO
Todas las planchas de fondo debe tener un espesor nominal mínimo de 6 mm
(0,236 pulg) 49,8 kg/m2 (9,6 lbf/pie2), incluye una tolerancia por corrosión
especificado por el Comprador. A menos que se acuerde lo contrario por parte del
Comprador, todas las planchas rectangulares (planchas de fondo sobre el que se
apoya el cuerpo que tienen un extremo rectangular) tendrán un mínimo de ancho
nominal de 1800 mm (72 pulg.)
Se deben ordenar las planchas de fondo de tamaño suficiente para que cuando
sean refiladas quede una proyección de al menos 50 mm (2 pulg) hacia afuera del
cuerpo requerido.
A menos que se especifique lo contrario en la Hoja de Datos, los fondos de
tanques que requieren inclinación tendrán una pendiente mínima de 1:120 hacia
arriba y hacia el centro del tanque.
2.3.2 PLANCHA ANULAR DEL FONDO
Cuando el anillo inferior del cuerpo se haya diseñado utilizando los esfuerzos
admisibles para los materiales del Grupo IV, IVA, V o VI, se usará una plancha
anular en el fondo unida con soldadura a tope. Cuando el anillo inferior del cuerpo
es de un material de los Grupos IV, IVA, V, o VI y el máximo esfuerzo por
producto estará de acuerdo a la tabla 2.5), para el primer anillo del cuerpo es
menor o igual a 160 MPa (23.200 lbf/pulg.2) o el máximo esfuerzo de prueba
hidrostática para el primer anillo del cuerpo no podrá ser menor o igual que 171
MPa (24.900 lbf/pulg.2), y la plancha anular puede ser soldada a traslape y no a
tope como en el caso anterior.
38
La plancha anular inferior tendrá un ancho radial de al menos 600 mm (24 pulg)
entre el interior del cuerpo y cualquier junta traslapada en el resto del fondo.
Para el cálculo del ancho radial de la plancha anular, se realiza como sigue:
En unidades SI:
(2.1)
Donde
tb = espesor de la plancha anular, en mm,
H = altura máxima del nivel de líquido, en m,
G = gravedad específica del líquido a ser almacenado.
El espesor de las plancha anulares del fondo, no deberá ser menor que el
espesor mayor determinado utilizando la tabla 2.6 para diseño por producto (más
una tolerancia por corrosión especificada) o para el diseño de la prueba
hidrostática, la tabla 2.6 es aplicable para una altura efectiva del producto H x G ≤
23 m (75 ft). Más allá de esta altura se debe hacer un análisis elástico para
determinar el espesor de la plancha anular del fondo.
Tabla 2.5 (SI) Materiales permitidos para plancha y los esfuerzos admisibles 18
Especificación de plancha
Grado Espesor de la plancha t mm
Esfuerzo mínimo a la fluencia Mpa
Esfuerzo mínimo a la
tracción Mpa
Esfuerzo de diseño para
producto Sd Mpa
Esfuerzo para prueba hidrostática
St, Mpa
Especificaciones ASTM
A 283M C
205 380 137 154
A 285M C
205 380 137 154
A 131M A, B, CS
235 400 157 171
A 36M -
250 400 160 171
A 131M EH 36
360 490a 196 210
A 573M 400
220 400 147 165
A 573M 450
240 450 160 180
A 573M 485
290 485a 193 208
A 516M 380
205 380 137 154
A 516M 415
220 415 147 165
A 516M 450
240 450 160 180
A 516M 485
260 485 173 195
A 662M B
275 450 180 195
18 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-13
39
Especificación de plancha
Grado Espesor de la plancha t mm
Esfuerzo mínimo a la fluencia Mpa
Esfuerzo mínimo a la
tracción Mpa
Esfuerzo de diseño para
producto Sd Mpa
Esfuerzo para prueba hidrostática
St, Mpa
Especificaciones ASTM
A 662M C
295 485a 194 208
A 537M 1 t ≤ 65 345 485a 194 208
65 < t ≤ 100 310 450b 180 193
A 537M 2 t ≤ 65 415 550a 220 236
65 < t ≤ 100 380 515b 206 221
A 663M C,D t ≤ 65 345 485a 194 208
65 < t ≤ 100 315 450b 180 193
A 678M A
345 485a 194 208
A 678M B
415 550a 220 236
A 737M B
345 485a 194 208
A 841M Clase 1
345 485a 194 208
A 841M Clase 2
415 550a 220 236
Especificaciones CSA
G40,21M 260W
260 410 164 176
G40,21M 260WT
261 411 165 177
G40,21M 300W
300 450 180 193
G40,21M 300WT
301 451 181 194
G40,21M 350W
350 450 180 193
G40,21M 350WT t ≤ 65 350 480a 192 206
G40,21M
65 < t ≤ 100 320 480a 192 206
Estándares nacionales
235
235 365 137 154
250
250 400 157 171
275
275 430 167 184
ISO 630
E 275 C,D t ≤ 16 275 410 164 176
16 < t ≤ 40 265 410 164 176
E 355 C,D t ≤ 16 355 490ª 196 210
16 < t ≤ 40 345 490ª 196 210
40 < t ≤ 50 335 490ª 196 210
a Por acuerdo entre el Comprador y el Fabricante, la resistencia a la tracción ASTM A 537m, Clase 2, A 678m, grado B, y A 841m, materiales de clase 2 se puede incrementar a 585 Mpa mínimo y 690 Mpa máximo. La resistencia a la tracción de los otros materiales enumerados se puede incrementar a 515 Mpa mínimo y máximo de 620 Mpa. Revisar Código API.
El anillo de las planchas anulares tendrá una circunferencia exterior circular, pero
puede tener una forma poligonal regular en el interior del tanque, con el número
de lados igual al número de placas anulares. Estas piezas deberán estar soldadas
de acuerdo a lo indicado anteriormente para la junta típica en placas anulares y la
junta entre el cuerpo y la placa anular.
En lugar de las planchas anulares, se puede fabricar el fondo completo con juntas
soldadas a tope, siempre que los requerimientos del espesor, materiales,
soldadura e inspección se cumplan para una distancia anular que cumpla lo
especificado anteriormente.
40
Tabla 2.6 (SI) Espesores de la plancha anular de fondo (tb) 19
Espesora de la plancha del primer anillo del cuerpo (mm)
Esfuerzob en el primer anillo del cuerpo (MPa)
≤ 190 ≤ 210 ≤ 220 ≤ 250
t ≤ 19 6 6 7 9
19 < t ≤ 25 6 7 10 11
25 < t ≤ 32 6 9 12 14
32 < t ≤ 40 8 11 14 17
40 < t ≤ 45 9 13 16 19
a Espesor de la plancha se refiere al espesor corroído de la lámina del cuerpo para diseño por producto y al espesor nominal para diseño por prueba hidrostática. b El esfuerzo que se utilizará es el máximo esfuerzo en el primer anillo del cuerpo (el mayor entre el esfuerzo por producto o por prueba hidrostática). El esfuerzo se puede determinar usando el espesor requerido dividido por el espesor de la "a", multiplicado por la tensión permisible aplicable. Esfuerzo del producto = Esfuerzo de la prueba hidrostática =
2.3.3 DISEÑO DEL CUERPO
GENERALIDADES 2.3.3.1
El espesor de la plancha requerida debe ser el mayor entre el obtenido en el
diseño, incluido el sobre espesor de corrosión, y el espesor requerido para la
prueba hidrostática, pero no deberá ser inferior a los valores de la tabla 2.7.
Tabla 2.7 Diámetro nominal del tanque y espesor nominal de la plancha 20
Diámetro nominal de tanque Espesor nominal de la plancha (m) (ft) (mm) (in.)
< 15 < 50 5 3/16
15 hasta < 36 50 hasta < 120 6 1/4
36 hasta 60 120 hasta 200 8 5/16
> 60 > 200 10 3/8
Nota:
1. A menos que el Comprador especifique lo contrario, el diámetro nominal del tanque deberá ser el diámetro de la línea media de las láminas del anillo inferior del cuerpo.
2. El espesor nominal de la plancha se refiere a la estructura del tanque ya construido. Los espesores especificados se basan en los requisitos de montaje.
3. Cuando el Comprador especifique, la plancha con un espesor nominal mínimo de 6 mm puede sustituirse por plancha de 1/4 de pulgada.
4. Para diámetros de menos de 15 m (50 pies), pero mayor que 3,2 m (10.5ft), el espesor nominal del anillo inferior del cuerpo no debe ser menos de 6 mm (1/4 pulg).
19 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-11. 20 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-12.
41
A menos que se acuerde otra cosa con el Comprador, las planchas del tanque
deberán tener un ancho nominal mínimo de 1800 mm (72 pulg.) Las planchas que
van a ser soldadas a tope deberán estar debidamente cuadradas.
El espesor del anillo inferior no deberá ser menor que el espesor requerido del
anillo superior, considerando las cargas del producto y para la prueba hidrostática
de acuerdo a los dos métodos: Método de 1 pie o el método del punto variable de
diseño.
Se deberá verificar la estabilidad del cuerpo del tanque, contra la deformación
producida por la velocidad del viento, indicada en el capítulo del cálculo de vigas
para viento del API 650. Es necesario para la estabilidad, para lo cual se incluirán
las vigas intermedias, el aumento de espesor de las planchas del cuerpo, o
ambos.
Para cargas aisladas radiales en el cuerpo del anillo, tales como las causadas por
cargas pesadas en las plataformas y pasarelas elevadas, serán distribuidas por
secciones estructurales laminadas, cartelas de refuerzo en lámina u otros
elementos prefabricados.
ESFUERZO ADMISIBLE 2.3.3.2
Los esfuerzos de diseño máximos admisibles del producto Sd, serán los que
figuran en la tabla 2.5 detallada anteriormente. El espesor corroído de la lámina
deberá ser usado para el cálculo. El esfuerzo de diseño máximo admisible Sd,
será dos tercios del esfuerzo de fluencia o dos quintos del esfuerzo de tracción, lo
que sea menor.
Los esfuerzos de diseño máximos admisibles para la prueba hidrostática St, serán
los que se muestran en la tablas 2.5. El espesor nominal de la tabla será utilizado
en los cálculos. El esfuerzo de St, será tres cuartos del esfuerzo de fluencia o tres
séptimos del esfuerzo de tracción, lo que sea menor.
El Apéndice A permite un diseño de cuerpo alternativo con una esfuerzo
permisible de 145 MPa (21.000 lbf/in.2) y una eficiencia conjunta de 0,85 o 0,70.
Este diseño sólo se puede utilizar para tanques con lamina de cuerpo menores o
iguales a 13 mm (1/2 pulg).
42
CÁLCULO DEL ESPESOR POR EL MÉTODO DE 1 PIE 2.3.3.3
El método de 1 pie calcula el espesor requerido en los puntos de diseño 0,3 m (1
pie) por encima de la parte inferior de cada anillo del cuerpo. El Apéndice A
permite solamente este método de diseño. El cual no se utilizará para tanques de
más de 61 m (200 pies) de diámetro.
El espesor mínimo requerido de la lámina de cuerpo será el más elevado de los
valores calculados por las siguientes fórmulas:
En unidades SI:
(2.2)
(2.3)
Dónde:
td = espesor de diseño del cuerpo en mm,
tt = espesor de prueba hidrostática del cuerpo en mm,
D = diámetro nominal del tanque, en m (ver tabla 2.7, nota1),
H = nivel de diseño de líquido en m,
= Altura desde la parte inferior del anillo en consideración, hasta la parte
superior de la cuerpo incluyendo el ángulo tope si hay alguno, o en su caso,
para la parte inferior de cualquier rebosadero que limita la altura de llenado del
tanque, o para cualquier otro nivel especificado por el Comprador, restringido
por un techo flotante interior, o controladas para permitir la acción de la onda
sísmica,
G = gravedad específica del líquido a ser almacenado, según lo especificado por
el Comprador,
CA = sobre espesor de corrosión, en mm, según lo especificado por el
Comprador,
43
Sd = esfuerzo admisible para las condiciones de diseño, en MPa (ver tabla 2.5),
St = esfuerzo admisible para la condición de prueba hidrostática, en MPa (ver
tabla 2.5).
CÁLCULO DEL ESPESOR POR EL MÉTODO DE DISEÑO DE PUNTO 2.3.3.4
VARIABLE
Este procedimiento normalmente proporciona una reducción en el espesor de la
plancha de cuerpo y el peso total del material, pero lo más importante es su
potencial para permitir la construcción de tanques de mayor diámetro dentro de la
limitación del espesor máximo de la plancha.
Este método sólo se puede utilizar cuando el Comprador no ha especificado que
el método de 1 pie se puede utilizar y cuando se cumple lo siguiente:
En unidades SI:
(2.4)
Donde
L = (500 Dt) 0,5 en mm,
D = diámetro del tanque en m,
t = espesor corroído del anillo inferior del cuerpo en mm,
H = altura máxima del nivel de líquido, en m.
Los espesores mínimos de plancha, tanto para la condición de diseño y la
condición de prueba hidrostática se determinará tal como se indica. Se deben
realizar cálculos completos e independientes para cada anillo, para las
condiciones de diseño y de prueba hidrostática. El espesor de plancha requerido
debe ser el mayor entre el espesor de diseño más el sobre espesor de corrosión,
o el espesor obtenido para la prueba hidrostática, pero no podrá ser menor al
44
indicado en las tablas iniciales en este capítulo y sus consideraciones. También
se debe considerar el espesor inmediato superior de acuerdo a la disponibilidad
comercial de planchas de acero requeridas para la fabricación de los tanques.
Para calcular el espesor del primer anillo, para las condiciones de diseño y para
prueba hidrostática, se obtendrían valores preliminares tpd y tpt, utilizando
primeramente el método de 1 pie.
Para el cálculo del espesor de los anillos por el método “Variable-Design-Point”
t1d y t1t para las condiciones de prueba hidrostática y de diseño, se calculan
utilizando las siguientes fórmulas:
En unidades SI:
(2.5)
Nota: Para las condiciones de diseño, t1d no debe ser mayor que tpd.
En unidades SI:
(2.6)
Nota: Para la condición de prueba hidrostática, t1t no necesita no ser mayor que tpt.
Para calcular el segundo anillo y los subsiguientes se requieren de fórmulas diferentes y análisis más complejos que no se utilizarán en este estudio.
CÁLCULO DE ESPESOR POR ANÁLISIS ELÁSTICO 2.3.3.5
Para tanques donde L/H es mayor que 1000/6 (2 en unidades de USC), la
selección de los espesores de láminas del cuerpo se basarán en un análisis
elástico que muestran los cálculos de esfuerzos que deben ser menores a los
esfuerzos admisibles indicados en la tabla 2.5.
45
Para las condiciones de frontera para el análisis, se debe asumir un momento
completamente plástico causado por la fluencia de la lámina debajo del cuerpo y
crecimiento radial cero.
APERTURAS EN EL CUERPO 2.3.3.6
Los siguientes requisitos para aperturas en el cuerpo del tanque están destinados
a restringir el uso de los accesorios que vayan a ser fijados mediante soldadura.
Tabla 2.8 (SI) Espesor de la tapa y la brida apernada del Manhole del cuerpo 21
Columna 1
Columna 2 Columna 3
Columna 4
Columna 5
Columna 6
Columna 7
Columna 8
Columna 9
Columna 10
Max. nivel
diseño líquido
m H
Presióna equivalent
e
kPa
Espesor mínimo de la lámina de la tapab(tc) Espesor mínimo de la brida apernada después del acabadob(tf)
500 mm Manhole
600 mm Manhole
750 mm Manhole
900 mm Manhole
500 mm Manhole
600 mm Manhole
750 mm Manhole
900 mm Manhole
5.2 51 8 10 11 13 6 6 8 10
6.7 66 10 11 13 14 6 8 10 11
8.0 78 10 11 14 16 6 8 11 13
9.9 97 11 13 16 18 8 10 13 14
11.1 109 13 14 16 19 10 11 13 16
13.4 131 13 14 18 21 10 11 14 18
16.1 158 14 16 19 22 11 13 16 19
18.6 182 16 18 21 24 13 14 18 21
22.9 224 18 19 24 25 13 14 18 24
a La presión equivalente está basada en la carga con agua. b Para la adición de tolerancia de corrosión esta debe ser aumentada al mínimo valor c Los espesores dados de las láminas de la tapa y la brida pueden ser usados en Manhole dimensionados con ID u OD.
Cuando se requiera un tamaño intermedio de los que constan en las Tablas 2.8 a
2.17 y está especificado por el Comprador, la construcción, detalles y refuerzos
deben cumplir con la próxima apertura más grande que figura en dichas tablas. El
tamaño de la abertura de conexión no deberá ser mayor que el tamaño máximo
dado en la tabla.
21 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-21.
46
Tabla 2.9 (SI) Dimensiones para la lámina del cuello del Manhole 22
Espesor de la plancha y láminaa de refuerzo
Manhole t and T
Espesor mínimo del cuellob,c tn mm
Para diámetro del Manhole
500 mm
Para diámetro del Manhole
600 mm
Para diámetro del Manhole
750 mm
Para diámetro del Manhole
900 mm
5 5 5 5 5
6 6 6 6 6
8 6 6 8 8
10 6 6 8 10
11 6 6 8 10
12.5 6 6 8 10
14 6 6 8 10
16 6 6 8 10
18 6 6 8 10
19 6 6 8 10
21 8 6 8 10
22 10 8 8 10
24 11 11 11 11
25 11 11 11 11
27 11 11 11 11
28 13 13 13 13
30 14 14 14 14
32 16 14 14 14
33 16 16 16 16
36 17 17 17 17
38 20 20 20 20
40 21 21 21 21
41 21 21 21 21
43 22 22 22 22
45 22 22 22 22
a Si es usada una lámina del cuerpo más gruesa que la requerida para las cargas de producto o de prueba hidrostática, el exceso en el espesor de la lámina del cuerpo dentro de una distancia vertical tanto para arriba como para debajo de la línea de centro del hueco en la lámina del cuerpo igual a la dimensión vertical del hueco en la lámina del cuerpo del tanque podrá ser considerada como refuerzo, y el espesor T de la lámina de refuerzo de Manhole puede ser disminuido proporcionalmente. En tales casos el refuerzo y la soldadura de unión deberán estar de acuerdo con los límites de diseño del hueco en el cuerpo del código API. b Se deberá agregar refuerzo si el espesor del cuello es menor que el mostrado en la columna. El espesor mínimo del cuello deberá ser el espesor de la lámina del cuerpo o el espesor permisible después del acabado de la brida apernada (ver la tabla 2.8), el que sea menor, pero en ningún caso el espesor del cuello de Manhole prefabricada será más delgada que el espesor dado. Si el espesor del cuello de un Manhole prefabricado es mayor el mínimo requerido, la lámina de refuerzo del Manhole puede ser disminuido proporcionalmente dentro de los límites del código API. c Para la adición de la tolerancia de la corrosión, referirse a lo indicado en el código API.
Tabla 2.10 (SI) Dimensiones para el diámetro del perno Db y para la tapa Dc para Manholes del cuerpo 23
Columna 1 Columna 2 Columna 3 Diámetro Manhole
OD Mm
Diámetro del agujero del perno Db
mm
Diámetro de la lámina de la tapa Dc
mm 500 667 730 600 768 832 750 921 984 900 1073 1137
22 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-22. 23 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-27.
47
Tabla 2.11 (SI) Dimensiones para bocas del cuerpo (mm) 24
Columna 1 Columna 2 Columna 3 Columna 4 Columna 5 Columna 6 Columna 7
Columna 8 Columna 9c
NPS (Tamaño de la conexión)
Diámetro exterior del
tubo OD
Espesor nominal de la pareda
de la conexión bridada
tn
Diámetro del hueco
en la lámina de refuerzo
DR
Longitud del lado de la láminab de refuerzo de Diámetro L = Do
Ancho de la lámina de refuerzo
W
Distancia mínima desde el
cuerpo a la cara de la
brida J
Distancia mínima desde el fondo del tanque al centro de
la conexión
Tipo rectangular
HN
Tipo bajo C
Accesorios bridados
48 1219.2 e 1222 2455 2970 400 1334 1230
46 1168.4 e 1172 2355 2845 400 1284 1180
44 1117.6 e 1121 2255 2725 375 1234 1125
42 1066.8 e 1070 2155 2605 375 1184 1075
40 1016 e 1019 2050 2485 375 1131 1025
38 965.2 e 968 1950 2355 350 1081 975
36 914.4 e 918 1850 2235 350 1031 925
34 863.6 e 867 1745 2115 325 979 875
32 812.8 e 816 1645 1995 325 929 820
30 762.0 e 765 1545 1865 300 879 770
28 711.2 e 714 1440 1745 300 826 720
26 660.4 e 664 1340 1625 300 776 670
24 609.6 12.7 613 1255 1525 300 734 630
22 558.8 12.7 562 1155 1405 275 684 580
20 508.0 12.7 511 1055 1285 275 634 525
18 457.2 12.7 460 950 1160 250 581 475
16 406.4 12.7 410 850 1035 250 531 425
14 355.6 12.7 359 750 915 250 481 375
12 323.8 12.7 327 685 840 225 449 345
10 273.0 12.7 276 585 720 225 399 290
8 219.1 12.7 222 485 590 200 349 240
6 168.3 10.97 171 400 495 200 306 200
4 114.3 8.56 117 305 385 175 259 150
3 88.9 7.62 92 265 345 175 239 135
2f 60.3 5.54 63 — — 150 175 h
11/2f 48.3 5.08 51 — — 150 150 h
1f 33.4 6.35 — — — 150 150 h
3/4f 26.7 5.54 — — — 150 150 h
Uniones roscadas y soldadas traslapadas (socket welded)
3g 108.0 Unión 111.1 285 360 — 245 145
2f 76.2 Unión 79.4 — — — 175 h
11/2f 63.5 Unión 66.7 — — — 150 h
1f 44.5 Unión 47.6 — — — 150 h
3/4f 35.0 Unión 38.1 — — — 150 h
a Para tubería XS (extra strong), ver ASTM A 53M o A 106M para otros espesores de pared, sin embargo, el material de la tubería debe ser conforme al código API. b El ancho de la plancha del tanque deberá ser suficiente para contener a la plancha de refuerzo y para proporcionar espacio desde la junta circunferencial del anillo del cuerpo.
24 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-28.
48
c Las conexiones tipo bajo reforzadas no deberán ser localizadas más abajo que la distancia mínima mostrada en la columna 9. La distancia mínima desde el fondo mostrada en la columna 9 cumple con las reglas especificadas en el código API. d Las conexiones tipo regular reforzadas no deberán ser colocadas más abajo que la distancia mínima HN mostrada en la columna 8 cuando el espesor del cuerpo es igual o menor que 12.5 mm e Ver la tabla 2.12 Columna 2. f Conexiones bridadas y uniones en tamaños de tubería 2 NPS o menores no requieren láminas de refuerzo DR será el diámetro del hueco en la lámina del cuerpo y la soldadura A será como está especificado en la tabla 2.12, columna 6. Láminas de refuerzo pueden ser usadas si los detalles de construcción cumplen con los detalles de una conexión reforzada g Una unión 3 NPS requiere refuerzo h Referirse al código API 650
Tabla 2.12 (SI) Dimensiones para las bocas del cuerpo: Tubería, Plancha y soldadura (mm) 25
Columna 1 Columna 2 Columna 3 Columna 4 Columna 5 Columna 6
Espesor del cuerpo y la Plancha de
refuerzo t and T
Mínimo espesor de pared de la
tubería
tn
Máximo diámetro del agujero en el
cuerpo igual al OD del tubo +
Tamaño del
filete de soldadura en el refuerzo-
cuerpo
Tamaño de filete de soldadura del cuello-refuerzo
Para bocas mayores que
2 NPS
Para bocas entre 3/4 y 2
NPS
5 12.7 16 5 6 6
6 12.7 16 6 6 6
8 12.7 16 8 6 6
10 12.7 16 10 6 6
11 12.7 16 11 6 6
13 12.7 16 13 6 8
14 12.7 20 14 6 8
16 12.7 20 16 8 8
17 12.7 20 18 8 8
20 12.7 20 20 8 8
21 12.7 20 21 10 8
22 12.7 20 22 10 8
24 12.7 20 24 10 8
25 12.7 20 25 11 8
27 14 20 27 11 8
28 14 20 28 11 8
30 16 20 30 13 8
32 16 20 32 13 8
33 18 20 33 13 8
35 18 20 35 14 8
36 20 20 36 14 8
38 20 20 38 14 8
40 21 20 40 14 8
41 21 20 40 16 8
43 22 20 40 16 8
45 22 20 40 16 8
25 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-30.
49
Tabla 2.13 (SI) Dimensiones para las bridas de las bocas del cuerpo (mm) 26
Columna 1
Columna 2
Columna 3
Columna 4
Columna 5
Columna 6
Columna 7
Columna 8
Columna 9
Columna 10
Columna 11
Columna 12
Diámetro de agujero Diámetro mínimo del eje en el punto de
soldadura
NPS Tamaño
de la boca
Mínimo espesor
de la brida d
Q
Diámetro exterior
de la brida
A
Diámetro de
Raised Face
D
Diameter of Bolt Circle
C
Número de
huecos
Diámetro de Hueco
Diámetro de pernos
SO Type:
Outside Diameter
of Pipe Plus
B
Tipoa de soldadura
para el cuello
B1
Tipob SO
E
Tipoc WN E1
48 70 1510 1360 1426 44 42 40 6.4 a b c
46 68 1460 1295 1365 40 42 40 6.4 a b c
44 67 1405 1245 1315 40 42 40 6.4 a b c
42 67 1345 1195 1257 36 42 40 6.4 a b c
40 65 1290 1125 1200 36 42 40 6.4 a b c
38 60 1240 1075 1150 32 42 40 6.4 a b c
36 60 1170 1020 1036 32 42 40 6.4 a b c
34 59 1110 960 1029 32 42 40 6.4 a b c
32 57 1060 910 978 28 42 40 6.4 a b c
30 54 985 855 914 28 33 30 6.4 a b c
28 52 925 795 864 28 33 30 6.4 a b c
26 50 870 745 806 24 33 30 6.4 a b c
24 48 815 690 750 20 33 30 4.8 a b c
22 46 750 640 692 20 33 30 4.8 a b c
20 43 700 585 635 20 30 27 4.8 a b c
18 40 635 535 577 16 30 27 4.8 a b c
16 36 595 470 540 16 27 24 4.8 a b c
14 35 535 415 476 12 27 24 4.8 a b c
12 32 485 380 432 12 25 22 3.2 a b c
10 30 405 325 362 12 25 22 3.2 a b c
8 28 345 270 298 8 23 20 3.2 a b c
6 25 280 216 241 8 23 20 2.4 a b c
4 24 230 157 190 8 19 16 1.6 a b c
3 24 190 127 152 4 19 16 1.6 a b c
2 20 150 92 121 4 19 16 1.6 a b c
1 1/2 17 125 73 98 4 16 12 1.6 a b c
a B1 = diámetro interior de la tubería.
b E = diámetro exterior de la tubería + 2tn. c E1 = diámetro exterior de la tubería. d Corrosión permitida, si se especifica, no tiene que ser añadido a la brida y abarca espesores que cumplan
con la norma ASME B16.5 Clase 150, ASME B16.1 Clase 125, y bridas ASME B16.47.
26 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-32.
50
Las juntas de los refuerzos y el cuerpo del tanque serán traslapadas y debe
considerarse un cordón continuo. Toda la soldadura interior debe ser continua. El
tamaño de la soldadura exterior perimetral debe ser igual al espesor de la plancha
del cuerpo o de la plancha del refuerzo el que sea más fino. Pero nunca deberá
ser mayor a 40 mm (1.1/2”).
