UNIVERSIDAD DEL BIO-BIOrepobib.ubiobio.cl/jspui/bitstream/123456789/2212/3...3.4.12 Holgura Libre de...

U N I V E R S I D A D D E L B I O - B I O FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO INGENIERÍA CIVIL

“Determinación de un Método de Ruta Crítica para

el Montaje de Calderas Industriales.”

Proyecto de Título presentado en conformidad a los requisitos para obtener el Título de Ingeniero Civil

MIGUEL ANGEL BURGOS BELTRÁN

Prof. Guía: Sr. Eric Forcael Durán Ingeniero Civil

Concepción, marzo del 2007

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

2

Dedico especialmente la presente memoria a quienes siempre han estado conmigo,

en todo momento, brindándome su apoyo, cariño y entregando todo de sí por mi

formación y la de mis hermanos.

Con todo mi amor a ustedes, Maria Angélica y José Miguel.

A mis hermanos, María José y Luís Felipe, con quienes comparto una fuente

inagotable cariño y apoyo incondicional, nuestros padres.

A mi hijo J. Miguel, simplemente por iluminar mi vida con la ternura de sus grandes

ojos y la dulzura de su tierna sonrisa.

Y a usted Carolina por su apoyo, cariño y comprensión.

A MIS PADRES


3

Agradecimientos

A las personas que colaboraron en la presente memoria:

Jose Luco Laflor, Ingeniero mecánico, especialista en calderas de poder.

Gino Sandoval, Ingeniero Civil, Programación y control de obras.

Emilio Sáez, Ingeniero Civil, Gerente Proyecto Recobery Boiler, Sta fé Línea 2.

Eric Forcael Durán, Ingeniero Civil, Profesor Guía Universidad del Bio Bio.

Carolina Casali Molina, Ingeniero Civil Industrial, Ingeniero de terreno ASMAR.

EL AUTOR


4

ÍNDICE

DETERMINACIÓN DE UN MÉTODO DE RUTA CRÍTICA PARA EL

MONTAJE DE CALDERAS INDUSTRIALES.

Página

RESUMEN 10

INTRODUCCIÓN 12

OBJETIVOS 13

NOMENCLATURA 14

CAPITULO I

ANTECEDENTES DEL MONTAJE INDUSTRIAL

1.1 Generalidades 15

1.2 Antecedentes Históricos 17

1.2.1 La Naciente Industrialización 17

1.2.2 Comienzo de los Montajes 18

1.2.3 Montajes Industriales., Bien posicionados en la región 21

CAPITULO II

TEORÍA DE CALDERAS

2.1 Definición de Calderas 24

2.2 Clasificación de Calderas 25


5

2.2.1 Clasificación Según Uso 26

2.2.2 Clasificación Según Presión 27

2.2.3 Clasificación Según Materiales de Construcción 28

2.2.4 Clasificación Según Tamaño 28

2.2.5 Clasificación Según Contenido de los Tubos 30

2.2.6 Clasificación Según Formas y Posición del Fogón 30

2.2.7Clasificación Según Combustión 30

2.2.8 Clasificación Según Fuentes de Calor 31

2.2.9 Clasificación Según Clase de Combustibles 31

2.2.10 Clasificación Según Fluidos Utilizados 32

2.2.11 Clasificación Según Sistema de Circulación 32

2.2.12 Clasificación Según Posición del Hogar 32

2.2.13 Clasificación Según Tipo del Fogón 33

2.2.14 Forma General 33

2.2.15 Clasificación Según Propiedades Especiales 34

2.3 Tipos de calderas 35

2.3.1 Calderas de Acero con Tubos de Humo de Acero 35

2.3.2 Calderas Tubulares Horizontales de Retorno 38

2.3.3 Calderas Acuotubulares de Tubos de Acero 40

2.3.4 Calderas Horizontal de Tubos Rectos 42

2.3.5 Calderas de Calor de Desperdicio (Recuperadoras) 44

2.4 Componentes Principales de una Caldera Recuperadora 47

2.4.1 Hogar Caldera 49


6

2.4.2 Sección Baja Hogar Caldera 49

2.4.3 Sección Media Hogar Caldera 49

2.4.4 Sección Alta Hogar Caldera 49

2.4.2 Domo de Vapor 50

2.4.3 Prebanco Generador 52

2.4.4 Banco Generador 52

2.4.5 Sobrecalentadores 53

2.4.6 Economizadores 54

2.4.7Descripción Circuito de Agua y Vapor 55

2.4.8 Estanque Alimentador de Agua 59

2.4.9 Condensador de Agua Dulce 60

2.4.10 Atemperador de Vapor 61

2.4.11 Válvulas de Seguridad 61

2.4.12 Silenciadores 62

2.4.13 Ventiladores de Tiro Forzado 63

2.4.14Ventiladores de Tiro Inducido 63

2.4.15 Sopladores de Hollín 64

2.4.16 Estanque de Mezcla 65

2.4.17 Quemadores de Partida 66

CAPITULO III

PROGRAMACION DE OBRAS

3.1 Introducción 67


7

3.2 Cartas Gantt o Diagramas de Barras 68

3.3 Base de la Técnica de Mallas 69

3.3.1 Realización de las Mallas 72

3.3.2 Elementos de una Malla 73

3.3.3 Representación Gráfica de una Malla 74

3.4 Método de Ruta Crítica (CPM) 77

3.4.1 Análisis del Grafo o Malla 77

3.4.2 Suceso, Acontecimiento, Evento o Etapa 78

3.4.3 Actividad 78

3.4.4 Duración de una Actividad CPM 78

3.4.5 Actividades Críticas 78

3.4.6 Tiempo más Corto de los Acontecimientos 79

3.4.7 Tiempo Límite de los Acontecimientos 79

3.4.8Holgura o margen de un Acontecimiento 80

3.4.9 Camino o Ruta Crítica 80

3.4.10 Notaciones 81

3.4.11 Holgura Total de una Actividad 82

3.4.12 Holgura Libre de una Actividad8 82

3.5 Técnica de evaluación y Revisión de Proyectos (PERT) 83

3.5.1 Análisis del Grafo o Malla 83

3.5.2 Distribución Beta 85

3.6 Método Roy 90


8

CAPITULO IV

MONTAJE CALDERA RECUPERADORA TIPO


4.2 Descripción Caldera Recuperadora Tipo 92

4.3 Descripción General del Proceso de Montaje 93

4.4 Consideraciones del Proceso de Montaje 97

CAPITULO V

ANÁLISIS CALDERA TIPO


5.2 Montaje Estructural 102

5.3 Montaje Mecánico 105

5.4 Montaje Eléctrico e Instrumentación 115

5.5 Montaje Aislación y revestimientos 117

5.6 Programación Caldera Tipo 120

5.6.1 Programación Diagrama de Barras Gantt 121

5.6.2 Programación por Método de Mallas 123

5.6.2.1 Análisis CPM 126

5.6.2.2 Análisis PERT 129

5.6.2.3 Análisis Roy 133


9

CAPITULO VI

ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD CALDERA RECUPERADORA TIPO

6.1 Definición Análisis de Sensibilidad 140

6.2 Aplicación del Método PERT con datos del CPM 141

6.3 Disminución de la Desviación Estándar 144

6.3.1 Primer Rango de Sensibilidad, 3 % 147

6.3.2 Segundo Rango de Sensibilidad, 5 % 150

6.3.3 Tercer Rango de Sensibilidad, 10 % 153

6.3.4 Cuarto Rango de Sensibilidad, 15 % 156

6.4 Análisis de Resultados 159

6.4.1 Análisis de Resultados de Métodos CPM, PERT y Roy 159

6.4.2 Análisis Resultados CPM-PERT-Roy Versus Tiempo Real 161

6.4.3 Análisis de Resultados Método PERT con datos CPM 162

6.4.4 Análisis de Resultados Disminución de la Dispersión datos

del Método PERT 164

CAPITULO VII

CONCLUSIONES

7.1 Comentarios 167

7.2 Conclusiones 169

BIBLIOGRAFÍA 172

ANEXO 1: Tabla de Distribución Normal 174


10

RESUMEN

Esta Memoria describe la aplicación de Métodos de Programación de Ruta Crítica

al Montaje de Calderas Industriales.

