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FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN DE DISEÑO MECÁNICO DE PLANTAS EN AMBIENTE
AUTOPLANT 3D PARA LA EMPRESA DE INGENIERIA DE CONSULTA YANES &ASOCIADOS
MÓNICA URDANETA HULETT
TUTORES INDUSTRIALES: ING. THAIS MESONES
TUTOR ACADÉMICO: ING. JOSE MANUEL MARINO
CARACAS, FEBRERO 2005
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN DE DISEÑO MECÁNICO DE PLANTAS EN AMBIENTE
AUTOPLANT 3D PARA LA EMPRESA DE INGENIERIA DE CONSULTA YANES &ASOCIADOS
MÓNICA URDANETA HULETT
TUTOR INDUSTRIAL: ING. THAIS MESONES
TUTOR ACADÉMICO: ING. JOSE MANUEL MARINO
CARACAS, FEBRERO 2005
III
DERECHO DE AUTOR
Quien suscribe, una condición de autor del trabajo titulado “Procedimiento de
Ejecución de Diseño Mecánico de Plantas en Ambiente AutoPLANT 3D para la
Empresa de Ingeniería de Consulta Yanes & Asociados”, declara que: Cedo a titulo
gratuito, y en forma pura y simple, ilimitada e irrevocable a la Universidad
Metropolitana, los derechos del autor de contenido patrimonial que me corresponde
sobre el presente trabajo. Conforme a lo anterior, esta cesión sólo comprenderá el
derecho para la Universidad de comunicar públicamente la obra, divulgarla,
publicarla o reproducirla en la oportunidad que ella así lo estime conveniente, así
como, la de salvaguardar mis intereses y derechos que me corresponden como autor
de la obra antes señalada. La Universidad en todo momento deberá indicar que la
autoría o creación del trabajo corresponde a mi persona, salvo los créditos que se
deban hacer al autor o a cualquier tercero que haya colaborado o fuere hecho posible
la realización de la presente obra.
Autor___________________________________ C.I ___________________________________ En la ciudad de Caracas, a los 23 días del mes de febrero del año 2005.
IV
APROBACIÓN
Considero que el Trabajo Final titulado
PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN DE DISEÑO MECÁNICO
DE PLANTAS EN AMBIENTE AUTOPLANT 3D PARA LA EMPRESA DE INGENIERIA DE CONSULTA YANES &
ASOCIADOS
elaborado por
MÓNICA URDANETA HULETT
para optar al título de
INGENIERO MECÁNICO
Reúne los requisitos exigidos por la Escuela de Ingeniería Mecánica de la
Universidad Metropolitana, y tiene meritos suficientes como para ser sometido a la
presentación y evaluación exhaustiva por parte del jurado examinador que se designe.
En la ciudad de Caracas, a los 23 días del mes de febrero del año 2005. ___________________________ _________________________________
TUTOR INDUSTRIAL TUTOR ACÁDEMICO
V
ACTA DE VEREDICTO
Nosotros, los abajo firmantes, constituido como jurado examinador y reunidos en
Caracas, el 23 de Febrero del 2005, con el propósito de evaluar el Trabajo Final
titulado
PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN DE DISEÑO MECÁNICO DE PLANTAS EN AMBIENTE AUTOPLANT 3D PARA LA
EMPRESA DE INGENIERIA DE CONSULTA YANES & ASOCIADOS
presentado por
MÓNICA URDANETA HULETT para optar al titulo de
INGENIERO MECÁNICO
Emitidos el siguiente veredicto:
Reprobado_____ Aprobado_____ Notable_____ Sobresaliente X
Observaciones:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (firma) (firma) (firma) ____________________ ____________________ ____________________
VI
DEDICATORIA
A mi Abuela Isabel y mi Tía Angela, que aunque ya no estén presentes físicamente,
lo están en mi corazón y en mi mente, con el amor y el cariño que siempre tuvieron
para mí.
A mi familia y a mis amistades, por el estimulo y por el apoyo moral y espiritual, que
en todo momento se hicieron presentes durante mis estudios y que fueron un gran
incentivo para continuar mi carrera y no decaer en el transcurso de la misma.
VII
AGRADECIMIENTOS
A Dios, quien a través de su infinita misericordia ha permitido que alcance mis metas
profesionales.
A mis Padres, Glenda y Salvador, que mediante sus estímulos y esfuerzos lograron
que pudiera avanzar en el difícil camino de la vida.
A mi Hermana, Virginia, quien en todo momento me apoyo incondicionalmente.
A mi Tutor Académico, Ing. José Manuel Marino, por la atención recibida y por
haber despejado todas las dudas que se me presentaron en la elaboración del Proyecto
Industrial.
A mi Tutor Industrial, Ing. Thais Mesones, por su valiosa colaboración y por haberme
dado la oportunidad de realizar mi pasantia en Yanes & Asociados.
A la Ing. Desiree Vicente, quien me guió en la elaboración del procedimiento, gracias
por la atención recibida y por su contribución en la realización del Proyecto.
A la Universidad Metropolitana en quien encontré el respaldo en los momentos que
más lo necesitaba.
A la Empresa Yanes & Asociados, por su aceptación y respaldo al Proyecto, lo que
permitió que pudiera cumplir con uno de los principales requisitos para la
culminación de carrera.
A los compañeros de la empresa, especialmente a Milthon Oropeza, Estyben Rojas y
la Ing. Francy Lira, por su paciencia y cooperación en la realización del proyecto.
VIII
INDICE DE CONTENIDO
DERECHO DE AUTOR ......................................................................................... III
APROBACIÓN .........................................................................................................IV
ACTA DE VEREDICTO .......................................................................................... V
DEDICATORIA........................................................................................................VI
AGRADECIMIENTOS.......................................................................................... VII
RESUMEN............................................................................................................... XII
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 13
CAPITULO 1. YANES & ASOCIADOS................................................................ 15
1.1 MARCO ORGANIZACIONAL....................................................................... 15
1.2 RESEÑA HISTORICA..................................................................................... 15
1.3 INTEGRACION CORPORATIVA.................................................................. 17
1.4 ESTRUCTURA ORGANIZATIVA................................................................. 18
1.5 VISIÓN, MISIÓN Y POLÍTICAS ................................................................... 19
1.5.1 VISIÓN....................................................................................................... 19
1.5.2 MISIÓN ...................................................................................................... 20
1.6 UBICACIÓN DE LAS OFICINAS .................................................................. 20
CAPITULO 2. TEMA DE INVESTIGACIÓN ...................................................... 22
2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................... 22
2.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ........................................................ 23
2.2.1 OBJETIVO GENERAL............................................................................... 23
2.2.2 OBJETIVOS ESPECíFICOS...................................................................... 23
CAPITULO 3. MARCO TEORICO ....................................................................... 24
3.1 LAS ETAPAS DE UN PROYECTO DE INGENIERÍA EN YANES &
ASOCIADOS.......................................................................................................... 24
IX
3.1.1 ingeniería conceptual................................................................................. 24
3.1.2 ingeniería básica........................................................................................ 25
3.1.3 ingeniería de detalle .................................................................................. 26
3.2 EVOLUCIÓN DEL DISEÑO CON AUTOPLANT 3D .................................. 26
3.2.2 AutoPlant 3d .............................................................................................. 26
3.2.3 Procedimiento de EJECUCIÓN de diseño Mecánico de plantas por
autoPLANT 3D.................................................................................................... 37
CAPITULO 4. MARCO METODOLOGICO ....................................................... 50
4.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN ........................................................................... 50
4.2 MODALIDAD DE LA INVESTIGACIÓN ..................................................... 50
4.3 DISEÑO METODOLOGICO........................................................................... 51
4.3.1 Revisión bibliográfica................................................................................ 51
4.3.2 Inducción al Software AutoPLANT............................................................ 52
4.3.3 Entrevistas informales ............................................................................... 52
4.3.4 Levantamiento de Procedimientos ............................................................. 53
CAPITULO 5. RESULTADOS ............................................................................... 54
5.1 ESTRUCTURA PARA EL DIRECTORIO DE TUBERÍAS........................... 54
5.2 ESTRUCTURA DEL DIRECTORIO DE LAS ESPECIFICACIONES DE
MATERIALES DE TUBERÍAS ............................................................................ 54
5.3 CONTROL DE PERMISOS............................................................................. 55
5.4 RECOMENDACIONES PARA DIVISIÓN DE MODELOS EN
AUTOPLANT......................................................................................................... 56
5.5 IDENTIFICACIÓN DE ARCHIVOS ELECTRÓNICOS DE MODELOS EN
AUTOPLANT......................................................................................................... 56
5.6 CREACIÓN DE ESPECIFICACIONES DE MATERIALES DE TUBERIAS
................................................................................................................................. 57
5.7 COLORES ESTANDAR PARA TUBERÍAS Y EQUIPOS ............................ 57
5.8 MODELAJE DE SOPORTES .......................................................................... 58
5.9 REFERENCIA DE MODELOS ....................................................................... 58
X
5.10 TAMAÑOS ESTANDAR DE PLANOS........................................................ 59
5.11 TRABAJO EN “LAYOUT” ........................................................................... 60
5.12 REVISIÓN DEL MODELO ........................................................................... 61
5.13 PROCEDIMIENTOS IMPORTANTES DE AUTOPLANT ......................... 62
CONCLUSIONES..................................................................................................... 64
RECOMENDACIONES........................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.