Tabla 2.14 Dimensiones para Clean-Out como accesorios a ras del fondo (mm) 27
Col. 1 Col. 2 Col. 3 Col. 4 Col. 5 Col. 6 Col. 7 Col. 8 Col. 9 Col. 10 Col. 11
Altura de la
apertura
h
Ancho de
apertura
b
Ancho del arco
de la lámina
de refuerzo
W
Radio superior
de la abertura
r1
Radio de curvatura
del refuerzo
r2
Distancia entre
pernos
e
Anchoa de la brida
(Excepto el fondo)
f3
Brida del
fondo
f2
Separaciónb
tornillo especial
g
Número de
tornillos
Diámetro de
tornillos
203 406 1170 100 360 32 102 89 83 22 20
610 610 1830 300 740 38 102 95 89 36 20
914 1219 2700 450 1040 38 114 121 108 46 24
1219c 1219 3200 600 1310 38 114 127 114 52 24
a Para espesores de cuellos mayores que 40 mm, aumentar f3 según sea necesario para proporcionar un espacio libre de 1.5 mm entre la soldadura del cuello-brida y de la cabeza del perno. b Se refiere al espaciamiento de las esquinas inferiores de la brida del Clean Out. C Solo para grupo de materiales I, II, III, o IIIA.
Tabla 2.15 (SI) Espesores mínimos para la cubierta, bridas, y refuerzo de fondo para las
puertas de limpieza a ras del fondo (mm) 28
Col. 1 Col. 2 Col. 3 Col. 4 Col. 5 Col. 6 Col. 7 Col. 8 Col. 9 Col. 10
Máximo nivel
de líquido
de diseño
m H
Presión a equivalent
e
kPa
Tamaño de apertura h × b (Alto × Ancho)
200 x 400 600 x 600 900 x 1200 1200 x 1200
Espesor de la brida y
la cubierta
tc
Espesor del
refuerzo de
fondob
tb
Espesor de la
brida y la
cubierta
tc
Espesor del
refuerzo de
fondoc
tb
Espesor de la
brida y la
cubierta
tc
Espesor del
refuerzo de
fondod
tb
Espesor de la
brida y la
cubierta
tc
Espesor del
refuerzo de fondoe
tb
6.1 60 10 13 10 13 16 21 16 22
10.4 101 10 13 13 13 19 25 21 28
12.5 123 10 13 13 14 22 28 22 30
16.1 159 10 13 14 16 24 32 25 33
18.3 179 11 13 16 18 25 33 28 35
19.5 191 11 13 16 18 27 35 28 36
21.9 215 11 13 18 19 28 36 30 40 a Presión equivalente se basa en la carga de agua. b Máximo de 25 mm. c Máximo de 28 mm. d Máximo de 40 mm. e Máximo de 45 mm.
27 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-34. 28 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-35.
51
Tabla 2.16 (SI) Espesores y alturas para planchas de refuerzo Clean-Out (mm) 29
Espesor del primer anillo
t, tda
mm
Máximo nivel de líquido de
diseñoc Hm
Altura de la lámina de refuerzo de acuerdo a las dimensiones de la apertura h × b (Alto × Ancho)
mm
200 x 400 600 x 600 900 x 1200 1200 x 1200b
Todo < 22 350 915 1372 1830
aDimensiones td y L pueden variar dentro de los límites definidos en los parámetros de diseño de Cleanouts en el API b Cleanout s de 1200 × 1200 no son permitidos para tanques con espesores mayores a 38 mm en el primer anillo. C De acuerdo a cálculo de espesores por el método de 1 pie.
Tabla 2.17 (SI) Dimensiones para las conexiones en el cuerpo a ras del fondo (mm) 30
Altura nominal para bridas clase 150
Altura de la apertura
h
Ancho de la apertura
b
Ancho del arco del refuerzo
W
Radio superior de la apertura
r1
Radio inferior del refuerzo
r2
8 200 200 950 OD of 8 NPSa 350
12 300 300 1300 OD of 12 NPSa 450
16 300 500 1600 150 450
18 300 550 1650 150 450
20 300 625 1725 150 450
24 300 900 2225 150 450 a Para aperturas circulares este valor puede ser la mitad del ID Nota: Ver figura 2.9.
Dentro de la fase de diseño final se analizaran las bocas que están muy cerca del
fondo del cuerpo para evaluar las cargas externas como se indica en el Apéndice
P, debido que por su ubicación tendrán que ser reforzadas.
Las caras de las bridas deberán ser apropiadas para el uso de empaques y
pernos, adecuados para cumplir con el servicio y las cargas requeridas.
29 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-36. 30 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-46.
52
Figura 2.9 Conexiones del cuerpo a ras del fondo 31
REFUERZO Y SOLDADURA 2.3.3.7
Las aberturas en tanques más grandes de un NPS 2 bridado o roscado deben ser
reforzadas. El área transversal mínima de refuerzo requerida no debe ser menor
que el producto del diámetro vertical del hueco cortado en el cuerpo por el
espesor nominal de la plancha, pero cuando se hacen cálculos para el espesor
máximo requerido considerando todas las condiciones de cargas de diseño y de
prueba hidrostática, se puede usar el espesor mínimo requerido en lugar del
espesor nominal de la plancha. El área de la sección transversal del refuerzo
deberá ser medida verticalmente, coincidente con el diámetro del hueco.
31 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-47.
53
Todos los refuerzos se harán dentro de una distancia por encima y por debajo de
la línea central de la abertura, igual a la dimensión vertical del agujero en el
cuerpo.
Las siguientes porciones del cuello de los accesorios pueden ser consideradas
parte de la zona de refuerzo.
a. La porción que se extiende hacia afuera desde la superficie exterior de la
pared del tanque, a una distancia igual a cuatro veces el espesor de la
pared del cuello o, el punto de transición si el espesor del cuello de pared
se reduce dentro de esta distancia.
b. La porción que cae dentro del espesor de la plancha del cuerpo.
c. La porción que se extiende hacia dentro desde la superficie interior de la
plancha del cuerpo del tanque a la distancia especificada en el ítem a.
El esfuerzo adicional de la soldadura para conectar un accesorio a la plancha del
cuerpo, y la plancha intermedia de refuerzo, debe ser por lo menos igual en
proporción a las fuerzas que pasan a través del refuerzo que es calculado para
pasar a través del accesorio.
La resistencia total de las soldaduras que unen la placa intermedia de refuerzo a
la plancha del tanque, deberá ser por lo menos igual a la proporción de las
fuerzas que pasan a través de todo el refuerzo que se calcula y pasar a través de
la placa de refuerzo.
2.3.4 MANHOLES DEL CUERPO
Las dimensiones y tamaños de los Manholes del cuerpo se ajustarán a las
especificaciones dadas en el código API 650 y con lo establecido en la tabla 2.8.
Se debe realizar orificios de inspección para las placas de refuerzo de unos 6 mm
(1/4 pulg) de diámetro (para la detección de fugas a través de las soldaduras
interiores). Cada orificio se encuentra en la línea central horizontal y estará abierto
a la atmósfera.
54
Las dimensiones se muestran en la tabla 5-3. Las dimensiones se basan en las
dimensiones del cuello, en la tabla 2.9 se indican espesores mínimos. Cuando la
tolerancia de corrosión se especifica que debe aplicarse a manholes de cuerpo,
esta tolerancia de corrosión se va a añadir al espesor mínimo del cuello, la placa
de cubierta, y pernos de las bridas espesores de las tablas 2.8 y 2.9.
2.3.5 BOCAS Y BRIDAS
A menos que se especifique lo contrario, las bocas, con exclusión de los
manholes, desde los tamaños de 1.1/2 NPS hasta 20 NPS y 24 NPS deberán
cumplir con los requisitos de ASME B16.5.
Para tamaños mayores que NPS 24 pero no mayores a NPS 60, las bridas
deberán cumplir con los requisitos de ASME B16.47, Serie A o Serie B. Las bridas
Serie A y Serie B no son compatibles en todos los tamaños y deben ser
cuidadosamente seleccionados para que coincida con la brida de unión. Si los
diámetros, los materiales de construcción, y la brida tipo ASME B16.47 no están
disponibles, se permite fabricarlas con plantilla de perforación (para que el
diámetro del perno, el número de agujeros, y el diámetro del agujero) coincida con
la Serie A o Serie B. Estas bridas se fabricarán y se diseñarán de acuerdo con el
Código ASME para Calderas y Recipientes a Presión, Sección VIII, División 1,
Sección UG-34 y en el Apéndice 2. El esfuerzo admisible para el diseño deberá
ser objeto de acuerdo entre el Comprador y el Fabricante.
Los detalles y las dimensiones especificadas en esta norma son para bocas
instaladas con sus ejes perpendiculares al cuerpo. Pero si es factible el colocar
bocas a ángulos distintos de 90 grados cumpliendo los requerimientos del código.
El mínimo espesor de los cuellos de bocas será igual al espesor requerido como
se identifica en la tabla 2.11 columna 3.
55
2.3.6 PUERTA DE LIMPIEZA FLUSH-TYPE
Las dimensiones y tamaños de las conexiones y bridas de la puerta de limpieza a
ras (flush type clean out) deberán ser conforme las tablas 2.14, 2.15 y 2.16.
Cuando un tamaño intermedio de las medidas dadas en las tablas mencionadas,
sea especificado por parte del Comprador, los detalles de construcción y
refuerzos deben cumplir con la próxima apertura más grande que aparezca en las
tablas. El tamaño de la abertura de conexión no deberá ser mayor que el tamaño
máximo dado en la tabla.
La abertura debe ser rectangular, pero las esquinas superiores de la abertura
deben tener un radio igual a la mitad de la mayor altura de la abertura libre.
Cuando el material de la cubierta es el grupo I, II, III o IIIA, la anchura o la altura
de la abertura libre no deberá superior a 1200 mm (48 pulg), cuando el material
de la cubierta es el Grupo IV, IVA, V, y VI, la altura no será superior a 900 mm (36
pulgadas).
El refuerzo de la abertura deberá estar completamente pre-ensamblada en una
chapa del cuerpo, y la unidad completa ensamblada a esta, y debe ser realizado
alivio de tensiones.
Las planchas del cuerpo, el cuello de la conexión, la plancha de refuerzo en el
cuerpo y la plancha de refuerzo en el fondo, deben cumplir con los requisitos de
impacto establecidos en las pruebas de impacto de las planchas del código API
650. Adicionalmente, los esfuerzos de fluencia y de tensión de las planchas
mencionadas anteriormente deben ser iguales o mayores que los de la lámina de
anillo adyacente del cuerpo.
El espesor nominal de la plancha del cuerpo en el clean-out debe ser como
mínimo igual al de la lámina del cuerpo adyacente en el anillo inferior.
El refuerzo del clean-out en el plano del cuerpo debe ser suministrado dentro de
una altura L arriba de la parte inferior del hueco. L no debe exceder de 1.5h,
excepto que para el caso de conexiones pequeñas L-h no debe ser menor que
150mm (6 pulg). Cuando esta excepción resulta en un L que es mayor que 1.5h,
56
solamente la porción del refuerzo que está dentro de la altura 1.5h será
considerada efectiva.
El ancho mínimo de la plancha de refuerzo en el fondo debe ser de 250mm (10
pulg) más el espesor combinado del cuerpo y el refuerzo en la puerta de limpieza.
El espesor nominal mínimo (tb) de la plancha de refuerzo inferior no deberá ser
menor que la determinada por la siguiente ecuación:
En unidades del SI
(2.7)
Dónde:
Espesor mínimo de la plancha de refuerzo del fondo, en mm.
h = altura vertical del hueco, en mm.
b = ancho horizontal del hueco, en mm.
H = máximo nivel de diseño del líquido en m.
G = gravedad específica del líquido, no menor que 1.0.
Las dimensiones de la placa de cubierta, pernos de brida, deberán ser conforme a
las Tablas 2.14 y 2.15.
Todos los materiales en el conjunto de la puerta de limpieza deben cumplir con
los requisitos descritos en la sección de materiales. La plancha del cuerpo que
contiene el conjunto de la puerta de limpieza, la plancha de refuerzo, la placa del
cuello, y la parte inferior de la plancha de refuerzo cumplirá con los requisitos para
prueba de impacto indicados en anteriormente para el espesor respectivo de
acuerdo a la temperatura del metal de diseño para el tanque.
Cuando un accesorio de puerta de limpieza se instala en un tanque que está
descansando sobre tierra sin grado de hormigón o mampostería bajo las paredes
del cuerpo del tanque, se dispondrá lo necesario para apoyar la puerta de
57
limpieza y mantener su integridad de acuerdo a cualquiera de los siguientes
métodos:
a. Instalar una plancha de acero tipo mamparo vertical bajo el tanque, a lo
largo del contorno del cuerpo del tanque, de manera simétrica con la
abertura.
b. Instalar una pared de hormigón o mampostería de retención debajo del
depósito con la cara exterior de la pared que se ajusten al contorno del
cuerpo del tanque.
2.3.7 CONEXIONES DE CUERPO
Los tanques pueden tener conexiones en el borde inferior del cuerpo. Cada
conexión puede realizarse a nivel con el fondo en las siguientes condiciones (ver
Figura 2.10).
Los detalles de la conexión se ajustarán a los mostrados en la figura 2.9, y
deberán las dimensiones de la conexión ajustarse a la tablas 2.17 y a los
requisitos del siguiente párrafo:
La conexión deberá estar completamente pre-ensamblada en una plancha del
cuerpo. El conjunto completo, incluyendo la plancha del cuerpo que contiene la
conexión, debe ser tratada térmicamente para alivio de tensiones a una
temperatura de 600°C - 650°C (1100°F - 1200°F) por 1 hora para 25 mm (1 pulg)
de grosor de la lámina de la plancha, td.
El refuerzo de una conexión de cuerpo cumplir con los siguientes requisitos:
1. El espesor nominal de la plancha de refuerzo del tanque deberá ser, como
mínimo, el espesor nominal de la plancha del cuerpo en el montaje de la
conexión a ras.
2. El refuerzo en el plano del cuerpo se presentará dentro de una altura L por
encima de la parte inferior de la abertura. L no excederá de 1.5 h, excepto
que, en el caso de pequeñas aberturas, L - h no deberá ser inferior a 150
mm (6 pulgadas). Cuando esta excepción resulta en una L que mayor que
58
1.5 h, sólo la parte del refuerzo que está dentro de la altura de 1.5 h debe
considerarse efectiva.
3. El refuerzo requerido puede ser proporcionado por una o cualquier
combinación de lo siguiente:
a. El refuerzo de la plancha del cuerpo
b. Cualquier espesor de la plancha del cuerpo en el conjunto de
conexión carcasa de flush type que es mayor que el espesor
requerido (con una eficiencia de E = 1.0) y
c. La porción de la plancha del cuello que tiene una longitud igual al
espesor de la plancha de refuerzo.
Figura 2.10 Flush-Type conexión al cuerpo 32
32 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-47.
59
4. La anchura de la plancha de refuerzo de la parte inferior del tanque, en la
línea central de la abertura será de 250 mm (10 pulgadas) más el espesor
nominal combinado de la plancha del cuerpo en el montaje de la conexión
a ras y la plancha de refuerzo del cuerpo. El espesor de la plancha de
refuerzo inferior se calcula mediante la ecuación 2.19.
Todos los materiales ensamblados en las conexiones a ras del cuerpo, deben
estar conforme a los requisitos mencionados en la sección de materiales.
Además, la resistencia a la fluencia a la tracción y el resistencia de la planchas en
la conexión de cuerpo y la plancha de refuerzo deberá ser igual a, o mayor que,
del límite elástico y la resistencia a la tracción del material de la plancha
adyacente más baja en el cuerpo.
Cuando se requiera utilizar dispositivos de anclaje se cumplirán los Apéndices E y
F para resistir el levantamiento de la lámina de cuerpo.
La fundación en el área de una conexión de montaje incorporado debe estar
preparada para soportar la plancha inferior de refuerzo de la conexión. La base de
un tanque que descansa sobre un Ring Wall de concreto y deberá proporcionar
un soporte uniforme tanto para la parte inferior de la plancha de refuerzo y la
plancha inferior que queda debajo del cuerpo del tanque. Diferentes métodos de
apoyo se muestra en la figura 2.11.
60
Notas: 1. Esta soldadura no es necesario si la tierra se estabiliza con cemento portland en una proporción de no más de 01:12 o si el relleno de tierra se sustituye con hormigón para una distancia lateral y la profundidad de al menos 300 mm (12 pulgadas). 2. Cuando se usa el Método A, antes de que la plancha inferior se una a la plancha de refuerzo inferior, (a) una capa de arena se coloca al ras con la parte superior de la plancha de refuerzo inferior, y (b) el relleno de tierra y la capa de arena deberá estar completamente compactado. 3. Cuando se usa el Método B, C, o D, antes de que la plancha inferior se una a la plancha de refuerzo inferior, (a) una capa de arena se coloca al ras con la parte superior de la plancha de refuerzo inferior, (b) llenar el cojín de tierra y arena cojín que se compactará a fondo, y (c) mortero se coloca debajo de la plancha de refuerzo (si es necesario) para asegurar una chumacera firme.
Figura 2.11 Soporte de montaje de salida a ras 33
33 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-43.
61
2.3.8 ACCESORIOS DEL TANQUE
ACCESORIOS UNIDOS AL CUERPO 2.3.8.1
Los accesorios permanentes son elementos soldados al cuerpo que se
mantendrán mientras el tanque está en su servicio previsto. Que se incluyen
elementos como vigas de viento, escaleras de viento, sistemas de medición,
pescantes, pasarelas, anclajes del tanque, soportes para elementos internos,
tales como la calentadores y otros soportes de tuberías, escaleras, techos
flotantes soportes soldados al tanque, clips para puesta a tierra clips, anillos para
aislamiento. Elementos instalados encima del nivel máximo de líquido del tanque
no son considerados accesorios permanentes.
Accesorios temporales son elementos soldados al cuerpo que se retirarán antes
de realizar el comisionado y puesta en marcha y entren en servicio el tanque.
Estos accesorios incluyen artículos tales como clips de alineación,
estabilizadores, lifting lugs, etc.
2.3.9 CONEXIONES DE FONDO
Las conexiones con el fondo del tanque se aceptan, previo acuerdo entre el
Comprador y el Fabricante con respecto a detalles de diseño y funcionalidad.
2.3.10MANHOLES DE TECHO
Manholes de techo deberán ajustarse a la figura 2.12 y tablas 2.19. Los efectos
de las cargas (excepto el acceso de personal normal) aplicados en la boca del
techo y la estructura de soporte del techo se considerarán. Ejemplos de tales
cargas pueden incluir anclaje de protección contra caídas, elevación, o la
recuperación personal. La estructura de la cubierta y la plancha alrededor de la
boca de inspección deberán estar reforzadas según sea necesario.
62
Tabla 2.18 (SI) Dimensiones de Manholes de techo (mm) 34
Columna 1
Columna 2
Columna 3 Columna 4 Columna 5 Columna 6 Columna 7 Columna 8 Columna 9
Tamaño del
manhole
Diámetro del cuello
IDa
Diámetro de la
cubierta de la plancha
Diámetro del perno
DB
Cantidad de pernos
Diámetro de la junta Diámetro del agujero en la
placa de techo o placa de refuerzo DP
Diámetro exterior de la plancha de refuerzo DR
Interna Externa
500 500 660 597 16 500 660 524 1050
600 600 762 699 20 600 762 625 1150
SECCIÓN A-A- MANHOLE DE TECHO CON PLANCHAS DE REFUERZO
Figura 2.12 Manholes de techo (ver tabla 2.19) 35
34 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-53. 35 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-52.
63
2.3.11VENTEO DEL TECHO
Los tanques diseñados de acuerdo con este código, y que tienen un techo fijo
deben ser ventilados, tanto en condiciones normales así como del resultado de
las necesidades operativas, incluyendo las ratas máxima de llenado y vaciado, y
los cambios de la temperatura atmosférica) y las condiciones de emergencia
(como resultado de la exposición a un fuego externo).
Una ventilación normal será suficiente para evitar que la presión interna o externa
supere el diseño del tanque correspondiente presiones y deberán cumplir los
requisitos especificados en el estándar API 2000 para la ventilación normal.
2.3.12SUMIDEROS
Los sumideros serán los indicados en la figura 2.13 a menos que se especifique lo
contrario por parte del Comprador.
Nota: El procedimiento de montaje incluirá los siguientes pasos: (a) un agujero se corta en la plancha del fondo o un sumidero se colocará en la base antes de colocar abajo, (b) se realizará una excavación ordenada para adaptarse a la forma del sumidero drawoff, el sumidero coloca, y la fundación se compactará alrededor del sumidero después de la colocación, y (c) el sumidero se suelda a la parte inferior
Figura 2.13 Sumidero 36
36 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-59.
64
Tabla 2.19 (SI) Dimensiones para sumideros Drawoff (mm) 37
NPS Diámetro de sumidero mm
A
Profundidad de sumidero
mm
Distancia del centro de la tubería al
cuerpo m C
Espesor de la plancha en el
sumidero mm t
Espesor interno mínimo de la tubería
mm
espesor de boquilla de
cuello mínima mm
2 610 300 1.1 8 5.54 5.54
3 910 450 1.5 10 6.35 7.62
4 1220 600 2.1 10 6.35 8.56
6 1520 900 2.6 11 6.35 10.97
Nota: ver figura 2.13
Figura 2.14 Boquilla de bridas del techo 38
Tabla 2.20 (SI) Dimensiones para boquillas de techo con bridas (mm) 39 Columna 1 Columna 2 Columna 3 Columna 4 Columna 5
Boquilla NPS Diámetro externo del cuello de la
tubería
Diámetro del hueco
en la plancha del techo de la
plancha reforzada
DP
Altura mínima de la boquilla
HR
Diámetro externo de la plancha de
refuerzo DR
1 1/2 48.3 50 150 125 2 60.3 65 150 175 3 88.9 92 150 225 4 114.3 120 150 275 6 168.3 170 150 375 8 219.1 225 150 450 10 273.0 280 200 550 12 323.8 330 200 600
37 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-60. 38 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-58. 39 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-54.
65
2.3.13ANILLOS DE REFUERZO SUPERIOR E INTERMEDIO
Un tanque de techo abierto estará provisto de anillos de refuerzo para mantener la
redondez cuando el tanque se somete a cargas de viento. Los anillos
rigidizadores deben estar localizados en o cerca del anillo superior del cuerpo,
preferentemente en la parte exterior de la pared del tanque. Este diseño para los
anillos utilizados como vigas de viento también se aplica a los tanques de techo
flotante indicados en el Apéndice C. El ángulo de la parte superior y las vigas de
viento se ajustarán, en el material y tamaño, a los requerimientos de esta Norma.
TIPOS DE ANILLOS DE RIGIDIZACIÓN 2.3.13.1
Los anillos de rigidización pueden estar hechos de secciones estructurales,
formado de secciones de placas, secciones construidas por soldadura, o
combinaciones de tales tipos de secciones ensambladas por soldadura. La
periferia exterior de los anillos de refuerzo puede ser circular o poligonal (véase la
figura 2.15).
Nota: Los módulos resistentes de la tabla 2.22 para detalles c y d se basan en el largo tramo que se encuentra en posición horizontal (perpendicular al cuerpo) cuando se utilizan ángulos con patas desiguales.
Figura 2.15 Secciones típicas de Anillos Rigidizadores para cuerpos del tanque (Ver tabla 2.21) 40
RESTRICCIONES DE ANILLOS DE REFUERZO 2.3.13.2
El tamaño mínimo del ángulo para su uso como tal o como componente de un
anillo de refuerzo incorporado, será de 65 x 65 x 6 mm (2.1/2 ×2.1/2 × 1/4 pulg.) El
40 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-64.
66
grosor nominal mínimo de la plancha para su uso en anillos de refuerzo formados
o construidos será de 6 mm (0,236 pulg.)
Cuando los anillos de refuerzo se encuentran a más de 0,6 m (2 pies) por debajo
de la parte superior del cuerpo, el tanque debe estar provisto de un ángulo de
tope superior a 65 × 65 × 6 mm (21/2 × 21/2 × 3/16 pulgadas) para los tanques
con plancha de 5 mm (3/16 pulgadas) de espesor, y con un ángulo de 75 × 75 ×
6 mm (3 x 3 x 1/4 pulg) para los tanques de más de 5 mm (3/16 pulgadas) de
espesor.
Las soldaduras que unen los anillos de refuerzo con el cuerpo del tanque pueden
cruzar las soldaduras verticales del cuerpo del tanque.
ANILLOS DE REFUERZO COMO PASARELAS 2.3.13.3
Un anillo de refuerzo o cualquier parte del mismo que se especifica como una
pasarela tendrá un ancho no inferior a 710 mm (28 pulg) de proyección incluyendo
el ángulo en la parte superior de la pared del tanque. El espacio libre alrededor de
las proyecciones locales no será inferior a 610 mm (24 pulg). A menos que el
tanque esté cubierto con un techo fijo, el anillo de refuerzo (se utiliza como una
pasarela) se situará a 1100 mm (42 pulg) por debajo de la parte superior del
ángulo tope y estará provista de una barandilla estándar en el lado sin protección
y en los extremos de la sección se utiliza como una pasarela.
VIGA SUPERIOR CONTRA VIENTO 2.3.13.4
El módulo de sección mínimo requerido del anillo rigidizador superior deberá ser
determinado por la siguiente ecuación:
En unidades SI:
(2.8)
67
Tabla 2.21 (SI) Módulos de sección (cm3). Rigidización de las secciones En Anillo para cuerpos de tanque 41
Columna 1 Columna 2 Columna 3 Columna 4 Columna 5 Columna 6
Tamaño del elemento
Espesor de la construcción inicial del cuerpo (mm)
mm 5 6 8 10 11
Ángulo superior: figura 2.15, detalle a
65x65x6 6.58 6.77 — — —
65x65x8 8.46 8.63 — — —
75x75x10 13.82 13.97 — — —
Ángulo de freno, figura 2.15, detalle b
65x65x6 27.03 28.16 — — —
65x65x8 33.05 34.67 — — —
75x75x6 35.98 37.49 — — —
75x75x10 47.24 53.84 — — —
100x100x7 63.80 74.68 — — —
100x100x10 71.09 87.69 — — —
Un ángulo, figura 2.15, detalle c (ver nota)
65x65x6 28.09 29.15 30.73 32.04 32.69
65x65x8 34.63 36.20 38.51 40.32 41.17
65x75x7 60.59 63.21 66.88 69.48 70.59
102x75x8 66.97 70.08 74.49 77.60 78.90
125x75x8 89.41 93.71 99.86 104.08 105.78
125x75x10 105.20 110.77 118.97 124.68 126.97
150x75x10 134.14 141.38 152.24 159.79 162.78
150x100x10 155.91 171.17 184.11 193.08 196.62
Dos ángulos: figura 2.15, detalle d (Ver nota)
100x75x8 181.22 186.49 195.15 201.83 204.62
100x75x10 216.81 223.37 234.55 243.41 247.16
125x75x8 249.17 256.84 269.59 279.39 283.45
125x75x10 298.77 308.17 324.40 337.32 342.77
150x75x8 324.97 335.45 353.12 366.82 372.48
150x75x10 390.24 402.92 425.14 443.06 450.61
150x100x10 461.11 473.57 495.62 513.69 521.41
Plancha formada: figura 2.15, detalle e
b=250 — 341 375 392 399
b=300 — 427 473 496 505
b=350 — 519 577 606 618
b=400 — 615 687 723 737
b=450 — 717 802 846 864
b=500 — 824 923 976 996
b=550 — 937 1049 1111 1135
b=600 — 1054 1181 1252 1280
b=650 — 1176 1317 1399 1432
b=700 — 1304 1459 1551 1589
b=750 — 1436 1607 1709 1752
b=800 — 1573 1759 1873 1921
b=850 — 1716 1917 2043 2096
b=900 — 1864 2080 2218 2276
b=1000 — 2174 2421 2584 2654
41 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-65.