Se entenderá por Caldera Industrial a aquellos dispositivos presentes en diversos

tipos de industrias cuya función es la generación de vapor de alta y baja presión.

En el Capítulo I se presentan antecedentes a cerca del mundo relacionado al

montaje industrial junto a una reseña histórica que nos introducirá en la presente

memoria.

En el Capítulo II se presenta el marco teórico de calderas industriales, definiciones

y clasificaciones, según sus características y componentes principales. Se

enfatizará en el análisis de calderas recuperadoras, por ser el tipo de caldera en

estudio.

El Capítulo III expone teoría de la Programación de Obras, antecedentes generales,

utilización de la carta Gantt y métodos de ruta crítica.


11

El Capítulo IV se introduce específicamente en el montaje de calderas

recuperadoras, antecedentes generales y consideraciones a tener en cuenta previo

y durante el montaje.

El Capítulo V comienza analizando las variables más importantes para el montaje

de una “Caldera tipo o estándar”, es decir, de acuerdo a sus características y

propiedades, sobre la cual se realiza la presente memoria. Se describen las

diferentes actividades que componen el montaje de la Caldera tipo, y se analizan

sus tiempos respectivos de duración, mediante métodos de ruta crítica.

En el Capitulo VI se realiza un análisis de sensibilidad de los distintos métodos de

programación de ruta crítica, obteniendo un estándar del tiempo de duración del

montaje de una Caldera Recuperadora.

Finalmente, el Capítulo VII recopila las conclusiones y comentarios obtenidos en

este estudio, basándose en la bibliografía investigada, información de montaje,

experiencia de profesionales y en los resultados de la aplicación de los métodos de

ruta crítica para el Montaje de una Caldera Recuperadora.


12

INTRODUCCIÓN

Un proyecto define una combinación de actividades interrelacionadas que deben

ejecutarse en un cierto orden antes que el trabajo esté completamente terminado.

Las actividades están interrelacionadas en una secuencia lógica, en el sentido que

algunas de ellas no pueden comenzar antes que otras se hayan terminado. Una

actividad en un proyecto, generalmente se ve como un trabajo que requiere tiempo

y recursos para su terminación.

Dentro de este contexto, la construcción, entendida como el conjunto de

procedimientos llevados a cabo para levantar diversos tipos de estructuras, debe

cumplir con determinados requerimientos de plazo, costo y calidad, que sólo pueden

ser satisfechos a través de un ordenamiento adecuado de las distintas actividades,

lo cual se logra a través de la aplicación del método de programación más idóneo a

la faena en cuestión.

Es por este motivo, que en el proceso de planificación de una obra, la programación

debe ser entendida como una poderosa herramienta de dirección, y debe ser

utilizada de acuerdo a los requerimientos específicos de cada obra en particular,

para poder cumplir con los requerimientos de plazo, costo y calidad preestablecidos.


13

Objetivo General

Determinar un Método de Ruta Crítica para el Montaje de Calderas Industriales.

Objetivos Específicos

Investigar conceptualmente el tema de Calderas Industriales, de manera

de entregar un marco teórico relevante en el área relacionada a este tipo

de montajes.

Recopilar información en empresas de montajes de calderas industriales,

para diseñar una caldera tipo o estándar.

Analizar por métodos de ruta crítica, el montaje de una Caldera Industrial,

para determinar su tiempo de montaje.


14

Nomenclatura

:et Duración actividad (método CPM) o tiempo esperado (método PERT).

:ET Tiempo más próximo para alcanzar un acontecimiento.

:LT Tiempo límite o tiempo más tarde para alcanzar un acontecimiento.

pfi : Primera fecha de inicio de una actividad.

:ufi Última fecha de inicio de una actividad.

:pft Primera fecha de término de una actividad.

:uft Última fecha de término de una actividad.

:TH Holgura o margen total de una actividad.

:LH Holgura o margen libre de una actividad.

:nD Actividades ficticias.

:tD Duración total proyecto.

:ot Tiempo optimista, método PERT.

:mt Tiempo más probable, método PERT.

:pt Tiempo pesimista, método PERT.

:)(2 tVt =σ Desviación estándar tiempo de duración actividades.

:)(2 tVte =σ Desviación estándar tiempo de duración actividades críticas.

:Z Factor de probabilidad o desviación normalizada.

:)(zP Probabilidad de terminar el proyecto en un tiempo determinado.


15

CAPITULO I

ANTECEDENTES DEL MONTAJE INDUSTRIAL

1.1 Generalidades

Todas las unidades productivas de tipo industrial, fabricaciones e instalaciones y

montaje industrial, habitacionales, obras viales, servicios, etc., pasan por tres etapas

básicas en su ejecución; “El Proyecto” con todas las etapas de estudios de

ingeniería, evaluación económica, aspectos legales, financiamiento, factibilidad

técnica de instalación y aseguramiento de su rentabilidad, impacto social y

ambiental, etc. Luego en una segunda etapa se hace necesario llevar el proyecto a

su “Realidad Física”, desde el llamado a propuestas y selección de empresas

contratistas especializadas en el tipo de obra definida en el proyecto hasta los

procesos de fabricación y montaje a partir de las técnicas de planificación y

administración, para así llegar, finalmente, a la etapa productiva con la “Puesta en

marcha de los equipos” previos estudios de comisionamiento, pruebas de puesta en

marcha en vacío, a media y plena carga hasta su total normalización.

La instalación y montaje industrial, siempre comienza con una cuidadosa

planificación de todo lo que hay que realizar, fabricaciones en talleres, adquisiciones

y transporte de materiales , máquinas , equipos, etc., que darán paso a la ejecución

de la obra en terreno, todo en periodo previamente establecidos en los llamados a

propuesta a las diferentes empresas contratistas en referencia a las bases técnicas


16

y administrativas, sobre las cuales es necesario generar contratos entre las

empresas contratistas en sus diferentes especializaciones.

En el mundo industrial de hoy, si observamos como se realizan y controlan los

proyectos, encontramos todavía el empleo de la intuición, de la inspiración y técnica

rutinaria de los ingenieros, como instrumento principal para la decisión del camino a

seguir y en la mayoría de los casos el ingeniero toma sus decisiones sin tener los

datos necesarios para ello.

Es obligación fundamental de los ingenieros, administradores y técnicos cambiar

esta situación, que tanto desperdicio de recursos cuesta a las empresas, ya que

conduce a la aceleración repentina por terminar un trabajo que quizás no es tan

relevante en el término del proyecto, invirtiendo recursos como trabajos de tiempo

extra o doble turno, que pueden ser evitados, si se emplean oportunamente en el

proceso de planificación de una obra, la programación, siendo utilizada de acuerdo

a los requerimientos específicos de cada obra en particular.

Es aquí donde el presente estudio toma fuerzas, debido a la escasa “técnica” o

“ingeniería” utilizada aún, en ciertos ámbitos específicos del montaje industrial

como la programación y control de obras, lo que lleva consigo permanente atrasos

en los tiempos proyectados y las perdidas económicas respectivas.


17

1.2 Antecedentes Históricos

1.2.1 La Naciente Industrialización

Uno de los hitos más relevantes del siglo XIX, en el rubro de la construcción, fue la

creación del Ministerio de Obras Públicas. “Su acción modernizadora logró unificar

el país, que estaba dividido en dos, en el momento de la Independencia por el

territorio ocupado por los araucanos” (Revista BIT, marzo 2004).

Surgidos, en nuestro medio, al amparo de los nuevos requerimientos de la naciente

industria pesada nacional, hace más de sesenta años y bajo la tutela de expertos

extranjeros, los Montajes hoy ofrecen un panorama muy distinto: su desarrollo es

mayoritariamente local, está al día en las innovaciones de punta, y proyecta la

conquista de otros mercados, apoyándose en sus crecientes ventajas competitivas.