BIBLIOGRAFIA....................................................................................................... 67
APÉNDICE................................................................................................................68
XI
INDICE DE TABLAS Y FIGURAS
FIGURAS
1. Estructura de los Proyectos de Ingeniería................................................................19
2. Presencia de EMPRESAS Y&V en el Territorio Nacional.....................................21
3. Planta de Procesos diseñada con AutoPLANT 3D®...............................................27
4. Especificación de materiales creada por SPEC GENERATOR®...........................28
5. Diseño de Tuberías por PIPING 3D®.....................................................................29
6. Diseño de Bombas con EQUIPMENT®................................................................ 31
7. Colocación de boquilla con EQUIPMENT®........................................................ 31
8. Isométricos de ISOGEN®.......................................................................................32
9. Isométricos de ISOMETRICS®............................................................................. 33
10. Visión del diseño por EXPLORER ID®...............................................................35
11. Plano de Implantación de Equipos........................................................................37
12. Plano Índice de Tuberías.......................................................................................40
13. Plano de Planta de Tuberías...................................................................................41
14. Diagrama de Tuberías e Instrumentación............................................................. 41
15. Vista “Top” de la Planta con el Explorer ID®......................................................45
16. Plano de Implantación de Equipos proporcionado por Tuberías.......................... 46
17. Isométrico proporcionado por Tuberías................................................................ 46
18. Modelo de AutoPLANT 3D ya finalizado............................................................ 49
19. Ejemplo de especificaciones de materiales de Tuberías en AutoPLANT 3D®....55
20. Modelo de AutoPLANT 3D® con los colores estándar........................................57
21. Modelo de tuberías con soportes...........................................................................58
22. Modelo de AutoPLANT 3D® Interdisciplinario.................................................. 59
23. Layout de AutoCAD®...........................................................................................60
24. Posibles interferencias entre estructuras metálicas y tuberías...............................62
XII
RESUMEN
“PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN DE DISEÑO MECÁNICO
DE PLANTAS EN AMBIENTE AUTOPLANT 3D PARA LA
EMPRESA DE INGENIERIA DE CONSULTA YANES &
ASOCIADOS”
AUTOR: MÓNICA URDANETA HULETT
TUTOR ACADEMICO: ING. JOSE MANUEL MARINO
TUTOR INDUSTRIAL: ING. THAIS MESONES
Caracas, Feb.2005
Con la realización de este proyecto se desarrolló e implementó los procedimientos de
ejecución de diseño mecánico de plantas en ambiente AutoPLANT 3D®1 para la
Empresa de Ingenieria de Consulta YANES &ASOCIADOS.
Mediante el estudio, observación, análisis y descripción de cada uno de los módulos
que conforman al AutoPLANT 3D® y a través de entrevistas al personal usuario del
Software se establecieron los procedimientos de ejecución del diseño mecánico en
AutoPLANT 3D® dirigido a los diseñadores de la Disciplina de Tuberías, logrando
con el Manual una uniformidad de los criterios en YANES & ASOCIADOS.
El establecimiento de los procedimientos tienen como objetivo ofrecer al usuario una
ejecución del software de manera mas sencilla, rápida y confiable y que gracias a
ello, puedan garantizar la calidad de los diseños de YANES &ASOCIADOS.
1 Marca registrada de REBIS.
13
INTRODUCCIÓN
YANES & ASOCIADOS es una empresa dedicada a la ingeniería de consulta y
construcción para los sectores de petróleo y gas, petroquímica, industrial e
infraestructura.
YANES &ASOCIADOS se constituye como Empresa de Servicios de Ingeniería de
Consulta en 1985, gracias al trabajo de sus fundadores, Ing. Adolfo Yanes, Ing. Luis
Armando Yanes y el Ing. David Vergara, teniendo como objetivo “Prestar servicios
de excelencia que excedan las expectativas de nuestros clientes y maximicen la
satisfacción de trabajadores y accionistas dentro de un entorno ético y moral,
orientado al servicio del individuo, la sociedad y la conservación del ambiente”.
Garantizar la excelencia en sus procesos y servicios es su objetivo primordial. Por
ello se ha visto en la necesidad de elaborar el Manual de Procedimientos para la
Ejecución del Diseño Mecánico en AutoPLANT 3D®, motivado a que en la empresa
actualmente no existen ningún tipo de procedimientos documentados que permitan
una fácil y rápida ejecución del mismo, de tal forma que con la aplicación de las
indicaciones que contendrá el manual, será posible llevar un mejor control de los
procedimientos empleados y seguir una secuencia en la ejecución de esta moderna
herramienta de Diseño de Plantas.
Este documento se encuentra estructurado de la siguiente manera:
Capítulo 1: Yanes & Asociados, en este capítulo se da una breve descripción de la
empresa y de sus filiales, su razón social y la estructura organizativa de los proyectos
que se desarrollan en la empresa.
Capítulo 2: Tema de investigación, este capítulo contiene el planteamiento del
problema presentado por la empresa y los objetivos del proyecto.
14
Capítulo 3: Marco Teórico, este capítulo contiene la descripción del desarrollo de un
proyecto de ingeniería en YANES &ASOCIADOS por AutoPLANT 3D®, además
de una breve información sobre todas las utilidades que el Software puede
proporcionar para garantizar la calidad de un proyecto.
Capítulo 4: Marco Metodológico, en este capítulo se encontrará la información
relativa al tipo de investigación, su modalidad y diseño.
Capítulo 5: Resultados, este capítulo contiene lo que espera obtener la Disciplina de
Tuberías de YANES &ASOCIADOS gracias al desarrollo del Manual.
15
CAPITULO 1. YANES & ASOCIADOS
1.1 MARCO ORGANIZACIONAL
YANES & ASOCIADOS es una empresa dedicada a la ingeniería de Consulta y
Construcción, la cual ha acumulado una nítida y amplia trayectoria de servicios de
ingeniería, asesoría, diseño y construcción. En ella, Yanes & Asociados se ha
adherido a una firme convicción: enaltecer la misión que la identifica.
Tal misión expresa su compromiso con la excelencia y su propósito de ofrecer y
garantizar servicios integrales y soluciones efectivas acordes a las necesidades del
cliente y de la sociedad.
1.2 RESEÑA HISTORICA
YANES & ASOCIADOS se constituye como Empresa de Servicios de Ingeniería de
Consulta en 1985, siguiendo el camino dejado por la Oficina técnica de Ingeniería
Adolfo Yanes, cuyas actividades comprenden el periodo 1954 –1985∗. Así YANES
& ASOCIADOS ha acumulado más de 40 años de experiencia en consultoría.
Sus actividades abarcan:
Ingeniería conceptual, básica y de detalle.
Gerencia integral de proyectos.
Procura.
∗Credencial. YANES & ASOCIADOS. Junio 2001.
16
Construcción.
Mediante una permanente selección, adiestramiento y formación de su equipo
humano, la empresa ha consolidado un equipo interdisciplinario altamente calificado
y comprometido en satisfacer eficientemente las necesidades del cliente.
Entre los principales segmentos de mercado donde se desenvuelve YANES &
ASOCIADOS se encuentran la industria petrolera nacional, el sector industrial y el
sector de infraestructura.
YANES & ASOCIADOS ha logrado cimentar experiencia en Proyectos
Multidisciplinarios, Proyectos Llave en Mano, de Asistencia y Supervisión Técnica,
Desarrollo de Estudios Especiales. Planificación y Control de Proyectos, Estimados y
Control de Costos, Proyectos de Ingeniería en todas sus etapas, y Gerencia Integral de
Proyectos.
Esto le ha permitido a YANES & ASOCIADOS adquirir una sólida base para
afrontar con absoluta seguridad cada una de las situaciones que forjan el día a día de
una empresa de ingeniería.
YANES & ASOCIADOS actualmente mantiene relaciones y convenios de trabajo
con empresas nacionales e internacionales, así como especialistas independientes, lo
cual le permite complementar y ampliar sus capacidades con gran flexibilidad y
asegurarse de una adecuada transferencia de tecnología en el diseño y ejecución de
proyectos.
17
1.3 INTEGRACION CORPORATIVA
YANES & ASOCIADOS: es filial de EMPRESAS Y&V, Organización integrada
además por DRV CONSTRUCCIONES, ECOPROYECTOS, VECTRA,
PROCEGAS y NET TEL.
