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ingenieria de procesos
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Herramientas
informáticas para
ingeniería de
procesos
Facilitador: Adrian Cordova
Sobre el facilitador:
Objetivos de la charla
Familiarizar al asistente a la charla con las
herramientas informáticas disponibles para poder
desenvolverse en el ámbito de la ingeniería de
procesos.
Conocer el alcance de estos tipos de programas y
visualizar su aplicación real en el mercado.
Poder reforzar conceptos teóricos propios del
ámbito técnico de ingeniería.
Conceptos básicos
Ingeniería de procesos
Disciplina que se enfoca en el diseño,
simulación, operación, control y optimización
de procesos industriales, de naturaleza física,
química y biológica.(IChemE, 2009)
Simulación de procesos Diseño de procesos
Formulación Evaluación Gestión
Proyecto
Dire
cció
n
Conceptos básicos
Conceptos básicos
Primera fase FEL
Segunda fase FEL
Tercera fase FEL
Ingeniería Procura Construcción
Proyecto
FEL EPC
Front-End Loading
(Desarrollo del proyecto)
Engineering-Procurement-Construction
(Ejecución del proyecto)
Visualización del
proyecto
Conceptualización
del proyecto
Definición del
proyecto
Detallado del
proyecto
Suministración del
proyecto
Implementación del
proyecto
Estimación del
proyecto
Selección de
tecnología
FEED (Front-End
Engineering Design)
Ingeniería de
detalle
Adquisiciones Construcción
Oil & Gas:
Planificación del
negocio
Planificación de las
facilidades
Planificación de la
ejecución
Detallado del
proyecto
Adquisiciones Implementación e
inicio de operaciones
Químicos & Manufactura:
Concepción del
proyecto
Estudio de
viabilidad
Ingeniería básica Ingeniería de
detalle
Procura Construcción
Minería:
Conceptos básicos
Primera fase FEL
Segunda fase FEL
Tercera fase FEL
Ingeniería Procura Construcción
Desarrollo del proyecto Ejecución del proyecto
Incertidumbre
Tiempo
Aplicación de la simulación de procesos
Aplicación del diseño de procesos
Conceptos básicos
Modelamiento de procesos Simulación de procesos
• Representación matemática de
fenómenos físicos.
• Interpretación del
comportamiento real del
sistema.• Evalúa un proceso sin
necesariamente tenerlo
físicamente.
• Evaluación numérica de un
modelo para condiciones
específicas del sistema.• Conjunto de ecuaciones que
relacionan variables del
proceso.
• Validación del modelo en la
realidad.
Hay varios simuladores de procesos:
Chemcad Aspen Plus Aspen HYSYS
Sin embargo, el mas usado en Perú es:
Forma parte de:
Aspen Engineering
Suite
Aspen Plus
Aspen HYSYS
Aspen ExchangerDesign & Rating
Aspen Process
EconomicAnalyzer
Aspen Energy
Analyzer
Para entender mejor:
Descripción
del proceso
Análisis
dinámico
Modelo
matemático
Simulación
del proceso
Prueba del
modelo
Resultados
Ajustes
• Condiciones del proceso
• Restricciones del proceso
• Simplificaciones
Análisis del sistema en el tiempoModelamiento matemático del procesoSimulación del proceso mediante softwareComportamiento real del proceso bajo condiciones especificadas
Resultados del cálculo hecho por el simulador
Ecuaciones de estado
Modelos de actividad
Modelos de presión de
vapor
Paquetes de propiedades
para compuestos
Paquete de fluido
Un concepto importante:
Organiza la información de los
componentes en una sola
posición.
Permite el cálculo de las
propiedades termodinámicas de
los componentes.
Paquete de fluido
Para saber qué paquete usar:Clasificamos primero a los componentes de mi
simulación: si son gases, no polares, asociados,
solventes, o electrolitos.
¿Todos son
gases, o no
polares? Probar Peng-Robinson, SRK, API
Si
No
No
No
No
¿Hay
electrolitos?
Probar NRTL, Pitzer, o Bromley,
cualquiera que tenga todos los BIPs
Probar NRTL, UNIQUAC, FH, Wilson, o
Van Laar, cualquiera que tenga todos
los BIPs
Probar UNIFAC. Si es posible, estimar
los BIP para los componentes que falten
Probar SAFT, ESD
Probar ley de Henry
Probar ESD, SAFT, MHV2, Wong-Sandler
¿ Hay algún
gas? ¿O P>10
bar?
¿Se conocen
todos los BIP?
¿ Hay algún
polímero?
¿ La presión es
menor a 10
bar?
No
Si
No
Si
Si
Si
Si
*Adaptado del
libro
“Introductory
Chemical
Engineering
Thermodynamics”
, de R.Elliot &
C.Lira (1999)
BIP : Coeficientes de interacción binaria
Ejemplo práctico
Conceptos básicos
Diseño asistido por
computadora
(CAD)
Ingeniería asistida por
computadora
(CAE)
Manufactura asistida
por computadora
(CAM)
Diseño asistido por computadora
(CAD)
• Herramientas computacionales con fines gráficosdirigidas a ingenieros, arquitectos y diseñadores.
• Puede dividirse en 2 tipos: de dibujo en 2D, y de modelado en 3D.
Ingeniería asistida por computadora
(CAE)
• Herramientas computacionales con capacidad de realizar tareas de análisis de ingeniería.
• El término abarca simulación, validación y optimización de productos y de herramientas de fabricación.
Manufactura asistida por computadora
(CAM)
• Herramientas computacionales que buscan asistir las operaciones propias una fábrica.
• Básicamente se emplea en la fabricación y maquinado de elementos dentro de una fábrica.
Conceptos básicos
En el mercado encontramos:
CADWorx SolidworksAutoCAD Inventor Simulation
CFD
Primero:
IntergraphPlantSuite
IntegraphCADWorx
IntergraphCaesar II
IntergraphPV Elite
IntergraphTank
IntergraphGT
STRUDL
Mas usado por
profesionales
relacionados con la
ingeniería mecánica.
Aplicables desde una
plataforma de
AutoCAD.
Participan hasta la
fase de ingeniería de
detalle de un
proyecto.
Sin embargo, por flexibilidad, integración y manejo:
En el mercado encontraremos suites de trabajo:
AutoCAD
Design Suite
Building
Design Suite
Infrastructure
Design Suite
Factory
Design Suite
Plant
Design Suite
Product
Design Suite
Las suites mencionadas nos ayudan a lo largo de las fases FEL y buen tramo de la fase EPC del proyecto:
Plant
Design Suite
Factory
Design Suite
La primera suite:
PlantDesignSuite
AutoCAD P&ID
AutoCAD Plant 3D
Autodesk Inventor
Autodesk Navisworks
Autodesk 3ds Max
La segunda suite:
Factory DesignSuite
Autodesk ProcessAnalysis
360
Autodesk Inventor
Autodesk Showcase
Autodesk Navisworks
Autodesk 3ds Max
Y finalmente, otro programa CAE útil:
Simulation
CFD
Análisis de mecánica
de fluidos
computacional
(CFD).
Ligereza y
simplicidad de
manejo.
Sin embargo, tiene mas aplicaciones:
Ejemplo práctico