En esa tarea resultó vital el ferrocarril, que precedía la fundación de fuertes y

nuevas ciudades. Por otra parte, durante ese siglo, los materiales provenían la

mayoría del exterior. Se señala que “todas las grandes estructuras venían hechas y

diseñadas desde el extranjero” (Revista BIT, marzo 2004), a modo de ejemplo las

estructuras de acero de la Estación Mapocho y la Estación Central, cuya instalación

estuvo a cargo de profesionales europeos.

Pese a ello, ya en el año 1900, nuestro país era reconocido como el de mejor

infraestructura en América Latina. Sin embargo, la industrialización en Chile


18

comienza recién en 1940 con la creación de la CORFO, entidad gubernamental que

tenía entre sus principales metas la electrificación del país y la consolidación de las

industrias petroquímicas y del acero. La CORFO creaba departamentos y realizaba

estudios para obtener créditos externos, luego de lo cual generaba entidades

independientes que administraban los nuevos recursos. De esta forma nacieron

ENDESA y ENAP, entre otras instituciones.

Otro ámbito relevante era abordar la gran minería del cobre, que hasta entonces

había sido desarrollada prácticamente por los norteamericanos. La primera señal de

cambio vino con la llamada “chilenización del cobre”, durante el gobierno de

Eduardo Frei Montalva, en que las empresas se comprometieron a un plan de

desarrollo muy grande y a generar sociedades entre las empresas chilenas y

extranjeras.

Un hecho que marcó el comienzo de los grandes proyectos de montaje fue el

desarrollo de los negocios mineros, primero el salitre y después el cobre, en que se

empezaron a construir estructuras más grandes y complejas, a partir de la década

del 50.

1.2.2 Comienzo de los Montajes

Tras la obtención de créditos externos, en 1946 se creó la Compañía de Acero del

Pacífico, proyectada en Estados Unidos. El proyecto se echó a andar en 1950, pero

ese año se descubrió que había que duplicarla y se decidió hacer toda la ingeniería


19

en Chile. Ese hito da inicio al proceso de consolidación de los montajes industriales

en el país, pues a partir de entonces creció la demanda por realizar ampliaciones a

los proyectos industriales originales. Uno de los problemas que debían enfrentarse

era la formación de los ingenieros sin mucha experiencia en esa materia, por falta

de referentes. La ingeniería privada en los años cincuenta era especialista en

grandes edificios y viviendas. Y cuando había que hacer una ampliación, la industria

tenía que organizarse interiormente.

Para ello, las empresas organizaron departamentos de ingeniería, con profesionales

extranjeros que trabajaban junto con los chilenos, capacitándolos en materias

tecnológicas. Cuando se terminaban estos proyectos de ampliación, en cierta

medida estas industrias quedaban con un departamento de ingeniería que no tenía

trabajo, y lo mismo les pasaba con los obreros.

Ejemplo de ello fue el proyecto de la Compañía Siderúrgica Huachipato S.A.,

diseñado en Nueva York. La CORFO envió a Nueva York un contingente de

ingenieros jóvenes chilenos que trabajaron en el proyecto y que se entrenaron tanto

para hacer otros proyectos como para la operación de la planta, al momento de la

construcción se requirieron alrededor de doscientos técnicos especializados

norteamericanos por falta de mano de obra local apropiada, que fue capacitada por

los extranjeros. Sin embargo, tras la construcción de la planta, sólo se precisaba

para su mantención cuatro mil de los seis mil operarios entonces en funciones. La

solución dio paso a una nueva modalidad de gestión en el país, pues cuando se


20

realizó la primera ampliación se decidió llamar a propuesta a empresas de

ingeniería y de construcción (Revista técnica de la construcción, BIT).

Como carecían de experiencia suficiente, se estableció como requisito que se

traspasara a los ganadores los especialistas formados en el extranjero.

Este movimiento de especialistas hacia la empresa privada permitió por ejemplo,

que empresas como Tecsa ampliara su experiencia hacia el rubro industrial, y se

idearan compañías con funciones más específicas como Sigma y Donoso, que

luego se fusionaron entre ellas y luego con la Koppers Company, dando origen a

Sigdo Koppers.

El desarrollo fue vertiginoso, de la mano del creciente número de proyectos de

ingeniería eléctrica, mecánica y estructural que demandó la industrialización.

El montaje industrial se ha desarrollado fuertemente en los últimos veinticinco años,

y hoy ocupa un porcentaje superior de la fuerza de trabajo del rubro construcción

(60 %).

También cabe destacar que si a comienzos de los años sesenta había unas ocho

empresas, con unos setenta profesionales cada una, ahora existen una treintena de

empresas con un número de profesionales muy superior.


21

Mano de Obra Rubro Construcción

Montaje Industrial60%

Construcción40%

Figura Nº 1.1: Relación Mano de Obra, Montaje Industrial v/s Obra Civil. Fuente: Revista BIT, marzo de 2004. 1.2.3 Montajes Industriales, Bien Posicionado en la Región.

En la actualidad, y con respecto a los países de América Latina, se esta muy bien

posicionados, existen buenas tecnologías aplicadas y un parque de maquinarias

interesante, algunos de los métodos constructivos aplicados en el país no son

replicables por los países de la región, amén del desarrollo tecnológico, producto de

que no hay suficiente disponibilidad de equipos, al contrario de Chile, donde “existe

cultura de grúas”, los proyectistas, conociendo esta realidad, diseñan equipos más

grandes de los que se podrían instalar en Perú, en Argentina, y sobre todo en los

países del Pacífico.

Las empresas chilenas están bien adelantadas, conocen su negocio, y en los

últimos cinco años ha habido grandes progresos en seguridad y automatización,

producto de la ejecución de grandes proyectos desarrollados en asociación con


22

concesionarias extranjeras y de los requerimientos de los clientes que tienen cada

vez mayores expectativas.

Pese a su complejidad, y debido al crecimiento sostenido de la industria pesada

nacional durante las últimas dos décadas, el montaje industrial representa, en

volumen construido y montos de inversión involucrados, un 45% del total del rubro

construcción.

Inversión en Construcción

Obra Civil55%

Montaje Industrial45%

Figura Nº 1.2: Inversión en construcción. Fuente: Revista BIT, marzo de 2004.

Se podría decir que Chile está por sobre los países vecinos, casi a la par de, por

ejemplo, España o Inglaterra, pero muy por debajo de Alemania o Estados Unidos,

en diversas materias, como automatización y lo que en esta memoria más interesa,

la “Planificación y Programación de Obras”.


23

En Estados Unidos o Alemania es muy relevante la planificación previa con todos

los detalles, lo que a la larga disminuye los costos y aumenta la eficiencia, esto es lo

que falta desarrollar en las compañías chilenas. Al planificar se evitan las sorpresas,

que son las que encarecen la construcción.

También se puede afirmar de forma general, que lo que se está construyendo aquí y

en Europa o Estados Unidos es lo mismo como concepto, por lo tanto, la

metodología constructiva no puede ser muy distinta, cada vez están llegando

proyectos más complejos y más grandes, que exigen ser concluidos en menor

tiempo, al menor costo y cumpliendo con los estándares de calidad internacionales.


24

CAPITULO II

TEORÍA DE CALDERAS

2.1 Definición de Caldera

El término “Caldera” se aplica a un dispositivo de calefacción externa, para generar:

1. Vapor para fuerza, procesos industriales o calefacción.

2. Agua caliente para calefacción o para uso general.

(Pull, E. Calderas de Vapor: Selección, Funcionamiento y Conservación de las

Calderas de Vapor y de su Equipo Auxiliar).

Las calderas son diseñadas para transmitir el calor procedente de una fuente

externa (generalmente combustión de algún combustible), a un flujo contenido

dentro de la misma caldera, si el flujo no es agua ni vapor, se le clasifica como

vaporizador (generador de vapores) o como un calentador de líquidos térmicos.

(Marcelo Mesny. Calderas de Vapor).