EMPRESAS Y&V: surge bajo un enfoque global de mercado, con el propósito
común de brindar un servicio integral en el diseño, la ejecución, la operación y
mantenimiento de grandes proyectos industriales; manteniendo la velocidad de
respuesta y competitividad que caracteriza a cada una de sus filiales.
DRV CONSTRUCCIONES: soluciones competitivas en el área de la Construcción;
asegurando el cumplimiento de los objetivos establecidos de presupuesto, tiempo de
ejecución, calidad y seguridad.
Cuenta con una sólida capacidad técnico – financiera, capaz de desarrollar obras que
superan lo US$ 25 millones / año∗.
ECOPROYECTOS: dedicada al diseño y desarrollo de soluciones en las áreas de
ambiente y comunidad dirigidas a apoyar los procesos de crecimiento de sus clientes;
contando, ante todo, con una visión que corresponde con la realidad y las necesidades
ecológicas y sociales del nuevo milenio.
VECTRA: Servicios Técnicos y Gerenciales especializados en la operación y el
mantenimiento de plantas industriales. Fundada en 1968, ha cultivado una fructífera
experiencia, que se expresa bajo una visión global de mercado, operaciones de óptima
calidad y procedimientos estrictamente normalizados.
∗Credencial. YANES & ASOCIADOS. Junio 2001.
18
PROCEGAS: Su especialidad en Ingeniería de Procesos en las industrias de
Petróleo, Gas y Petroquímica, lo que le otorga un perfil definido como consultora en
las áreas de Ingeniería y Construcción.
NET TEL: especialidad en servicios de telecomunicaciones.
EMPRESAS Y&V es el resultado de la unión estratégica de estas seis compañías, la
cual surge con el objetivo de desarrollar una cultura organizacional homogénea,
orientada hacia la excelencia de todos sus servicios, potenciar las fortalezas
individuales de cada una y desarrollar una sinergia adecuada a las necesidades del
mercado.
1.4 ESTRUCTURA ORGANIZATIVA
La empresa posee una estructura organizacional funcional donde el Departamento de
Mecánica depende de la Gerencia de Ingeniería.
Para la ejecución de proyectos la empresa utiliza una estructura matricial, donde cada
proyecto consta de:
Gerente de Proyecto, por cada disciplina.
Lideres, por cada disciplina.
Ingenieros de Proyectos, por cada disciplina.
Proyectistas y Dibujantes, por cada disciplina.
La estructura para la ejecución de proyectos es tal como se muestra a continuación,
en la figura 1:
19
}
Figura 1. Estructura de los Proyectos de Ingeniería
Fuente: http://yv-intranet/archivos/CA. Diciembre, 2004
1.5 VISIÓN, MISIÓN Y POLÍTICAS
1.5.1 VISIÓN
Ser reconocida como la mejor Empresa de Ingeniería, líder en el mercado de sus
áreas de especialidad, a la cual todos los clientes quieren contratar y en donde todas
las personas quieren trabajar.
Mas allá de prestar un servicio profesional de excelencia, la filosofía de la Empresa
es lograr la máxima satisfacción de nuestros clientes, mediante:
Vice – Presidencia de Proyectos
Gerente de Proyectos
Coordinador de Proyectos
Líder de Disciplina:Mecánica
Líder de Disciplina: Electricidad
Líder de Disciplina:
Proceso
Líder de Disciplina:
Civil
Líder de Disciplina:
Instrumentación
Ingenieros de
Proyectos
Ingenieros de
Proyectos
Ingenieros de
Proyectos
Ingenierosde
Proyectos
Ingenieros de
Proyectos
Proyectistas y Dibujantes
Proyectistas y Dibujantes
Proyectistas y Dibujantes
Proyectistas y Dibujantes
Proyectistas y Dibujantes
20
La identificación precisa de sus expectativas.
El compromiso de los directores, de los supervisores, de los profesionales,
técnicos y demás personal en la calidad y mejoramiento continuo de los
productos desarrollados.
El desarrollo del personal de la empresa orientado al uso de las nuevas
tecnologías, que le permitan adaptarse y responder productivamente a las
exigencias del entorno.
Un servicio de post - venta que garantice un impacto en sus clientes,
fortaleciendo en este modo la relación cliente – proveedor.
1.5.2 MISIÓN
Prestar servicios de excelencia en ingeniería y ejecución integral de proyectos, que
excedan las expectativas de sus clientes y maximicen la satisfacción de trabajadores y
accionistas dentro de un entorno ético y moral orientado al servicio del individuo y la
sociedad.
1.6 UBICACIÓN DE LAS OFICINAS
YANES & ASOCIADOS tiene oficinas a nivel nacional, enlazadas por una alta
tecnología en cuanto a sistemas de información, la cual le permite movilizarse de
manera ágil y dinámica, contando con la presencia directa de EMPRESAS Y&V en
puntos claves de la geografía nacional.
La ubicación de las EMPRESAS Y&V en el Territorio Nacional se muestra a
continuación, en la figura 2:
21
Presencia
Quibor Naiguata El Tablazo La Concepción Indiomara Maracaibo Perija
Santa Cruz de Aragua Anaco - El Tigre Jose Pto. La Cruz Judibana Furrial Punta de Mata San Diego de Cabrutica Maturín
MATURIN
CARACAS
PTO. LA CRUZ
MARACAIBO
PROYECTOS
PUNTO FIJO
Figura 2. Presencia de EMPRESAS Y&V en el Territorio Nacional
Fuente: http://yv-intranet/default1.htm. Diciembre, 2004
22
CAPITULO 2. TEMA DE INVESTIGACIÓN
2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Los requerimientos de los consumidores en el mercado nacional e internacional por
obtener un servicio con alto nivel de calidad han influido directamente en el ámbito
del Petróleo y Gas, y es por ello, que YANES & ASOCIADOS se ha visto en la
necesidad de realizar una serie de transformaciones y mejoras continuas para
mantener su competitividad y presencia en el mercado nacional al mismo tiempo de
obtener un mayor provecho de las herramientas de Diseño Asistido por Computadora
que se han venido utilizando en las últimas décadas y que son altamente efectivas y
eficientes para el desarrollo de proyectos de ingeniería como AutoCAD®2, PSD®3
(Plant Design System) o AutoPLANT 3D®.
La Gerencia del Departamento de Mecánica de YANES & ASOCIADOS, ubicada en
Caracas, requiere de un Manual de Procedimientos prácticos y estandarizados para la
ejecución en AutoPLANT 3D® de los Diseños Mecánicos de Plantas Industriales.
Con la implantación del Manual de Procedimientos e instrucciones de trabajo
requeridos, se busca operar en condiciones más seguras y confiables y de manera tal
que permita maximizar sus operaciones y ofrecer un mejor servicio a sus clientes
como lo son las Empresas PDVSA, AMERIVEN, SINCOR, ENI DACION FIELD,
entre otras.
Este Manual será utilizado por la Disciplina de Tuberías del Departamento de
Mecánica de la Empresa YANES & ASOCIADOS para la elaboración de Proyectos
en AutoPLANT 3D® en el área de Petróleo y Gas en Venezuela.
2Marca registrada de MICROSOFT. 3 Marca registrada de INTERGRAPH.
23
2.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
2.2.1 OBJETIVO GENERAL Elaborar un Manual de Procedimientos prácticos y estandarizados aplicados a la
ejecución del Diseño Mecánico de los Proyectos de Ingeniería en ambiente
AutoPLANT 3D®.
2.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Revisar la información disponible de los proyectos realizados por la Empresa
de Ingenieria de Consulta YANES & ASOCIADOS.
Aprender a utilizar los Módulos del software AutoPLANT 3D®.
Elaborar los procedimientos necesarios para el Diseño Mecánico de Plantas
Industriales en AutoPLANT 3D®.
Sintetizar todos los procedimientos elaborados en un Manual que será
utilizado por la Disciplina de Tuberías del Departamento de Mecánica.
24
CAPITULO 3. MARCO TEORICO
3.1 LAS ETAPAS DE UN PROYECTO DE INGENIERÍA EN YANES & ASOCIADOS
La ejecución de Proyectos de Ingeniería contiene una serie de etapas que se deben
seguir para desarrollar dichos proyectos:
3.1.1 INGENIERÍA CONCEPTUAL
Es la primera etapa en efectuarse dentro de un proyecto industrial. Se plantea la idea
de que es lo que se quiere desarrollar en el proyecto. Contiene las bases de proceso
que se deben seguir para el diseño del proyecto.
Estas deben ser definidas con el cliente, para obtener su data del proceso y su
filosofía de operación.
En esta etapa se examinan y se revisan los diferentes métodos y opciones, tomando
en cuenta los parámetros de operación (materia prima y productos finales) de forma
de llegar al diseño más adecuado y económico del proceso. En esta fase se concibe el
proceso, y se realizan los estudios de factibilidad de la obra que comprende:
Estudio del mercado, en donde se determinan los parámetros de producción,
el tiempo y el estimado en ventas.