68
Dónde:
Z = mínimo módulo de sección requerido (cm3)
D = diámetro nominal del tanque (m)
H2 = altura del tanque (m), incluyendo cualquier longitud adicional que se haya
agregado como extremo libre para guía de los techos flotantes por encima de la
máxima altura de llenado.
V = velocidad del viento de diseño (ráfaga de 3 segundos) (km/h)
El módulo de sección del anillo rigidizador estará basado en la propiedades de los
elementos utilizados y puede incluir porciones del cuerpo por arriba y por debajo
de la unión al cuerpo hasta una distancia de 16 veces el espesor del cuerpo t.
VIGAS DE VIENTO INTERMEDIAS 2.3.13.5
La altura máxima del cuerpo sin se calcula como sigue:
En unidades SI:
(2.9)
Dónde:
H1 = distancia vertical, en metros, entre la viga contra viento intermedia y el
ángulo superior o la viga superior contra aviento de un tanque de extremo abierto.
t = espesor nominal, a menos que se especifique lo contrario, del anillo con menor
espesor del cuerpo (mm),
D = diámetro nominal del tanque (m),
V = velocidad del viento de diseño (3-sec ráfaga) (km / h)
69
2.3.14TECHOS
DEFINICIONES 2.3.14.1
Las siguientes definiciones se aplican a los diseños de techo, pero no se
considerarán como una limitación del tipo de techo permitido.
a. Un techo cónico soportado es una cubierta formada aproximadamente a la
superficie de un cono recto que se apoya principalmente ya sea por perfiles
tanto para vigas como para columnas o cerchas con y sin columnas.
b. Un techo cónico auto-soportado es una cubierta formada a aproximadamente
la superficie de un cono recto que se apoya sólo en su periferia.
c. Un techo domo auto-soportado es una cubierta formada a aproximadamente
una superficie esférica que se apoya sólo en su periferia.
d. Un techo paraguas auto-soportado es un techo de domo modificado, formado
de manera que cualquier sección horizontal corresponde a un polígono
regular, y cuya cantidad de lados corresponde a número de placas existentes,
y estas están apoyadas sólo en su periferia.
GENERALIDADES 2.3.14.2
Cargas: Todos los techos y estructuras de soporte se diseñarán para
combinaciones de carga (a), (b), (c), (e), (f) y (g) del Apéndice R.
Espesor de la plancha de techo: Las planchas de techo deben tener un espesor
nominal mínimo de 5 mm (3/16 pulgadas) o calibre 7. El aumento de espesor
puede ser necesario para la auto-sujeción de los techos. Cualquier tolerancia
requerida por la corrosión en las planchas de techos auto-soportantes, se añade
el espesor calculado a menos que se especifique lo contrario por parte del
Comprador. Cualquier sobre espesor de corrosión para las planchas de los techos
soportados se añadirá al espesor nominal mínimo. Para los tanques con juntas
frágiles, cuando sea especificado sobre espesor de corrosión, el diseño de la
junta frágil debe tener características considerando su condición sin corrosión.
Unión de miembros estructurales: Las planchas del techo cónicos soportados no
se unirán a los miembros de soporte a menos que sea aprobado por el
Comprador.
70
Espesor del elemento estructural: Todos los componentes estructurales internos y
externos deben tener un espesor nominal mínimo de 4,3 mm (0,17 pulgadas) de
cualquier componente. El método de proporcionar un sobre-espesor de corrosión,
en su caso, para los miembros estructurales deberá será objeto de acuerdo entre
el Comprador y el Fabricante.
Unión Superior: Las planchas de techo se unirán al ángulo tope del tanque con
una soldadura continua de filete en la parte del lado superior.
Juntas frangibles en techo: Un techo se considera frangible si la junta techo-
cuerpo fallará antes de la junta cuerpo-fondo en el caso de una presión interna
excesiva.
ESFUERZOS ADMISIBLES 2.3.14.3
La resistencia admisible de los componentes del techo se determinará de
conformidad con la norma ANSI / AISC 360 usando la metodología de diseño de
resistencia admisible (ASD).
RELACIONES MÁXIMAS DE ESBELTEZ 2.3.14.4
Para las columnas, el valor de L/rc no excederá de 180. Para los otros miembros a
compresión, el valor L/r no excederá de 200. Para todos los otros miembros,
excepto varillas de unión, cuyo diseño se realiza por tracción, el valor L/r no
excederá de 300.
Dónde:
L = longitud sin soporte lateral (arriostramientos), mm (pulg.)
rc = radio de giro de la columna, mm (pulg.)
r = radio de giro que gobierna, mm (pulg.).
TECHOS CÓNICOS SOPORTADOS 2.3.14.5
La inclinación del techo será de 1:16 o mayor si se especifica por el Comprador.
Si las vigas se fijan directamente acorde a las vigas, se producirán ligeras
variaciones, la pendiente de la viga plana se ajustará a la pendiente de la
cubierta.
71
Los miembros principales de apoyo, incluidos sobre los que se apoyan las vigas
del techo, puede ser roladas o fabricados de secciones o cerchas.
Los miembros estructurales que sirvan como vigas (rafters), pueden ser perfiles
laminados o secciones fabricadas pero en todos los casos deberán estar
conformes con las reglas de los techos, esfuerzo permisible y techos cónicos
soportados que se indicaron en párrafos anteriores. Las vigas deberán ser
diseñadas para la carga muerta de ellas mismas y de las planchas del techo y con
el patín (flange) de compresión de la viga considerando que no está recibiendo
soporte lateral de las planchas del techo y deberán ser rigidizadas lateralmente si
es necesario. Cuando se consideran cargas muertas adicionales o cargas vivas,
las vigas (rafters) en contacto directo con las láminas del techo pueden ser
consideradas como recibiendo adecuado soporte lateral de la fricción entre las
planchas del techo y los patines de compresión de las vigas, con las siguientes
excepciones:
a. Las cerchas de alma abierta y juntas utilizadas como vigas.
b. Perfiles de vigas con una profundidad nominal superior a 375 mm (15
pulgadas).
c. Vigas con una pendiente superior a 1:6.
Las vigas deberán estar espaciadas para satisfacer:
(2.10)
Dónde:
b = máxima luz admisible de la plancha del techo, medida circunferencial entre
centros de las vigas.
Fy = mínima resistencia a la fluencia especificada de la plancha de techo,
t = espesor de techo de corrosión, que es el espesor de la plancha nominal menos
la tolerancia de corrosión, en su caso,
p = presión uniforme determinado a partir de combinaciones de carga descritas en
el Apéndice R.
72
Las columnas del techo deberán ser hechas a partir de tubos o perfiles
estructurales. Las columnas de tuberías o bien se sellan o tienen aberturas en la
parte superior e inferior de la columna.
TECHOS CÓNICOS AUTOSOPORTADOS 2.3.14.6
Nota: Los techos auto-soportados cuyas planchas del techo se han puesto rígidas
por secciones soldadas a las planchas, no tienen que cumplir con los requisitos
de espesor mínimo, pero el espesor de las planchas del techo no deberá ser
inferior a 4,8 mm (3/16 pulgadas) cuando así lo diseñado por el Fabricante, sujeto
a la aprobación del Comprador.
Los techos cónicos auto-soportantes deben cumplir con los siguientes requisitos:
θ ≤ 37 º (pendiente = 9:12)
θ ≥ 9,5 grados (pendiente = 2:12)
En unidades SI:
El espesor nominal no debe ser menos del mayor de:
(2.11)
Espesor con corrosión no debe ser mayor de 13 mm
Dónde:
D = diámetro nominal del tanque (m),
T = mayor de combinaciones de carga Apéndice I (e) (1) y (e) (2) con Sb
equilibrado de carga de nieve (kPa),
U = mayor de combinaciones de carga Apéndice I (e) (1) y (e) (2) con carga
desequilibrada nieve Su (kPa),
θ = ángulo de elementos cónicos hacia la horizontal (grados),
CA = sobre espesor de corrosión.
73
El área de la unión techo-cuerpo deberá ser determinado usando la figura 4.21 y
el espesor del material nominal menos una tolerancia por corrosión deberá ser
igual o superior a:
(2.12)
Dónde:
p = mayor de combinaciones de carga (e) (1) y (e) (2) del Apéndice I,
D = diámetro nominal de la pared del tanque,
θ = ángulo de elementos de cono a la horizontal,
Fa = la esfuerzo último a la tracción para los materiales en la junta de techo y
cuerpo.
TECHOS DOMO Y PARAGUAS AUTOSOPORTADOS 2.3.14.7
El techo no deberá ser inferior a 4,8 mm (3/16 pulgadas) cuando así lo diseñado
por el Fabricante, con sujeción a la aprobación del Comprador.
Los techos domo y paraguas auto-soportantes se ajustarán a los siguientes
requisitos:
Radio mínimo = 0.8D (a menos que se especifique lo contrario por el comprador)
Radio máximo = 1.2D
En unidades SI:
Espesor mínimo = mayor de (2.13)
Espesor máximo = 13 mm, sin contar el sobre-espesor de corrosión
Dónde:
D = diámetro nominal del tanque (m),
T = mayor de combinaciones de carga Apéndice I (e) (1) y (e) (2) con Sb
equilibrado de carga de nieve (kPa),
74
U = mayor de combinaciones de carga Apéndice I (e) (1) y (e) (2) con carga
desequilibrada nieve Su (kPa),
rr = radio del techo (m).
El área de la junta en la unión del techo y cuerpo se determinó usando la Figura
F-2 y el espesor del material nominal menos una tolerancia por corrosión deberá
ser igual o superior a:
(2.14)
Dónde:
p = mayor de combinaciones de carga (e) (1) y (e) (2) del Apéndice I,
D = diámetro nominal de la pared del tanque,
θ = ángulo de elementos de cono a la horizontal,
Fa = la tensión de tracción al menos permisible para los materiales de la junta de
techo-cuerpo.
2.3.15SISTEMAS DE ANCLAJE PARA LOS TANQUES
Cuando el tanque requiere ser anclado, los siguientes requerimientos mínimos
deben cumplirse:
El anclaje de ser provisto para resistir cada una de las cargas de elevación
indicadas en la tabla 2.23. Las cargas por anclaje deben ser:
(2.15)
Dónde:
tb = carga por perno de anclaje
U = carga neta de levantamiento por la tabla 2.23
N = número de pernos de anclaje (se requiere un mínimo de 4)
75
Tabla 2.22 (SI) Cargas de levantamiento 42
Caso de carga de
elevación Fórmula neta de elevación U (N)
Esfuerzo permisible del
perno de anclaje
esfuerzo del cuerpo
permitido en la unión del
anclaje (Mpa)
Presión de diseño [(P – 0.08th) × D2 × 785] – W1 105 140
Pruebas de presión [(Pt – 0.08th) × D2 × 785] – W1 140 170
Fallas de presión [(1.5 × Pf – 0.08th) × D2 × 785] – W3 Fy Fty
Carga del viento PWR × D2 × 785 + [4 × MWH/D] – W2 0,8 x Fy 170
Cargas sísmicas [4 × Mrw/D] – W2 (1 - 0.4AV) 0,8 x Fy 170
Diseño presurizadob +
viento
[(0.4P + PWR – 0.08th) × D2 × 785] + [4
MWH/D] – W1
140 170
Diseño presurizadob +
sísmico
[(0.4P – 0.08th) × D2 × 785] + [4
Mrw/D] – W1 (1 - 0.4AV)
0,8 x Fy 170
Presión frangiblec [(3 × Pf – 0.08th) × D2 × 785] – W3 Fy Fty
Av = coeficiente de aceleración vertical, terremoto,% g
D = diámetro del tanque en (m)
Fty = resistencia mínima a la fluencia del curso del forro del
fondo (MPa)
Fy = límite elástico mínimo del perno de anclaje (MPa)
H = altura del tanque en (m)
MWH = PWS × D × H2 / 2 (N-m)
Mrw = momento sísmico (N-m) (véase el Apéndice E)
P = presión de diseño en (kPa) (véase el anexo F)
Pf = presión fracaso (kPa) (véase el anexo F)
Pt = presión de prueba en (kPa) (véase el anexo F)
PWR = presión de levantamiento por el viento en el techo en
(kPa)
PWS = presión del viento sobre el cuerpo en (N/m2)
th = espesor de la placa del techo (el espesor de corrosión
cuando se usa de espesor W1 y nominales cuando se usa con
W3) en (mm)
W1 = peso propio del cuerpo de la plancha menos
cualquier subsidio a la corrosión y cualquier carga
muerta que no sea la plancha de techo que actúa en el
cuerpo menos cualquier subsidio a la corrosión (N)
W2 = peso propio de la plancha menos cualquier
subsidio a la corrosión y cualquier carga muerta y la
plancha del techo que actúa en el cuerpo menos
cualquier subsidio a la corrosión (N)
W3 = carga muerta de la plancha con espesores
nominales y cualquier carga muerta que no sea la
plancha de techo que actúa sobre la misma utilizando
espesores nominales (N) apresión de falla aplica a los tanques entran en sólo
F.1.3. La falla de la presión se calculará utilizando
espesores nominales. bRefiérase a la nota R.2 en el Apéndice I de orientación
Comprador al especificar el factor aplicado a la presión
de diseño. cFrangibilidad de presión se aplica únicamente a los
tanques destinados a techos frangibles. La
presión de frangibilidad se calculará utilizando
espesores nominales.
(API 650 11th Ed. (2012)
La distancia entre anclajes no excederá de 3 m (10 pies).
Los esfuerzos admisibles para los pernos de anclaje deben estar de acuerdo con
la Tabla 2.23 para cada caso de carga. El esfuerzo admisible se aplicará al área
neta del perno de anclaje.
42 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p5-79.
76
El Comprador debe especificar la tolerancia por corrosión que se va a añadir a las
dimensiones de anclaje. A menos que se asigne un valor especificado, la
corrosión de los pernos de anclaje se aplica al diámetro nominal. El diámetro
mínimo del perno de anclaje es 1 pulgada más la tolerancia por corrosión
especificada.
La fijación de los pernos de anclaje al tanque deberán ser a través de ensambles
tipo silla o anillos de anclaje de suficiente tamaño y altura. Un procedimiento
aceptable para el diseño de sillas de anclaje se da en AISI E-1, Volumen II, Parte
VII "Sillas de pernos de anclaje".
Esfuerzos admisibles para las piezas de anclaje se hará de conformidad con los
esfuerzos permitidos. Un aumento del 33% de la tensión admisible puede
utilizarse para el viento o las condiciones sísmicas de carga.
2.4 FABRICACIÓN
2.4.1 MANO DE OBRA
Todos los trabajos de fabricación de API 650 para tanques se harán de acuerdo
con este código y con las alternativas permitidas, especificadas en las
aclaraciones o en la orden del Comprador. La fabricación y el acabado deberán
ser de primera clase en todos los sentidos y con apego más cercano a la
inspección por inspector del Fabricante, esto incluso si el Comprador ha
renunciado a cualquier parte de la inspección.
Cuando el material requiere conformado, el trabajo debe ser realizado por
prensado o algún método que no lastime la plancha. El precalentamiento o
martilleo no son admisibles a menos que el material se mantenga a temperatura
de forja durante el enderezamiento.
77
2.4.2 ACABADO DE LOS BORDES DE LAS PLANCHAS
Las planchas pueden ser cortadas con cizalla hasta un espesor de 10 mm (3/8
pulg) para juntas a tope y hasta un espesor de (16 mm (5/8 pulg) para juntas
traslapadas. Espesores mayores se deben cortar por procesos de corte a gas.
Cuando los bordes de las planchas se cortan con gas, las superficies resultantes
serán uniformes y suaves y libres de acumulación de escoria antes de la
soldadura. Después de cortar los bordes estos son cepillados con cepillos de
alambre para eliminar una pequeña capa de óxido antes de la soldadura.
2.4.3 CONFORMADO DE LAS PLANCHAS DEL CUERPO
Las planchas se deben curvar con roladora para los espesores y diámetros
establecidos en la figura 2.16.
Nota: Cualquier combinación de diámetro y espesor que caiga en la línea o por encima requiere conformado antes de la instalación
Figura 2.16 Conformado de las planchas 43
43 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p6-2.
In. mm
5
10
13
16
3/16
3/8
1/2
5/8
36 18 12
ft. 120 60 40
TO
DO
S
Diámetro del tanque
TODOS
TO
DO
S
TODOS
Conformado requerido
previo a la instalación
Esp
esor
de
la lá
min
a d
el c
uerp
o
m
Conformado no requerido
78
2.4.4 MARCADO
Todas las planchas especiales que estén cortadas en formas antes del envío, así
como los elementos de soporte del techo se marcarán como se muestra en los
planos de fabricación.
2.4.5 ENVÍO
Las planchas de acero y los materiales del tanque deberán ser cargados de
manera que se asegure la entrega sin daños. Tornillos, tuercas, neplos, y otras
pequeñas partes serán colocadas en cajas, barriles o sacos para el envío. Todas
las caras de las bridas y demás superficies deberán estar protegidas contra la
corrosión y los daños físicos.
2.5 INSPECCIÓN EN TALLER
Al inspector del Comprador se le permitirá la entrada libre a todas las partes de la
planta del Fabricante, siempre y cuando se esté realizando cualquier trabajo en el
marco del contrato.
Cualquier material o tipo de fabricación que de alguna manera no cumpla con los
requisitos de este código, podría ser rechazado por el inspector del Comprador, y
el material en cuestión no se utilizará en el contrato. El material que muestre
defectos debe ser reemplazado por el Fabricante.
El Fabricante deberá inspeccionar visualmente todos los bordes de las planchas
de lámina de cuerpo y techo antes de instalar estas planchas en el tanque o antes
de insertar una boca en la plancha, con la finalidad de determinar si están
presentes laminaciones.
2.6 MONTAJE
El Comprador suministrará los cimientos necesarios, a menos que se especifique
lo contrario en el Contrato. El Fabricante deberá comprobar las tolerancias de
79
antes de empezar a trabajar, y notificará al Comprador sobre cualquier deficiencia
descubierta que podría afectar a la calidad de la obra terminada.
2.6.1 DETALLES DE SOLDADURA
Los tanques y sus accesorios estructurales se deben soldar con uno de los
siguientes procesos de arco: electrodo revestido, gas-metal (MIG), gas tungsteno
(TIG), electrodo tubular (Flux cored), arco sumergido u oxigas, electro escoria o
electro gas, utilizando el equipo adecuado para ello. El uso del oxicorte, electro
escoria, o proceso electro gas será por acuerdo entre el Fabricante y el
Comprador.
No se avanzará con la soldadura en condiciones climáticas adversas.
El método propuesto por el Fabricante para la colocación de las planchas en
posición de soldadura, se someterá al método del inspector del Comprador para
su aprobación por escrito.
Se utilizan electrodos de bajo hidrógeno para todas las soldaduras por arco
manual en anillos anulares y anillos del cuerpo.
2.6.2 SOLDADURA DEL FONDO
La soldadura se debe hacer con una secuencia que produzca la menor distorsión
y por lo tanto en una superficie lo más plana posible.
La soldadura del cuerpo al fondo se sebe hacer completamente, antes de terminar
cualquier junta del fondo que se haya dejado abierta para compensar las
distorsiones y deformaciones de las soldaduras previamente ejecutadas.
2.6.3 SOLDADURA DEL CUERPO
El des alineamiento máximo permitido para las juntas verticales deberá ser menor
a 3 mm (1/8 pulg.) o al 10% del espesor de la plancha (el que sea menor) para
80
planchas mayores de 16 mm (5/8 pulg) y de 1.5 mm (1/16 pulg.) para planchas de
hasta 16 mm (5/8 pulg.) de espesor.
El des alineamiento máximo permitido para juntas horizontales deberá ser menor
de 3mm (1/8 pulg.) o el 20% del espesor de la plancha superior (el que sea
menor) y de 1.5 mm (1/16 pulg) para láminas de hasta 8 mm (5/6 pulg) de
espesor.
Para las juntas circunferenciales y verticales en los anillos del tanque construido
con un material de más de 40 mm (11/2 pulgadas) de espesor (Basado en el
espesor de la plancha más gruesa en la junta), se requiere utilizar procedimientos
multipaso de soldadura.
2.6.4 SOLDADURA CUERPO-FONDO
En el pase inicial de soldadura, del interior del tanque se debe retirar toda la
escoria y luego debe ser examinado, tanto visual como por un método MT, PT o
VT adicional.
2.6.5 TECHOS
Excepto por la estipulación de que los elementos estructurales (tales como vigas)
deben quedar alineados y ajustados a la superficie del techo, el código no
establece reglas especiales para el montaje del techo.
2.7 INSPECCIÓN, PRUEBAS Y REPARACIONES
El inspector del Comprador deberá tener libre acceso en todo momento a todas
las partes del trabajo que se efectúan bajo el contrato.
81
2.7.1 INSPECCIÓN DE SOLDADURAS
LAS SOLDADURAS A TOPE 2.7.1.1
Es requerida una completa penetración y fusión de las soldaduras de las juntas de
las planchas del cuerpo entre sí. La inspección de la calidad de las soldaduras
debe ser hecha por el método radiográfico o como alternativa, por acuerdo entre
el Comprador y el Fabricante usando el método de ultrasonido. Adicionalmente,
estas soldaduras deben ser inspeccionadas visualmente.
LAS SOLDADURAS DE FILETE 2.7.1.2
Las soldaduras de filete deben ser inspeccionadas por el método visual.
2.7.2 RESPONSABILIDAD
El Fabricante será responsable de tomar las radiografías y realizar las
reparaciones necesarias.
2.7.3 EXAMINACIÓN Y PRUEBA DEL FONDO DEL TANQUE
Una vez terminada la soldadura del fondo del tanque, las soldaduras y las
planchas del fondo deberán examinar visualmente para verificar si hay defectos o
fugas potenciales. Se deberá prestar especial atención a áreas tales como los
sumideros, abolladuras, cavidades, traslapes triples de planchas, puntos de
quiebre en las planchas del fondo, rastrilladuras de soldadura. Adicionalmente, se
deben probar las soldaduras finales terminadas del fondo por uno de los
siguientes métodos:
a. Prueba de caja de vacío.
b. Prueba de gas marcador (tracer gas).
c. Después de que al menos el primer anillo del cuerpo ha sido unido al fondo, se
deberá hacer una prueba hidrostática.
82
2.7.4 INSPECCIÓN DE SOLDADURAS DE PLANCHAS DE
REFUERZO
Después de terminar la fabricación, pero antes de que el tanque sea llenado con
el agua de prueba, las planchas de refuerzo deberán ser probadas aplicando una
presión neumática de hasta 100 kPa (15 lb/in2) entre la plancha del cuerpo del
tanque y la plancha de refuerzo en cada boquilla, usando el agujero de detención
de fugas.
2.7.5 PRUEBAS DE CAMPO
Una vez terminado el tanque completo y la estructura del techo, se deberá probar
el cuerpo (excepto para el cuerpo de tanques diseñados de acuerdo con el
apéndice F) por uno de los siguientes métodos, como es especificado en la hoja
de datos:
Si hay agua disponible para probar el cuerpo, el tanque deberá ser llenado con
agua como sigue: (1) hasta el nivel máximo de diseño de líquido, H, (2) para un
tanque con un techo hermético, hasta 50 mm (2 pulg) por encima de la soldadura
de unión de la plancha del techo o la barra de compresión con el ángulo superior
o el cuerpo; (3) hasta un nivel inferior al especificado en el sub ítem 1 o 2 cuando
esté restringido por el sobre-llenado, un techo flotante interno u otro nivel de
acuerdo con el Comprador y el Fabricante, o 4) hasta un cierto nivel con agua del
mar que produzca en la parte inferior del cuerpo un esfuerzo de membrana igual
al producto de prueba de altura total con agua fresca. Se debe inspeccionar
frecuentemente durante el proceso de llenado del tanque para verificar defectos y
el asentamiento del tanque de fundación civil, de la cual se deben tomar medidas
antes de iniciar la prueba, esa prueba deberá ser hecha antes de que las tuberías
externas permanentes sean conectadas al tanque.
83
2.7.6 RESPONSABILIDADES DEL FABRICANTE
1. Preparar el tanque para la prueba. Esto incluirá eliminar toda la basura,
suciedad, grasa, aceite, escorias de soldadura, salpicaduras de soldadura, y
cualquier otra materia extraña desde el interior y el techo del tanque.
2. Llenar y vaciar el tanque
3. Tomar medidas de calibración.
2.7.7 RESPONSABILIDADES DEL COMPRADOR
1. El equipamiento y la eliminación del agua para la prueba hidrostática del
tanque. El Comprador es responsable de determinar o identificar las
restricciones de eliminación para el agua tratada.
2. Especificar la calidad del agua de ensayo. El agua potable se prefiere para la
prueba hidrostática.
Para tanques de acero al carbono y de baja aleación, la temperatura del metal del
tanque durante la prueba hidrostática no será más baja que la temperatura de
diseño del metal por la figura 2.1, siempre y cuando se evite la congelación del
agua. El Fabricante es responsable de calentar el agua de prueba, si se requiere
calentamiento, a menos que se indique lo contrario en la hoja de datos.
El llenado mínimo y la velocidad de descarga, si los hubiere, serán especificados
por el Comprador en la Hoja de Datos.
Se requieren seis grupos de lecturas de liquidación durante el llenado:
a. Antes del inicio de la prueba hidrostática
b. Con el tanque lleno hasta 1/4 de altura (± 600 mm [2 pies])
c. Con el tanque lleno hasta 1/2 de altura (± 600 mm [2 pies])
d. Con el tanque lleno a 3/4 de altura (± 600 mm [2 pies])
e. Al menos 24 horas después de que el tanque se ha llenado hasta la altura
máxima de la prueba.
84
2.7.8 PRUEBAS DEL TECHO
Una vez terminado, el techo de un tanque para ser impermeable a los gases
deberá ser probado por uno de los siguientes métodos:
a. Aplicando una presión interna que no exceda el peso de las planchas del
techo y aplicando a las juntas soldadas del techo una solución jabonosa u otro
material adecuado para la detección de fugas.
b. Haciendo prueba de vacío a las juntas soldadas para detectar cualquier fuga.
Una vez terminado un techo no diseñado para ser hermético (gas tight), tal como
un tanque con venteos de circulación periférica o un tanque con venteos libres o
abiertos, deberá recibir solamente inspección visual de sus juntas soldadas, a
menos que sea especificada otra cosa por parte del Comprador.
2.7.9 REPARACIONES DE SOLDADURAS
Todos los defectos encontrados en las soldaduras deberán ser notificados al
inspector del Comprador, y deberá ser obtenida su aprobación antes de que el
defecto sea reparado. Todas las reparaciones una vez terminadas deberán estar
sujetas a la aprobación del inspector del Comprador.
Las reparaciones de los defectos descubiertos después de que el tanque se ha
llenado de agua para la prueba, se realizarán con el nivel de agua en al menos
0,3 m (1 pie) por debajo de cualquier punto de ser reparado o, si las reparaciones
deben hacerse en o cerca del fondo del tanque, con el tanque vacío.
La soldadura no se realiza en un tanque a menos que todas las líneas de
conexión hayan sido completamente aisladas con ciegos. Las reparaciones no se
realizaran en un tanque que se llena con aceite o que ha contenido el aceite hasta
que el depósito se ha vaciado, limpiado, y el gas liberado.