En general una caldera se concibe como un recipiente de presión, dedicado a

producir vapor de agua.


25

2.2 Clasificación de las Calderas

Del texto “Calderas: tipos, características y sus funciones” del autor Carl Shield, las

calderas se pueden clasificar, basándose en:

1. Uso.

2. Presión.

3. Materiales de que están construidas.

4. Tamaño.

5. Contenidos de los tubos.

6. Forma y posición de los tubos.

7. Sistema del fogón.

8. Fuente de calor.

9. Clase de combustible.

10. Fluido utilizado.

11. Sistema de circulación.

12. Posición del hogar.

13. Tipo del fogón.

14. Forma general.

15. Propiedades especiales.


26

2.2.1 Uso

Algunos son diseñados para proporcionar fuerza en general o calefacción, otras

destinadas para funciones más especializadas.

Sus características varían de acuerdo al servicio que prestan. Son denominadas

como:

• Estacionarias (las instaladas en tierra), se utilizan para: calefacción de edificios,

plantas de calefacción central de servicio público, plantas de vapor para procesos

industriales, plantas de vapor para centrales termoeléctricas locales, centrales de

fuerza para servicios públicos (plantas termoeléctricas) o unidades generadoras

para servicios especiales.

• Móviles (para navíos y locomotoras), se utilizan en: campos petroleros y en los

aserraderos, los generadores de vapor pequeños y los usados para molinos de

vapor.

Las calderas para servicios secundarios son consideradas como auxiliares, como

las usadas a borde de los barcos para cubrir sus necesidades durante la estancia

en puerto.

Las calderas de calefacción se clasifican como residenciales o comerciales.

Las utilizadas para generación de energía eléctrica, se denominan centrales

termoeléctricas.


27

2.2.2 Presiones

• Calderas estacionarias: su construcción debe someterse a normas prescritas por

el “Código de Calderas y Tanques de Presión” de la Asociación Americana de

Ingenieros Mecánicos, llamado “Código de Calderas ASME”, que diferencia a las

calderas por las siguientes características:

a) Calderas 1 de calefacción de baja presión, que comprenden todas las calderas de

vapor que no exceden de 1.05 Kg. /cm2 (160 lb. /plg2) y todas las calderas para

agua caliente cuya presión no exceden de 11.25 Kg. /cm2 (160 lb. /plg2) y cuyas

temperaturas no sobrepasan los 121 ºC.

b) Calderas para generación de fuerza. Incluye a todas las calderas cuyas

condiciones de operación sobrepasan los límites señalados anteriormente.

Son calderas de miniatura, todos los tanques de presión sometidos a fuego, que no

exceden los siguientes límites2:

- Diámetro interior del casco 406 mm (16´´)

- Volumen máximo de 0.141 m3 (5 ft3), excluyendo: cubierta y el aislamiento

- Superficie de calefacción de 1.86 m2 (20 ft2)

- Presión máxima de trabajo 7 Kg. /cm2 (100 lb. /plg2)

• Calderas de locomotoras: estas calderas móviles para locomotoras de ferrocarril,

también se construyen de acuerdo al Código de Calderas ASME, sección III. 1 Código de Calderas ASME, sección IV. 2 Código de Calderas ASME, sección V.


28

2.2.3 Materiales

La selección de materiales para la construcción de calderas está controlada por el

Código de Calderas ASME, sección II.

Las calderas para la generación de fuerza se construyen generalmente con

aceros especiales.

Las calderas de miniatura se fabrican de metales como: cobre, acero inoxidable,

etc.

Las calderas de calefacción de baja presión, se fabrican generalmente de hierro

colado o de acero.

Las calderas de acero son fabricadas con láminas de acero, procedentes de los

trenes de laminación y con tubos de acero. Las planchas de acero son unidas

por costuras de remaches o por costuras de soldadura. Los tubos se insertan

dentro del tambor, en los cabezales o placas de soporte, siendo expandidos, o

soldados.

2.2.4 Tamaño

La industria calderera ha reconocido las normas del Instituto de Calderas de Acero y

las del Instituto de Manufactureros de Calderas y Radiadores.

• Calderas de acero: el Instituto de Calderas de Acero, en sus “Normas para

Calderas de Acero”, estandariza el tamaño y clasificación de las calderas de fogón

de acero, calderas escocesas, quemadores para calderas y calderas de acero para


29

calefacción (a excepción de las calderas verticales que operan a más de 1 Kg./cm2),

de la siguiente manera:

- La determinación de la capacidad de las calderas (anteriormente colocadas

en la categoría de “comerciales”), se basa únicamente en la superficie de

calefacción. Las llamadas “tamaño veintidós” alcanzan superficies de calefacción

de 12 hasta 332 m2 (129 a 571 pies2), con rendimientos máximos de 163.296 a

4.536.000 Kcal. /h (648 a 18.000 MB/h)3.

- Las capacidades de las calderas (anteriormente colocadas en la categoría

de” residenciales”), se basan en la superficie de calefacción, verificadas mediante

pruebas de rendimiento. Con 1.49 a 27.3 m2 de superficie de calefacción, con

rendimiento nominal hasta de 453.600 Kcal. /h (1.800 MB/h).

- Las calderas para petróleo combustible y unidades formadas por calderas y

quemadores, cuya capacidad se basa sólo en las pruebas de rendimiento. Con un

rendimiento nominal hasta de 453.600 Kcal. /h (1.800 MB/h).

• Calderas de hierro colado: el “Código de Pruebas y Estimaciones para Calderas

de Calefacción de baja Presión” establece las normas de las calderas de hierro para

calefacción, hasta una presión de 1.05 Kg. /cm2 (15 lb. /plg2), para un rendimiento

hasta de 3.143 Kg. de vapor por hora.

3 MB/h significa 1.000 Btu/h (unidades térmicas británicas).


30

2.2.5 Contenidos de los tubos

Además del tipo ordinario de caldera de cuerpo de acero, existen dos clases

generalizadas de calderas de acero:

• Calderas de tubo de humo: dotadas de tubos rectos instalados en la parte

inferior de un tambor o un casco (bajo del nivel de agua), rodeados de agua y en

cuyo interior pasan los gases de la combustión.

• Calderas acuotubulares: aquí los tubos contienen en su interior vapor o agua,

mientras que el fuego es aplicado en la superficie exterior de los mismos. Los tubos

generalmente unidos a uno o más domos (colocados horizontalmente por lo

regular), se colocan paralelos al eje de la caldera o en ángulo recto al eje.

2.2.6 Forma y posición de los tubos

La superficie de calefacción de los tubos se clasifica por:

• Forma de los tubos (rectos, curvos o sinuosos).

• Disposición (horizontal, inclinada o vertical).

2.2.7 Combustión (Sistema del fogón o fuentes de calor)

La caldera puede ser operada por fuego o por otro sistema de suministro de calor.

• Las calderas operadas por fuego, reciben el calor aplicado de la combustión de

algún producto combustible.


31

• Las calderas no operadas por fuego, reciben el calor necesario de cualquiera

otra fuente que no sea la combustión.

2.2.8 Fuente de calor

El calor puede ser derivado de:

1. La combustión de combustibles (sólidos, líquidos o gaseosos).

2. Los gases calientes de desperdicio de otras reacciones químicas.

3. La aplicación de energía eléctrica.

4. El empleo de energía nuclear.

2.2.9 Clase de combustible

Generalmente se diseñan las calderas de acuerdo al combustible a usar, por

ejemplo: carbón bituminoso, antracita (carbón fósil seco y poco bituminoso), carbón

pulverizado, gas, petróleo, leña, cortezas y otros productos de desperdicio.

2.2.10 Fluido utilizado

La idea general de una caldera es producir vapor de agua.

Sin embargo una gran mayoría de calderas residenciales y muchas de mayor

tamaño, tienen como finalidad el calentamiento de agua.

Algunas calderas para procesos industriales se destinan al calentamiento de

productos químicos especiales. En varias plantas de centrales termoeléctricas se

han instalado calderas a base de mercurio.