Estudio técnico de mercado, en donde se determina la tecnología a utilizar, las
características de los equipos de mayor importancia dentro de la planta, así
como los recursos necesarios y un estimado de costos de +/- 30% de
confiabilidad.
25
La ingeniería conceptual, tiene como objetivo realizar el primer flujograma general o
conceptual del proceso, definir entradas o salidas, estudiar la factibilidad de
disposición de materias primas y de mano de obra calificada, así como determinar la
ubicación y dimensionamiento de la planta.
3.1.2 INGENIERÍA BÁSICA
La ingeniería básica se caracteriza por ser la fase de la ingeniería que define
completamente el proyecto a nivel gerencial y conceptual, sin entrar a la mayoría de
los casos, en detalles de identificación, de manufacturación o marcas.
Esta fase de la ingeniería tiene como objetivo fundamental desarrollar la estructura
del proceso en el cual se definen todos los equipos, las líneas de flujo con sus
condiciones de operación, materiales, etc.
Se definen las actividades y productos a realizarse durante el proyecto, la
metodología de ejecución bajo la cual se llevara a cabo; así como también la revisión
de la información elaborada en la etapa anterior y la realizada por el cliente. Se
efectúa el Levantamiento en Campo (ver Apéndice).
Se genera una descripción detallada sobre el funcionamiento de la planta y se realizan
las primeras emisiones de la documentación básica para el desarrollo de la ingeniería
de detalle.
Por último, se realiza un estimado de costos con margen máximo de error de +/- 10%,
con el fin de determinar la factibilidad tanto presupuestaria como técnica de proyecto.
26
3.1.3 INGENIERÍA DE DETALLE
Es la fase donde se realizan todos los documentos definitivos, tales como planos,
especificaciones y requisiciones para la construcción de la obra, por lo que se puede
determinar un estimado de costos más exacto.
La ejecución de la ingeniería de detalle comienza con una revisión de toda la
documentación desarrollada en la fase de la ingeniería básica, con el fin de
familiarizar a cada disciplina con el proceso, se detallan todas las condiciones de
proceso así como conexiones, tuberías, equipos e instrumentos, verificar el estimado
horas / hombre estipulado y corregir emisiones o errores.
Luego, los coordinadores de cada una de las disciplinas se encargan de emitir toda la
documentación y otras informaciones necesarias para la fase de Construcción y
Procura.
Para el diseño de la Ingeniería de Detalle en YANES & ASOCIADOS se utilizan la
herramientas de diseño asistido por computadora como AutoPLANT 3D® y PDS®
(Plant Design System).
3.2 EVOLUCIÓN DEL DISEÑO CON AUTOPLANT 3D
3.2.2 AUTOPLANT 3D
AutoPLANT 3D® es una herramienta de Diseño integrado de Plantas Industriales,
bajo la plataforma AutoCAD®.
AutoCAD® es una herramienta dentro del campo denominado CAD (Computer
Aided Design) o Diseño Asistido por Ordenador. Para ser más exacto AutoCAD es un
27
programa de diseño en CAD analítico (frente a otros sistemas de CAD paramétrico).
La versatilidad del sistema lo ha convertido en un estándar general, porque permite
dibujar de una manera ágil, rápida y sencilla, con acabado perfecto y sin las
desventajas que se encuentran si se diseña manualmente.
El AutoPLANT 3D® contiene las mismas ventajas del AutoCAD expuestas
anteriormente, además de una base de datos que permite el control de los materiales
de tuberías, como se puede apreciar a continuación, en la figura 3:
Figura 3. Planta de Procesos diseñada con AutoPLANT 3D®
Fuente: Elaboración propia
Las aplicaciones de AutoPLANT 3D® para el diseño de plantas han sido
desarrolladas para cumplir con los cuatro requerimientos identificados como claves:
Escalabilidad, Flexibilidad, Arquitectura Abierta y Efectividad de Costos. Esto
permite ofrecer amplias ventajas tanto a grandes empresas, como a pequeñas
compañías de ingeniería.
El Software de AutoPLANT 3D® esta constituido por los diferentes módulos para el
diseño mecánico de plantas:
28
MÓDULO SPEC GENERATOR
El SPEC GENERATOR®4 o Generador de Especificaciones es una aplicación cuya
función primaria es generar las especificaciones de materiales para el diseño en
AutoPLANT 3D®. Funciona sobre ACCESS®5.
Las Especificaciones de materiales deben contener toda la información encontrada
dentro del Piping Class de un Proyecto (ver Apéndice) como:
Tipo de material.
Recubrimiento.
Fabricación, etc.
La interfaz del SPEC GENERATOR® se muestra a continuación, en la figura 4.
Figura 4. Especificación de materiales creada por SPEC GENERATOR®
Fuente: Elaboración propia
4 Marca registrada de REBIS. 5 Marca registrada de MICROSOFT.
29
MÓDULO PIPING
El módulo PIPING 3D®6 es un programa basado en objetos 3D. Funciona sobre
AutoCAD®.
Proporciona una gran capacidad para el dibujo de tuberías, equipamiento, válvulas y
todo tipo de componentes asociados al diseño de una planta.
Permite el diseño de modelos 3D y aporta consistencia de forma inteligente (ya que
está asociado a una base de datos de materiales de tuberías en ACCESS®) a todos los
equipos, tuberías y componentes que se incluyen en el proyecto y permite el control
de la gestión de la base de datos.
Un ejemplo de una tubería diseñada en PIPING 3D® se muestra a continuación, en la
figura 5.
Figura 5. Diseño de Tuberías por PIPING 3D®
Fuente: Elaboración propia
6 Marca registrada de REBIS.
30
MÓDULO EQUIPMENT
El módulo de EQUIPMENT®7 es un programa de diseño 3D que permite crear,
modificar e insertar equipos en sus diseños.
Se puede utilizar una biblioteca de equipos existentes para diseñar equipos
convencionales o para crear equipos nuevos, sean simples o complejos, definidos por
el usuario.
Es un programa paramétrico asociado a equipos estándares o de propia creación, que
ofrece facilidades para el posicionamiento y orientación de las boquillas (conexiones
de los equipos para las tuberías y accesorios de tuberías) en los diseños.
Equipos Paramétricos: El diseño de equipos utiliza información paramétrica. Se
pueden crear equipos únicamente cambiando los parámetros, obteniendo equipos a
medida.
Los diálogos se presentan con las representaciones gráficas del equipo, junto con las
zonas de información para cada parámetro crítico, permitiendo que se dibuje el
equipo con gran precisión.
Formas Estándares de Equipos: El módulo de equipos de AutoPLANT incluye una
amplia gama de formas estándares de equipos, tales como bombas, depósitos,
intercambiadores, etc.
Un diseño de bombas con EQUIPMENT® se puede apreciar a continuación, en la
figura 6.
7 Marca registrada de REBIS.
31
Figura 6. Diseño de Bombas con EQUIPMENT®
Fuente: Elaboración propia.
Boquillas Inteligentes: proporciona una gran variedad de opciones para colocar y
orientar boquillas de equipos, como se observa en figura 7.
Figura 7. Colocación de boquilla con EQUIPMENT®
Fuente: Elaboración propia
32
MÓDULO ISOGEN
Este software facilita enormemente al usuario el diseño de isométricos y listas de
materiales.
Los Isométricos son la representación esquemática en isometría 3D de las diferentes
tuberías del diseño. Tienen finalidad constructiva, por lo que deben contener la
información necesaria (como el listado de materiales) que se va a entregar al
fabricante para la construcción de las tuberías.
ISOGEN®8 genera automáticamente isométricos utilizando como base de datos el
modelo de tuberías que hemos creado previamente en PIPING 3D®. Permite la
acotación automática, anotaciones y listas de materiales, como se observa en la figura
8.
Figura 8. Isométricos de ISOGEN®
Fuente: Elaboración propia
La consecuencia más directa y palpable es el aumento de la productividad para
cualquier empresa que disponga de esta tecnología. 8 Marca registrada de REBIS.
33
ISOGEN® proporciona archivos gráficos en formato DXF o DGN, pero estos
archivos no contienen ninguna de las características relativas a la inteligencia (los
elementos no están vinculados con una base de datos). Es un recurso óptimo cuando
hay que generar una gran cantidad de isométricos para un proyecto de una manera
rápida, con un extenso abanico de opciones para personalizar el aspecto final de los
formatos. La rentabilidad de ISOGEN® se centra en la rapidez de producción, en
reducción de costos humanos y económicos y en la capacidad de personalización.
ISOGEN® es el programa líder mundial favorito para la automatización total de
tuberías y es el sistema estándar para la producción de dibujos isométricos. Una
gran cantidad de empresas ingeniériles en todo el mundo utilizan este sistema.
MÓDULO ISOMETRICS
ISOMETRICS®9 es el módulo para la generación rápida de isométricos inteligentes
de calidad, incluyendo la lista de componentes y materiales, como se muestra en el
ejemplo a continuación, figura 9.