85
2.7.10TOLERANCIAS DIMENSIONALES
El propósito de las tolerancias dadas es la de producir un tanque de aspecto
aceptable y adecuado para permitir el funcionamiento de los techos flotantes. Las
mediciones deberán efectuarse antes de la prueba hidrostática. A no ser anulada
o modificada por el Comprador en la Hoja de Datos, o establecida por separado
por acuerdo entre el Comprador y el Fabricante, las siguientes tolerancias se
aplicarán:
VERTICALIDAD 2.7.10.1
a. El máximo desviación de la verticalidad entre la parte superior del cuerpo y el
fondo no debe exceder de 1/200 de la altura del tanque. La desviación de la
verticalidad para un anillo individual del cuerpo no debe exceder la variación
permisible de planitud y ondulamiento especificado en la norma ASTM A. 6 M /
6 A, ASTM A 20 20M / A, o ASTM A 480 480M / A, según corresponda.
b. La máxima desviación de la verticalidad de las columnas de soporte del techo,
columnas guía u otros componentes verticales internos no debe exceder de
1/200 de la altura total. Los criterios 1/200 se aplicará también a las columnas
de techo fijo. Para tanques con techos flotantes internos, los criterios son más
rigurosos.
REDONDEZ 2.7.10.2
La redondez medida a 0.3 m (1 pie) por encima de la soldadura en la esquina
inferior del cuerpo, no deberá exceder las siguientes tolerancias de la tabla 2.23.
Tabla 2.23 Tolerancias de redondez 44
Diámetro interno del tanque m Tolerancia del radio mm
< 12 ± 13
12 < 45 ± 19
45 < 75 ± 25
≥ 75 ± 32
44 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p7-8.
86
MANHOLES DEL CUERPO 2.7.10.3
Los Manholes del cuerpo deberán instalarse dentro de las siguientes tolerancias:
a. Proyección especificada desde el exterior del cuerpo del tanque hasta el
extremo de la cara de la brida, ± 13 mm (1/2 pulg).
b. Altura y posición angular, ± 13 mm (1/2 pulg).
c. Inclinación de la brida en cualquier plano, medida a través del diámetro de la
brida, ± 13 mm (1/2 pulg).
APLICACIÓN 2.7.10.4
Inspección radiográfica se requiere para la soldadura a tope en el cuerpo. No se
requiere inspección radiográfica para lo siguiente: soldaduras de planchas de
techo, soldaduras de plancha de fondo, soldaduras que fijan el ángulo superior a
cualquiera de la cubierta o cuerpo, las soldaduras que fijan la plancha del cuerpo
a la plancha inferior, soldaduras en los cuellos de bocas y manway hecha de
plancha, o soldaduras propias del tanque.
2.7.11NÚMERO Y UBICACIÓN DE LAS RADIOGRAFÍAS
Se debe hacer inspección por spot radiográfico en número y localización según lo
requerido en la figura 2.17.
87
Notas: 1. Lugar de Spot radiográfico vertical: una en los primeros 3 m (10 pies) y una en cada 30 m (100 pies) a partir de
entonces, el 25% de los cuales serán en las intersecciones. 2. Radiografía de punto horizontal: una en los primeros 3 m (10 pies) y una en cada 60 m (200 pies) a partir de entonces. 3. Radiografía de punto vertical en cada costura vertical en el curso más bajo Spot radiográfico que satisfacen los
requisitos de la Nota 1 para el curso más bajo se pueden utilizar para cumplir con este requisito. 4. Spot radiográfico de todas las intersecciones de más de 10 mm (3/8 de pulgada). 5. La radiografía de la parte inferior de cada costura vertical en curso del cuerpo más bajo de 10 mm (3/8). 6. Completar la radiografía de cada costura vertical de más de 25 mm (1 pulgada). La radiografía completa puede incluir
las radiografías al contado de las intersecciones si la película tiene una anchura mínima de 100 mm (4 pulgadas)
Figura 2.17 Requerimientos radiográficos para cuerpo del tanque 45
El siguiente requerimiento aplica para las juntas verticales del cuerpo del tanque
de pequeñas dimensiones.
Para juntas soldadas a tope, en las que el espesor de la plancha del cuerpo, en la
parte más delgada es menor o igual a 10 mm (3/8 pulgada) de grosor, se tomará
una radiografía en los primeros 3 m (10 pies) de la articulación completa vertical
de cada tipo y espesor soldado por cada soldador u operario de soldadura.
Posteriormente se tomarán radiografías de cada 30 m (100 pies)
(aproximadamente) y cualquier fracción restante importante de juntas vertical del
45 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p8-2.
88
mismo tipo y espesor. Al menos 25% de los puntos seleccionados estarán en las
uniones de juntas verticales y horizontales, con un mínimo de dos de tales
intersecciones por tanque.
Las soldaduras a tope alrededor de la periferia de una conexión o de un manhole
tipo inserto, deberán ser completamente radiografiadas.
Se deberá tomar un spot radiográfico en los primeros 3 m (10 ft) de soldadura
horizontal terminada de cada tipo y espesor (basados en el espesor de la plancha
más delgada de la junta), sin importar el número de soldadores u operarios de
soldadura. Posteriormente se tomará un spot radiográfico cada 60 m (200 ft) de
soldadura. Estas radiografías serán adicionales a las tomadas en los cruces de
acuerdo con los requisitos de las juntas verticales.
Se deberá tomar un número igual de spots de radiografía del trabajo de cada
soldador u operario de soldadura en proporción de la longitud de las juntas
soldadas.
TÉCNICA 2.7.11.1
Salvo las modificaciones en esta sección, el método de examen radiográfico
empleado debe estar de acuerdo con Sección V, Artículo 2, del Código ASME.
El personal responsable de llevar a cabo y evaluar los exámenes radiográficos de
acuerdo con esta sección deberá estar calificado y certificado por el Fabricante
cumpliendo con los requisitos de la certificación como describe en el Nivel II o
Nivel III de la ASNT SNT-TC-1A (incluyendo los suplementos aplicables).
Personal Nivel I puede ser utilizado si les han sido dados los procedimientos de
aceptación / rechazo preparados por un inspector nivel II o nivel III. Estos
procedimientos escritos deberán contener los requisitos aplicables de la sección
V, artículo 2, del Código ASME. Además, todo el personal de nivel I estará bajo la
supervisión directa de nivel II o personal de nivel III.
La superficie terminada del refuerzo (sobremonta) de soldadura a ser
radiografiada deberá estar al ras con la lámina del cuerpo o tener un refuerzo
razonablemente uniforme cuya altura no exceda los siguientes valores:
89
Espesor de lámina mm Máximo espesor del refuerzo mm
≤ 13 1.5
> 13 hasta 25 2.5
> 25 3
PRESENTACIÓN DE LAS RADIOGRAFÍAS 2.7.11.2
Antes de que las soldaduras sean reparadas, las radiografías se presentarán al
inspector y toda la información solicitada por el inspector con respecto a la técnica
radiográfica utilizada.
REPORTE DE LA INSPECCIÓN RADIOGRÁFICA 2.7.11.3
El Fabricante deberá preparar un mapa de radiografías como-se-construyó
mostrando la localización de todas las radiografías tomadas conjuntamente con
las marcas de identificación de las películas.
Después de que el tanque ha sido terminado, las películas deberán pasar a ser
propiedad del Comprador, a menos que se acuerde lo contrario por el Comprador
y el Fabricante.
2.7.12EXAMEN DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS - MT
Cuando se requiera hacer inspección por partículas magnéticas se hará según lo
requerido en la Sección V, Artículo 7, del Código ASME.
La inspección por partículas magnéticas se llevará a cabo de conformidad con un
procedimiento escrito que esté certificado por el Fabricante que cumple con los
requisitos aplicables de la sección V del Código ASME.
El Fabricante deberá determinar que cada inspector de partículas magnéticas
cumpla los siguientes requisitos:
a. Tener buena capacidad visual (con corrección, si es necesario) para ser capaz
de leer una cartilla tipo Jaeger 2 a una distancia de no menos de 300 mm (12
cm) y ser capaz de distinguir y diferenciar contraste entre los colores
utilizados. Los examinadores deberán ser revisados anualmente para
garantizar que se cumplen estos requisitos.
90
b. Ser competente en la técnica del método de análisis de partículas magnéticas,
incluyendo la realización de la exploración e interpretación y evaluación de los
resultados, sin embargo, donde el método de examen consta de más de una
operación, el examinador sólo necesita ser calificado para una o más de las
operaciones.
La aceptación de las normas y la eliminación y reparación de defectos se hará de
conformidad con la Sección VIII, anexo 6, párrafos 6-3, 6-4, y 6-5, del Código
ASME.
2.7.13INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO - UT
EXAMEN DE ULTRASONIDO EN LUGAR DE RADIOGRAFÍA 2.7.13.1
Si por acuerdo entre el Comprador y Vendedor deciden realizar el examen de
Ultrasonido en lugar de radiografía, se deberá aplicar las provisiones del Apéndice
U.
EL EXAMEN DE ULTRASONIDO NO EN LUGAR DE LA 2.7.13.2
RADIOGRAFÍA
Cuando se aplica el método radiográfico, para cumplir con los requisitos de
inspección de soldadura a tope, entonces cualquier inspección por ultrasonido
especificada, se deberá hacer de acuerdo con los métodos de inspección de
soldaduras del código API.
El método de examen de Ultrasonido se hará de conformidad con la Sección V,
artículo 4, del Código ASME.
El examen ultrasónico se llevará a cabo de conformidad con un procedimiento
escrito que está certificado por el Fabricante, y que cumpla con los requisitos
aplicables de la sección V del Código ASME.
2.7.14INSPECCIÓN POR LÍQUIDOS PENETRANTES
Cuando se requiera hacer inspección por examen de líquidos penetrantes, se
hará según lo requerido en el artículo 6 de la sección V del código ASME.
91
La inspección por líquidos penetrantes se realizará de conformidad con un
procedimiento escrito que está certificado por el Fabricante para estar en
cumplimiento con los requisitos aplicables de la sección V del Código ASME.
La aceptación de las normas y la eliminación y reparación de defectos se hará de
conformidad con la Sección VIII, anexo 8, párrafos 8-3, 8-4, y 8-5, del Código
ASME.
2.7.15INSPECCIÓN VISUAL - VT
Una soldadura será aceptable por inspección visual si la inspección muestra lo
siguiente:
No hay grietas de cráteres (crater cracks), grietas superficiales u otras
rastrilladuras del arco (arc strikes) en la junta soldada.
La entalladura permisible máxima es de 0,4 mm (1/64 pulgadas) de profundidad
para las juntas a tope verticales, accesorios permanentes orientados
verticalmente, soldaduras de conexiones de bocas, manholes, clean out, y las
soldaduras en el interior del cuerpo. Para juntas a tope horizontal, horizontal
orientadas adjuntos permanentes y anular anillos juntas a tope, el rebaje máximo
permitido es de 0,8 mm (1/32 pulgadas) profundidad.
El refuerzo no necesita ser eliminado, excepto en la medida en que excede el
espesor máximo aceptable o menos que su eliminación para el examen
radiográfico.
2.7.16PRUEBAS CON CAJA DE VACIO
La inspección de soldaduras del fondo y techo del tanque se lleva a cabo
utilizando una caja de pruebas de aproximadamente 150 mm (6 pulgadas) de
ancho por 750 mm (30 pulgadas) de largo, con una ventana transparente en la
parte superior, que proporciona una visibilidad adecuada para ver el área bajo
inspección. Durante las pruebas, la iluminación debe ser adecuada para la
evaluación apropiada y la interpretación de la prueba. La parte inferior abierta se
92
sella contra la superficie del tanque por una junta adecuada. Una película de
jabón o solución de detección de fugas se aplicará para la detección de fugas.
La prueba de vacío se llevará a cabo de conformidad con un procedimiento
escrito preparado por el Fabricante del tanque. El procedimiento requerirá:
a. Realizar un examen visual de la parte inferior y soldaduras antes de realizar la
prueba de caja de vacío;
b. Verificación de la condición de la caja de vacío y sus empaquetaduras para el
sello.
c. Verificar que no hay burbuja de fugas, y
d. La aplicación de la solución de película a una zona seca, de tal manera que la
zona está completamente humedecido y una mínima generación de burbujas
de aplicación se produce.
El Fabricante deberá determinar que cada operador de vacío de la caja tenga una
buena visión (con corrección, si es necesario) para ser capaz de leer una cartilla
tipo Jaeger 2 a una distancia de no menos de 300 mm (12 pulgadas). Los
operadores deberán ser revisados anualmente para asegurar que cumplen con
este requisito, y sea competente en la técnica de la prueba de caja de vacío,
incluyendo la realización de la exploración, interpretación y evaluación de los
resultados, sin embargo, donde el método de examen consiste en más de una
operación, el operador que está realizando solamente un parte de la prueba sólo
necesita estar calificado para que el operador realiza porción.
La prueba de caja de vacío deberá tener por lo menos 50 mm (2 pulgadas) de la
superficie de superposición visto previamente en cada aplicación.
Una intensidad mínima de luz de 1000 Lux (100 fc) en el punto de examen se
requiere durante la aplicación de la examen y la evaluación de fugas.
El vacío se debe mantener como mínimo 5 segundos o el tiempo requerido para
ver las áreas de prueba.
La presencia de fugas a través del espesor, se indica mediante la formación
continua o crecimiento de una burbuja (s) o de la espuma, producido por aire que
93
pasa a través del espesor, es inaceptable. Las fugas deben ser reparadas y re-
inspeccionadas.
Se deberán entregar registros e informes de las pruebas al Comprador,
incluyendo una declaración en respuesta a la temperatura e intensidad de la luz.
Como una alternativa a esta prueba, se puede utilizar un procedimiento de gas
indicador (tracer gas) y un detector compatible para probar la integridad de las
soldaduras del fondo en la longitud total.
2.8 PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Y CALIFICACIÓN DE
SOLDADORES
Los términos relacionados con la soldadura se interpretarán como se define en la
Sección IX del Código ASME, asi lo dispone el código API 650.
2.8.1 CALIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA
El responsable del montaje y fabricación, preparará las especificaciones del
procedimiento de soldadura y se realizaran pruebas documentadas en los
registros de calificación de procedimientos para apoyar a las especificaciones,
como lo requiere la Sección IX del Código ASME y las disposiciones adicionales
del presente Código. Si el Fabricante es parte de una organización que tenga, a
satisfacción del Comprador, establecido el control efectivo operacional de la
calificación de procedimientos de soldadura y del desempeño del soldador, por
dos o más empresas diferentes, no se requieren entonces calificaciones de
soldadura diferentes, siempre que se cumplan con los requerimientos de los
códigos API 650 y la Sección IX del Código ASME. Los procedimientos de
soldadura para conjuntos de escalera y plataforma, pasamanos, y otros conjuntos
diversos, pero no sus accesorios del tanque, se ajustarán a AWS D1.1, AWS
D1.6, o la Sección IX del Código ASME, incluyendo el uso de WPS estándar.
94
2.8.2 CALIFICACIÓN DE SOLDADORES
Las calificaciones de los soldadores y operarios de soldadura son responsabilidad
del Fabricante o el Montador del tanque.
Las pruebas efectuadas por un Fabricante no calificarán un soldador u operarios
de soldadura para trabajar con otro Fabricante.
Los soldadores u operarios de soldadura que suelden partes de presión y partes
de no-presión a partes de presión, tales como orejas o grapas permanentes o
temporales, deberán estar calificados de conformidad con la Sección IX del
Código ASME.
IDENTIFICACIÓN DE LOS SOLDADORES 2.8.2.1
La marca de identificación de los soldadores y los operarios de soldadura se debe
estampar a mano o a máquina adyacente a la soldadura y a intervalos que no
deben exceder de 1 m (3ft) a lo largo de la soldadura terminada.
En lugar del estampado se puede llevar un registro que identifique a los
soldadores empleados para cada junta soldada.
Las soldaduras del techo y de brida a cuello de las conexiones no necesitan ser
identificadas con la marca del soldador.
2.9 PLACA DE IDENTIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN
2.9.1 PLACAS DE IDENTIFICACIÓN
Un tanque fabricado de acuerdo con el código API 650 deberá estar identificado
por una placa similar a la mostrada en la Figura 2.18.
95
Nota: A petición del Comprador o a criterio de la empresa que realice el Montaje, la información adicional pertinente podrá
figurar en la placa de características y el tamaño de la placa de identificación puede ser aumentado proporcionalmente.
Figura 2.18 Placa de identificación del Fabricante 46
La placa de identificación deberá indicar, por medio de letras y números no
menores de 4 mm (5/32 pulg) de alto, la siguiente información:
a. Norma API 650.
b. Los anexos aplicados de la Norma API 650.
c. Año en que el tanque fue terminado.
d. La edición y el número de apéndice de la norma API 650.
e. La altura nominal y diámetro nominal, en metros (pies y pulgadas).
f. La capacidad máxima en m3 (42-galones barriles).
g. El nivel de líquido de diseño en metros (pies y pulgadas).
h. La gravedad específica de diseño del líquido.
i. La presión de diseño, que se muestra como "atmosférico" a menos que el
Apéndice F o V se aplique. Si el apéndice V se aplica, la presión de diseño se
muestra como un número negativo. Si ambos Apéndices F y V se aplican, las
presiones positivas y negativas estarán separados por una barra diagonal y
deberá ir seguida de unidades coherentes de medición.
j. La temperatura del metal de diseño como se describe en 3,4 en ° C (° F).
46 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p10-1.
96
k. La temperatura máxima en ° C (° F), que no excederá de 93 ° C (200 ° F),
salvo en los casos en que el Anexo M, S, X, o AL aplique.
l. El nombre del fabricante si no es el fabricante el montador. El número de serie
del fabricante o el número del contrato.
m. El número de especificación de material para cada anillo del cuerpo.
n. Cuando se realiza el alivio de tensiones para aberturas del cuerpo (bocas,
manholes, cleanout), de conformidad con los requisitos o cuando se aplica a
un tanque entero, las siguientes marcas serán utilizadas.
1. "SR1" cuando solo realiza alivio térmico de tensiones para accesorios
de manholes y cleanouts.
2. "SR2" cuando se realiza alivio térmico de tensiones sobre los
accesorios, manholes, cleanouts y conexiones de cuerpo y todas las
aberturas de cuerpo NPS 12 y mayores en tamaño en placas de concha
(o insertar placas) de los Grupos I a IIIA.
3. "SR3" cuando se realiza alivio térmico de tensiones sobre los
accesorios, manholes, cleanouts, conexiones de cuerpo y todas las
aberturas de cuerpo de más de NPS 2 en el tamaño de las placas de
cuerpo (o placas de inserto) de los grupos IV a VI.
4. "SR4" cuando se realiza alivio térmico de tensiones en todos los
accesorios de conexiones de cuerpo y todas las aberturas de cuerpo.
5. Use "SR5" cuando el tanque completo, incluyendo todas las aberturas
del cuerpo y accesorios, ha sido realizado alivio térmico de tensiones
como requisito especial por parte del Comprador.
6. Usar "NONE" cuando el alivio térmico de tensiones no se ha realizado
en las dependencias del tanque.
o. El número de tanque del Comprador.
La placa de identificación deberá fijarse a la pared del tanque al lado de una boca
de hombre o boca de inspección a una placa de refuerzo inmediatamente por
encima de una boca de inspección. Una placa de identificación que se coloca
directamente sobre la plancha de refuerzo se une por soldadura en continuo o
soldar todo alrededor de la placa. Una placa que esté remachado o de otra
manera permanentemente conectada a una placa auxiliar de hierro, el material se
97
une a la placa cuerpo de la cisterna o placa de refuerzo mediante soldadura
continua. La placa de identificación deberá ser resistente a la corrosión del metal.
Cuando un tanque está fabricado y construido por una sola empresa, el nombre
de la misma deberá figurar en la placa de identificación tanto como Fabricante y
Montador, caso contrario deberán constar ambos nombre, tanto del Fabricante
como del Montador o a su vez manejar placas por separado para cada uno.
2.9.2 CERTIFICACIÓN
El Fabricante deberá certificar al Comprador, mediante una carta como la que se
muestra en la Figura 2.20, que el tanque se ha construido en conformidad con los
requisitos aplicables de la presente Norma. Una hoja de as-built de datos de
acuerdo con el Apéndice L será Junto con la carta de certificación.
Nota: A petición del Comprador o, a discreción del Fabricante, la información
adicional pertinente podrá figurar en la placa de características, y el tamaño de la
placa de identificación puede ser aumentada proporcionalmente.
Figura 2.19 Carta de certificación del Fabricante 47
47 API STANDARD 650 (Febrero 2012), 11va edición. p10-3.
98
CAPÍTULO 3: DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UN PROCESO PARA LA ESTIMACIÓN DE COSTOS EN
PROYECTOS DE INGENIERIA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS METALMECÁNICOS
3.1 GENERALIDADES DEL PROCESO
Se define como proceso a "una serie de pasos o acciones que producen un
resultado".48 Dentro de la gestión de proyectos, la estimación es uno de los
diversos pasos, así como también tenemos el control de costos, el control de
riesgos, administración de procura, etc., siendo cada uno de estos un proceso en
sí mismo.
El proceso de estimación cuenta con once pasos, (ver figura 3.1).
1. Inicio del proyecto.
2. Definición del alcance de la estimación.
3. Planificación y pre-estimación.
4. Cuantificación de los materiales y de la mano de obra. QTO’s.
5. Fuentes de datos y cálculo de costo.
6. Costos directos.
7. Resumen y carátula.
8. Documentación y comprobación de la estimación.
9. Revisión gerencial.
10. Edición y almacenamiento de la estimación.
11. Retroalimentación de costos y mejoramiento continuo.
48 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p8.
99
Figura 3.1 Los 11 pasos del proceso de estimación 49
3.2 PASOS PARA EL DESARROLLO DEL PROCESO.
Este proceso para la estimación debe ser desarrollado e implementado por el
departamento de Estimación o en su defecto por el departamento de Proyectos,
Ingeniería, o el departamento en el cual se realice esta actividad.
3.2.1 PASO 1: INICIO DEL PROYECTO
Aunque dentro del proceso de un proyecto, este paso no está instituido por el
departamento de estimación, esta es la actividad que inicia el proceso de
estimación. El inicio del proyecto se da cuando hay una motivación justificada
para utilizar los recursos disponibles, en un proyecto determinado. 49 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p8.
1. Inicio del
proyecto
2. Definición del
alcance de la
estimación
3. Planificación y
pre-estimación
4. Cuantificación de
los materiales y de la
mano de obra, QTO’s
8. Documentación y
comprobación de la
estimación
5. Fuentes de
datos y cálculo
de costos
6. Costos
directos
7. Resumen y
carátula
9. Revisión
gerencial
10. Edición y
almacenamiento de
la estimación
11. Retroalimentación
de costos y mejora
continua
FIN
100
Para determinar si es conveniente económicamente realizar el proyecto será
necesario un estudio económico y alguna forma de estimación de costos de
capital sobre las distintas formas de financiamiento o gasto.
Esta fase usualmente se omite cuando ya ha sido pre-establecido claramente el
giro de negocio de la empresa y tiene sus líneas de productos establecidas y bien
definidas, de acuerdo a la capacidad instalada en planta para fabricar dicho bien y
a los márgenes de utilidad esperados.
Si el proyecto que se requiere estimar está dentro de lo antes mencionado solo
faltaría analizar ciertos parámetros que indicarían si se inicia con este proyecto,
estos parámetros los mediría el departamento de producción o de ventas de la
empresa. Como por ejemplo la disponibilidad de planta por carga de trabajo de
actuales proyectos al momento de ofertar.
En el presente estudio se está considerando el caso de una metalmecánica y que
dentro de sus líneas de productos se cuenta con los tanques de almacenamiento
sobre superficie.
logo EMPRESA
CONSTRUCTORA/CONTRATISTA/FABRICANTE
OE: 001/
CONSECUTIVO
DEPARTAMENTO DE VENTAS FECHAS:
ORDEN PARA ESTIMACION
FECHAS:
1 CLIENTE: SOLICITUD:
2 PRODUCTO: REQUERIDA:
3 OBJETO DE LA ESTIMACION: OFERTA:
4 TIPO
ESTIMACION:
ELAB POR:
5 DESCRIPCION
DEL EQUIPO:
APROB POR:
Figura 3.2 Ejemplo de formato de orden de estimación 50
50 Fuente: el autor
101
Para el caso de requerirse una estimación de un tanque de almacenamiento
sobre superficie, el departamento comercial o de ventas, considerando que se
trata de un producto que está dentro de su línea de venta, emitiría una solicitud de
estimación para oferta, directamente al departamento de estimación para que sea
procesado (figura 3.2).
3.2.2 PASO 2: DEFINICIÓN DEL ALCANCE DE LA ESTIMACIÓN
Una vez entregada la solicitud del requerimiento para la estimación del bien, se
debe determinar cuál va a ser el trabajo que va a realizar el departamento de
estimación. El alcance de este trabajo se lo podrá determinar de la siguiente
forma:
El estimador proveerá un formato en el que se organizará el alcance y en grupos
lógicos y significativos, que se enumeran a continuación: 51
· Bases de diseño
· Alcance detallado
· La estructura de desglose de trabajo
· Desglose por categorías
· Códigos de cuentas y
· Formatos requeridos por los usuarios
Para el desarrollo de este paso deben considerarse la determinación de las metas
a alcanzar, los objetivos de la estimación, las capacidades disponibles,
estrategias contractuales, responsabilidades de los participantes del proyecto
tales como el propietario, las organizaciones contratantes, los proveedores,
municipios y otros organismos que se vean de una u otra forma involucrados. Lo
primero que se debe determinar es la función principal para la cual se elaborará la
estimación.
Bases de diseño: 3.2.2.1
La base del diseño constituye una declaración del objetivo del proyecto. Este
provee los requerimientos funcionales que deben cumplirse para la realización del
51 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p9.
102
proyecto. Esta es considerada una buena práctica por parte del propietario, quien
es el responsable de proporcionar la base del diseño por escrito.
La base del diseño debe siempre establecer las razones para realizar el proyecto.
En el caso de tanques de almacenamiento tendríamos como ejemplo:
“Suministro de un Tanque para almacenamiento de diésel sobre superficie,
de 500 bbl de capacidad máxima, con una rata máxima de servicio de 25
gpm, diseñado bajo código API 650 a presión atmosférica y temperatura
ambiente, que disponga de instrumentos de medición de nivel y seguridad
adecuados para el producto. Que tenga recubrimiento interno y externo
adecuado de acuerdo al producto a ser almacenado.” 52
Alcance detallado: 3.2.2.2
Sobre la base del diseño, se detallará el alcance del proyecto. El alcance del
proyecto comprende especificaciones y descripciones de ítems que se cumplirán
con la base de diseño funcional. Como ejemplo complementario de las bases del
diseño anterior se tiene el siguiente ejemplo:
“Preparar una Estimación que comprenda diseño, suministro, fabricación
en taller, pintura externa e interna para un tanque de almacenamiento
sobre superficie para diésel, diseñado bajo código API 650, a presión
atmosférica y temperatura ambiental, que tenga una rata de suministro de
25 gpm, que cuente con bocas de carga, descarga, para medición de nivel,
entrada de hombre en cuerpo y techo, puerta de limpieza, escalera tipo
marinera con guarda hombre, baranda perimetral en el techo, bocas de
venteo con cuello de ganso, boca de sobrellenado, sumidero. Con medidor
de nivel tipo flotador. Entregado en condiciones EXW. Con sistema de
pintura exterior epóxica más poliuretano, y para el interior solo se aplicara
una capa de pintura epóxica fenólica en el fondo y 1 m del cuerpo.” 53
Los enunciados del alcance son generados para cada una de las principales
disciplinas del trabajo (equipos, tuberías, estructuras, V&I, etc.).
