Procesos

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Instrumentación de Procesos

La incorporación de instrumentos al proceso se desarrolla para reducir progresivamente la incertidumbre asociada a la operación de un proceso, y se avanza en distintos grados de refinamiento. Se debe entender, en primer lugar, que una válvula no es, en su función, particularmente distinta a una bomba de impulsión ya que se podría plantear que una bomba de impulsiónes un equipo de proceso que eleva la presión de una línea, mientras que una válvula la disipa (pierde carga o presión). ¿Sería razonable clasificar las bombas como equipo y las válvulas como instrumentos?
No cabe duda que, así planteado, bombas y válvulas son equipos y así se considerará en este texto, particularmente para incorporar aquellos casos en que la elevación de presión no es pornecesidades de transporte sino que de la reacción o la separación (por ejemplo, separación de oxígeno y nitrógeno del aire mediante tamices moleculares). Esta aclaración, sin embargo, no excluye que en el diagrama de instrumentación deben figurar todas las bombas y válvulas necesarias. Además, es responsabilidad de la etapa de instrumentación asegurar la instalación de válvulas y bombas que permitan lacorrecta operación del proceso (por ejemplo, en el caso de un filtro de lavado discontinuo, las válvulas son instrumentos).
Los instrumentos, en cambio, serán aparatos (es decir, también equipos, pero de otro tipo) dedicados a funciones de manejo concreto del proceso. Es decir, un manómetro y un termómetro son instrumentos (amen de ser equipos); pero, si el manejo requiere que la presión y latemperatura estén en un valor determinado, se deberá saber qué variables de operación modificar para que la presión y la temperatura esté en un valor determinado. Por ejemplo, podría ser necesario variar un flujo de reactivo, con lo que la válvula (si es un gas, p.e.) o la bomba (si es un líquido, p.e.) que se use para la regulación será un instrumento.
La operación propuesta para el proceso sesintetiza en el diagrama de instrumentación y canalizaciones de la planta, que contiene la forma precisa de interconectar las operaciones y la forma precisa de manejar la planta. Junto al diagrama se debe redactar la memoria de instrumentación y canalizaciones, que describe en forma precisa las acciones que se deben realizar cuando la planta está en uno u otro estado (se utiliza el término estadopara referirse a un vector que contiene todas las variables de proceso; pero, con el término estado, se debe poner atención al contexto pues para los ingenieros eléctricos el estado de una variable es definir si está activa o inactiva: p.e. el estado de una válvula sería abierta o cerrada). En síntesis, se debe establecer cómo llevar la planta al estado deseado (usualmente algún óptimo bien definidoen el diseño).
Al igual que para las unidades de proceso, los instrumentos deben costearse gruesamente, ya que la empírica indica que estos conforman una parte importante del costo de las plantas (del orden del 15% como empírica estándar). Conforme el proyecto avanza a ingeniería de detalles, se deberán obtener cotizaciones (primero "presupuestarias" y luego a firme) de cada instrumentoasociado, contactando para ello a los proveedores del caso, y/o cotizaciones de fabricación de ser el caso.
Más adelante figuran varios diagramas P&ID que pueden ser utilizados como ilustración a esta discusión y puede ser recomendable verlos en este momento. Las figuras contienen elementos típicos de un P&ID pero, a veces, adolecen de rótulos en los equipos, especificaciones del propósito,etc. los que deben ser estudiados en el texto atinente a cada figura.
 
 
 2 Desarrollo del P&ID

Una vez aclarada (en los estudios de ingeniería básica o de fundamentos) la tecnología a utilizar, se debe establecer la forma de manejo de la planta (su operación). Un ejemplo evidente es que si una planta debe cumplir requisitos de producción cambiantes en el tiempo, se deberá contar con...
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