Figura 9. Isométricos de ISOMETRICS®
Fuente: Elaboración propia
9 Marca registrada de REBIS.
34
Se puede hacer isométricos desde el inicio, o importarlos desde un modelo de
PIPING 3D® existente.
Dibujo de Isométricos sin partir de un modelo 3D: El modo manual de
ISOMETRICS® permite generar isométricos desde el inicio utilizando los
componentes especificados en la base de datos. También se puede usar el modo
manual para editar y modificar los isométricos generados con la función Auto-ISO.
Permite exportar isométricos al modelo PIPING 3D® para utilizarlos en
AutoPLANT®.
Generación automática de isométricos desde un modelo 3D: Los Isométricos se
pueden crear de forma automática desde el modelo 3D. El módulo ISOMETRICS®
se integra completamente en el módulo PIPING 3D®. La integridad de los datos
usados para crear los isométricos está garantizada.
Informes: Una vez completado el dibujo del isométrico, se puede generar de forma
automática una lista de materiales con los requerimientos definidos por el usuario.
La lista de materiales se puede colocar directamente en el dibujo o en un documento
por separado.
Estos archivos se pueden exportar a bases de datos y también a hojas de cálculo como
EXCEL®10.
Al estar ligada a una base de datos, el isométrico tiene una consistencia total, lo que
permite precisar de una forma segura todos los componentes de la línea de tuberías.
Las longitudes de las tuberías se pueden detallar de varias maneras, por ejemplo, por
segmentos de tubería para mostrar la longitud de los elementos, o por la profundidad 10Marca registrada de MICROSOFT.
35
de la inserción de elementos Socket Weld, Welding Neck, etc. Generalmente las
longitudes de tubo se presentan por segmentos o en cantidades totales. Virtualmente
se puede cortar la tubería y llevar a cabo el montaje en campo (Field Weld) con la
seguridad de disponer de todos los elementos necesarios.
MÓDULO EXPLORER ID
El explorador permite observar los diseños de plantas que han sido creados. Permite
también activar y desactivar, moverse por la planta con precisión y comprobar si
existen interferencias, en sus diseños. También proporciona la detección automática
de interferencias y la elaboración de informes.
Visión interactiva de los modelos de la planta 3D: Explorer ID®11 aporta recursos
para la visualización de la planta en tiempo real. Permite navegar por el interior de la
planta, detectar interferencias y observar la geometría de una forma muy eficaz.
EXPLORER ID® permite visualizar grandes modelos no solo de AutoCAD®, como
se muestra en la figura 10, sino también de otros softwares de diseño.
Figura 10. Visión del diseño por EXPLORER ID®
Fuente: Elaboración propia
11 Marca registrada de REBIS.
36
La facilidad de empleo del Explorer ID® aumenta las ventajas de su uso a Gerencias
de Proyectos, Procura, Mantenimiento, Montaje, y a otros usuarios ocasionales.
Formatos de archivos: El explorador de AutoPLANT 3D® lee directamente
formatos de los archivos DWG y DXF. También permite combinar diferentes
formatos de archivo en un solo modelo para la revisión. Como no se tiene acceso a
los archivos reales de AutoCAD®, no hay posibilidad de copias sin autorización.
Herramientas de Visualización: Una sencilla interfaz le permite seleccionar y aislar
los objetos individualmente para su revisión. Una característica importante es que
permite solicitar información guardada en la base de datos de los módulos de PIPING
3D® y EQUIPMENT®.
Se puede investigar la posición 3D y los atributos de cualquier punto en el modelo,
así como medir la distancia entre dos puntos.
El explorador proporciona numerosas funciones para la visión de los componentes,
examinándolos rápidamente desde cualquier ángulo.
El explorador se vale de los planos de corte para seccionar modelos complejos y
revelar detalles ocultos. El plano de la sección se alinea con los ejes XYZ o con la
vista de planta.
Podemos navegar por la planta y ver los detalles más pequeños de cualquier
componente y conocer su ubicación exacta.
Detección de interferencias: AutoPLANT 3D® ofrece la capacidad de detección de
interferencias, como complemento al módulo EXPLORER ID®.
37
EXPLORER ID® permite el chequeo rápido de interferencias de pequeños o grandes
modelos, haciendo un análisis visualmente claro y fácilmente entendible
representando las colisiones de forma gráfica y visual permitiendo el chequeo "en
tiempo real".
Uniendo los archivos de interferencias generados durante un proyecto, se puede
mantener un registro completo de todas las interferencias encontradas y de su estado.
Se puede imprimir y modificar el informe de interferencias para tener información
sobre la fecha, tipo, localización, identificación del objeto, estado...etc. Las
interferencias son listadas en un orden estricto. Al hacer el listado de interferencias, la
vista cambia automáticamente para mostrar el grado de interferencia y aparecerá
centrada en una vista tipo ventana.
Se puede aplicar un fondo gris al modelo, aislarlo si se desea una mejor visualización
gráfica en pantalla o mostrar la situación y el estado de todas las interferencias
encontradas en el chequeo individual y todo ello puede ser guardado en un archivo.
Uniendo los archivos de interferencias generados durante un proyecto, se puede
mantener un registro completo de todas las interferencias encontradas y de su estado.
Se puede imprimir y modificar el informe de interferencias para tener información
sobre la fecha, tipo, localización, identificación del objeto, estado...etc.
3.2.3 PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN DE DISEÑO
MECÁNICO DE PLANTAS POR AUTOPLANT 3D
1)CREACIÓN DEL PROYECTO
Antes de comenzar el Diseño de Plantas, se debe proceder a la creación del Proyecto
en AutoPLANT 3D®. La configuración o “Setup” de un Proyecto es responsabilidad
de la Gerencia de Ingeniería de Sistemas y Tecnología dentro de la organización de
YANES & ASOCIADOS.
38
2) CREACIÓN DEL DIRECTORIO DE TUBERÍAS Y DEL
DIRECTORIO DE LAS ESPECIFICACIONES DE MATERIALES
Posteriormente a la creación del Proyecto, Sistemas y Tecnología deberá crear
directorios para todas las disciplinas involucradas en el Proyecto (Civil, Eléctrica,
Estructuras, Instrumentación, Procesos y Tuberías) para que puedan guardar los
archivos de sus modelos elaborados con AutoPLANT 3D®. También deberá asignar
a la gerencia del proyecto y al personal participante en el mismo los permisos a
dichos directorios.
3) CREACIÓN DE LAS ESPECIFICACIONES DE MATERIALES
Cada Proyecto que va a ser diseñado con AutoPLANT 3D® debe tener cargadas las
especificaciones de materiales que contiene el Piping Class (ver Apéndice) que ha
sido requerido por el cliente del Proyecto. El Piping Class contiene toda la
información técnica de los materiales de las tuberías que serán utilizados en el diseño
de una Planta para la Disciplina de Tuberías.
4) CREACIÓN DEL MODELO DE TUBERÍAS Y EQUIPOS
Cuando todos los procedimientos anteriores hayan sido llevados a cabo, la Disciplina
de Tuberías puede proceder a la Creación de los Modelos de Equipos y Tuberías 3D
que estarán presentes en el Diseño de una Planta de Procesos.
El Diseño de una Planta de Procesos
El diseño de la distribución de una planta se basa primordialmente en la disposición
que deberán tener los equipos involucrados así como los arreglos de tuberías, la
instrumentación y los diferentes controles eléctricos requeridos para el proceso
industrial.
39
El diseño debe tomar en consideración la seguridad, operación, mantenimiento y
factibilidad económica de la construcción y además, que se pueda satisfacer las
necesidades y criterios de diseño del cliente. El diseño de la distribución de plantas se
lleva a cabo mediante los siguientes documentos:
Plano de Implantación de equipos (PLOT PLAN)∗: Es el plano donde se
representa a escala la distribución de todos los equipos involucrados en el
proceso (según el Diagrama de Tuberías e Instrumentación) mostrando las
coordenadas de ubicación y elevaciones de cada uno de ellos además de los
edificios principales, calles, puentes de tuberías, estructuras mayores, diques y
otras infraestructuras significativas en la Obra. Un plano de implantación de
equipos es tal como se muestra en el siguiente ejemplo, figura 11.
Figura 11. Plano de Implantación de Equipos
Fuente: Elaboración propia
∗Procedimiento Diseño de Plantas de Tuberías asistido con AutoPLANT. YANES &ASOCIADOS.
Mayo 2004.
40
Plano Índice de Tuberías (KEY PLAN)∗: Es un plano donde se representa,
de forma simplificada, cada uno de los planos de tuberías que van a ser
desarrollados durante el diseño. Muestra los equipos involucrados con su
respectiva numeración e identificación, coordenadas geográficas, elevaciones
y el numero del plano donde se encuentra la representación en detalle de sus
conexiones, como se puede observar a continuación en la figura 12.