52 Fuente: El autor 53 Fuente: el autor
103
En muchos casos las bases del diseño pueden ser seguidas inmediatamente por
una serie secuencial detallada “gota a gota” (trikle down) 54. La figura 3.3 detalla la
evolución o el efecto de goteo:
Figura 3.3 TRIKLE DOWN, Para la fabricación de un tanque de almacenamiento sobre superficie 55
La figura 3.3 muestra claramente la evolución del efecto de goteo de un proceso
de construcción de un tanque de almacenamiento sobre superficie en las varias
disciplinas de trabajo de un proyecto. Cálculos, especificaciones, dibujos y lista de
materiales son el resultado.
Sin embargo, a menudo es necesario revisar las bases del diseño. Mediante un
proceso iterativo o de bucle, un nivel de diseño superior puede verse afectado
por una exigencia secundaria. Como por ejemplo un requerimiento de transporte
al final del proceso puede requerir un cambio de dimensiones del tanque de
almacenamiento y por consiguiente un cambio en su modulación, incidiendo
directamente al costo del producto. O requerimientos en el sitio de operación del
tanque donde existan limitaciones de altura, o de interconexiones etc. 54 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p11. 55 Fuente: el autor
Requerimiento del cliente para almacenamiento de diesel sobre superficie
Capacidad de
almacenamiento
Especificaciones del
producto
Planos, lista de materiales y
sistema de pintura
Diseño geométrico
Lista de materiales
Procura
Soldadura y ensamble
Pintura y rotulacion
Diseño estructural
Planos de detalle y as
built
Condiciones
ambientales
Definicion del
recubrimiento
Procedimiento de
pintura
Corte y conformado
Embalaje y despacho del
tanque terminado
104
Para definir el alcance de la estimación se requiere que la información de las
bases de diseño sea analizada y asignada a una estructura funcional y
sistemática, que se conoce como la estructura de desglose de la obra con sus
siglas en inglés (WBS, Work Breakdown Structure).
La estructura de desglose de trabajo (The Work Breakdown Structure WBS) 3.2.2.3
Una manera de ayudar a clarificar el alcance del proyecto es realizar la estructura
de desglose de trabajo. Una WBS es un esquema o guía de la estimación.
El WBS es típicamente un esquema en cascada del alcance, que enumera el
proyecto desde el nivel superior de la estructura y luego se subdivide en sistemas
funcionales, o en otras subdivisiones principales.
El nivel más bajo de WBS resulta en una lista de elementos similares a los
detalles de elementos del alcance discutidos anteriormente.
Si los presupuestos y costos actuales incurridos han de ser asociados con los
WBS, entonces el código de cuentas debe ser establecido para el nivel apropiado
del WBS.
“Breakdowns” por categorías: 3.2.2.4
Como complemento del WBS, el estimador juntamente con el equipo del proyecto
y además utilizando los estándares de la compañía, pueden seleccionar
subdivisiones que comprenden ciertas categorías preestablecidas utilizadas en el
desarrollo de la obra.
El término “Categorías” 56 se refiere a aquellos elementos que están agrupados
por características físicas similares o comunes dentro de las disciplinas de
ingeniería tales como equipos de proceso, tuberías de proceso, instrumentación y
control, cálculo y fabricación estructural, eléctrica, etc. Estos a veces suelen ser
estandarizados por instituciones internacionales o locales sobre todo en el área
de la construcción.
56 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p13.
105
Tabla 3.1 Industrial Categorical Breakdown ICB 57
ICB PARA TANQUES DE ALMACENAMIENTO SOBRE SUPERFICIE
01 INGENIERIA 02 SUMINISTRO METALMECANICO 03 SUMINISTRO V&I 04 SUMINISTRO RECUBRIMIENTO 05 SUMINISTRO CONSUMIBLES 06 M/O FABRICACION 07 M/O SUPERVISION 08 M/O PINTURA 09 M/O QA/QC 10 SEGUROS, POLIZAS, ETC 11 ESCALACION 12 CONTINGENCIA 13 COMISIONES 14 COSTOS DE FINANCIAMIENTO 15 UTILIDAD
Códigos de cuentas: 3.2.2.5
Un código de cuentas de acuerdo a la AACE es: “un método numérico sistemático
de identificación de varias categorías de costos incurridos en el proceso de
ejecución de un trabajo; la desagregación en ingeniería, adquisiciones,
fabricación, construcción, y costos del proyecto asociados a elementos para
efectos contables”. 58
El código de cuentas puede ser igual al nivel más bajo de WBS o puede tener un
mayor nivel de detalle si el WBS no está definido en el nivel de costos requerido.
Formatos requeridos por el usuario final: 3.2.2.6
El estimador debe identificar los requisitos de clasificación, selección y resumen,
para generar un reporte con códigos de cuentas, que pueda cumplir con cualquier
necesidad de información específica, que requiera el usuario final.
Este reporte es un resumen de varios sub-ítems o subgrupos. A través de una
cuidadosa planificación de códigos de costos, el estimador deberá ser capaz de
ordenar la estimación, dividirla en partes y distribuirla para los usuarios finales que
necesitan porciones de información específica de la estimación.
57 Fuente: el autor 58 www.aace.org (consultado mayo 2013)
106
El “Ordenar, seleccionar y generar reportes” 59 es una parte destacada en el
manejo de proyectos.
3.2.3 PASO 3: PRE-ESTIMACIÓN Y PLANIFICACIÓN
Por varias razones de presión por finalizar el proceso de estimación, algunos
estimadores pasan por alto si no es en su totalidad aunque sea ciertas partes de
este paso del proceso de estimación.
Sin embargo se ha comprobado que cuando se realiza este paso en su totalidad,
se logra disminuir considerablemente los esfuerzos para realizar la estimación,
proporciona además información asociada a otros participantes del proyecto y
llega a minimizar los re-procesos y molestias para el equipo del proyecto, no solo
para el estimador.
La planificación puede determinar los recursos necesarios, un análisis de costo –
tiempo, evaluación de enfoques, estructuras, procesos y formatos.
Con el fin de elaborar la planificación se cumplirán los siguientes puntos: 60
1. Propósito de la estimación.
2. Tipo de estimación.
3. Precisión de la estimación.
4. Usuarios finales de la estimación.
5. Formatos a utilizarse en la estimación y formularios.
6. Colaboradores de la estimación.
7. Tiempo de elaboración y revisión.
8. Costo de preparación de la estimación.
9. Unidades de medida a usarse en la estimación.
Propósito de la estimación 3.2.3.1
En la planificación, el propósito de la estimación significa determinar para qué
será usada la estimación. La estimación podrá ser usada con los siguientes
propósitos: 61
59 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p15. 60 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p16.
107
1. Para asignación de inversiones
2. Para calcular un costo del ciclo de vida de un producto, incluyendo la
operación y mantenimiento
3. Para una licitación pública de un bien o servicio
4. Para verificar la validez de la oferta de un contratista
o utilizarse para otros fines.
El propósito de la estimación es el motor principal de la cantidad de tiempo, dinero
y recursos que se requieren para la preparación de la estimación.
Tipo de estimación 3.2.3.2
Se deben tener en cuenta los siguientes puntos para determinar el tipo de
estimación: 62
· Como va a ser utilizada la estimación.
· El tipo/calidad/cantidad de información disponible para preparar la
estimación.
· El rango de precisión deseado en la estimación.
· La técnica de cálculo utilizada para preparar la estimación.
· El tiempo disponible para desarrollar la estimación.
· El método de ingreso y salida (en computador, manual, etc) de datos para
la preparación de la estimación.
· La fase del proyecto (factibilidad, apropiación y construcción) relativa a la
estimación.
· La perspectiva del preparador (propietario, contratista, compañía de
seguros).
Precisión de la estimación 3.2.3.3
Este es uno de los más importantes criterios que se deben analizar en esta etapa.
La precisión de la estimación se refiere a la disponibilidad de:
1. La información del alcance,
61 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p16. 62 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p6.
108
2. El tiempo,
3. La disponibilidad de recursos (personas, equipo, dinero) y
4. La metodología de estimación o el algoritmo.
La precisión depende de la disponibilidad de la información. 3.2.3.3.1
La precisión de la estimación depende de cuánto se conoce acerca del proyecto.
El enfoque más común para definir el ámbito de aplicación es definir la
información conocida. En la figura 3.4 la zona de color negro define el límite del
ámbito de aplicación, haciendo hincapié en la información que se incluye en el
proyecto.
Figura 3.4 Alcance definido como “ítems incluidos” 63
Es también muy útil, enfocarse en la información que se excluye del ámbito de
aplicación, para eliminarlo tanto como sea posible y de este modo destacar todo
lo que queda y es de utilidad para la estimación. En la figura 3.5 se observa en la
parte pintada de negro, la información que se excluye del ámbito de aplicación.
Lo mencionado en ambos casos sobre el ámbito de la aplicación, se refiere a una
descripción de la especificación de alcance "incluida-excluida". Esta es una
poderosa herramienta, la cual reduce ampliamente la confusión y los malos
entendidos, mejorando así la comunicación y la documentación del proyecto
manejada entre las dos partes comprador y constructor.
63 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p18.
Alcance
109
Figura 3.5 Alcance definido como “ítems excluidos” 64
La calidad de la información disponible, afecta en gran medida a la precisión de la
estimación. Es una práctica común pero no muy adecuada el utilizar estimaciones
antiguas de proyectos que nunca se iniciaron, como base para nuevas
estimaciones.
La precisión depende de la cantidad de tiempo disponible 3.2.3.3.2
Se pueden considerar 3 escenarios, de acuerdo al tiempo disponible para
elaborar la estimación, como ejemplo para un mismo proyecto se tendría:
Tres horas: Cuando existe una necesidad de determinar la viabilidad del
proyecto. El dueño del proyecto necesita saber de qué volúmenes de dinero se va
a negociar por ejemplo, saber si el costo del proyecto será de $100 millones o
$10 millones de dólares. Sirve para la toma de decisiones.
Tres días: Cuando existe la necesidad de presentar una oferta referencial, saber
cuánto costará un proyecto dentro de un rango razonable, que luego pueda ser
afinado mientras avancen la negociación, como por ejemplo el costo esta entre 90
y 130 millones, con lo cual sabemos que el volumen de negociación está por los
$100 millones de dólares.
Tres semanas: es una estimación más detallada, para inversión, o la
presentación de una oferta con un precio global como contratista.
64 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p18.
Alcance
110
Tres meses: comprende una lista detallada de un proyecto que está en curso
(proyecto adjudicado) para evaluar los costos finales del proyecto, sobre la base
de las cantidades finales obtenidas.
Figura 3.6 El efecto del tiempo en la exactitud de la estimación 65
Como se puede apreciar en la figura 3.6, la precisión podría cambiar
drásticamente en cualquier punto en el tiempo si ocurren cambios importantes en
base al desarrollo del diseño.
La precisión depende de los recursos disponibles 3.2.3.3.3
Entre los recursos más importantes tenemos:
1. El personal de estimación: cantidad y la cualificación del mismo. Son
quienes deben definir el alcance, elaborar la estimación con los métodos
más adecuados y preparar el presupuesto,
2. Software y Hardware, ayuda reducir el tiempo y mejorar la precisión.
65 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p19.
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TIEMPO
111
3. Las fuentes de datos para la estimación, como bases de datos para
materiales, estándares de fabricación en HH por unidad de fabricación,
rendimiento de maquinaria, etc.
La precisión depende del tipo de cálculo y algoritmos 3.2.3.3.4
Hay numerosos algoritmos que se pueden aplicar para elaborar una estimación,
incluyendo para mejorar el nivel de detalle de los QTO’s, la utilización de curvas
de estandarización, los análisis paramétrico, y una variedad de algoritmos de
factorización.
Usuarios finales de la estimación 3.2.3.4
Además de la estimación inicial del solicitante, el estimador debe saber de
antemano, cuál es el propósito de uso de la estimación, de los usuarios finales.
Esta información permite al estimador determinar los reportes de estimación y el
respaldo de la información que será requerida.
Al determinar esta información, el estimador podrá compararla y definir el alcance,
el grado de precisión, el tipo requerido de estimación, el algoritmo de estimación
a utilizar, la cantidad de tiempo necesario, y la cantidad y tipo de recursos que se
requieren para producir la estimación.
El estimador puede proporcionar cualquier información con una anticipada
planificación y los recursos adecuados.
Formatos y formularios de la estimación 3.2.3.5
El formato de la estimación comprende el plan para la organización en el que se
incluye con el suficiente detalle la información entregada, procedimientos y los
resultados.
Detalle de los formularios de la estimación 3.2.3.5.1
Los formularios deben contener el nivel más profundo de descripciones de los
artículos, el alcance y los costos directos asociados. El estimador debe poseer
toda la documentación que define el alcance del proyecto. Diseño básico y ámbito
de aplicación, dibujos y bocetos de cualquier tipo, cotizaciones y órdenes de
112
compra, especificaciones, etc. Que se utilizan para elaborar los detalles de la
estimación.
La Tabla 3.2 muestra los tipos de campos que se encuentran en muchas hojas
estándar del detalle de lo estimado. Un ejemplo de un formulario de detalle
estimación se muestra en la Figura 3.7.
Tabla 3.2 Descripción de las columnas en el formulario de la Estimación 66
Número de ítem Una secuencia numérica, el código de cuenta, WBS, o el número de referencia.
Descripción de ítem Información descriptiva y los precios, los supuestos, los calificadores y los ajustes al de acuerdo al alcance de cada elemento.
Cantidad y unidades de medida
Tienen relación con las descripciones de los artículos.
Precio unitario de mano de obra
La velocidad a la que el trabajo se va a realizar. Ya sea expresado en horas por cantidad y se usa como un multiplicador o expresadas en cantidades por hora y se utiliza como un divisor. Puede ser usado en con el campo "Cantidad", , para calcular el total de horas de trabajo.
Salario laboral En la mayoría de las empresas, la tasa de salario (expresado en dólares por hora) que se paga al trabajador. Para el trabajo de campo, esto generalmente incluye los beneficios adicionales.
Tipo de trabajo Se relaciona con el precio unitario del trabajo anterior y puede ser un arte único o una combinación de disciplinas dentro de un equipo de trabajo.
Horas de trabajo Algunos tipos de cálculos no tienen suficiente detalle para indicar esta información. En algunos procesos se estimará el número de personas y la duración de tiempo necesarios para cumplir el artículo. En otras circunstancias, las horas se calcularán a partir de la cantidad y el tipo de unidad de trabajo
Trabajo $ El resultado de un algoritmo de estimación, precio unitario del trabajo y los salarios.
Precio unitario del material
El precio unitario estimado de los materiales (expresado como $ por cantidad).
Material $ Puede ser una entrada directa en dólares como resultado de un algoritmo de estimación, presupuesto, o la extensión de la cantidad y el precio unitario de material.
Tarifa unitaria de subcontrato
Aunque rara vez se utiliza, es similar a la unidad de trabajo en la que es la velocidad a la que debe realizarse el trabajo subcontratado.
Subcontrato $ Puede ser una entrada de dólar directo como resultado de un algoritmo de estimación o la cita, o puede ser la extensión de la cantidad y el precio unitario subcontrato.
66 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p23.
113
Precio unitario de equipo de construcción
Para las empresas que tratan al equipo de construcción como un costo indirecto, no aplica este campo. Sin embargo, cuando se considera como un coste directo, este es el precio unitario al que se alquilan los equipos de construcción. Cuando el equipo es alquilado, el precio no incluye la mano de obra para el funcionamiento del equipo cuando el trabajador es un empleado del contratista. Cuando el equipo se alquila como M & O (mantenimiento y operación), entonces la mano de obra para operar y mantener el equipo se incorpora con la tasa de alquiler de equipos.
Tiempo de los Equipos para la construcción
La cantidad de tiempo que se necesita un equipo para un determinado trabajo o aplicación. Esto sólo se utiliza cuando el equipo de construcción se trata como un costo directo.
Equipos para la Construcción $
Esto puede ser una entrada de dólares como consecuencia directa de una estimación o cotización
Descripción
Cantidades y unidades
Horas Precio unitario M/O
Precio M/O
Precio Material
Precio Unitario Equipo
Precio Total equipo
Precio subcontrato
Precio Total
Figura 3.7 Ejemplo de formato detallado para M/O, material construcción y equipo. 67
códigos Descripción Horas M/O precio Material Precio
Precio Equipo
Precio Subcontratos
Precio Total
1 COSTOS DIRECTOS 1.01 M/O fabricación
metalmecánica
1.02 Suministro de lámina 1.03 Suministro de tubos 1.04 Suministro de bridas 1.05 Elemento mecánicos 1.06 Válvulas e
Instrumentos
1.07 Pernos 1.08 Materiales eléctricos 1.09 Consumibles
mecánicos
1.10 SUBTOTAL COSTO DIRECTO 2 COSTOS DIRECTOS 2.01 M/O indirecta 2.02 Costos fijos de oficina 2.03 Costos fijos de taller 2.04 Escalación 2.05 Contingencia y riesgo SUBTOTAL COSTO INDIRECTO GRAN TOTAL
Figura 3.8 Ejemplo de formato de resumen CSI 68
67 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p25. 68 Fuente: el autor
114
Hoja de resumen de la estimación 3.2.3.5.2
La hoja de cálculo del resumen general detalla:
1) el subtotal de cada categoría de costos directos
2) el subtotal de cada categoría de costos indirectos.
Supuestos y Documentaciones de la Estimación 3.2.3.5.3
La documentación de las hipótesis es fundamental para la comprensión e
interpretación de una estimación. Debe hacerse una planificación suficiente por
adelantado a fin de que toda la documentación sea registrada durante el proceso
de estimación.
Colaboradores de la estimación 3.2.3.6
Pueden tenerse tanto colaboradores internos como externos de la empresa.
Dentro del proyecto, debe considerarse el número de estimadores en las
diferentes especialidades requeridas. En proyectos más grandes, un equipo de
estimadores a menudo se reúne con un estimador líder para asignarle la
responsabilidad de coordinar todo el proceso de estimación para este proyecto.
En este tipo de proyectos el estimador líder incorporará los detalles de los
estimadores de otras especialidades, revisará su trabajo, reunirá los resúmenes
de estimación, suposiciones, documentación y carátula, y coordinará el proceso
de revisión y aprobación.
Todos los colaboradores y líderes de la estimación deben documentarse en el
paso 8 de la estimación, documentación y revisión.
Tiempo de elaboración y revisión 3.2.3.7
Para el tiempo de elaboración se deberá determinar el tiempo adecuado para
elaborar la estimación. La capacidad para determinar la fecha límite (deadline),
depende de la cantidad de trabajo para estimar tomando en cuenta el detalle del
alcance, la cantidad de recursos y cuantos estimadores disponibles tiene el
departamento. Las revisiones de la estimación pueden tomar mucho más tiempo
del requerido y puede prolongar el calendario de preparación de la estimación.
Antes de iniciar el proceso de estimación, los estimadores siempre deben
115
preguntar quién revisará la estimación para que el proceso de revisión pueda ser
incorporado en el programa de preparación.
Con el fin de planificar correctamente la estimación se pueden responder las
siguientes preguntas: 69
· ¿Cuál es la fecha de vencimiento de la estimación?
· ¿Quién tiene la responsabilidad de la revisión de la estimación?
· ¿Quién tiene autoridad de aprobación de la estimación?
· ¿Una secuencia de revisión es importante?
· ¿Existe personal externo a la empresa que debe revisar o aprobar la
estimación como, cliente, subcontratista, proveedor, etc.?
· ¿Alguna de estas personas no estará disponible para participar en el
proceso de revisión?
· ¿Se generarán resúmenes especiales que requieran un nivel más alto de
revisión para la estimación?
Costo de preparación de la estimación 3.2.3.8
Antes de empezar a trabajar en una estimación grande, muchos gerentes
solicitan una "estimación de la estimación", es decir, determinar el costo requerido
para preparar la estimación.
Unidades de medida de la estimación 3.2.3.9
Dentro de un proceso de globalización y de las posibilidades de exportar así como
de importar equipos hacia y desde diversos países, que utilizan diferentes
unidades de medida. El estimador debe conocer las conversiones tanto para
unidades de medida físicas como monetarias, y también las equivalencias de
códigos y estándares.
69 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p28.
116
3.2.4 PASO 4: CUANTIFICACIÓN DE MATERIALES QTO’S Y
DESCRIPCIÓN DE CANTIDAD DE TRABAJO
Con la planificación elaborada y habiendo delimitado el alcance, el proceso de
estimación se puede dar inicio al paso 4. En este punto, el estimador reúne todos
los documentos disponibles, la definición del alcance y luego comienza a
desarrollar los detalles de la estimación (a menudo llamado «contenido»), en
primer lugar por los costos directos y luego los costos indirectos. En efecto, los
pasos 4 y 5 se llevan a cabo dos veces: una para los costos directos en las hojas
de detalle estimación (Figura 3.7) y de nuevo por los costos indirectos en la hoja
de resumen (Figura 3.8).
Este paso incluye la realización de la cantidad de materiales y su labor asociada
(QTOs). Sin importar el tipo de estimación (viabilidad, detallado, etc.), todos los
artículos de estimación deben aparecer. Los formularios de solicitud, las bases de
diseño, planos y sketches, especificaciones, contratos, órdenes de compra y
ofertas en algunos de los documentos de origen utilizados para el desarrollo de
los elementos detallados en el alcance de la estimación.
Los QTO’s puede elaborarse manualmente o mediante el uso de software de
cálculo. Dentro del proceso de estimación la elaboración de los QTO’s tanto para
las estimaciones detalladas como para las de orden de magnitud, es una de las
actividades que más tiempo demanda y la más intensiva en el proceso de
estimación, los sistemas informáticos están siendo utilizados con mayor
frecuencia por los contratistas y propietarios.
La descripción de los materiales puede ser el factor más importante que afecta a
la variabilidad de precios en cualquier elemento de estimación. Esto es así porque
la calidad de la descripción del artículo a estimar es muy variable de un estimador
a otro. Para ello se puede aplicar la prueba de fuego conocida como “acid test”
para una descripción adecuada de la estimación del artículo.
117
La “acid test” se describe como: “La descripción de un artículo de estimación es
adecuada si un estimador diferente, utilizando la misma fuente de datos, obtiene
los mismos costos estimados como el estimador inicial lo hizo.” 70
Una descripción completa incluye:
1. Cantidad y unidad de medida aplicable.
2. Descripción física del ítem con el mayor detalle para cumplir con la
estimación adecuada, o por encima de lo requerido.
3. Las cláusulas "incluye, excluye" que aclaran los límites de alcance, como
se explica en este capítulo.
4. Los supuestos que definen aún más los límites del alcance, y las bases
para los ajustes que se han hecho.
5. Las fuentes de datos de estimación. Independientemente del grado de
detalle o de naturaleza conceptual de la estimación es, siempre dejan un
rastro de auditoría. Senderos descriptivos de auditoría ayudará a otros más
tarde si es necesario volver sobre sus procesos de pensamiento.
CANTIDADES Y UNIDADES DE MEDIDA APLICABLE 3.2.4.1
La cantidad viene de mirar el material de origen en su condición de suministro en
bruto y la realización de una cantidad de material basado en los planos de
construcción, un dibujo conceptual, diagrama de flujo de proceso, o un dibujo de
planta.
La unidad de medida (metros cúbicos, pies lineales, tonelada, etc.) también debe
ser suministrada a las cantidades y estas deben corresponder a un mismo
sistema, no es conveniente mezclar diferentes sistemas.
DESCRIPCIÓN FÍSICA 3.2.4.2
La descripción física normalmente corresponde a especificaciones tales como la
capacidad, la función, materiales de construcción, el fabricante, el tamaño,
dimensiones, peso, fuentes de QTO’s tales como, el número sketchs, planos,
70 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p29.
118
especificaciones, etc. A menudo, aquí se incluye una referencia a la fuente de
datos para la estimación.
CLÁUSULAS “INCLUYE/EXCLUYE” 3.2.4.3
Como se mencionó anteriormente, las declaraciones "incluye y excluye" pueden
agregar una gran cantidad de claridad sobre el alcance del tema por estimar
específicamente indicando las posibles ambigüedades o suposiciones y
documentando las desviaciones de los estándares tradicionales, paradigmas,
códigos o normas.
Como ejemplo podemos analizar el siguiente caso:
“Fabricar un tanque de almacenamiento, sobre superficie para diésel, utilizando
láminas de acero calidad A-36, de acuerdo a las medidas y las bocas indicadas
en el plano de conjunto EP-DRT-001-1, e incluyendo un recubrimiento exterior,
epóxico tri-capa, sin pintura interior. Bajo código de diseño principal API-650, para
el recubrimiento se utilizara la especificación EP-FRG-010-2, Utilizar una
eficiencia en la soldadura de 0.85, No se requiere realizar prueba de vacío en el
techo, ni de adherencia para el recubrimiento.”
En este ejemplo se muestran tres características importantes que debe
considerarse en cualquier detalle de alcance: 1) se listan los sub-ítems incluidos
en el alcance como lamina A-36, la pintura epóxica en el exterior y bocas de
acuerdo a planos.2) indica los sub-ítems excluidos del alcance como la pintura
interior, ensayos de vacío en el techo y prueba de adherencia para pintura.
SUPUESTOS DE DEFINEN EL LÍMITE DEL ALCANCE 3.2.4.4
A partir de los sub -ítems que quedan en incertidumbre y que deben ser aclarados
durante el proceso de estimación, o a su vez son asumidos por el estimador.
Como en el ejemplo anterior tendríamos en el caso de la norma a aplicar si se
debe aplicar otra a más de la API, y si existen contradicciones entre planos y
norma de diseño, donde debe ser la entrega del tanque, EXW o en planta del
cliente, existen restricción de origen para los materiales, etc.
119
FUENTES DE DATOS DE INFORMACIÓN 3.2.4.5
Esta etapa requiere tomarse todo el tiempo que sea posible para seleccionar las
fuentes de información más adecuadas que se puede utilizar para estimar cada
tarea. Debe considerarse que la estimación más detallada, no siempre es la más
adecuada. Las estimaciones conceptuales se espera que tengan menos detalles,
menos precisión, y más contingencia y riesgos. Las fuentes de datos de la
estimación se analizan en detalle en el Paso 5.
3.2.5 PASO 5: FUENTES DE DATOS Y CÁLCULO DE COSTOS
Este paso es el paso del dinero. Se trata de dos diferentes actividades asociadas
al dinero: 71
1. Obtención de información de fuentes de datos y
2. El cálculo de los costos.
Obtención de información de fuentes de datos 3.2.5.1
Las fuentes de datos vienen en muchas formas y son similares a los estados
físicos de la materia: sólido, gel, líquido y gas. 72 Los sólidos son números que
corresponden a órdenes de compra, a cotizaciones, y similares; las fuentes tipo
gel provienen de históricos recientes de costos o fuentes de datos disponibles en
el mercado, el "liquido" equivale a cifras provenientes de las estimaciones
anteriores de archivos de estimación de mucha edad o producto de una
evaluación por parte de un equipo de estimación, y el "gaseoso" es un número
que, en efecto, es una conjetura.
Existen varias publicaciones sobre estimación que sirven como fuentes de datos y
están disponibles en países como EEUU, también existen numerosas
asociaciones profesionales como la AACE INTERNATIONAL. En el Ecuador la
Cámara de la Construcción se ha preocupado en elaborar estas publicaciones
referentes al área de la construcción civil.
71 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p31. 72 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p31.