32

2.2.11 Sistema de circulación

La mayoría de las calderas trabaja con circulación natural. En algunas se usa la

circulación forzada (o circulación positiva), donde el fluido de operación es forzado

“totalmente” a través de la caldera, o se aplica una recirculación parcial controlada.

2.2.12 Posición del fogón

La caldera es un dispositivo de calefacción externa, en el que la combustión tiene

lugar fuera de la región de la ebullición del agua. Todo el calor necesita ser

transmitido por la superficie de calefacción para entrar en contacto con el agua. La

localización del fogón en relación a la caldera, se indica ya en la descripción del

hogar, que puede ser interno o externo, según las siguientes consideraciones:

• El hogar es interno si la cámara en la que se desarrolla la combustión está

totalmente rodeada por superficies enfriadas por agua, como sucede en las calderas

de tipo escocés o en las portátiles con fogón en forma de caja.

• El fogón es de combustión externa, si éste es auxiliar a la caldera o si está

construido debajo de la misma.

• Las calderas fabricadas antes de la Segunda Guerra Mundial, eran de fogón

externo, con ciertas excepciones. En la actualidad, la mayoría de las calderas son

de hogar interno.


33

• Una ampliación del fogón, construida con el objeto de aumentar su volumen,

recibe el nombre de horno holandés.

2.2.13 Tipo del fogón

La caldera puede ser descrita según el tipo de fogón, por ejemplo: escocesa, de

horno holandés, abierta, gemela, etc.

2.2.14 Forma general

Durante la evolución de la caldera, como un productor de calor, han aparecido

varias formas y diseños que son ampliamente conocidas en el comercio, incluyendo

las siguientes:

• Calderas de tubos de humo, tubulares, horizontales de retorno de fogón de caja

corta, compactas, de locomotora, de tubos verticales del tipo portátil, de tipo

escocés (calderas marinas o de tierra), así como las residenciales.

• Calderas de tubo de agua (acuotubulares), en sus dos formas de tubos: rectos y

de tubos curvados.

- La caldera horizontal de tubos rectos, suele tener un cabezal de tipo de caja,

hecho de placas de acero, o un cabezal en secciones, que conecta los tubos de una

hilera vertical.

- La caldera de tubos curvados va dotada de uno a cuatro domos:

Si éstos se colocan paralelos a los tubos, la caldera es de domo longitudinal, si

éstos se colocan transversales a los tubos, la caldera es de domo transversal o


34

cruzada, si el fogón está encerrado entre superficies enfriadas por agua, se llama

fogón de paredes de agua (o enfriado por agua).

2.2.15 Formas y características especiales

La caldera de magazín tiene un depósito de almacenamiento, que alimenta el

carbón a las parrillas del fogón por gravedad.

La caldera de tubo antracítrico, es una unidad adaptada especialmente para

quemar antracita (Carbón fósil seco).

Calderas tubulares de cobre, con conductos de tubos de cobre de forma

sinuosa o a manera de horquillas, se fabrican para quemar aceites combustibles

o gas.

Fuego diferencial y tangencial, son términos descriptivos relacionados con la

posición y operación de los quemadores.

Fogones gemelos, derivación del gas (puente), atemperación y recirculación del

gas, son términos relacionados con los métodos de construcción que permiten

controlar la temperatura y la presión de la caldera.


35

2.3 Tipos de Calderas

1. Calderas de acero.

A. Calderas del tipo de tubos de humo.

B. Calderas del tipo acuotubular:

1) Calderas horizontales de tubos rectos.

2) Calderas de tubos curvados:

a. De circulación natural.

b. De circulación forzada.

C. Calderas de cuerpo de acero.

2. Calderas de hierro colado.

3. Calderas de diseño especial.

4. Reactores de energía nuclear.

2.3.1 Calderas de Acero con Tubos de Humo de Acero

Se clasifican de la siguiente manera:

1. De fogón externo.

a. Horizontales tubulares de retorno.

b. De fogón de caja corta.

c. Calderas de tipo compacto.

2. De fogón interno.

a. Horizontales tubulares.

i. Locomóviles o de locomotora.


36

ii. De fogón corto.

iii. Calderas del tipo compacto.

iv. Calderas tipo escocés.

- De cabezal posterior (con revestimiento refractario) seco.

- De cabezal posterior de agua (tipo escocés marino).

- De cubierta (o cielo) de agua.

v. Calderas escocesas tipo paquete.

- De cabezal posterior seco, de cabezal posterior de agua y de

tapa de agua.

- De dos, tres y cuatro retornos (pasos).

b. Calderas verticales tubulares.

i. Calderas de fuerza, portátil, de cabezal plano o sumergido.

- De domo recto.

- Caldera tipo Manning.

- Caldera de caja de humo cónica.

c. Calderas de tipo residencial.

La caldera original de casco cilíndrico fue mejorada mediante el paso de los

gases calientes por dentro de los tubos colocados en el interior del cuerpo

cilíndrico de la caldera. Esta modificación es el origen de la caldera de humo, su

eficiencia es más alta que la anterior, ya que el calor es transmitido tanto por los

tubos, como por el cuerpo cilíndrico. La capacidad de la caldera se aumenta


37

dentro de las mismas dimensiones generales, disminuyendo a la vez el consumo

de combustible.

Estas calderas (Tubos de humo de acero) se usan principalmente para sistemas

de calefacción, para la producción de vapor requerido en procesos industriales o

como calderas portátiles, donde la demanda de vapor es relativamente reducida

(comparada con la demanda de las centrales termoeléctricas).

No se utiliza para el accionamiento de turbinas, porque no es convenientemente

adaptable a la instalación de sobrecalentadores.

Se construyen en tamaños de hasta unos 6.800 Kg. (15.000 lb.) de vapor por

hora, considerando un rendimiento nominal del 100%. La caldera de baja presión

está limitada a 1.05 Kg. /cm2 (15 lb. /plg2) de presión de vapor y la caldera de

vapor para generación de fuerza puede operar a una presión de 17.6 Kg. /cm2

(250 lb. /plg2).

Tiene limitaciones respecto a su tamaño y en la adaptabilidad de su diseño.

La ventaja es su gran volumen de almacenamiento de agua, además de su

peculiaridad de compensar los efectos de las grandes y repentinas fluctuaciones

en la demanda de vapor.

Debido a su gran volumen de agua, el tiempo requerido para alcanzar su presión

de trabajo, partiendo de un arranque en frío, es considerablemente mayor al de

una caldera acuotubular.

Su posibilidad de sobrecalentamiento es limitada y depende del tipo de caldera.


38

Su costo instalada, es relativamente bajo y considerablemente menor que las

calderas acuotubular de domo, por ello es adaptable a la producción

estandarizada.

Todas las caldera de tubos de humo aprobadas se construyen de acuerdo al Código

de Calderas ASME; las capacidades de las calderas para calefacción, están

basadas en las normas establecidas por los códigos de la SBI4, MCA, o ABMA.

2.3.2 Calderas Tubulares Horizontales de Retorno

Fue quizás el tipo de caldera más usado de las calderas de tubos de humo, para

presiones hasta de 17.6 Kg. /cm2 y capacidades entre 454 y 6.800 Kg. /h de

vapor (rendimiento nominal del 100%).

Fue excesivamente popular para la producción de vapor dedicado a procesos

industriales. Muchas de estas calderas se siguen usando en la actualidad para

servicios de calefacción en grandes edificios y para la producción de vapor en

diferentes sectores de la industria, pero se han ido desplazando por otros tipos

de calderas que requieren menos trabajo de instalación, además como esta

caldera y sus cimentaciones son de construcción sencilla, su costo de instalación

es relativamente bajo.

En cuanto a su diseño, esta caldera consta de un casco cilíndrico dotado de

tapas planas que forman los espejos en los extremos y entre las cuales se

colocan los tubos de humo, cuyo diámetro varía entre 76 y 102 mm. En años

4 Steel Boiler Institute (Instituto de Calderas de Acero)


39

recientes, el uso de tubos de menor diámetro ha mejorado las condiciones de

trabajo de la caldera, pues permite la instalación de una superficie de calefacción

adicional. Todos los tubos de estas calderas son del mismo diámetro y longitud.

