Procesos industriales.

Un proceso industrial está constituido por una serie de operaciones individuales o unitarias. Estas son operaciones mecánicas sobre la material prima y pueden alterar el estado físico de la materia, pero no sus propiedades químicas; son aplicables tanto a procesos físicos como químicos. Algunas de estas operaciones pueden ser destilación, filtración, secado, evaporación, etc., los cuales se pueden considerar como un proceso. Detrás de las operaciones unitarias hay un núcleo de 4 principios básicos que comprenden todos los problemas técnicos de ingeniera, que son conservación, equilibrio, cinética y control.

El proceso es una operación o desarrollo natural, caracterizado por una serie de cambios graduales, progresivamente continuos, que se suceden uno a otro de un modo relativamente fijo y que tienden a un determinado resultado o final; o a una operación voluntaria o artificial

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progresivamente continua, que consiste en una serie de acciones controladas o movimientos dirigidos sistemáticamente hacia determinado resultado o fin.[2.2]

Los procesos industriales a controlar pueden dividirse en tres categorías: procesos continuos (las materias primas están constantemente entrando por un extremo del sistema), discontinuos (Se reciben a la entrada del proceso las cantidades de las diferentes piezas discretas que se necesitan para realizar el proceso) y discretos (El producto de salida se obtiene a través de una serie de operaciones, muchas de ellas con gran similitud entre si). En estos tipos deben mantenerse en general las variables (presión, caudal, nivel, temperatura, etc.), bien en un valor deseado fijo, en un valor variable con el tiempo de acuerdo con una relación predeterminada o guardando una relación determinada con otra variable[2.3].

2.2.1 Clasificación de procesos[2.4]

1. Proceso intermitente o de lote: Es en donde se carga la alimentación a un sistema al inicio del proceso, eliminándose los productos de una sola vez tiempo después. La masa no atraviesa los limites del sistema entre el momento de alimentación y de vaciado del producto.

2. Proceso semi intermitente: Las entradas son casi instantáneas mientras que las salidas son continuas o viceversa.

3. Proceso continuo: Donde las entradas y las salidas fluyen continuamente durante todo el tiempo del proceso.

La evaluación del proceso consiste del análisis tanto de la ingeniería, como de la economía del proceso y en su sentido más amplio, es una operación continua. Un cuidadoso análisis de costos en una etapa inicial, indicará si el proceso es prometedor y también puede sugerir la dirección de las experimentaciones.

La evaluación del proceso debe continuar a intervalos regulares, con objeto de cubrir de esta manera los datos nuevos y significativos que se vayan obteniendo.

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Los métodos de control seguros manuales o automáticos son importantes para que la industria trabaje adecuadamente. En este caso la aportación de los instrumentos se considera una necesidad absoluta, por lo cual la instrumentación en si es fundamental.

2.3 Instrumentación.

La instrumentación constituye la base de los modernos procesos industriales para controlar la calidad de un producto y mantener el proceso en condiciones de operaciones seguras y eficientes. Así también, reditúa beneficios económicos ya que ahorra trabajo, y con un control más preciso y más rápido, mejora la calidad del producto, reduce desperdicios, opera con mayor eficiencia y proporciona el control. Los instrumentos de control empleados en las industrias de procesos tienen su propia terminología; los términos empleados definen las características propias de medida y de control y las estáticas y dinámicas de los diversos instrumentos utilizados: indicadores, registradores, controladores, transmisores y válvulas de control.

2.3.1 Clases de instrumentos.

Se consideran dos clasificaciones básicas: la primera relacionada con la función del instrumento y la segunda con la variable del proceso.

1. En función del instrumento: Se tienen los ciegos, indicadores, registradores, elementos primarios, transmisores, convertidores, receptores, controladores, etc.

2. En función de la variable del proceso: Se dividen en instrumentos de caudal, nivel, presión, temperatura, densidad y peso especifico, humedad, punto de rocío, viscosidad, posición, velocidad, PH, conductividad, frecuencia, etc.

Esta clasificación corresponde al tipo de las señales medidas siendo independiente del sistema empleado en la conversión de la señal del proceso. Ahora para hacer un lazo de control y uso de los instrumentos adecuados dentro de los procesos, primero debe de realizarse una correcta instrumentación. Esta debe de realizarse de acuerdo a normas de la ISA( por sus siglas en ingles Instrument Society of America ) cuyas normas tienen por objeto establecer sistemas de

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designación (código y símbolos) de aplicación a la industria[2.5]. Las Normas mencionadas (ISA- 5.1 párrafo 4.4.titulado Símbolos) son las que se seguirán para realizar los diagramas de instrumentación del presente trabajo.

2.3.2 Diagrama de Tubería e Instrumentación (DTI).

El DTI muestra el proceso instrumentado identificando los instrumentos, sus interconexiones y la identificación específica de las líneas de proceso. En el diagrama debe mostrarse toda la instrumentación para el control, registro o indicación de operación de la planta. Para esto, se debe indicar en forma esquemática la instrumentación en el diagrama de flujo de proceso. Un ejemplo será el DTI de este trabajo.

Para elaborar este diagrama se tienen que seguir los siguientes pasos[2.6]: 1. Se elabora cuando los cálculos de proceso están terminados.

2. Es la fuente central de información sobre instrumentos, electricidad, agua, etc. 3. Muestra todos los renglones de equipo de proceso, incluyendo los de repuesto.

4. Los dibujos se hacen de la manera más cercana a la realidad, empleando vistas de elevación, alteradas de tal forma que las conexiones aparezcan en el diagrama.

5. Se guarda la proporción relativa usando diversas escalas horizontal y vertical.

6. Cada renglón del equipo debe proporcionar la información requerida para cada usuario. 7. Todas las unidades de equipo deben tener un número individual, ya sea sobre o junto a

dicho equipo.

8. Se deben mostrar todas las líneas de proceso y servicio.

9. El diseño de las tuberías utiliza el diagrama de flujo de proceso como principal fuente de información.

10.Los datos que se deben proporcionar son: temperaturas, presiones, flujos y descripción de fluidos.

11. Cada línea debe tener especificaciones respecto de: tamaño, material, espesor, clase de bridas, y capacidad normal de válvulas y accesorios.

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