120
Cálculo de costos 3.2.5.2
Para elaborar una estimación de un artículo, es necesario conocer el alcance de
los pasos 2 a 4 y tener una fuente de datos de costos. Una vez definidos, las
fuentes de datos sobre los costos y su alcance, se combinan para estimar el
costo de cada artículo tanto los costos directos como indirectos. Este proceso se
denomina cálculo de costos. Los montos estimados se introducen en el formulario
de detalle de la estimación.
Para obtener los costos totales directos de cualquier categoría, se aplica el
proceso de costeo a todos los elementos del alcance que se han tasado en el
paso 5 del proceso. [Nota: A veces, aunque raramente los equipos de
construcción son tratados como un costo directo. Cuando el trabajo, material,
subcontratos, y equipos de construcción son todos los costes directos, nos
referiremos a ellos como LMSE’s en lugar de LMS que se utiliza cuando
representan a los costos que incluyen M/O material y subcontratos.
Datos sobre salarios, tamaños nómina de personal operativo y administrativo,
productividad, etc. Debe ser documentado en una hoja de copia de seguridad.
En algunos casos, los costos laborales se asignan como un fragmento de
información correspondiente a una conjetura hecha por el estimador. En otros
casos, el trabajo se obtiene mediante la estimación del número de personas que
trabajan por un monto estimado de tiempo para realizar la tarea. Esto se conoce
como composición de las cuadrillas. Los costos de mano de obra también se
pueden derivar de las cantidades, tipos de unidad de producción, y los salarios de
la siguiente manera en la siguiente ecuación:
(3.1)
Dónde:
: Mano de obra
: Cantidad
121
: horas
: Dinero en dólares
3.2.6 PASO 6: COSTOS DIRECTOS
Antes de analizar los métodos para la obtención de los costos, es necesario
entender la diferencia entre los costos directos y los costos indirectos.
El costo Directo es definido por la AACE como:
“El costo de los equipos instalados, materiales y mano de obra directamente
involucrada en la construcción física de la instalación permanente.” 73
Y el Costo Indirecto es definido por la AACE como:
“Los gastos que no se conviertan en una parte final de la instalación, pero que son
necesarios para la realización de la misma y puede incluir, pero no están limitados
a, la administración de campo, supervisión directa, herramientas, los costos de
puesta en marcha, los honorarios del contratista , seguros, impuestos, etc.” 74
El subtotal de los costos directos se lleva a cabo aquí en el paso 6 utilizando el
método de extensión o el método de introducción directa. El subtotal de Indirectos
se realiza en la hoja de resumen en el paso 7, más adelante.
Figura 3.9 Método para el cálculo de los QTO's, y costo para mano de obra directa 75
73 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p34. 74 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p34. 75 Taylor, T.; Janda, W. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p162.
Canitad de
Material
Estándar de Horas
de trabajo
Total de horas de trabajo
estándar
Factor de ajuste de productivi
dad
Total de horas de trabajo
estimadas
Tasa de trabajo
estimado actual
Costo de trabajo directo
estimado
x = x = = x
122
Luego se agregan los subtotales de todas las categorías de costos directos y
transfiera los subtotales de cada grupo a la hoja de resumen.
3.2.7 PASO 7: RESUMEN Y CARÁTULA
En esta sección se describe brevemente la preparación de una hoja de resumen
de la Estimación y la carátula.
Hoja de resumen 3.2.7.1
El propósito de la hoja de resumen es poner el costo total estimado del proyecto,
proporcionando un formato y recapitulando todos los costos directos e indirectos
del proyecto y un check-list para la comprobación detallada. La hoja de resumen
proporciona una visión general de los costos del proyecto. También puede
proporcionar los índices de costes para la comparación de estándares conocidos.
La comparación de índices es un método común para determinar si los gastos
están "fuera de rango".
Costos directos: 3.2.7.2
En la sección de costos directos de la hoja de resumen de estimación se deben
reflejar las categorías de las hojas de detalle. Se pueden entregar resúmenes
adicionales conforme a los acuerdos mantenidos en reuniones de estimación
previas.
Costos indirectos: 3.2.7.3
Los costos indirectos no suelen requerir tanto tiempo para estimar como los
costos directos lo requieren, pero su contribución como costo es significativo y, en
ocasiones, superior a los costos directos. Los costos indirectos pueden incluir
cualquiera de los rubros siguientes, costos de nómina, horas extras, gastos
generales de campo, gastos generales de oficina, Ingeniería, oficinas, personal de
apoyo, margen de utilidad de los contratistas, escalación, tiempo no productivo,
ajustes y otros.
Muchos de los costos indirectos se relacionan con los costos directos. Algunas
empresas utilizan una gama de relaciones o factores que se aplican a la mano de
obra directa y material para calcular los indirectos.
123
Varios rubros como cargas laborales, impuestos sobre las ventas, pequeñas
herramientas y suministros consumibles pueden estar relacionados con los costos
directos. Costos de escalamiento y de ingeniería a menudo se estima en detalle o
pueden ser factorizados como un porcentaje del subtotal del costo directo y los
costos indirectos.
Contingencia: 3.2.7.4
Estos costos se aumentan en la estimación para añadir fondos para las
incertidumbres de eventos que lo más probable es que se produzcan. La
contingencia no cubre los cambios en el alcance o grandes eventos imprevistos
como desastres naturales o huelgas.
Los fondos adicionales de contingencia, a menudo son llamados reservas o
fondos de gestión de riesgos. Existe software disponible que analiza los riesgos
asociados con el alcance del proyecto, cronograma, etc.
Carátula de la estimación 3.2.7.5
La carátula de la estimación es la primera hoja y debe tener la siguiente
información básica:
· Nombre y localización del proyecto.
· Nombre e iniciales del estimador, del verificador (quien revisa la
Estimación), y del solicitante de la Estimación.
· Número de estimación.
· Fechas de la preparación y de la revisión, y número de revisión.
· Cualquier información de seguridad claramente marcada (cómo
“Confidencial”).
· Tipo de estimación (orden de magnitud, apropiación, revisión de oferta,
etc.).
· Breve resumen de las bases del diseño.
· Fuentes de la mano de obra, gestión de proyectos e ingeniería.
· Método supuesto de contratación.
· Costo total estimado y rango de precisión.
· Calendario relacionado con los ítems que afectan el costo (tiempos
supuestos, supuesta fecha de la aprobación).
124
· Nombre y versión del software utilizado para preparar el Estimado, si es
que aplica.
· Otros supuestos generales o cláusulas especiales que afectan el costo
total estimado.
· Comentarios sobre los temas de especial interés para los usuarios finales
actuales y potenciales futuros usuarios.
· Índices utilizados en la estimación (puede ser de valor si se utiliza en el
futuro para preparar otras estimaciones).
· Espacio para las firmas incluyendo nombre y fecha.
· Este formato puede ser parte de un sistema integrado de gestión de
calidad.
Se debe preparar las portadas con los participantes actuales del proyecto y los
usuarios finales en mente. También proporcionar información adecuada, de
manera que la estimación pueda ser utilizada correctamente en el futuro para
preparar otras estimaciones.
3.2.8 PASO 8: DOCUMENTACIÓN Y COMPROBACIÓN DE LA
ESTIMACIÓN
El paso de la documentación y la comprobación consiste en escribir las bases
para la estimación si no se han establecido.
El ABC para documentar una estimación: 3.2.8.1
· Cualquier cosa que se encuentre en la lista de verificación de la carátula del
Paso 7, pero que no se hayan descrito en la misma.
· Listas básicas, documentación, o las suposiciones que sustentan la estimación
tales como listas de planos y especificaciones aplicables con números de
revisión, codificaciones especiales utilizadas en la estimación, las fuentes de
datos de estimación e índices, etc.
· Cálculo de reserva para apoyar la contingencia, la escalación, incrementos en
los rangos salariales del personal, etc.
125
· Documentación y supuestos que rigen la estimación tales como las
condiciones de trabajo, estrategias de contratación, los niveles de
productividad asumidos, y las condiciones de trabajo, etc.
· Las explicaciones de los ajustes en la estimación, como los cambios
realizados durante la revisión final.
· Toques finales tales como exactitud y el rigor en la hoja de presentación, hoja
de resumen, y todo lo necesario adjunta copia de seguridad.
La comprobación: 3.2.8.2
La comprobación consiste en:
· Verificar la validez de los cálculos.
· Utilizando el paso 4 de la prueba de fuego “acid test” para una obtener una
descripción adecuada y rentable.
· Revalidando las estimaciones de las fuentes de datos. Considere la
posibilidad de hacerlo sobre todo cuando se utilizan técnicas de estimación
por ordenador. No se puede asumir que una estimación es necesariamente
correcta sólo porque es generada por ordenador.
· Verificación de que las relaciones entre categorías sean como un
porcentaje del costo directo, relaciones laborales a material y otros factores
utilizados por la empresa para verificar que las relaciones de estimaciones
sean lógicas. Tome ventaja de los registros históricos de la empresa y la
experiencia de gestión, y el supervisor de la estimación.
· Se debe tener mucho cuidado al realizar comparaciones entre proyectos
anteriores y el que se esté estimando, debido a que pueden cometerse
errores al no estar compara situaciones equivalentes y que a primera vista
parezcan similares o sea saber que se está comparando "manzanas con
manzanas" .
Pocas y sabias han sido las empresas que invirtieron tiempo y dinero de forma
rutinaria utilizando todos los métodos de comprobación de estimación.
126
3.2.9 PASO 9: REVISIÓN GERENCIAL
Existe un viejo dicho en la estimación que dice:
“No existe una buena estimación, Ya que si el balance de costos da un saldo a
favor se dice que el diseño fue el bueno, o que el personal que ejecutó el proyecto
hizo un excelente trabajo. Y lo contrario, si el balance arroja que existen pérdidas,
entonces se dice que se debió a una mala estimación.” 76
Se esté o no de acuerdo con esta filosofía. Lo cierto es que la administración
juega un papel importante por dos razones:
1. Son los responsables de la supervisión de la preparación de las
estimaciones y
2. por lo general tienen el conocimiento y la experiencia para saber "lo que
podría salir mal".
3.2.10PASO 10: EDICIÓN Y ALMACENAMIENTO DE LA
ESTIMACIÓN
Dado que las estimaciones contienen una gran cantidad de información
relacionada con el proyecto, que son documentos de trabajo para el equipo de
proyectos, y debido a su valor como fuente histórica, es necesario un cierto grado
de protección. En cualquier caso, se requiere un método fiable y sistemático para
almacenamiento, de referencia y de control.
Las estimaciones suelen ser numeradas y luego archivarse en un lugar conocido.
En algunos casos, se trata de una zona de seguridad con acceso concedido a
personal específico solamente. Una base de datos se puede mantener con las
caratulas incluyendo otros datos importantes como los índices de elaboración y
comparación.
El sistema de recuperación debe ser fácil, rápido y conveniente para los usuarios.
Sistemas de numeración se diseñan generalmente con la estructura corporativa
en la mente, es decir, si la empresa cuenta con un grupo central de estimación 76 Aaron, L. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p38.
127
entonces las estimaciones pueden ser numeradas consecutivamente o divididas
por tipo de cliente / proyecto. En las organizaciones descentralizadas, sistemas de
numeración generalmente se mantienen y se asigna de forma distinta dentro de
cada división de la compañía. Los números de control son importantes y deben
mantenerse de manera que no estén duplicados y el sistema de numeración
pueda mantener su integridad.
Dentro de las buenas prácticas de control de documentos, deben realizarse las
copias maestras de las estimaciones, para asegurar que:
· Cada estimación debe tener un número único.
· Todas las copias que se prestan son objeto de control para su conseguir
regresarlas al archivo. En ciertos casos se requiere firmar en un registro su
préstamo.
· El volumen de los costos estimados y el número de estimaciones puede
ser reportados mediante un informe a la gerencia.
· El sistema de archivo es seguro. Algunas estimaciones, pueden convertirse
en prueba legal, por lo que la seguridad en el almacenamiento de las
estimaciones debe mantenerse.
3.2.11PASO 11: RETROALIMENTACIÓN DE COSTOS Y MEJORA
CONTINUA
Un proyecto no ha terminado hasta que sitio de obra haya sido limpiado, los
contratistas se hayan ido, los climbs (órdenes de cambio) hayan sido aprobados
por el cliente, y se haya firmado el acta de entrega recepción. Así también el
proceso de estimación no se termina hasta que:
1. Un proyecto terminado tenga un informe de cierre close-out,
2. Todos los costos reales del sistema de información de costos han sido
entregados, y
3. Los datos históricos han sido procesados en una base de datos de costos
mediante un sistema de recolección. Esto es extremadamente importante
128
para que la precisión de la estimación de los datos, el rendimiento del
estimador, y las historias de proyectos pueden ser desarrollados.
Los contratistas y los propietarios deberían considerar la posibilidad de pasar más
tiempo, dinero y esfuerzo al final del proyecto para producir estos registros de
terminación de proyecto / estimación. Ellos tienen un valor incalculable en las
lecciones aprendidas de grabación y en la recopilación de datos para apoyar la
estimación.
129
CAPÍTULO 4: DESARROLLO DE UN PROCESO PARA LA ESTIMACION DE COSTOS, Y SU APLICACIÓN
PARA LA FABRICACION EN TALLER DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO SOBRE SUPERFICIE
ELABORADOS BAJO EL CÓDIGO API 650
Para desarrollar un proceso de estimación de costos de proyectos de ingeniería,
inicialmente se tiene que definir el giro de negocio de la empresa, e identificar las
herramientas, metodologías, técnicas, capacidades instaladas, datos históricos,
talento humano e implementación tecnológica que disponga la empresa .
4.1 DEFINICION DE LA EMPRESA Y GIRO DE NEGOCIO:
4.1.1 IDENTIFICACION DEL LA EMPRESA
Nombre: TI&C Torre Ingeniería y Construcción S.A. (empresa ficticia).
Giro de Negocio: Es una empresa metalmecánica dedicada al desarrollo,
fabricación y comercialización de bienes de capital en el mercado nacional, para
el almacenamiento y transporte de petróleo y sus derivados. Bajo estándares
nacionales e internacionales como es el código API 650.
4.1.2 GIRO DEL NEGOCIO
PRODUCTOS: Tanques de almacenamiento, bajo y sobre superficie, verticales y
horizontales, bajo diversos estándares y códigos como son UL, API, AWWA.
Para iniciar la elaboración del proceso y la posterior aplicación para la estimación
rápida de costos, se seleccionará un producto específico el cual pueda ser
analizado a detalle y en el cual se basará el presente estudio.
PRODUCTO SELECCIONADO: Tanque de almacenamiento sobre superficie
fabricado íntegramente en taller y diseñado bajo el código API 650.
130
Se desarrollará un proceso de estimación para la empresa TI&C, aplicado al
producto seleccionado, basándose en los pasos indicados en el capítulo 3 y
aplicando el código API 650 indicado en el capítulo 2.
4.2 DESARROLLO DEL PROCESO DE ESTIMACION PARA
ELABORACION DE PRODUCTOS METALMECANICOS
Se desarrolla un diagrama de flujo para determinar los subprocesos del proceso
principal que es la Estimación de Costos, con el fin de facilitar el desarrollo de los
11 pasos indicados en el capítulo 3.
PROCESO DE ESTIMACION DE COSTOS PARA PROYECTOS DE INGENIERIA
REQ
UER
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IREC
TOS,
IN
DIR
ECTO
S Y
RES
UM
EN
GERENCIADPTP VENTAS DPTO ESTIMACION DPTO DISEÑO DPTO COMPRAS DPTO PRODUCCION
1 INICIO
1 SOLICITUD DE ESTIMACION
2 DEFINICION DEL ALCANCE
3 PLANIFICACION
4 PRE DISEÑO
FIN
4 ELABORACION DE QTO’S
5 FUENTE DE DATOS
4 DEFINICION DE ESTANDARES
5 CALCULO DE COSTOS
6. COSTOS DIRECTOS,
INDIRECTOS,
8 DOCUMENTACION Y COMPROBACION
9 REVISION GERENCIAL
7 RESUMEN
10 EDICION Y ALMACENAMIENTO
11 RETROALIMENTACI
ON Y MEJORA CONTINUA
Figura 4. 1 Diagrama de Flujo para el proceso de Estimación de Costos 77
77 Fuente El Autor
131
Estos 4 subprocesos abarcarán varios pasos en el desarrollo del proceso por tratarse de actividades relacionadas y dependientes directamente entre sí, como son las entradas y salidas o sus recursos figura 4.2.
El desarrollo de un proceso de Estimación de Costos se lo puede considerar como iterativo, de acuerdo como vaya avanzando el desarrollo puede retomarse pasos anteriores con el fin cambiar u optimizar.
Figura 4.2 Subprocesos para la estimación de costos 78
4.2.1 REQUERIMIENTO Y PLANIFICACIÓN (PASOS 1,2 Y3)
Este primer subproceso se enfoca en la relación inicial entre el cliente y la
contratista, donde se recibe toda la información del proyecto, y se procede a su
revisión, análisis y lo más importante la planificación para la elaboración de la
estimación.
DEFINICIÓN DEL REQUERIMIENTO 4.2.1.1
Este subproceso se inicia (PASO 1) con el pedido formal del departamento de
ventas para la fabricación del producto en mención, debido a lo antes expuesto,
78 Fuente El autor
REQUERIMIENTO Y PLANIFICACIÓN
PREDISEÑO Y QTO’S
COSTOS DIRECTOS – COSTOS INDIRECTOS Y RESUMEN
REVISIÓN Y ARCHIVO
SOLICITUD DE
ESTIMACION, DOC DEL
CLIENTE
PLANFICIACION, Y
DETERMINACION DEL
ALCANCE
DETERMINACION DEL
ALCANCE,, DOC DEL
CLIENTE
PREIINGENIERIAS (CANTIDAD
DE MATERIAL Y OBRA)
PROCESOS FABRICACION
PRESUPUESTO, Y DS
PREIINGENIERIAS, BASES
DE DATOS DE COSTOS
PRESUPUESTO, DS, QTO’S,
PREDISEÑOS
RESUMEN Y DOC
APROBADOS, PARA
ENVIAR AL CLIENTE
RETROALIMENTACION
BASE DE DATOS,
132
se considera que este producto por ser parte del giro de negocio de la empresa
no pasará por un análisis de factibilidad.
El pedido se lo realizará mediante un formato llamado Solicitud de Estimación SE
de acuerdo a la figura 4.2.
Figura 4. 3 Formato de solicitud de estimación 79
PLANIFICACIÓN Y DETERMINACIÓN DEL ALCANCE 4.2.1.2
Una vez que ha llegado el pedido al departamento de estimación, se analiza la información y se realiza la planificación y determina el alcance de la estimación (PASOS 2 y 3).
Se considera que el objeto de esta estimación es para OFERTA.
Son revisadas las bases del diseño y se prepara el formulario de planificación de la estimación.
79 Fuente: El Autor
133
Formulario de la planificación: 4.2.1.2.1
Figura 4. 4 Planificación de la estimación 80
80 Fuente: El Autor
134
Tipos de estimación y convenciones de nomenclatura 4.2.1.2.2
Antes de adentrarnos en los detalles de las metodologías, es útil entender la
terminología utilizada para nombrar los tipos de estimaciones. Los ingenieros
deben estar conscientes que las convenciones de la nomenclatura son muchas
veces la razón de numerosas confusiones. Nombres como “presupuesto”
estimado o “un orden aproximado de magnitud”, el estimador puede tender a
describir una simple característica de una metodología de estimación, cuando, en
efecto hay por lo menos cuatro características principales que necesitan ser
definidas en orden para entender la estimación.
La definición de las cuatro características que necesitan ser especificadas con un
nombre de estimación o descripción, se muestran a continuación junto con una
breve explicación de cómo cada característica cambia con el progreso de los
ciclos del proyecto:
1. Uso final de la estimación: desde las estrategias iniciales hasta
construcción.
2. Datos de entrada: desde lo conceptual hasta lo detallado.
3. Rango de precisión: desde lo más general hasta lo más específico.
4. Técnica de cálculo: desde estocástico a determinístico.
Los ingenieros no deben depender de una simple palabra para transmitir las
características de la estimación.
Es esencial describir cada una de las cuatro características de las definiciones en
base a las cuatro características en las bases de la estimación, ver la tabla 4.1.
Una vez que se ha definido el tipo de estimación a ser elaborada, en base a la
información proporcionada por el cliente, se empezara con el diseño preliminar del
tanque, que correspondería a este tipo de estimación, para poder determinar los
QTO’s
135
Tabla 4. 1 Categorización de los procesos de estimación en la industria 81
Fase del ciclo de estimación
Rango de precisión del proceso típico de la industria y contingencia (90% de $ real caerá dentro)
Entrada de datos típica disponible
Típicos usos finales
Técnicas típicas
Clase V: (También orden de magnitud, software de estimación, métodos empíricos, estimación basada en conjetura)
-30% hasta 50% antes de contingencia. Típica contingencia = 15-40%
Ingeniería < 2% completa; función general; capacidades y resultados en bruto
Proyecto de investigación; lluvia de ideas
Juicio o parametrización incluyendo: capacidad de financiación, modelos de costos paramétricos, costos unitarios bruto
Clase IV: también conceptual, top-down, evaluación, estudio, factor, estudio de pre diseño)
-15% hasta +30% antes de la contingencia. Contingencia típica = 10-20%
Ingeniería 1-5% completa, capacidades y resultados, diseño de bloques y diagramas, lista preliminar de equipo, datos básicos asumidos
Selección de proyectos, evaluación de conceptos, estudios de viabilidad, presupuesto previo
Parametrización incluyendo: costos individuales de los equipos, costos/coeficientes unitarios brutos, modelos de costos paramétricos
Clase III: (también presupuesto), alcance, aprobación semidetallada, autorización preliminar)
-10% hasta 20% antes de la contingencia. Contingencia típica = 8-12%
Ingeniería 10-40% completa; diseños preliminares y diagramas, listado de equipos y especificaciones, datos básicos parciales
Financiación, desarrollo del diseño, control de costos, factibilidad detallada
Parámetros mixtos y unidades, límite de batería, cascada, modelos de costos unitarios parametrizados, algunos costos unitarios
Clase II: (también control detallado, o el detalle forzado y definitivo)
-5% hasta 15% antes de la contingencia- Contingencia típica = 5-10%
Ingeniería 30-60% completa; diseños finales y diagramas; listado final de equipos y cotizaciones, planos preliminares de diseño, datos básicos completos
Comprobación o comparación, oferta de licitación, órdenes de cambio, control de costos detallado
Costos unitarios o puntos de partida con mínima aplicación paramétrica
Clase I: (también completamente detallada, publicada, oferta, precio fijo, bottoms-up, precio final detallado)
-5% hasta 5% antes de la contingencia. Contingencia típica = 3-5%
Ingeniería > 90% completa; diseño esencial completo aprobado para construcción, cantidad total para arrancar
Licitación u oferta, órdenes de cambio, adquisición de material
Costos unitarios o rubros
,
81 Hollmann, J. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p44, 45.
136
Figura 4. 5 Imprecisión versus tiempo,82
4.2.2 PREDISEÑOS Y QTO’S (PASO 4)
ALGORITMOS BÁSICOS Y TERMINOLOGÍA 4.2.2.1
La base de todas las técnicas de estimación es un algoritmo o fórmula de
estimación. El algoritmo en efecto transforma el proyecto y la programación de la
información descriptiva en términos de costos. Estos algoritmos de estimación a
menudo se refieren a las (CERs). De una manera muy simple, pero también muy
común, un CER puede aparecer como:
Costo de los recursos = factor x parámetro
Dónde:
Costo de los recursos: $(mano de obra, materiales totales, etc.) o tiempo (horas
hombre, horas de renta de equipos, etc.).
Factor: un factor de unidad de costo en términos de recursos/unidad de medida.
82 Fuente: el autor
137
Parámetro: unidades de medida del ítem de estimación.
En términos matemáticos, los CERs pueden ser estocástico, determinístico o una
combinación de ambos. En términos de ingeniería de costos, los métodos
estocásticos son a menudo llamados “estimación paramétrica” y los métodos
determinísticos son llamados “costos unitarios detallados o punto de partida de la
estimación”.
Para ver una forma genérica de CER como la anterior, podría aplicarse a
cualquiera de las unidades de detalle de costo (determinística) o estimación
paramétrica (estocástica), considere las siguientes dos ejemplos simplistas de
una estimación de costos de una estructura metálica de un puente grúa para 20
toneladas.
Detalle de costos unitarios estimados:
$ de acero = $1.75/kg x 30000kg (peso de la grúa calculado)
= $52500 (costo de la estructura del puente grúa)
Estimación paramétrica:
$ de acero = $ 2625 de acero / tonelada de capacidad del polipasto x 20
toneladas de capacidad del polipasto
$ de acero = $52500
El primer ejemplo es una estimación de costos determinística (costos unitarios)
porque el parámetro o variable independiente en el CER ha sido calculado y por lo
tanto es una cantidad definitiva del rubro a ser calculado.
El segundo ejemplo podría ser llamado estocástico (estimación paramétrica)
porque el parámetro en el CER es una medida diferente a la que va a ser medida.
En el último caso, la relación entre el parámetro y el costo final es
estadísticamente significante pero aún sujeta a conjeturas. Estas diferencias son
importantes para entender la razón de la naturaleza y forma del algoritmo con sus
implicaciones para ambos tipos de datos ingresados requeridos así como la
exactitud de los datos estimados de salida.
138
También se utilizan algoritmos para ajustes básicos como factores de inflación,
escalación de presión de precios, impactos ambientales, productividad, factores
de ubicación geográfica, etc. Por ejemplo:
$ de acero = $1.75/kg x 30000kg (peso de la grúa calculado)
= $52500 (costo de la estructura del puente grúa)
$ de acero con ajustes = $52000 x (1.05 inflación)x(1.15 escalación de precios del
acero)x(1.1 impacto ambiental)
= $69069
Para la determinación del costo de los materiales, de la M/O directa o indirecta se
pueden utilizar diversos tipos de algoritmos, en el caso de Materiales y M/O
directa se utilizara un algoritmo especifico que utiliza un proceso BOTTOM UP.
ALGORITMOS ESPECÍFICOS / TIPOS DE CER 4.2.2.2
Costo unitario detallado o estimación por ítem (bottom up) 4.2.2.2.1
Esta es una técnica universal de estimación detallada basada en los QTOs. El
rango de precisión va desde +15/-10% a +5/-5% antes de la contingencia, este es
un proceso determinístico en el cual se basan algunos software de estimación.
Para el desarrollo de este proceso de estimación se elaboraran los QTO’S, para lo
cual se procederá con un diseño preliminar y relativamente detallado para poder
asignar costos con un rango de precisión de +5/-5%.
ELABORACIÓN DE PRE-DISEÑO 4.2.2.3
Para la elaboración del pre-diseño se pueden utilizar diversos tipos de software,
algunos específicos como son E-TANK, Tank, etc., y otros que son desarrollados
por las empresas constructoras. Estos últimos son más utilizados debido a los
altos costo de licencias para software de marca, y se pueden acoplar
adecuadamente a los estándares y capacidades de las empresas.
En esta etapa se elaborara una hoja electrónica en Excel que ayudará al cálculo
de diseño del tanque basado en el código API 650.
139
Los datos del tanque y las condiciones de diseño fueron entregadas por el cliente
y anotadas en los formatos SE y EP.
Figura 4.6 Datos del tanque
Figura 4.7 Condiciones de diseño
La selección del material está basada en su totalidad por la disponibilidad del
mercado local y el cumplimiento del código API 650 en su capítulo 4.