La limitación del grueso de la placa en la práctica, es de 19 mm y la del diámetro

del cuerpo es de 2438 mm, aunque pocas calderas exceden el diámetro de

2.134 mm.

La caldera se suspende encima de un fogón externo de tabique. La parrilla o

área de combustión está localizada directamente abajo del extremo frontal del

cuerpo de la caldera. El espacio de altura requerido es mínimo.

No obstante que la caldera va generalmente colgada de barras de suspensión,

se soporta además mediante vigas sobre muros laterales del fogón. Los

métodos para la suspensión de las calderas han sido establecidos por el Código

de Normas de Calderas ASME.

Frecuentemente se instala una batería de dos o más calderas sobre un fogón

común, permitiendo una gran flexibilidad en su construcción.

Ocasionalmente la base que da forma al fogón se encierra en una caja de acero

para reducir el espesor de la pared refractaria, obteniendo además una caldera

semiportátil. Se logra además un sobrecalentamiento limitado agregando una

serie de tubos dispuestos como sobrecalentador en la parte inferior del casco.

En cuanto al flujo del gas, el combustible es quemado abajo del extremo frontal

del casco. Las flamas y los gases calientes actúan contra el fondo del cuerpo

redondo de la caldera y pasando por encima de la pared del altar, lo barren en

toda su extensión, para llegar al extremo posterior de la obra de mampostería.


40

En este punto los gases entran a los tubos horizontales, retornando hacia el

frente de la caldera, de donde son expulsados hacia el tiro, después de pasar

por la caja de humo.

El agua circula de arriba hacia abajo a lo largo de las paredes del casco,

elevándose nuevamente por entre los tubos. La circulación es simple y positiva,

aunque tiende a ser lenta, sobre todo en el periodo de arranque. Se pueden

utilizar aletas en el interior del casco para fomentar el proceso de circulación.

Estas calderas tienen una gran capacidad de agua y una amplia superficie

productora de vapor.

2.3.3 Calderas Acuotubulares de Tubos de Acero

Se clasifican de la siguiente manera:

1. Caldera horizontal de tubos rectos

a. De cabezal de caja o cabezal seccional

b. Domo longitudinal o transversal (cruzado)

c. Portátil, con hogar de caja

2. Caldera con tubos curvados

a. De cuatro domos

b. De tres domos

c. De cabezal bajo y tres domos

d. De dos domos

e. De dos domos, de tubos oblicuos

f. De tres domos, en forma de “A”


41

g. De tubos cortos y tubos largos, de dos domos

h. De dos domos, en forma de “O”

Los diferentes modelos de calderas de tubos curvados, con mejores

características de presión y temperatura, han ido desplazando gradualmente a la

caldera de tubos rectos en los servicios de alto rendimiento, de manera que en la

actualidad este tipo de caldera se ha generalizado en la industria productora de

fuerza.

Esta caldera se usa para presiones superiores a los 10,55 Kg./cm2 y

capacidades de más de 6.804 Kg./h de vapor. Se encuentran también calderas

acuotubulares pequeñas de baja presión (1Kg./cm2) que se utilizan en

instalaciones de calefacción.

En las centrales termoeléctricas, la presión de trabajo puede ser hasta de

351Kg./cm2.

Las calderas de tubos de humo de acero son insuficientes en cuanto se

presentan las necesidades de capacidad y presión mayores. Los diámetros

grandes de los cuerpos requieren placas más gruesas, para soportar los

esfuerzos a los que son sometidos por la presión y la temperatura. Los

diferenciales de temperatura ocasionan grandes tensiones, de magnitud

indeterminable, estas tensiones, en combinación con otros efectos de la

incrustación y otros sedimentos, han dado lugar a muchas explosiones de

calderas.


42

Debido a las menores dimensiones de sus elementos componentes, y su

facilidad de contrarrestar los efectos de la expansión, la caldera acuotubular es

más conveniente para las grandes capacidades y mayores presiones dentro de

la correlativa seguridad de su diseño.

Las calderas acuotubulares se componen de tubos y domos; los tubos que

sirven para conectar los domos, quedan localizados invariablemente en la parte

exterior con relación a éstos. Los domos tienen la misión de almacenar agua y

vapor; ya que no necesitan tener ninguna superficie tubular de calefacción,

pueden fabricarse en muchos menores diámetros que los cilindros de las

calderas de tubos de humo y pueden construirse para soportar presiones más

altas. La superficie de calefacción queda circunscrita exclusivamente a los tubos.

Estas calderas tienen circulación natural de agua, con excepción de los diseños

hechos especialmente para la circulación forzada o controlada.

2.3.4 Caldera Horizontal de Tubos Rectos

Cubre el espacio que queda entre la caldera de tubos de humo y las de las

grandes centrales termoeléctricas, por la escala que abarcan sus capacidades y

sus presiones.

Se ha utilizado hasta hace algunos años en la mayoría de las instalaciones

industriales (excluyendo las unidades industriales muy pequeñas y las planta

más grandes), principalmente para vapor de procesos, ocasionalmente para

calefacción y algunas veces para generación de fuerza.


43

Tiene una producción limitada de 4.536 Kg. /h de vapor por cada 305 mm de

ancho de la caldera.

Su diseño es sencillo y sus pérdidas en la descarga son bajas.

La unidad se ensambla usualmente en la obra. Es muy propia para su uso en

lugares en los que se tiene que seguir una técnica sencilla de montaje.

Alcanzó una pronta y sólida popularidad por sus costos de producción y montaje

favorables, así como por su adaptabilidad a la estandarización y a la técnica de

producción en serie.

La caldera pequeña de tubos rectos, tiene las siguientes ventajas particulares:

1. Pérdida de tiro baja

2. Visibilidad de cada tubo de extremo a extremo antes y después de la limpieza

interna.

3. Tubos fácilmente reemplazables

4. Poca altura del cuarto de calderas

5. Accesibilidad de todos los componentes para su inspección y limpieza manual del

lado del fogón, trabajos posibles durante la operación, si es necesario.

Algunas de las desventajas de este tipo de calderas son:

1. Su acceso requiere mucho tiempo, así como mano de obra y costos

considerables, por los muchos registros de mano que hay que remover, reponiendo

los empaques para apretarlos nuevamente (el diseño inadecuado y la fabricación

defectuosa de las etapas de los registros, ocasionan muchos escapes, lo que

significa una continua molestia para el operador).


44

2. La superficie limitada para la liberación de vapor, dificulta la separación correcta

del agua y el vapor durante los consumos altos.

3. El coeficiente de evaporación está estrechamente limitado por la circulación

interna relativamente baja y por la mala distribución circulatoria.

Una caldera de tubos rectos modificada, de domos transversales y cabezales

seccionados, se ha utilizado ampliamente en los servicios navales. El fogón tiene

enfriamiento de agua, incluyéndose economizadores y calentadores de aire

intercalados entre los tubos.

2.3.5 Calderas de Calor de Desperdicio (Recuperadora)

La recuperación de calor de los productos de desperdicio o gases resultantes de los

procesos industriales, es con frecuencia una necesidad, tanto desde el punto de

vista económico, como por razones de contaminación del aire o del agua.

Toda o parte de la producción de vapor requerida por una factoría, puede ser

suministrada por calderas alimentadas a base de calor de desperdicio5.

El calor recuperable tiene su origen en los siguientes procesos:

1. El calor que se origina como parte necesaria de un proceso industrial y que de

otra manera sería desperdiciado, por ejemplo en un horno de fuego abierto.

5 El término “calor de desperdicio” es un nombre impropio en algunos casos, en donde debería aplicarse la denominación “calor de subproductos”


45

2. El calor como subproducto de un proceso químico, por ejemplo la recuperación

del licor negro.

3. El calor obtenible de la combustión de desperdicios, tales como brazuelo y

recortes de madera (astillas).