Figura 12. Plano Índice de Tuberías
Fuente: Elaboración propia
Plano de Planta de Tuberías (PIPING LAYOUT)∗: Es un Plano a escala
que muestra la ubicación de equipos y el arreglo de las tuberías asociadas,
dentro de un área definida por el Plano Índice y de acuerdo con el Diagrama
de Tuberías e Instrumentación (DTI). Incluye también los soportes de
tuberías, ubicación de instrumentos, estructuras metálicas mayores, columnas,
etc, como se muestra en la figura 13.
∗ Procedimiento Diseño de Plantas de Tuberías asistido con AutoPLANT. YANES &ASOCIADOS.
Mayo 2004.
41
Figura 13. Plano de Planta de Tuberías
Fuente: Elaboración propia
Diagrama de Tuberías e Instrumentación (P&ID)∗: Es un diagrama que
especifica las conexiones hidráulicas de un equipo con otro en forma precisa y
detallada así como los accesorios que permitirán el manejo del proceso. Un
diagrama P&ID puede observarse a continuación, en la figura 14.
Figura 14. Diagrama de Tuberías e Instrumentación
Fuente: Elaboración propia ∗ Procedimiento Diseño de Plantas de Tuberías asistido con AutoPLANT. YANES &ASOCIADOS.
Mayo 2004.
42
Estos documentos se realizan durante la fase de ingeniería conceptual de un proyecto.
Al realizar el diseño de la distribución de una planta se tiene que tomar en
consideración:
El cliente.
La Organización de la Planta.
Las Especificaciones de Materiales de Tuberías.
Las Herramientas de Diseño por computadora que serán utilizadas para la
ejecución del diseño (AutoCAD, AutoPLANT, PDS).
Las Disciplinas Involucradas en el Proyecto.
La Constructibilidad.
La Operación y Mantenimiento de las Instalaciones diseñadas.
La disciplina de Tuberías tiene bajo su responsabilidad la elaboración del Plano de
Implantación de Equipos (PLOT PLAN) y el Diseño de los Sistemas de Tuberías, los
cuales representan en la mayoría de los casos, un alto porcentaje del costo total del
proyecto (hasta un 33%).
El Diseñador de Plantas
El Diseñador de Plantas debe tener las siguientes habilidades:
Sentido común y capacidad de razonar.
43
Tener conocimiento de la estructura de la Planta. Para ello es necesario un
Levantamiento en Campo de la Planta antes de comenzar el diseño sobre una
instalación existente.
Conocimiento general del mantenimiento y la operación de los equipos.
Capacidad de generar un diseño confiable, seguro y en un tiempo
determinado, tomando en consideración la economía y la facilidad de
construcción.
Suficiente experiencia en diseño de plantas.
Conocer las funciones principales de los otros diseñadores y los integrantes
del grupo de trabajo.
Generar Planos e Isométricos que sean concisos y claros.
Principales Funciones de un diseñador de plantas
Ubicar todos los equipos: Al elegir la ubicación se deben señalar las
coordenadas Norte y Este de los equipos y además, indicar la elevación de los
mismos con respecto a la elevación de referencia de la planta.
El diseño y la ubicación de todas las estructuras asociadas: escaleras,
plataformas, etc. En general, el diseño tiene que satisfacer todos los
requerimientos de operación, mantenimiento y seguridad alrededor de los
equipos.
Dejar áreas sin ningún tipo de obstaculización para colocar las estructuras que
son necesarias para realizar el mantenimiento requerido.
44
Establecer la ubicación de todas las boquillas de los equipos que satisfacen
todo el proceso.
Ubicar todos los instrumentos requeridos.
Ubicar todos los dispositivos (equipos y/o instrumentos) de seguridad.
Ubicar todos los artículos misceláneos (Filtros, acoples, bridas ciegas, etc.).
El diseñador debe optimizar los procesos de diseño de manera de mantener un
equilibrio entre los elementos que componen un proyecto: alcance, tiempo, costo y
calidad. Todos los participantes en el diseño son responsables de la distribución de un
planta y de transmitir los cambios de diseño a todas las disciplinas.
5) REVISIÓN DEL DISEÑO
La inspección del modelo 3D es una simulación digital de lo que puede observar el
diseñador si camina por la planta.
El proyecto es visto como una “Maqueta Electrónica” tanto por el cliente como los
diseñadores, los cuales emiten comentarios sobre el diseño de acuerdo a las
especificaciones del proyecto y estos comentarios son tomados en consideración para
su edición.
Esta actividad representa una etapa de aceptación preliminar de las instalaciones por
parte del cliente.
Una vez completado el diseño en 3D, se realiza un recorrido del diseño a través del
software 3D (como EXPLORER ID® de AutoPLANT 3D®) que ha sido utilizado
para la creación del proyecto y se pueden identificar todos los componentes que
45
presentan interferencias en el modelo. Las interferencias son colisiones de una pieza
en otras piezas o solapamientos en un volumen o un espacio de seguridad, de
mantenimiento o de construcción.
Una vista en el EXPLORER ID® de un modelo 3D se muestra en la figura15.
Figura 15. Vista “Top” de la Planta con el Explorer ID®
Fuente: Elaboración propia
Con la inspección del modelo 3D, los problemas pueden ser resueltos antes de la
construcción, consiguiendo así mejorar la planificación de la misma .
6) EMISIÓN DE DOCUMENTOS
Al finalizar la etapa de diseño, El Grupo de Tuberías deberá generar:
Plano de Implantación de Equipos (PLOT PLAN), como en el ejemplo
siguiente de la figura 16.
46
Figura 16. Plano de Implantación de Equipos proporcionado por Tuberías
Fuente: Elaboración propia
Isométricos. Como en la figura 17.
Figura 17. Isométrico proporcionado por Tuberías
Fuente: Elaboración propia
47
7) ETAPA DE CONSTRUCCIÓN
Durante la etapa de construcción, la utilización de un modelo 3D permite una mejor
visualización por parte del cliente, del consultor y del contratista de la construcción,
por lo que se puede realizar el Análisis de Constructibilidad∗.
El Análisis de Constructibilidad consiste en realizar la revisión sistemática de los
siguientes documentos, planos y modelos:
Planos de Ubicación de Equipos e Instalaciones (PLOT PLAN).
Planos de Planta de Tuberías (PIPING LAYOUT).
Planos de Rutas de Escape.
Planos de Planta de Electricidad e Instrumentación (ELECTRICAL AND
INSTRUMENTS LAYOUT).
Modelo Tridimensional Electrónico.
La revisión del Modelo 3D es una actividad clave para asegurar que no existan
interferencias espaciales entre equipos, estructuras y líneas de proceso. La
metodología del estudio debe enfocarse en:
− Proveer un análisis crítico de los aspectos de diseño que permita
identificar las potenciales dificultades de construcción relacionadas con
aspectos de Seguridad, Higiene y Ambiente.
∗ Análisis de Constructibilidad. YANES & ASOCIADOS. 2004.
48
− Evaluar problemas operacionales potenciales relacionados con
interferencias entre equipos, líneas e instalaciones los cuales puedan
causar dificultades para el acceso a los mismos para efectos de
operaciones, mantenimiento y escape en caso de emergencias.
− Proporcionar recomendaciones acerca de evaluaciones requeridas y
posibles acciones correctivas a ser implementadas para resolver las
potenciales dificultades de construcción identificadas.
− Establecer un secuencia de construcción preliminar a ser incluida en el
Paquete de Licitación para Construcción del Proyecto.
La metodología del estudio no debe enfocarse en
− Dar respuesta inmediata (al momento de realizar las reuniones
multidisciplinarias) a las potenciales dificultades de construcción
identificadas.
En el caso de proyectos de mejoramiento o ampliación de instalaciones
industriales existentes, que se encuentren operativas, debe visualizarse de forma
preliminar los riesgos asociados a la Construcción y sugerir el desarrollo de
procedimientos que regulen la interfase entre las Operaciones y las actividades
de Construcción.
Asimismo deben identificarse las actividades que puedan constituir posibles
fuentes de contaminación ambiental y alertar acerca de la necesidad de
desarrollar los procedimientos para la adecuada disposición de los mismos.
49
8) ETAPA DE FUNCIONAMIENTO
El Cliente o dueño de la Planta observa en los modelos 3D las ventajas de la
construcción.
Con el Modelo 3D puede ir familiarizando al personal de operaciones sobre las
instalaciones ya que se puede realizar caminatas en forma virtual por toda la planta y
verificar si los criterios de diseño, de construcción, de mantenimiento y operación
estén siendo reflejados por el diseño del consultor. Durante el proceso de
construcción y arranque, puede ir identificando los cambios que fueron necesarios
para maximizar el proceso, y por último, se puede diseñar cambios productivos que
garanticen mayor calidad en las operaciones de la Planta de Procesos. Un modelo 3D
finalizado se muestra en la figura 18.