140
Figura 4.8 Materiales
Para seleccionar el recubrimiento adecuado se selecciona de acuerdo a lo
disponibilidad del mercado local. En este caso las pinturas requeridas son del tipo
epóxico y solo para el exterior. Marca seleccionada International. Sistema a
aplicarse sugerido por el fabricante en la tabla 4.8.
Figura 4.9 Recubrimiento
141
Figura 4.10 Sketch
Para el diseño se inicia con la modulación del tanque y cálculo de espesores de
los diferentes anillos del cuerpo figuras 4.10 y 4.11 de acuerdo al método del 1-
pie, indicado en el API 650 en el capítulo 5.6.
Luego se procede con el cálculo de espesores de fondo y su elemento adjunto
que en este caso sería un sumidero (figuras 4.12, 4.13 y 4.14).
Para el cálculo del techo y ángulo tope se indican en las figuras 4.15, 4.16, 4.17,
4.18.
142
Figura 4.11 Cálculo del diseño del cuerpo
143
Figura 4.12 Desarrollo de planchas del cuerpo
Figura 4. 13 Cálculo del diseño del fondo
144
Figura 4. 14 Diseño y desarrollo de planchas del fondo
Figura 4.15 Cálculo de sumidero
145
Para el diagrama del sumidero ver figura 2.15.
Figura 4.16 Cálculo de espesor lámina techo
CÁLCULO DE ESPESOR LÁMINA TECHO:
APÉNDICE J:
Espesor nominal mínimo (EL MAYOR):
a) = 4,000 [mm]
b) = 3,693 [mm]
c) = 5,000 [mm]
Para T y U se escogera el mayor valor de:
T1= DL +Sb + 0.4Pe = 0,472 U1= DL +Su + 0.4Pe= 0,4717
T2= DL + Pe + 0.4Sb = 0,622 U2= DL + Pe + 0.4Su= 0,6217
Cargas por gravedad: Apéndice R
DL = Carga muerta = 0,372 kPa
Lr = Mínima carga viva en el techo = 1,000 kPa min 1
Su = Carga de Nieve no balanceada = 0 kPa
Sb = Carga de nieve balanceada = 0 kPa
Pe = Presión externa = 0,250 kPa min 1/4
As = área seccion transversal = 10,074 m2
para acordad con el cliente y usar 0,1875 " ó 4,76 [mm]
146
Figura 4.17 Diseño geometría del techo
Figura 4.18 Dimensiones de planchas para el techo
Figura 4. 19 Diseño del techo
DIMENSIONES DEL MATERIAL TECHO:
GEOMETRIA LAMINAS PARA FABRICACION DEL TECHO:
D de disco = 1,815 m
Perimetro dico = 11,407 m
Perimetro tanque= 11,251 m
Arco a retirar = 0,156 m
Angulo de seccion a retirar = 4,91 grados
Area = 10,22 m2
Espesor = 4,76 mm
Peso techo = 382,04 kg
Lámina 1
Lámina 2
147
Figura 4.20 Ángulo tope
Figura 4.21 Requerimientos del área calculada
Por tratarse de un techo auto-soportado debe comprobarse que la junta techo-
ángulo tope haya sido correctamente seleccionada. Referirse a las figuras 4.19,
4.20 y 4.21
ANGULO TOPE:DE ACUERDO A TABLA DE 5.1.5.9 PARA TANQUES DE DIAMETRO MENOR O IGUAL A 11m:
50,8 X 50,8 X 4,76 [mm]
Pn = 91,0 [kg] 8,01 kg/m
Pb = 97,6 [kg]
CALCULO DEL AREA DE SECCION DE UNION:
ta = Espesor del ala del angulo = 4,76 [mm]
tc = Espesor de la lamina de cuerpo = 6,35 [mm]
th = Espesor de la lamina del techo = 4,76 [mm]
Wh= Maxima participacion del techo = 68,33 [mm]
0,3 x (R2 x th)^(1/2)
Wc = Maxima participacion del cuerpo = 64 [mm]
0,6(Rc x tc)^(1/2)
Le = Máxima participación del angulo = 75 [mm]
250xt /(Fy)^(1/2)
Rc = Radio interno del cuerpo del tanque = 1791 [mm]
R2 = La normal desde al techo desde la CL = 10892 [mm]
Rc/sen(q)
B = =
Fy = Esfuerzo a la fluencia para la junta = 250 [Mpa]
p = Mayor carga e1 y e2 Apendice R = 622 [Pa]
D = Diametro nominal del tanque = 3,58 [m]
Fa = Esfuerzo minimo permisible para la junta = 160 [Mpa]
q = Angulo entre techo y horizontal = 9,5 grados
Area calculada debe ser igual o exceder al area minima requerida
AREA DE TRABAJO CALCULADA. AREA MINIMA REQUERIDA PARA SOPORTAR EL TECHO
Ac = Wc x tc + Le x ta + Wh x th Ar = p x D^2/(8xFaxtan(q)Ac = 1090 [mm^2] Ar = [mm^2]
Ac > Ar por lo tanto es correcta la junta
37,4
148
Figura 4. 22 Área de la sección de unión
Bocas:
El arreglo de bocas es definido por el cliente y a su vez por la persona que
elabora la ingeniería de procesos.
La proyección de las bocas por solicitud del cliente es: 0.254m.
Figura 4. 23 Detalle de bocas
Los ángulos y las alturas para alineación para el arreglo se lo determinará en la fase del
desarrollo de ingeniería una vez adjudicado el proyecto.
Luego se procederá al cálculo de los elementos adjunto para el cuerpo y techo, como los
MH y los cleanouts. Figuras 4.24 a 4.27.
DETALLE DE BOCAS:
BOCA NPS QTY TIPO ANSI SERVICIOPESO
TUBO
PESO
LÁMINA
PESO
PERNOS
PESO
NETO
PESO
BRUTO
N1 4 1 SORF 150 INGRESO PRODUCTO 5,9 5,67 1,51 13,07 14,95
N2 4 1 SORF 150 SALIDA DE PRODUCTO 5,9 5,67 1,51 13,07 14,95
N3 2 1 SORF 150 DRENAJE CON SUMIDERO 2,3 1,90 0,41 4,61 5,19
N4 6 1 SORF 150 VENTILACIÓN W/GOOSE NECK 8,6 10,81 3,28 22,69 26,45
N5 4 1 SORF 150 SOBRELLENADO 5,9 5,67 1,51 13,07 14,95
N6 8 1 SORF 150 ESCOTILLA DE INSPECCIÓN 13,6 16,42 5,58 35,60 41,78
N7 1 2 CPLG 3000# MEDIDOR DE NIVEL 0,4 0,00 - 0 0,40 0,42
N8 1 1 CPLG 3000# MEDIDOR DE TEMPERATURA 0,2 0,00 - 0 0,20 0,21
N9 24 1 API-650 MH TECHO -
N10 24X24 1 API-650 PUERTA DE LIMPIEZA -
N11 24 1 API-650 MH CUERPO -
42,80 46,14 13,80 - 102,73 118,91
PESO
BRIDAS O
CPLG
PESO TOTAL BOCAS
149
Figura 4.24 Cálculo de refuerzo para las bocas
Figura 4.25 Cálculo de Manhole de techos
CÁLCULO DE REFUERZO PARA LAS BOCAS:
Espesor de refuerzo mínimo el mismo de la lámina de cuerpo = 6,35 [mm]
D2 = OD tubo + tolerancia tolerancia = 0,13 " = 3,175 [mm]
D1 = 2 x D2
Área del refuerzo: OD A1 Relacion A1 TOTAL A2 = Area de lamina bruta
[mm] [m2] Neto/Bruto [m2] A1 = Area de lamina neta
0,5 0 21,3 0,001 1,90 -
0,75 0 26,7 0,002 1,85 -
1 0 33,4 0,002 1,82 -
1 2 60,3 60,3 0,008 1,76 0,008
2,5 0 73,0 0,012 1,75 -
3 0 88,9 0,018 1,74 -
3,5 0 101,6 0,024 1,73 -
3 4 342,9 114,3 0,030 1,73 0,091
5 0 141,3 0,046 1,72 -
1 6 168,3 168,3 0,066 1,72 0,066
1 8 219,1 219,1 0,112 1,71 0,112
10 0 273,1 0,174 1,71 -
12 0 323,9 0,246 1,71 -
14 0 355,6 0,296 1,71 -
16 0 406,4 0,387 1,71 -
790,6 1,75 0,277
197,65
[m2]
0,015
0,002
0,003
0,004
0,661
NPS
0,298
0,506
0,021
0,032
0,041
0,052
0,080
A2
0,113
0,192
0,420
D1
D2
150
Para el diagrama de Manhole de techo, ver en la figura 2.14.
Figura 4.26 Cálculo de Manhole de cuerpo
Debido a las cargas de viento y sísmica se determinara y el tanque requiere ser
anclado o no, figuras 4.29 a 4.31.
Como accesorios adicionales se tiene una escalera tipo marinera con su
respectivo guarda-hombre como elemento de seguridad y las orejas de izaje,
referirse a las figuras 4.32 a 4.34.
Para el cálculo de los costos de material, se debe tomar en cuenta el peso total de
la plancha antes de ser afectada en el proceso. Incluyendo desperdicios. Lo
mismo debe ser aplicado para todos los materiales como tubería, perfiles y bridas
151
Figura 4.27 Cálculo de Clean Out
A este peso del material se lo llama peso bruto y es calculado para cada elemento
con el fin de asignar su costo.
Luego de calcular todos los pesos netos y brutos obtenemos los resultados totales
indicados en la figura 4.35.
152
Figura 4. 28 Clean-Out
Figura 4.29 Se requiere anclaje: SI – NO
DEFINIR SI REQUIERE ANCLAJEPresión por viento:
V = 120 [kph] area FPvh = 0,86kPa(V/190)^2 = [kPa] 13,099329 [m2] 4,49369 [kN]Pvv = 1,44kPa(V/190)^2 = [kPa] 10,073851 [m2] 5,70773 [kN]
Para no tener anclaje debe cumplir las dos condiciones siguientes.
1.- = 11,1 < 30,5 SI
2.- = 19,4 < 29,6 SI
Fp = Factor de combinacion de presion Po/Pd = 1 min 0,4
Mpi = Momento en la junta cuerpo - fondo, para la presion interna = 0 [kN.m]
Mw = Momento de volteo en la junta cuerpo - fondo, para la presion = 18,44 [kN.m]
de viento horizontal y vertical
Mdl = Momento en la junta cuerpo - fondo, para el peso nomnal del = 35,67 [kN.m]
cuerpo y la estructura del techo soportada por el cuerpo que no
este unida al unida a la lamina del techo
MF = Momento en la junta cuerpo - fondo, para el peso del liquido = 10,15 [kN.m]
MDLR Momento en la junta cuerpo - fondo, para la peso del techo mas e interna = 6,70 [kN.m]
WL = Peso del liquido SG=0,7 H=0,5xHd < 140,8HD
Fby = 250 [MPa]
H = 3,353 [m]
D = 3,581 [m]
tb = 6 [mm] Espesor corroido de la lamina de fondo
WL = 10248,896 [N/m] > 1690,7 [N/m]
0,3430,567
153
Figura 4.30 Cálculo de anclajes
Figura 4.31 Geometría de la silla
Figura 4.32 Sistema de anclaje
CÁLCULO DE ANCLAJES
CARGA POR ANCLAJE
area d perno
tb = Carga por anclaje = 267507,36 [N] 1337,54 [mm2] 23,28 [mm]
U = Carga neta total = 1070029 [N]
N = numero de anclajes = 4
Material pernos : A-36
Fy = 250 [Mpa]
Esfuerzo permisible F = 200 [Mpa] para pernos
Esfuerzo permisible F = 170 [Mpa] para lamina silla
UPLIFT LOAD CASE
carga por viento = -8779 [N]
carga por sismo = 1070029 [N]
Pwr = 0,567 [kPa]
D = 3,581 [m]
Mwh = = 8218,054 [N.m]
W2 = 23663 [N]
Pws = 343,05 [N/m2]
H = 3,7 [m]
Wrw = 975,0 [KN-m]
Av = 0,5 %
[N-m]
154
Plataformas y escaleras:
Figura 4. 33 Cálculo de plataformas y escaleras
Figura 4. 34 Lifting lugs
Figura 4.35 Plataformas y escaleras
155
Figura 4.36 Resultado total del peso
CÁLCULO DE LOS QTO’S 4.2.2.4
Luego de obtener el peso por cada elemento se lo reagrupa de acuerdo al tipo de
material con el fin de asignar un costo.
156
Figura 4.37 Cálculo de la cantidad de material para la fabricación del equipo
Para cada elemento calculado se tiene una cantidad de trabajo relacionada. Para
lo cual se requiere tener los estándares de fabricación de los diferentes procesos
para determinar la cantidad de horas asignadas en cada fase. Partiendo de la
cantidad de fabricación (ver figura 4.37).
W L t D H NETO BRUTOESPECIFICACION [m] [m] [mm] [m] [m] [kg] [kg]
1 CUERPO 2123 23201,1 1ER ANILLO PL: A-36 1,81 11,27 6,35 -- -- 1016,3 1111,4
1,2 2DO ANILLO PL: A-36 1,81 11,27 6,35 -- -- 1016,3 1111,4
1,3 ANGULO TOPE L: < 4" 0,05 11,36 4,76 -- -- 91,0 97,6
2 FONDO 744 9362,1 LÁMINA DE FONDO PL: A-36 1,81 -- 7,94 3,69 -- 667,8 829,5
2,2 SUMIDERO PL: A-36 -- -- 7,90 0,63 0,308 63,1 91,0
2,3 SUMIDERO PL: A-36 -- 1,65 5,54 0,06 -- 12,3 15,0
2,4 SUMIDERO PL: A-36 -- -- 5,54 0,06 0,076 0,9 0,9
3 TECHO 382 5253,1 LÁMINA DE TECHO PL: A-36 -- -- 4,76 3,631 -- 382,0 525,2
4 BOCAS 646,5 991,1 4,1 LÁMINA MANHOLE TECHO PL: A-36 -- -- 6,35 0,6 0,2008 86,72 144,8
4,2 MANIJA RB: A-36 -- 0,3 16,00 0,016 -- 0,47 0,5
4,3 LÁMINA MANHOLE CUERPO (TAPA) PL: A-36 -- -- 9,53 0,6 0,2 60,16 103,5
4,4 LÁMINA MANHOLE CUERPO (CUELLO-BRIDA)PL: A-36 -- -- 6,35 0,6 0,2 63,13 96,8
4,5 LÁMINA CLEAN OUT (tapa y brida) PL: A-36 -- -- 9,53 -- 0,61 62,93 99
4,6 LÁMINA CLEAN OUT (cuello) PL: A-36 -- -- 7,95 0,61 0,17065 16,75 18
4,7 LÁMINA CLEAN OUT (refuerzo) PL: A-36 -- -- 6,35 1,83 0,91 54,67 83
4,8 LÁMINA CLEAN OUT (placa base) PL: A-36 -- -- 22,225 -- -- 100,12 218
4,9 EJES (Tapas MH) RB: A-36 -- -- 16 -- -- 0,84 1
5,0 LÁMINA DE REFUERZO BOCAS PL: A-36 -- -- 6,35 -- -- 13,80 24
5,1 TUBOS DE BOCAS PIPE: < 10" NPS -- -- 198 -- -- 46,14 50
5,2 BRIDAS PARA BOCAS FL: SORF ANSI 150# -- -- -- -- -- 42,80 45
5,3 PERNOS FASTENERS -- -- -- -- -- 19,92 22
5,4 SILLAS DE ANCLAJE PL: A-36 -- -- 22,22 -- -- 15,70 17
5,5 SILLAS DE ANCLAJE PL: A-36 -- -- 15,9 -- -- 46,43 51
5,6 SILLAS DE ANCLAJE PL: A-36 -- -- 6,35 -- -- 15,95 18
5 PLATAFORMAS Y ESCLAERAS 129,04 149,365,1 PLATINA guarda hombre L: < 4" -- -- 6,35 -- -- 66,42 79,70216
5,2 PLATINA para escalera L: < 4" -- -- 9,5 -- -- 34,89 38,38038
5,3 TUBOS para escalera PIPE: < 10" NPS -- -- 0 -- -- 7,776 9,3312
5,4 LÁMINA lifting lugs PL: A-36 -- -- 15,9 -- -- 9,9852 10,98372
5,5 LÁMINA lifting lugs PL: A-36 -- -- 6,35 -- -- 9,9695 10,96645
GRAN TOTAL 4025,3 4923
DESPERDICIO 18%
ELEMENTOS DEL TANQUE#DIMENSIONES PESOS
CANTIDAD DE MATERIAL
157
SIE
RR
AM
AQ
UIN
AD
OM
AN
IPU
LEO
MA
NU
AL
CN
CA
UT
OM
AT
ES
MER
ILA
DO
GR
AN
ALL
AD
OP
INT
UR
AG
RA
NA
LLA
DO
PIN
TU
RA
[m]
[m]
[m]
[m]
RO
LAD
OD
OB
LAD
OA
TO
PE
FILE
TE
SIM
PLE
FILE
TE
DO
BLE
TA
LAD
RO
[m2]
[m2]
[m2]
[m2]
1C
UE
RP
O0
.00
56
.08
0.2
05
2.4
22
2.5
41
1.3
62
6.3
60
.00
22
.54
09
282
42
.51
42
.51
41
.35
41
.35
1.1
1ER
AN
ILLO
028
.04
026
.16
11.2
70
13.0
80.
0011
.27
4446
20.3
920
.39
20.3
920
.39
1.2
2DO
AN
ILLO
028
.04
026
.16
11.2
70
13.0
80.
0011
.27
4446
20.3
920
.39
20.3
920
.39
1.3
AN
GU
LO T
OP
E0
00.
200.
100
11.3
60.
200.
000.
0039
01.
731.
730.
580.
58
2FO
ND
O0
.00
38
.52
0.7
53
9.6
50
.28
0.0
09
.20
1.9
83
.83
0.0
02
061
12
.31
12
.31
11
.50
11
.50
2.1
LAM
INA
DE
FON
DO
028
.25
028
.25
00
8.32
0.00
0.00
016
5111
.29
11.2
910
.15
10.1
5
2.2
SUM
IDER
O0
10.2
60
10.2
60.
280
0.31
1.98
3.83
036
41.
021.
021.
021.
02
2.3
SUM
IDER
O0
00.
750.
750
00.
570
00
450
00.
310.
31
2.4
SUM
IDER
O0
00
0.38
00
00
00
10
00.
020.
02
3T
EC
HO
0.0
01
8.6
70
.00
18
.67
0.0
00
.00
3.6
31
1.4
10
.00
0.0
01
575
10
.22
10
.22
10
.22
10
.22
3.1
LAM
INA
DE
TEC
HO
018
.67
0.00
18.6
70.
000.
003.
611
.40.
00
1575
10.2
210
.22
10.2
210
.22
4B
OC
AS
06
6.8
40
.96
67
.66
10
.71
1.8
2.6
72
1.4
82
7.3
34
03
20
61
5.6
21
5.6
28
.32
8.3
24.
1LA
MIN
A M
AN
HO
LE T
ECH
O0
16.4
20
16.4
21.
880
0.20
3.61
3.93
057
91.
741.
740.
830.
83
4.2
MA
NIJ
A0
0.00
0.15
0.20
0.00
0.6
0.00
0.00
0.15
02
0.03
0.03
0.00
0.00
4.3
LAM
INA
MA
NH
OLE
CU
ERP
O0
7.11
05.
480.
000
00.
001.
880
414
5.48
5.48
5.48
5.48
4.4
LAM
INA
MA
NH
OLE
CU
ERP
O0
9.98
09.
981.
880
0.17
3.94
3.77
038
74.
094.
090.
320.
32
4.5
LAM
INA
CLE
AN
OU
T (t
apa
y b
rid
a)0
7.95
07.
950.
000
0.00
0.00
0.00
3629
60.
840.
840.
840.
84
4.6
LAM
INA
CLE
AN
OU
T (c
ue
llo
)0
0.35
00.
352.
280
0.17
0.00
4.55
074
0.27
0.27
0.27
0.27
4.7
LAM
INA
CLE
AN
OU
T (r
efu
erz
o)
05.
810
5.81
1.83
00.
000.
005.
810
332
1.10
1.10
0.00
0.00
4.8
LAM
INA
CLE
AN
OU
T (p
laca
bas
e)
06.
070
6.07
0.00
00.
006.
070.
000
653
00.
000.
570.
57
4.9
EJES
(Ta
pas
MH
)0
0.00
0.12
80.
130.
001.
20.
000.
400.
000
40.
060.
060.
000.
00
5.0
LAM
INA
DE
REF
UER
ZO B
OC
AS
06.
370
6.37
2.03
00.
004.
252.
120
860.
250.
250.
000.
00
5.1
TUB
OS
DE
BO
CA
S0
0.00
0.67
632.
120.
000
2.12
0.00
2.12
015
70.
650.
650.
000.
00
5.2
BR
IDA
S P
AR
A B
OC
AS
00.
000
0.00
0.00
00.
000.
000.
000
770.
370.
370.
000.
00
5.3
PER
NO
S0
0.00
00.
000.
000
0.00
0.00
0.00
022
0.00
0.00
0.00
0.00
5.4
SILL
AS
DE
AN
CLA
JE0
2.40
02.
400.
000
0.00
0.00
2.40
469
0.32
0.32
0.00
0.00
5.5
SILL
AS
DE
AN
CLA
JE0
1.18
01.
180.
000
0.00
0.00
0.59
018
0.26
0.26
0.00
0.00
5.6
SILL
AS
DE
AN
CLA
JE0
3.20
03.
200.
800
0.00
3.20
0.00
035
0.16
0.16
0.00
0.00
5P
LAT
AFO
RM
AS
Y E
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.81
.81
3.0
10
75
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41
01
7.2
38
05.
75
75
57
44
0.6
07
06
10
.97
10
.97
00
5.1
PLA
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A g
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mb
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00.
650.
650
17.2
04.
20
051
39.
579.
570
0
5.2
PLA
TIN
A p
ara
esc
ale
ra0
00.
200.
200
00
00
091
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158
Los estándares de fabricación son propios de cada empresa, en este caso se utilizarán los estándares indicados en la figura 4.38 83 y graficados en las figuras 4.39, 4.40, 4.41
Figura 4. 39 Estándares de fabricación 84
Figura 4. 40 Estándar de fabricación – Procesos de corte 85
83 Fuente: el autor 84 Fuente: el autor 85 Fuente: el autor
espesor CORTE CORTE CORTE DESBASTE CONFORMADO CONFORMADO soldadura
t MANUAL CNC SIERRA ESMERIL ROLADO DOBLADO SMAW
[mm] [HH/m] [HH/m] [HH/m] [HH/m] [HH/m2] [HH/m] [HH/m]
4,76 0,12 0,073 0,17 0,018 0,10 0,27
6,35 0,19 0,124 0,28 0,031 0,12 0,30 0,30
7,94 0,20 0,137 0,30 0,034 0,14 0,25 0,35
9,53 0,22 0,143 0,32 0,036 0,18 0,60
12,70 0,39 0,214 0,59 0,053 0,24 0,6 0,90
14,29 0,304 0,64 0,076 0,39 1,21
15,88 0,47 0,529 0,71 0,132 0,50 0,96 1,56
19,05 0,67 0,549 0,90 0,137 0,77 1,89
22,23 0,70 0,622 1,05 0,156 1,08 2,47
25,40 0,74 0,664 1,11 0,166 1,35 3,33
28,58 0,77 0,707 1,15 0,177 1,39 4,75
31,75 0,709 1,50 0,190 1,80 6,23
50,80 1,36 2,04 0,200 0 8,83
a 0,0238 0,0098 0,0035 0,003 0,005 0,0183 0,0143
b 1,0619 1,3000 1,0651 1,161 1,6784 1,393 1,6801
159
Figura 4. 41 Estándar de fabricación – Procesos de conformado 86
Figura 4.42 Estándar de fabricación – Procesos de soldadura 87
86 Fuente: el autor 87 Fuente: el autor
160
Los estándares de fabricación son propios de cada empresa, son obtenidos a partir de estándares propios de las máquinas utilizadas en el proceso productivo y multiplicados por los rendimientos que representan tiempos adicionales por preparación de equipo.
Los estándares se calculan mediante estudios de tiempos y movimientos desarrollados en taller y que son parte de este estudio. Aunque se requieren los resultados para completar la aplicación.
Estos estudios se hacen analizando todos los tiempos involucrados en cada actividad. Debido a la amplia gama de geometrías se tendrá que ajustar estos ítems por medio de factores. Por ejemplo, el estándar indica el tiempo requerido por el operador para realizar un corte con oxicorte CNC de 1 metro lineal de plancha, pero al cortar 1 m de geometrías diversas para la fabricación de un MH por el tiempo puede multiplicarse por 4. La figura 4.42 detalla los factores de ajuste para los diversos procesos y aplicada a los diferentes elementos que conforman el tanque.
Figura 4.43 Factores de ajuste de productividad 88
Una vez obtenidos los estándares ajustados se pueden calcular los tiempos
dedicas a cada tarea o elemento a ser fabricado, esto se detalla en la figura 4.4489
cálculos de los QTO de mano de obra.
Este cálculo se lo puede revisar en la figura 3.9 hasta obtener las horas totales de
trabajo estimadas.
88 Fuente: el autor 89 Fuente: el autor
161
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162
4.2.3 CÁLCULO DE COSTOS DIRECTOS E INDIRECTOS Y
RESUMEN (PASOS 5 Y 6)
MÉTODOS PARA CÁLCULOS DE COSTOS 4.2.3.1
Costos fijos o factorización exponencial 90 4.2.3.1.1
Un simple método basado en el concepto de economías a escala, en donde se
determina un factor de escala identificando ítems similares que serán estimados.
Este método tiene una precisión de +50/-30% antes de la contingencia, puede ser
utilizado para estimar costos de plantas completas o producción de unidades o
cualquier ítem cuyos costos fijos son estadísticamente relevantes.
Costos unitarios paramétricos 91 4.2.3.1.2
Esta es una combinación híbrida del modelo de costos unitarios y modelo
complejo de costos paramétricos. El rango de precisión va de +50/-30% a +15/-
10% antes de la contingencia. Uno de los beneficios de este método es poder
realizar una estimación relativamente rápida, puede producir un nivel de detalle
mayor al definido al inicio del proyecto. Puede ser del tipo determinístico o
estocástico. Como limitación requiere que los modelos de costos unitarios deben
ser creados y que estos modelos sean razonablemente equivalentes de acuerdo
al alcance del nuevo proyecto. Estos modelos requieren de una vasta base de
datos. Las relaciones paramétricas son como una caja negra. Este método puede
utilizarse con avances de ingeniería del 5 al 60%.
Modelo de costos paramétricos complejos 92 4.2.3.1.3
Este método difiere de los métodos previamente indicados en que no tiene un
formulario predefinido excepto el que consiste de expresiones matemáticas
(usualmente basadas en datos estadísticos) que incorporan una o más técnicas,
programación, funciones u otros parámetros descritos en el ítem que está siendo
estimado. Este método es utilizado por la mayoría de ingenieros, estos modelos
son simplemente algoritmos, resultado del análisis estadístico de regresión de
90 Hollmann, J. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p.55. 91 Hollmann, J. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p.56. 92 Hollmann, J. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p.58.
163
datos básicos. Estos, pueden sin embargo ser mucho más complejos
produciendo más salidas de información que solamente costos.
En los casos más comunes usando un simple modelo de regresión, el método
tiene tres pasos:
1. Determinar los valores de los parámetros necesarios por el modelo
paramétrico,
2. Ingresar estos valores en un algoritmo, y
3. Realizar ajustes que resultan en los costos necesarios.
El rango de precisión va entre -100/-50% hasta +30/-15% antes de la
contingencia dependiendo de la calidad de los modelos paramétricos.