Cualquier clase de producto o gas de desperdicio procedente de procesos industrial,

que es descargado en forma continua a una temperatura aproximada de 537 ºC o

mayor, se puede tomar en cuenta para la recuperación de calor.

Aparte del vapor útil obtenible, reduce el mantenimiento de ductos, ventiladores y

chimeneas. Con frecuencia se recuperan también de una manera útil en los gases

ya enfriados.

Los combustibles de desperdicio más importantes son: Gases procedentes de los

altos hornos, Gas de los hornos de coque, Fluido de coque de petróleo, Licor negro,

entre otros.

Este tipo de calderas es el motivo de la presente tesis, específicamente, Calderas

Recuperadoras para Plantas de Celulosa.

Existe una fuerte tendencia a la inversión en la industria de la celulosa en el

Hemisferio Sur, especialmente en Sudamérica. Esta tendencia en la inversión ha

provocado aumentos sostenidos de capacidad de las plantas, resultando un

incremento en el mercado de la pulpa de Eucalipto de alta calidad.


46

Chile, como país forestal, no escapa a esta realidad y la construcción de este tipo

de plantas, en donde la caldera recuperadora es parte importante del sistema, es

cada vez más frecuente.

Este tipo de proyectos están principalmente basados en la operación de líneas de

fibra, usando como materia prima plantaciones de Eucalipto.

Las Calderas Recuperadoras se caracterizan por la recuperación de químicos con

buena reducción, combustión y recuperación de calor eficiente, operación segura y

bajas emisiones, producción de vapor de alta presión útil para la generación de

energía eléctrica.


47

2.4 Componentes Principales de una Caldera Recuperadora

La función de la Caldera Recuperadora es recuperar los químicos utilizados en el

proceso de Pulpaje, mediante la combustión del licor negro resultante de la cocción.

Al mismo tiempo, se genera licor verde y vapor de alta presión. Este último se utiliza

para la generación eléctrica.

Figura Nº 2.1: Caldera Recuperadora Fuente: Revista Celulosa y Papel, mayo de 2006.

El tamaño de la línea de recuperación o línea de pulpa individual ha aumentado en

forma considerable en los últimos años. La carga de estas calderas recuperadoras

en operación está en los 4.000 a 4.500 tds (licor virgen)/ día.


48

Figura 2.2: Detalle Interior Caldera. Fuente: Oficina Técnica DSD.

A continuación los componentes principales de una Caldera Recuperadora,

relevantes en el funcionamiento de ésta y por ende en el proceso y tiempo de

montaje o construcción de ella.

Detalle Interior Caldera: - Hogar (plomo) - Sobrecalentadores (rojo) - Pregenerador o prebanco (naranjo claro) - Generador o banco generador (naranjo oscuro) - Economizadores 1 y 2 (azul), Domo (azul) - Condensador agua (púrpura).

Hogar

Sobrecalentadores Domo de Vapor

Economizadores

Condensador de agua Pregenerador de vapor

Generador de Vapor


49

2.4.1 Hogar Caldera

En el interior del hogar se lleva a cabo la combustión del licor negro. El calor

liberado evapora el agua que circula a través de los tubos de las paredes y del piso.

El vapor generado asciende por el centro de los tubos.

2.4.1.1 Hogar Bajo

EL agua proviene del colector inferior principal y desde allí es distribuido a los

colectores de cada una de las paredes. Es aquí donde comienza el ascenso de la

mezcla vapor-agua, por la diferencia de densidad, hasta llegar al domo.

2.4.1.2 Hogar Medio

Los gases de combustión generados en la parte baja ascienden por convección

forzada, transmitiendo su calor a las paredes de tubos que forman esta sección. La

dirección del flujo de los gases es definida por la geometría de las paredes, donde la

nariz de toro juega un papel fundamental, conduciéndolos al hogar alto.

Los tubos de pared y de nariz de toro están llenos de agua. La concentración de

burbujas va aumentando a medida que ascienden por los tubos.

2.4.1.3 Hogar Alto

En esta sección es donde se produce las últimas burbujas de vapor, transformando

el flujo en una mezcla de vapor-líquido, el cual es alimentado al domo de vapor para

provocar la separación.


50

Figura Nº 2.3: Hogar Caldera Fuente: Oficina técnica DSD.

2.4.2 Domo de Vapor

Su función es asegurar el suministro de agua y de vapor, a los tubos de caldera y a

los sobrecalentadotes, respectivamente.

El domo recibe agua desde el condensador de agua dulce, y una mezcla de agua y

micro burbujas de vapor desde los tubos ascendentes de paredes, prebanco y

banco generador.

El agua separada del vapor retorna a la parte inferior del cuerpo.

Hogar Caldera


51

El vapor saturado abandona el domo por la parte superior, hacia el sobrecalentador

(fig. 2.4).

Además se realiza el control de nivel de agua de la caldera, permitiendo minimizar

las oscilaciones que presente, debido a las variaciones repentinas ocasionadas por

la demanda de vapor.

Figura2.4: Detalle Domo de Vapor Fuente: Manual Caldera Recuperadora, CMPC.


52

2.4.3 Prebanco generador

Cumple la función de disminuir la temperatura de los gases antes que éstos pasen

por el banco generador, y aumentar la presión de vapor al interior de los tubos.

Figura Nº 2.5: Detalle Prebanco Generador Fuente: Manual Caldera Recuperadora, CMPC. 2.4.4 Banco generador

Cumple dos funciones: bajar la temperatura de los gases y aumentar la generación

de vapor al interior de los tubos.


53

Figura Nº 2.6: Detalle Banco Generador Fuente: Oficina técnica DSD.

2.4.5 Sobrecalentadores

Su función es llevar el vapor desde su estado de saturación a vapor sobrecalentado,

utilizando el calor transferido desde los gases de combustión.

El sobrecalentador está compuesto por cuatro cuerpos, primario A, primario B,

secundario y terciario.


54

Posee cuatro atemperadores, dos de los cuales se encuentran ubicados en la

salida del sobrecalentador primario A, y dos en la salida del el sobrecalentador

secundario. Dos de ellos funcionan con condensado y dos con agua de

alimentación.

Figura Nº 2.7: Detalle Sobrecalentadores Fuente: Oficina Técnica DSD.

2.4.6 Economizadores

Su función es elevar la temperatura del agua de alimentación que circula por los

tubos, utilizando el calor entregado por los gases de combustión (fig. 2.8).


55

Figura Nº. 2.8: Vista frontal Economizadores Fuente: Manual caldera CMPC.

2.4.7 Descripción de proceso: Circuito de agua y vapor

El sistema de agua y vapor comienza en el estanque de agua de alimentación y

termina en la línea de salida de vapor del sobrecalentador.

La función principal de este sistema es mantener refrigerados los tubos del hogar

para protegerlos de las altas temperaturas.

Producto de esta refrigeración se genera gran cantidad de vapor saturado, el cual

es sobrecalentado para obtener vapor de alta presión.

Economizadores


56

La circulación del vapor se produce por la diferencia de densidad entre el agua de

alimentación y la mezcla líquido-vapor.

Figura Nº 2.9: Detalle Circuito de agua y vapor. Fuente: Manual Caldera Recuperadora, CMPC. El agua alimentación ingresa a los economizadores Nº 1 y 2 (fig. 2.10), aumentando

su temperatura por el calor entregado por los gases de combustión.


57

Figura Nº 2.10: Detalle Economizadores. Fuente: Manual Caldera CMPC.

El agua que sale del economizador ingresa al condensador de agua dulce, elevando

su temperatura, desde allí ingresa al domo de la Caldera (fig. 2.10).

El vapor que ingresa al condensador de agua dulce, se utiliza como condensado en

las atemperadoras de vapor.

Desde el domo de la caldera el agua desciende por los Downcomers (tubería

matriz) alimentando los tubos de las paredes, Prebanco y Banco Generador.


58

Figura Nº: 2.11: Detalle Domo, Downcomers, Tubos Paredes. Fuente: Manual caldera CMPC.