Figura 18. Modelo de AutoPlant 3D® ya finalizado
Fuente: Elaboración propia
50
CAPITULO 4. MARCO METODOLOGICO
4.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
De acuerdo al problema y objetivos planteados en el presente proyecto, se puede
considerar a esta investigación dentro del tipo “estudio descriptivo” del método
científico, pues permitió identificar, detallar y evaluar todos los componentes y
elementos que conforman el objeto sujeto a estudio.
De igual manera se puede definir el método de investigación como un “estudio de
campo no experimental”, ya que la recolección y registro de la información
utilizada fue realizada mediante el contacto directo con las fuentes de información,
reforzado con una investigación del “tipo documental” debido a que depende de la
consulta de material bibliográfico, manuales, folletos, catálogos entre otros; así como
también esta basada en consultas y entrevistas con el personal que se encuentra en
contacto directo con el Software y que forma parte del Diseño Mecánico de Plantas
en AutoPLANT 3D® en los Proyectos de YANES & ASOCIADOS, lo cual fue de
suma importancia al momento de establecer los procedimientos de ejecución del
Software.
4.2 MODALIDAD DE LA INVESTIGACIÓN
Se puede considerar a esta investigación como del tipo factible ya que ofrecerá
posibles soluciones en la ejecución del Diseño Mecánico de Plantas para satisfacer así
las necesidades y requerimientos de los clientes de YANES & ASOCIADOS. Este
proyecto consistió en el desarrollo de procedimientos que deberán seguir los
diseñadores de Tuberías para el diseño en AutoPLANT 3D®.
Por su nivel se ubicó en una investigación descriptiva, porque detalla, concluye y
recomienda todos los contenidos que se presentan en el mismo.
51
Parte de este proyecto también consiste en la búsqueda y consulta de material
existente como los manuales de usuario de AutoPLANT 3D® suministrados por la
Empresa.
4.3 DISEÑO METODOLOGICO
Para el logro y cumplimiento de todos los objetivos y propósitos trazados en el
presente proyecto se diseño una estrategia metodológica basada en una serie de
instrumentos que permitió recolectar, procesar y analizar en forma sencilla y
organizada toda la información necesaria. Entre los instrumentos requeridos para el
logro de los objetivos planteados en este estudio se encuentran los siguientes:
4.3.1 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Realizada como primera actividad en el desarrollo del proyecto y consistió en la
revisión de toda la información disponible de los documentos típicos de los
proyectos, tales como:
Diagrama de Flujo de procesos.
Diagramas de Tuberías e Instrumentación.
Plano Topográfico.
Plano de Implantación de Equipos.
Plano Índice de Tuberías.
Especificación de Aislamiento.
Especificación de Materiales de Tuberías.
Especificaciones de Válvulas.
Isométricos.
Estándar de Conexión de Instrumentos.
Estándar de Conexión de Venteos y Drenajes.
Lista de Materiales.
52
Lista de Equipos.
Lista de Líneas.
Lista de Instrumentos.
Planos del Fabricante de Equipos.
4.3.2 INDUCCIÓN AL SOFTWARE AUTOPLANT
Luego de esta etapa introductoria se realizó una inducción al software AutoPLANT
3D® para el manejo de los diferentes Módulos de la herramienta: SPEC
GENERATOR®, EQUIPMENT®, PIPING 3D® , ISOGEN®, ISOMETRICS® y
EXPLORER ID®.
4.3.3 ENTREVISTAS INFORMALES
Todas las entrevistas realizadas fueron del tipo informal y consistió básicamente en
entrevistas al personal de sistemas y el personal usuario para recolectar experiencias y
recomendaciones en el diseño de los criterios de ejecución del diseño en AutoPLANT
3D® en las siguientes categorías:
1. Preparación de bases de trabajo.
2. Elaboración de la Especificaciones de materiales en Módulo SPEC GEN.
3. Elaboración de ubicación de equipos en Módulo EQUIPMENT.
4. Elaboración de ruteo de tuberías en Módulo PIPING.
5. Extracción de isométricos.
6. Elaboración de planos de tuberías.
7. Elaboración de listas de materiales.
8. Elaboración de listas de equipos.
9. Elaboración de listas de Líneas de Tuberías.
10. Elaboración de lista de Boquillas.
53
4.3.4 LEVANTAMIENTO DE PROCEDIMIENTOS
Por último, se procedió a la compilación de procedimientos en un Manual que será
utilizado por los diseñadores de la Empresa.
Para el desarrollo de los procedimientos se consideraron los siguientes aspectos:
Revisión de los procedimientos que contiene el manual de usuario de
AutoPLANT 3D®.
Identificación de los diferentes Módulos que conforma el AutoPLANT 3D®.
Recopilación de los procedimientos de Diseño de Plantas en AutoPLANT
3D® que han sido de gran utilidad en los últimos proyectos de la Empresa.
Registro de imágenes ilustrativas en los procedimientos.
Por último, se imprimió y se entregó el manual a la Gerencia de Departamento
de Mecánica para su verificación y aprobación
54
CAPITULO 5. RESULTADOS
En este capítulo se presentan los resultados que se esperan conseguir gracias al
desarrollo del Proyecto:
5.1 ESTRUCTURA PARA EL DIRECTORIO DE TUBERÍAS
En el Manual de Procedimientos se establece una estructura estándar para el
directorio donde los diseñadores de la Disciplina de Tuberías guardarán los archivos
de los modelos que hayan sido diseñados con AutoPLANT 3D® para los proyectos
de YANES &ASOCIADOS. La misma establece:
Cantidad mínima de sub-directorios de Tuberías.
Ubicación de archivos de documentos (Planos Ortográficos, Isométricos, etc.)
que han sido superados por los documentos aprobados por el cliente antes de
la construcción.
Con el establecimiento de una estructura estándar para los directorios del Proyecto de
Tuberías se espera conseguir que los Proyectos se realicen de manera más organizada
y formal y evitar así que los diseñadores guarden los archivos en otros sub-
directorios, lo que podría provocar la pérdida de la información y del trabajo
realizado.
5.2 ESTRUCTURA DEL DIRECTORIO DE LAS ESPECIFICACIONES DE MATERIALES DE TUBERÍAS
Para el directorio de las Especificaciones de materiales se establece:
Nombre de Directorio.
55
Ubicación.
Accesibilidad de los diseñadores del Proyecto.
Un ejemplo de directorio para especificaciones de materiales se muestra a
continuación, figura 19.
Figura 19. Ejemplo de especificaciones de materiales de Tuberías en AutoPLANT 3D®
Fuente: Elaboración propia
Al establecer los anteriores lineamientos se busca evitar el deterioro de las bases de
datos de AutoPLANT 3D® y la pérdida de la ruta de las especificaciones de
Materiales.
5.3 CONTROL DE PERMISOS
En este contenido se establece:
Personas con acceso a los directorios del Proyecto.
56
Restricciones de directorios.
Con lo dicho anteriormente se espera conseguir que se apliquen los permisos y las
restricciones precisas en la ejecución de los proyectos de YANES & ASOCIADOS.
5.4 RECOMENDACIONES PARA DIVISIÓN DE MODELOS EN AUTOPLANT
Uno de los principales objetivos del Manual de Procedimientos es que la estructura
del trabajo en AUTOPLANT 3D® se organice antes de comenzar la etapa de Diseño
Mecánico.
La selección de una estructura adecuada o división adecuada de modelos de trabajo
en AUTOPLANT 3D® es fundamental para el desarrollo eficiente del Diseño de
Plantas.
En este contenido se enumeran una serie de factores que pueden servir de guía para
los diseñadores, al momento de estructurar la división de modelos tridimensionales y
así obtener una mejor organización en el desarrollo de los Proyectos de YANES &
ASOCIADOS.
5.5 IDENTIFICACIÓN DE ARCHIVOS ELECTRÓNICOS DE MODELOS EN AUTOPLANT
Es preciso que los archivos electrónicos de los Modelos para diseño en AutoPLANT
3D® deben estar identificados siguiendo una estructura estándar para que las
identificaciones sean uniformes en todos los proyectos que se encuentren en
ejecución en YANES & ASOCIADOS, y también es preciso que solo sea cambiada si
los requerimientos del cliente así lo ameritan.
57
5.6 CREACIÓN DE ESPECIFICACIONES DE MATERIALES DE TUBERIAS
En este contenido se explican nociones básicas para la creación de las
especificaciones de materiales de un proyecto. Lo que se espera conseguir con ello es
que todos los diseñadores de un Proyecto estén capacitados para crear una
especificación de materiales sencilla y que luego puedan ampliar sus conocimientos a
través de la práctica con el Software.
5.7 COLORES ESTANDAR PARA TUBERÍAS Y EQUIPOS
Para el diseño en AutoPLANT 3D® de Plantas se establecen colores estándar para:
Equipos Nuevos y Existentes.
Tuberías Nuevas y Existentes.
Un modelo con las características requeridas se muestra en la figura 20.