Esta estimación puede ser elaborada rápidamente, pero tiene como limitación que
requiere que el alcance básico del modelo parametrizado debe ser
razonablemente equivalente al alcance del proyecto a ser estimado.
Existen otras variaciones en métodos básicos son los factores de relación que
utilizan algunos algoritmos antes mencionados o determinados por análisis de
datos históricos u obtenidos por referencias, publicaciones u otros. Este método
es estocástico si las relaciones son derivadas a través de una regresión u otro
análisis y es determinístico si las relaciones son definitivas como en el caso de
tarifas laborales o carga tributaria.
También se encuentran los algoritmos al límite de batería por factorización de
equipos en cascada o por factores simples, los cuales tienen un rango de
precisión más 50-30% a +30-15% antes de la contingencia. Este tipo de algoritmo
es utilizado para estimación de plantas completas, en la cuales se puede
encontrar varios equipos.
Debido a la complejidad que representaría el elaborar una estimación en base a
un proceso BOTTOM UP, para ciertos cálculos se utilizan otros algoritmos como
los antes mencionados y que podemos revisar su aplicación de las figuras 4.37,
4.38, 4.39 y 4.40. Como parte de la aplicación.
164
Para organizar una estimación y definir el método a utilizar en la misma, se debe
definir las siguientes consideraciones claves:
· La precisión de la estimación requerida
· El propósito de la estimación
· La información disponible para la estimación
· El tiempo disponible para la preparación
La planificación es importante, el estimador debe usar métodos que resultarán en
una estimación con tal grado de precisión que coincida con el propósito de la
estimación.
ESTIMACIÓN DE MANO DE OBRA DIRECTA E INDIRECTA93 4.2.3.2
La selección de un enfoque correcto para una estimación individual, normalmente
depende de la complejidad del proyecto, los tipos de facilidades y el trabajo que
está siendo estimado. Los proyectos más complejos requieren una combinación
de más de una clase de métodos o técnicas de estimación. El uso de un método
simple de estimación estaría bien para un proyecto pequeño.
Para determinar los requerimientos totales de mano de obra para un proyecto de
construcción, los estimadores están preparados para separar los costos en costos
directos e indirectos, los que se definen de la siguiente manera:
93Taylor, T. Janda, W. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p.159.
165
Costo de mano de obra directa para construcción: 4.2.3.2.1
este es el costo de trabajo directamente relacionado con la fabricación, manipuleo,
instalación y pruebas finales de los materiales y equipos que se convierten en parte de
las facilidades permanentes.
Costo indirecto de construcción: 4.2.3.2.2
estos son los costos asociados con el soporte de construcción directa requerida para la
terminación ordenada del proyecto. Este costo usualmente incluye campos de
administración, supervisión directa, gestión de la construcción, staff de ingenieros,
servicios de soporte en sitio, cargas laborales legales, beneficios, seguros e impuestos.
Estos costos son los esfuerzos de trabajo que no resulten directamente de los productos
de trabajo que se convierte en una parte de la instalación permanente.
Métodos para la estimación de mano de obra de construcción 94 4.2.3.2.3
Los métodos a escoger dependen del grado de definición del alcance, datos
disponibles y localización del proyecto.
Estos métodos son:
1. Estimación factorizada.
Es utilizada para llegar a un costo preliminar rápidamente, está basado en
métodos de relaciones históricas de los diferentes ítems del equipo.
2. Estimación por QTOs.
Este es el más extenso y apropiado de los métodos de desde los estudios
conceptuales hasta las estimaciones definitivas utilizadas para oferta.
3. Costos directos del equipo de construcción
Este método se aplica para todos los tipos de proyectos que principalmente
dependen de la construcción de un equipo, asignando como costo directo a varios
ítems que en otros casos se podrían considerar indirectos.
4. Nivel de esfuerzo de la estimación
94Taylor, T. Janda, W. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p.159.
166
Este método puede ser aplicado tanto para costos directos como indirectos,
identificando la cantidad y tipo de personal requerido, duración y tipos de
actividad.
5. Estimación del trabajo prorrateado
Este método es utilizado para determinar la mano de obra indirecta y la
subcontratada, usando relaciones históricas que indiquen la proporción del costo
indirecto sobre una actividad de mano de obra directa. Ver la figura 4.43 que
describe este método.
Figura 4. 45 Método de esfuerzo prorrateado, costo indirecto de mano de obra95
Para la aplicación de este método debemos conocer la tas de la mano de obra
para lo cual se dispone de las siguientes tablas. Así como también se dispondrá
de la base de datos de los costos de los materiales.
Figura 4. 46 Tasa compuesta de M/O directa96
95Taylor, T. Janda, W. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p.166. 96 Fuente: el autor
No DESCRIPION PROCESO SALARIO
MENSUAL
TARIFA [USD/HH]
1 TECNICO TRAZO Y CORTE CORTE 866,7 3,61
TECNICO OPERADOR TRAZO Y CORTE CORTE 1466,7 6,11
TECNICO OPERADOR MAQUINARIA CONFORMADO 1533,3 6,39
2 TECNICO TORNERO MAQUINADO 1533,3 6,39
3 TECNICO SOLDADOR SOLDADURA 1466,7 6,11
4 TECNICO MONTADOR ENSAMBLE 1000,0 4,17
5 PINTOR PINTURA 1066,7 4,44
PINTOR GRANALLADO 1066,7 4,44
6 TECNICO QC CONTRO DE CALIDAD 1933,3 8,06
7 INGENIERO DISEÑO INGENIERIA 2200,0 9,17
8 DIBUJANTE INGENIERIA 1400,0 5,83
9 INGENIERO DE PROYECTO ADMINISTRACION 2800,0 11,67
10 AYUDANTE MANIPULEO ENSAMBLE 600,0 2,50
= X = X Total de horas de
trabajo de mano de
obra directa
Porcentaje
histórico
Horas de trabajo
indirecto de
suporte laboral
Tasa compuesta
de mano de obra
directa
Total de costos
de trabajo
167
Figura 4. 47 Base de datos de los costos de los materiales97
Figura 4. 48 Cálculo de costo directo de suministro 98
97 Fuente: el autor 98 Fuente: el autor
No DESCRIPCION [USD/kg]1 PL: A-36 1,1
2 RB: A-36 0,9
3 PIPE: < 10" NPS 2,2
4 PIPE: > 10" NPS 1,7
5 BOLTS 6,5
6 NUTS 6,4
7 FASTENERS 5
8 L: < 4" 1,1
9 L: >4" 1,4
10 FL: WNRF ANSI150# 5,5
11 FL: SORF ANSI 150# 4,2
12 CPLG 6
13 FL: BLIND 4,2
14 GASKET NON ASBESTO 20
15 GASKET SPIROMETALIC 20
PESOS PESOS COSTO COSTO
W L t D H NETO BRUTO UNITARIO TOTAL
# ELEMENTOS DEL TANQUE DESCRIPCION MATERIAL [m] [m] [mm][m] [m] NETO BRUTO USD/KG USD
1 CUERPO 2123 2320 25531,1 1ER ANILLO PLANCHA PARA ANILLO COMPLETO PL: A-36 1,81 11,27 6,35 -- -- 1016,3 1111,4 1,1 1222,6
1,2 2DO ANILLO PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 1,81 11,27 6,35 -- -- 1016,3 1111,4 1,1 1222,6
1,3 ANGULO TOPE PLANCHA PARA TECHO DOMO L: < 4" 0,05 11,36 4,76 -- -- 91,0 97,6 1,1 107,4
2 FONDO 744 936 1030
2,1 LÁMINA DE FONDO PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 1,81 -- 7,94 # -- 667,8 829,5 1,1 912,5
2,2 SUMIDERO PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- -- 7,90 1 0,308 63,1 91,0 1,1 100,0
2,3 SUMIDERO PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- 1,65 5,54 # -- 12,3 15,0 1,1 16,5
2,4 SUMIDERO PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- -- 5,54 # 0,076 0,9 0,9 1,1 1,0
3 TECHO 382 525 5783,1 LÁMINA DE TECHO PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- -- 4,76 # -- 382,0 525,2 1,1 577,7
4 BOCAS646,5 991,1 1.370
4,1 LÁMINA MANHOLE TECHO PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- -- 6,35 # 200,8 86,7 144,8 1,1 159,3
4,2 MANIJA PLANCHA PARA FONDO EN TALLER RB: A-36 -- 0,3 16 # -- 0,5 0,5 0,9 0,5
4,3 LÁMINA MANHOLE CUERPO PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- -- 9,53 # 172,2 60,2 103,5 1,1 113,9
4,4 LÁMINA MANHOLE CUERPO PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- -- 6,35 # 172,2 63,1 96,8 1,1 106,4
4,5 LÁMINA CLEAN OUT (tapa y brida) PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- -- 9,53 -- 0,61 63 99 1,1 108,5
4,6 LÁMINA CLEAN OUT (cuello) PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- -- 7,95 -- -- 17 18 1,1 20,3
4,7 LÁMINA CLEAN OUT (refuerzo) PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- -- 6,35 -- -- 55 83 1,1 91,3
4,8 LÁMINA CLEAN OUT (placa base) PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- -- 22,23 -- -- 100 218 1,1 239,6
4,9 EJES (Tapas MH) PLANCHA PARA FONDO EN TALLER RB: A-36 -- -- 10 -- -- 1 1 0,9 0,8
5,0 LÁMINA DE REFUERZO BOCAS PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 -- -- 6,35 -- -- 14 24 1,1 26,6
5,1 TUBOS DE BOCAS PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PIPE: < 10" NPS -- -- 5,54 -- -- 46 50 2,2 109,6
5,2 BRIDAS PARA BOCAS PLANCHA PARA FONDO EN TALLER FL: SORF ANSI 150# -- -- 5,54 -- -- 43 45 4,2 188,7
5,3 PERNOS PLANCHA PARA FONDO EN TALLER FASTENERS 0 20 22 5,0 109,6
5,4 SILLAS DE ANCLAJE PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 15,9 78 86 1,1 94,5
5 PLATAFORMAS Y ESCLAERAS 129,04 149,36 174,56
5,1 PLATINA guarda hombre PLANCHA PARA FONDO EN TALLER L: < 4" 6,35 66,42 79,70216 1,1 87,7
5,2 PLATINA para escalera PLANCHA PARA FONDO EN TALLER L: < 4" 9,5 34,89 38,38038 1,1 42,2
5,3 TUBOS para escalera PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PIPE: < 10" NPS 5,54 7,776 9,3312 2,2 20,5
5,4 LÁMINA lifting lugs PLANCHA PARA FONDO EN TALLER PL: A-36 11,13 19,9547 21,95017 1,1 24,1
GRAN TOTAL 4025 4923 5704
DIMENSIONES
CANTIDAD DE MATERIAL
168
Para el cálculo de los costos directos se aplicará el método utilizando los QTO’S.
COR
TECO
RTE
COR
TEEN
SAM
BLE
CON
FOR
M
AD
O
CON
FOR
M
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H]
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H]
[HH
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H]
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H]
[HH
][H
H]
[HH
][H
H]
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0015
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4,27
9,78
7,31
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,51
12,1
70
96,
383,
406,
203,
311,
11E
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L: A
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0,00
8,20
0,00
2,13
8,53
0,00
14,6
10,
0012
,59
6,80
0,00
43,
061,
633,
061,
63
1,2
2DO
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PL:
A-3
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250,
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0,00
7,92
5,32
0,00
43,
061,
633,
061,
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1,3
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000,
040,
000
0,26
0,14
0,09
0,05
2FO
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0013
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0,02
4,14
0,05
0,00
13,2
80,
913,
884,
520,
002
1,85
0,98
1,72
0,92
2,1
LÁM
INA
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A-3
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820,
002,
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000
12,3
70,
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690,
901,
520,
81
2,2
SUM
IDER
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L: A
-36
0,00
3,54
0,00
1,08
0,05
00,
450,
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310
00,
150,
080,
150,
08
2,3
SUM
IDER
OP
L: A
-36
0,00
0,00
0,02
0,05
0,00
00,
460
00,
1148
2042
70
00,
000
0,05
0,02
2,4
SUM
IDER
OP
L: A
-36
0,00
0,00
0,00
0,03
0,00
00
00
00
00,
000
0,00
0,00
3TE
CHO
0,00
3,34
0,00
1,09
0,00
0,00
2,29
2,24
0,00
1,13
0,00
21,
530,
821,
530,
823,
1LÁ
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L: A
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0,00
3,34
0,00
1,09
0,00
0,00
2,3
2,2
0,0
1,1
02
1,53
0,82
1,53
0,82
4B
OCA
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27,1
80,
037,
951,
670,
62,
6520
,18
28,2
712
,78
1,68
32,
311,
231,
250,
67
4,1
LÁM
INA
MA
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OLE
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PL:
A-3
60,
004,
270,
001,
340,
210
0,21
1,15
2,76
1,03
01
0,26
0,14
0,13
0,07
4,2
MA
NIJ
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B: A
-36
0,00
0,00
0,01
0,05
0,00
0,6
0,00
0,00
0,50
0,13
00
0,00
0,00
0,00
0,00
4,3
LÁM
INA
MA
NH
OLE
CU
ERP
OP
L: A
-36
0,00
3,13
0,00
0,71
0,00
00
0,00
2,62
0,65
00
0,82
0,44
0,82
0,44
4,4
LÁM
INA
MA
NH
OLE
CU
ERP
OP
L: A
-36
0,00
2,60
0,00
0,81
0,21
00,
181,
262,
651,
020
00,
610,
330,
050,
03
4,5
LÁM
INA
CLE
AN
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L: A
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0,00
3,50
0,00
1,04
0,00
00,
000,
000,
000,
001,
40
0,13
0,07
0,13
0,07
4,6
LÁM
INA
CLE
AN
OU
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L: A
-36
0,00
0,12
0,00
0,04
0,37
00,
250,
004,
671,
230
00,
040,
020,
040,
02
4,7
LÁM
INA
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PL:
A-3
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001,
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470,
200
0,00
0,00
4,08
1,02
00
0,16
0,09
0,00
0,00
4,8
LÁM
INA
CLE
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PL:
A-3
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000
0,00
15,9
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0,00
0,09
0,05
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0,00
0,01
0,02
0,00
0,00
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0,07
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0,01
0,00
0,00
0,00
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0,04
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0,06
0,03
0,00
0,00
5,3
PER
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0,00
0,00
0,00
0,00
00,
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000,
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000,
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5,4
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L: A
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0,00
2,06
0,00
0,57
0,42
00,
000,
007,
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0,05
0,03
0,00
0,00
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00,
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25
,55
3,5
31
,31
,71
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4,2
7,6
10
,75
,727
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38,2
CA
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Fig
ura
4. 4
9 C
anti
dad
de tr
abaj
o en
Hor
as H
ombr
e
169
Figura 4. 50 Cálculo de costos directos de mano obra 99
4.3.2.2. Cálculo de los costos indirectos del proyecto100
Por definición, la mayor parte de costos indirectos son predominantemente una
función de la duración del proyecto planeado. Otros puntos importantes que
afectan los costos indirectos, son el tamaño relativo del proyecto, típicamente
expresado en términos de horas totales de trabajo directo, el tipo de proyecto.
99 Fuente: el autor 100 Taylor, T. Janda, W. (1997). Westney, The Engineering Cost Handbook. Estados Unidos. p169.
170
Como resultado de estos cálculos tenemos las tablas de las figuras 4.50
Figura 4. 51 Cálculo de costos de materiales 101
Figura 4. 52 Cálculo de costos indirectos 102
101 Fuente: el autor 102 Fuente: el autor
171
RESUMEN PARA OFERTA Y MEMORIA DE LA ESTIMACIÓN (PASO 4.2.3.3
7)
Tanto el resumen para la oferta como la caratula de la estimación, son
documentos internos que serán utilizados para la elaboración de los documentos
de oferta y para una memoria explicativa sobre los métodos utilizados para la
estimación, determinación de pesos, costos de materia prima, cálculos, análisis y
conjeturas que se hayan realizado para obtener la estimación, así como las
personas que participaron en la elaboración de la estimación.
Resumen de costos y alcance para presentación de la oferta 4.2.3.3.1
El resumen de costos consiste en detallar por medio de un “breakdown” adecuado
dependiendo el tipo de proyecto o producto y así poder pormenorizar en cierta
medida los precios finales correspondientes a cada parte del proyecto. Además se
puede presentar una Hoja de Datos preliminar de oferta con el fin de detalle el
alcance del proyecto y un plano general (ANEXO 2). Resultado de la estimación,
para presentación de la oferta (ver figura 4.51).
Figura 4. 53 Resumen de estimación para oferta
172
Figura 4. 54 Hoja de datos para oferta 103
MEMORIA CON ALCANCE DEL PROCESO DE ESTIMACIÓN. 4.2.3.3.2
Esta memoria sirve para identificar con que método se ha realizado la estimación
y poder determinar la estrategia para la oferta.
4.2.4 REVISIÓN, ARCHIVO Y RETROALIMENTACIÓN (PASOS 9,
10 Y 11)
La revisión por parte de la gerencia se la hace por métodos rápido de
comprobación solo para determinar si el valor está dentro de rango. También el
aporte de personal con alta experiencia en proyectos ayuda a identificar riesgos
en el proyecto. Los cuales con una pronta identificación pueden convertirse de
amenazas a oportunidades. 103 Fuente: el autor
173
Una vez que se ha terminado la estimación, todos los documentos obtenidos
como resultado de este proceso, deben ser procesados adecuadamente, con el
fin de alimentar una base de datos con estándares de precios, lo que representa
información sensible que debe archivarse y mantener un sistema adecuado de
recuperación, por lo que se recomienda desarrollar un procedimiento para el
archivo adecuado de estos documentos.
Otra acción inmediata que hay que realizar es utilizar todos los datos obtenidos y
técnicas aprendidas para retroalimentar la base de datos de costos y los métodos
de estimación utilizados.
4.3 MÉTODO ALTERNATIVOS DE ALGORITMOS (paso 8)
Mediante la aplicación de un método alternativo se puede determinar de forma
rápida el costo más probable para un tanque de almacenamiento sobre superficie
en base a su peso. En este caso no se aplicaría el método BOTTOM UP, en su
reemplazo se tendría el método TOP-DOWN, que implica ir de una relación
paramétrica para determinar el costo del tanque para almacenamiento sobre
superficie.
Elaborando curvas estadísticas del histórico de la empresa podemos llegar a
calcular.
Por ejemplo: Para este caso en que el tanque pesa 4 Tm.
El peso puede ser estimado por software, y no requiere que se determinen los
pesos brutos, ni las cantidades exactas de los elementos que conforman el
tanque, solo un peso global.
El método Top-Down indica que podemos partir de los valores más grandes y
llegar a determinar costos más detallados.
Para esto se van a utilizar datos históricos de la empresa que se esta analizando.
Estos datos son cálculos realizados durante un determinado periodo de tiempo y
tienen como patrón los estándares similares al tanque de este estudio. Son
diseñados bajo el código API 650. Corresponden a varias medidas.
174
A partir de esta tabla se pueden armar varias curvas que nos permiten un análisis, las cuales se basan en lo métodos antes mencionados.
4.3.1 CURVA DE RENDIMIENTO
Considerando como dato de entrada el peso del tanque tenemos:
4 Tm corresponde a 110 HH/Tm (figura 4.45)
Se requieren 440 HH de trabajo, Promedio del costo de HH promedio $6.2 USD
Obtenido de la base de salarios.
Costo de M/O directa: $2728 USD
4.3.2 INCIENCIA DE LOS RUBROS DE FABRICACION
Para el costo de suministro utilizo la figura 4.47 y se determina que el costo del
suministro es 2.6 veces la M/O directa.
Costo Suministro = $2728*2.6 = $6980USD
Y los costos fijos = $1364 que corresponde a un 50% del costo de M/O directa
Con esta información estadística puedo determinar el costo y aperturas detalladas
del equipo a ser cotizado. Indicados en la figura 4.57
Con esta información estadística puedo determinar el costo y aperturas detalladas
del equipo a ser cotizado. Con un precio final de USD 15252
175
Fig
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176
Figura 4. 56 Rendimiento HH/TM vs TM para tanques de almacenamiento sobre superficie 104
Figura 4. 57 Incidencia en el costo de un proyecto de construcción o fabricación 105
104 Fuente: el autor 105 Fuente: el autor
177
Figura 4. 58 Resumen por el método top down 106
106 Fuente: el autor
178
CAPITULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
Se ha desarrollado un proceso de estimación de para determinar el costo más
probable de un proyecto de ingeniería metalmecánico.
Se ha elaborado una aplicación para la estimación de costos de tanques de
almacenamiento sobre superficie fabricados en taller bajo código API 650, para el
área petrolera.
Se ha comprobado la efectividad del método Top-Down para cálculo rápido del
costo, utilizando datos históricos, y comparándolo con el método Botom-Up que
utiliza el cálculo de los QTO’s cuyo cálculo es extenso. Obteniéndose un error del
3%.
El manejo de estándares y códigos facilita la aplicación de procedimientos para
estimación de costos, debido a la estandarización de varios elementos y
procedimientos de diseño.
En la gestión de proyectos se puede identificar a la estimación como una parte
fundamental que un proyecto pueda iniciar correctamente, se pueda realizar el
control de los costos durante todo el proyecto, y se pueda realizar un balance al
final del mismo.
La falta de una gestión de costos en los proyectos ocasiona pérdidas económicas
considerables para las empresas, aunque estas posean el personal calificado y la
implementación tecnológica adecuada.
Actualmente vivimos en mundo globalizado, por esta razón es importante que
todo el desarrollo de ingeniería este basado en códigos, normas y estándares
internacionales. Pero sin apartarnos de las buenas prácticas de la ingeniería.
En la actualidad existen muchos programas computacionales que sirven tanto
para diseñar así como también calcular los costos de los equipos, pero muchos
de ellos son altamente costosos y la mayoría de las empresas no tienen la
179
capacidad económica para adquirirlos, es por ello que las empresas desarrollan
programas u hojas de cálculo en programas de bajo costo de adquisición como lo
es el Excel, además que estas aplicaciones pueden ser elaboradas a la medida
del fabricante.
La estimación de costos ya es considerada en el estos días como una carrera
profesional. Debido al nivel de conocimientos que se requieren y la habilidad para
su aplicación,. Como se repasó en el capítulo 1.
El código API está disponible para cualquier persona, es de vital importancia el
saber manejarlo e interpretarlo óptimamente para desarrollar proyecto de
ingeniería construyendo tanques de almacenamiento de petróleo sobre superficie.
5.2 RECOMENDACIONES
Se recomienda que en las empresas del área metalmecánica y de proyectos en
general apliquen la estimación de costos con personal calificado con el fin de
poder ser más competitivos y mejorar sus ganancias.
Se recomienda que las empresas dedicadas a proyectos metalmecánicos
adquieran todos los estándares, normas y códigos para el desarrollo adecuado de
los productos que construyan, con el fin de ser más competitivos tanto con
empresas nacionales como con las internacionales que ahora están laborando en
el país.
Es importante identificar claramente el giro de negocio de la empresa y su ámbito
de aplicación con el fin de determinar las técnicas y metodologías de estimación
más adecuadas para su aplicación.
Esta tesis solo representa un tipo de producto y un tipo de aplicación de la
estimación como es la oferta, es recomendable desarrollar estándares de cada
producto que tenga la empresa e identificar que estándares internacionales se
aplican.
180
BIBLIOGRAFÍA
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2. AACE International Recommended Practice No. 11R-88. Required Skills
and Knowledge of cost engineering. (11 de Mayo de 2012). Recuperado de http://www.aacei.org/.
3. API 650 - American Petroleum Institute (2007, 2008, 2009), Welded Tanks
for Oil Storage (11° Ed., Junio 2007, Addendum 1: Noviembre 2008, Addendum 2: Noviembre 2009, Fecha efectiva: 1° de Mayo de 2010). Washington D.C., USA: API Publishing Services.
4. Askeland, D., LA CIENCIA E INGENIERIA DE LOS MATERIALES, Editorial
Iberoamericana, , Mexico 1985
5. D’Amelio J., Mechanical Estimating Manual. Sheet metal, Piping and Plumbing, 2007 USA
6. DiGrado, B., & Thorp, G. (2004). The Aboveground Steel Storage Tank
Handbook. New Jersey, USA: John Wiley & Sons, Inc., Hoboken.
7. Larburú, N., Máquinas Prontuario, Técnicas Máquinas Herramientas, Editorial Paraninfo, 7ma Edición 1995
8. Megyesy, E., Pressure Vessel Handbook, 13ra Edición, Tulsa USA, 2004
9. Page, J., Estimator’s Piping Man-Hour Manual, 4ta Edición, Houston USA, 1991
10. Project Management Institute (PMI), A Guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK GUIDE) 4ta Edición, PMI 2009
11. Restrepo, J. (2013), Estándar API 650. (11° Ed., Junio 2007, Adde
ndum 1: Noviembre 2008, Addendum 2: Noviembre 2009, Addendum 3: Agosto 2011, Fecha efectiva: 1° de Febrero de 2012). Bogotá D.C., Colombia.
12. Richardson, PROCESS PLANT CONSTRUCTION ESTIMATING
STANDARS, 1999 USA Richardson Engineering Services, Inc.
13. Westney, R. (1997). The Engineer’s Cost Handbook, Tools for Managing Project Costs. New York, USA: Marcel Dekker, Inc.
Internet: http://www.aacei.org/
181
GLOSARIO
182
API: American Petroleum Institute
UST: Underground Storage Tanks
EPA: Enviroment Protection Agency
AST: Aboveground Storage Tanks
AWS: American Welding Society
VOCs: Volatile Organic Compounds
NFPS: National Fire Protection Association
UL: Underwriters Laboratories
AACE:
(American Association of Cost Engineering) Association for the
Advancement of Cost Engineer, Asociación para el Avance de la
Ingeniería de Costos dedicada a la promoción y difusión de los
principios de gestión total de costos y de la ingeniería de costos
AACE
International:
Association for the Advancement of Cost Engineer, Asociación
para el Avance de la Ingeniería de Costos dedicada a la
promoción y difusión de los principios de gestión total de costos y
de la ingeniería de costos. http://www.aacei.org/
QTO:
Quantity Take-off. La AACE define a “take-off” como: “…la
medición y el listado de las cantidades de materiales, obtenidas
de un plano, y requeridos para la determinación de su costo como
suministro e instalación en una estimación con el fin de proceder
a la compra de dichos materiales”
ASME: American Society of Mechanical Engineers
TCM: Total Cost Management
183
WBS: Work Breakdown Structure
ICB: Industrial Categorical Breakdown
ASTM: American Section of the International Association for Testing
Materials
NDT: Non Destructive Test
LMS: (Labor + Material + Subcontractor), costo que contempla los tres
rubros en un solo costo.
LMSE: (Labor + Material + Subcontractor + Equipment) costo que
contempla los 4 rubros en un solo costo.
184
ANEXO 1
185
bbl: Un barril de petróleo
DL: Carga Muerta
St: Esfuerzo de diseño máximo admisible para la prueba hidrostática
Sd: Esfuerzo admisible para las condiciones de diseño
CA: Sobre espesor de corrosión
t: Espesor de la plancha
tn: Mínimo espesor de la pared de la tubería
tb : Espesor de la plancha anular
td: Espesor de diseño del cuerpo
Pe: Presión de diseño externa
tt = Espesor de prueba hidrostática del cuerpo
Pi: Presión de diseño interna
Ht: Prueba hidrostática
H: Altura máxima del nivel de líquido
G: Gravedad específica del líquido a ser almacenado
186
ANEXO 2