Figura 20. Modelo de AutoPLANT 3D® con los colores estándar
Fuente: Elaboración propia
58
El objetivo de implantar colores estándar es para que los diseñadores de Tuberías
diseñen todos los elementos anteriores con los mismos colores y obtener así una
mayor uniformidad y homogeneidad en los modelos que serán diseñados con
AutoPLANT 3D® para los próximos proyectos que se vayan a desarrollar en la
Empresa.
5.8 MODELAJE DE SOPORTES
Los soportes son apoyos que se colocan en un sistema de tuberías para evitar
deflexiones excesivas y controlar los movimientos indeseados del sistema. Un
modelo de tuberías con soportes se muestra en la figura 21.
Figura 21. Modelo de tuberías con soportes
Fuente: Elaboración propia
El objetivo de este contenido es que los diseñadores no cometan los errores típicos en
el modelaje de los soportes con AutoPLANT 3D®, ya que todos los errores
cometidos se reflejan en la representación en el isométrico.
5.9 REFERENCIA DE MODELOS
Generalmente, durante la generación de Modelos de planta y dibujos, es necesario
tener de REFERENCIA los diseños de una variedad de disciplinas como Eléctrica,
59
Instrumentación, Estructuras o Civil. El contenido explica de manera detallada el
procedimiento para Referencia de Modelos. Es preciso que los Modelos de otras
disciplinas se refieran a los modelos de Tuberías con el procedimiento correcto para
lograr la satisfactoria propagación de las bases de Datos. Un modelo que contiene
varias referencias de modelos se muestra en la figura 22.
Figura 22. Modelo de AutoPLANT 3D® Interdisciplinario
Fuente: Elaboración propia
5.10 TAMAÑOS ESTANDAR DE PLANOS
El Manual contiene recomendaciones para la elaboración de los diferentes planos de
la Disciplina de Tuberías de YANES & ASOCIADOS como:
Isométricos.
Plano de Implantación de Equipos (PLOT PLAN).
Plano de Planta de Tuberías (PIPING LAYOUT).
60
La finalidad de las recomendaciones es que se pueda seguir un mismo formato para
cada uno de los documentos anteriores y garantizar así una mejor presentación de los
mismos a la hora de entregárselos a los clientes de los proyectos que se encuentren en
ejecución en la Empresa.
5.11 TRABAJO EN “LAYOUT”
El “Layout” es un espacio de papel que trae por defecto AutoCAD®, para que el
modelo que ha sido diseñado se pueda importar desde el espacio de dibujo y así
poder adaptarlo a los requerimientos de impresión. Un Layout de AutoCAD® se
muestra en la figura 23.
Figura 23. Layout de AutoCAD®
Fuente: Elaboración propia
En éste contenido se establece:
Inserción del formato en el “Layout”.
Ajuste de la escala.
61
Distribución del espacio.
Acabado.
El resultado que se espera obtener es que los diseñadores mejoren los procedimientos
que han venido utilizando para el trabajo en el “Layout”.
5.12 REVISIÓN DEL MODELO
En el siguiente contenido se presenta una guía para la revisión del Modelo
Tridimensional de forma:
Individual.
Interdisciplinaria (en presencia de las demás disciplinas participantes de los
proyectos de YANES &ASOCIADOS como Civil, Estructuras, Eléctrica,
Instrumentación y Procesos).
En las recomendaciones se indican todos los elementos que deberían revisarse en los
modelos 3D cuando el Proyecto ha sido desarrollado en su fase preliminar (30%),
intermedia (60%) y final (90%).
La finalidad que persiguió el desarrollo de este contenido es para que las próximas
revisiones de modelos en AutoPLANT, tanto individuales como interdisciplinarias, se
realicen de manera mucho más organizada y formal.
Además, que todos los diseñadores de los modelos puedan tomar en cuenta todos los
aspectos que deben revisarse en cada fase de diseño. Un modelo con posibles
interferencias se muestra en la figura 24.
62
Figura 24. Posibles interferencias entre estructuras metálicas y tuberías
Fuente: Elaboración propia
5.13 PROCEDIMIENTOS IMPORTANTES DE AUTOPLANT
Además de procedimientos de trabajo se incluyó Diecisiete (17) procedimientos de
ayuda para usar las diversas herramientas que trae consigo AutoPLANT 3D dirigido
a todos los participantes de los Proyectos de YANES & ASOCIADOS. Se
incluyeron procedimientos importantes en:
Módulo EQUIPMENT.
Módulo PIPING.
Módulo SPEC GENERADOR.
Módulo ISOGEN.
63
Módulo ISOMETRICS.
La elaboración de todos los procedimientos incluidos tiene como fin que todo el
personal tenga nociones básicas del Software y puedan defenderse en los próximos
proyectos de la Empresa que se van a realizar con AutoPLANT 3D®.
Se anexa en el CD el Manual de Procedimientos de Diseño Mecánico en Ambiente
AutoPLANT 3D del Departamento de Mecánica de Yanes & Asociados.
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CONCLUSIONES
Se estableció un Procedimiento de Ejecución de Diseño Mecánico en
ambiente AutoPLANT 3D® para mejorar la productividad y la inducción del
personal del Departamento de Mecánica de YANES & ASOCIADOS
Se consiguió establecer una estructura estándar para los directorios de
Tuberías mediante los lineamientos recomendados en el apartado N° 6 del
Manual de Procedimientos de Ejecución de Diseño Mecánico en ambiente
AutoPLANT 3D®.
Se logró mayor organización en la división de los modelos tridimensionales
de Tuberías mediante los lineamientos recomendados en el apartado N° 9 del
Manual de Procedimientos de Ejecución de Diseño Mecánico en ambiente
AutoPLANT 3D®.
Se consiguió establecer una identificación estándar de los archivos
electrónicos de modelos en AutoPLANT 3D® para Tuberías mediante los
lineamientos recomendados en el apartado N° 10 del Manual de
Procedimientos de Ejecución de Diseño Mecánico en ambiente AutoPLANT
3D®.
Se logró una unificación de colores en EMPRESAS Y&V ya que todos los
diseñadores de Tuberías utilizaban colores diferentes para sus modelos 3D.
Se consiguió una mejor organización para el trabajo en Layout mediante los
lineamientos recomendados en el apartado N° 16 del Manual de
Procedimientos de Ejecución de Diseño Mecánico en ambiente AutoPLANT
3D®.
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Se elaboraron los procedimientos necesarios para el diseño de plantas
industriales en AutoPLANT 3D conforme a las normas exigidas en YANES
& ASOCIADOS y las normas de calidad ISO 9001, siendo integrados todos
estos procedimientos en el Manual.
Los manuales de procedimientos contribuyen a la difusión y al fortalecimiento
del conocimiento y del capital social, ya que este podrá estar disponible en
formato digital o impreso dentro de EMPRESAS Y&V.
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RECOMENDACIONES Divulgar el Manual de Procedimientos de Ejecución de Diseño Mecánico en
AutoPLANT 3D® dentro del Departamento de Mecánica y en general, en la
Vicepresidencia de Ingenieria.
Revisar y actualizar todos los procedimientos contenidos en el Manual cada vez
que se instale una nueva versión del Software en YANES & ASOCIADOS, para
que pueda ser utilizado en todo momento por los diseñadores de la Disciplina de
Tuberías.
En las actualizaciones, si es posible, incluir otros procedimientos que puedan ser
de utilidad.
Establecer un procedimiento que permita personalizar los isométricos de acuerdo
a las normas presentes en YANES & ASOCIADOS y a los requerimientos de los
clientes de la Empresa.
Realizar planes de entrenamiento para el personal de la Empresa utilizando las
normas y procedimientos contenidos en el Manual.
Realizar un manual de procedimientos de ejecución de diseño en AutoPLANT
3D® para cada disciplina de ingeniería en la Empresa ( Eléctrica,
Instrumentación, Procesos, Civil y Estructuras).
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BIBLIOGRAFIA
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Figuera, V. Procedimiento diseño de plantas de Tuberías asistido con
AutoPLANT. Yanes & Asociados. Mayo 2004.
Yanes & Asociados. Credencial. Junio 2001.
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Aires: Alas Ingeniería. Disponible en:
http://www.alasingenieria.com/PPO/Intergraph/Dise%C3%B1o_Planta/DP_PDS.htm
AutoPLANT: Tecnología del Software para Diseño de Plantas Industriales (2004,
6 de diciembre, [en línea]. Caracas: Bentley. Disponible en:
http://www.cadvisionsl.com/docs/AutoplantDossier.pdf
Isogen (2004, 8 de diciembre), [en línea]. Buenos Aires: Caesoft. Disponible en:
http://www.caesoft.es/productos/alias/ISOGEN/isogen.htm
Rebis AutoPLANT: Diseño de Plantas Industriales (2004, 6 de diciembre), [en
línea]. Caracas: Cadvision, SL. Disponible en:
http://www.cadvisionsl.com/docs/Rebis_Autoplant.pdf
Requerimientos del Proyecto