La transferencia de calor genera micro burbujas en el agua que circula por los

tubos, estas ascienden hasta el domo. Desde aquí el vapor es enviado a los

Sobrecalentadores.

El flujo de vapor en los Sobrecalentadores es:

• Primario A

• Primario B

• Sobrecalentador secundario

• Sobrecalentador terciario


59

La temperatura del vapor en este punto es de 485 °C, desde aquí, el vapor es

llevado al colector de alta presión.

Figura Nº. 2.13: Detalle Partes Sobrecalentadores. Fuente: Oficina Técnica DSD.

.2.4.8 Alimentador de agua

La función que cumple es abastecer de agua a la caldera.

Posee dos bombas eléctricas y una turbo bomba, que opera en caso de falla

eléctrica (fig. 2.14).


60

Figura Nº. 2.14: Detalle Alimentación de agua. Fuente: Oficina técnica DSD. 2.4.9 Condensador de agua dulce

Su función es condensar vapor saturado proveniente del Domo y utilizarlo como

agua de refrigeración en los atemperadores de vapor (fig. 2.15).

Figura Nº. 2.15: Detalle circulación Domo- Condensador. Fuente: Oficina Técnica DSD.


61

2.4.10 Atemperadores de vapor

Su función es controlar la temperatura del vapor sobrecalentado, lo que se logra

mediante la inyección de condensado o agua de alimentación.

Existen cuatro atemperadores en total, dos atemperadores en la salida del

sobrecalentador primario B, y dos en la salida del sobrecalentador secundario.

La reducción de la temperatura del vapor se logra con la inyección de condensado o

agua de alimentación en el flujo de vapor.

Figura Nº. 2.16: Detalle Atemperadores de vapor. Fuente: Oficina técnica DSD.

2.4.11 Válvulas de seguridad

Son dispositivos que protegen el Domo y los Sobrecalentadores ante una sobre

presión de vapor.


62

Figura Nº.2.17: Detalle Válvulas de seguridad. Fuente: Oficina técnica DSD. 2.4.10 Silenciadores Su función es reducir la contaminación acústica producida por el escape de las

válvulas de seguridad. Generalmente las calderas poseen dos silenciadores,

ubicados en la parte alta de ella, reducen el sonido a 85 Decibeles.

Figura Nº.2.18: Detalle Silenciadores. Fuente: Manual caldera CMPC.


63

2.4.11 Ventiladores de Tiro Forzado

Su función es impulsar aire desde la atmósfera hacia el hogar, a través de las

boquillas de aire primario, secundario y terciario.

En general las calderas poseen tres ventiladores de tiro forzado.

Figura Nº.2.19: Detalle Ventiladores de Tiro Forzado. Fuente: Manual caldera CMPC.

2.4.12 Ventiladores de Tiro Inducido

Son máquinas roto dinámicas que extraen los gases de combustión desde el interior

de la caldera, manteniendo en el hogar una presión balanceada o levemente

negativa – 5 mm WC.

Las calderas generalmente poseen tres ventiladores de tiro inducido.


64

2.4.13 Deshollinadores o Sopladores de Hollín.

Limpian los tubos de la caldera, de las cenizas que se van acumulando producto de

la combustión. Esto se realiza mediante la inyección de vapor.

Figura Nº.2.20: Detalle Ventiladores de tiro Inducido Fuente: Manual caldera CMPC. (PPT: Precipitadotes Electrostáticas).

Figura Nº.2.21.: Detalle Sopladores de Hollín Fuente: Manual caldera CMPC.


65

2.4.14 Estanque de Mezcla

El objetivo de este estanque (21 m3.) es disolver el sulfato recuperado en el

precipitador y en las tolvas de la caldera.

Este estanque es alimentado con licor de 50% sólidos a 105 °C, desde los

evaporadores.

El sistema posee además un estanque vertedero que cumple la función de recibir el

rebalse del estanque para evitar derrames a piso.

En caso de alto nivel, existe un estanque de sumidero, en el que se mide la

conductividad y de acuerdo a esto, el licor es enviado al estanque de derrame.

Figura Nº.2.22.: Detalle de Estanque Mezcla Fuente: Manual caldera CMPC.


66

2.4.15 Quemadores de Partida.

La función que cumple es generar vapor usando como combustible petróleo.

La caldera cuenta con 8 quemadores de partida.

La atomización del petróleo se realiza con vapor de media presión y gas propano en

el ignitor.

Figura Nº.2.23.: Detalle Quemadores de Partida Fuente: Manual caldera CMPC.


67

CAPÍTULO III

PROGRAMACIÓN DE OBRAS

3.1 Introducción

En el pasado, la programación de un proyecto (en el tiempo) se hizo con poca

planeación. La mejor herramienta conocida de “planeación” era el diagrama de

barras de Gantt, el cual especifica los tiempos de inicio y terminación de cada

actividad en la escala de tiempo horizontal. Su desventaja es que la

interdependencia entre las diferentes actividades no se puede determinar a partir

del diagrama de barras.

Las complejidades crecientes de los proyectos actuales han exigido técnicas de

planificación más sistemáticas y efectivas, con el objeto de optimizar la eficiencia en

la ejecución del proyecto. Aquí la eficiencia implica efectuar la mayor reducción en

el tiempo requerido para terminar el proyecto, mientas se considera la factibilidad

económica de la utilización de los recursos disponibles.

La administración de proyectos ha evolucionado como un nuevo campo en el

desarrollo de técnicas analíticas para la planeación, programación y control de

proyectos, como son los métodos por flecha: Método de Ruta Crítica (CPM) y la

Técnica de Evaluación y Revisión de Proyectos (PERT) y el método por nodos

como el Roy (Bernald Roy).


68

3.2 Carta Gantt o Diagrama de barras

Según el autor Santana Larenas (ver bibliografía), se puede señalar:

La carta Gantt es el método de programación más ampliamente difundido en

todos los niveles de una organización y áreas de actividad.

A principio del siglo XX Henry L. Gantt introdujo el método para actividades del

área Industrial, con el objeto de realizar estudios y un manejo más científico de

la productividad de la mano de obra. Desde esa fecha se ha venido utilizando

con la introducción de permanentes modificaciones, según los requerimientos de

los diferentes proyectos a los cuales se ha aplicado.

El gráfico de Gantt muestra las actividades de un proyecto con sus respectivas

duraciones, indicando también las fechas referidas al calendario de manera de

permitir comparar las previsiones con las realidades. En él podemos señalar las

actividades en serie o en paralelo, pero no la interdependencia de unas

actividades con otras. El campo de aplicación de la carta Gantt es muy amplio,

ya que por su claridad puede y sencillez se puede emplear tanto en un gran

proyecto como en uno pequeño, además la necesidad de trazar el gráfico de

Gantt obliga a un esfuerzo para visualizar el proyecto con síntesis y claridad


69

En este gráfico cada división del espacio indica el tiempo y la tarea que se debe

realizar en ese periodo, junto con sus correspondientes fechas de inicio y

término.

Actualmente y a medida que los proyectos han requerido mayor eficiencia en su

desarrollo, la carta Gantt ha sido reemplazada en determinadas situaciones por

nuevos métodos de programación, sin embargo se ha mantenido para ciertas

aplicaciones, que la mantienen plenamente vigente como herramienta de

programación.

3.3 Bases de la Técnica de Mallas

Los métodos que existían anteriormente, como los gráficos de Gantt y gráficos de

Organización, no eran suficientemente flexibles y no permitían conocer la actuación

conjunta de los procesos parciales de un modo general, debido a ello tampoco

permitían ver los puntos sobresalientes para realizar modificaciones en la

planificación de la obra. Por estos motivos aparecieron en América y Europa los

métodos de mallas PERT, CPM, Roy sus variantes.

Los nuevos métodos de planificación tienen como objetivo hacer desaparecer los

inconvenientes antes citados, mediante las siguientes medidas:


70

1. Se separa la realización gráfica del desarrollo del proyecto de la representación

de los tiempos requeridos para cada proceso parcial, ya que la base del orden

de sucesión de la producción está fijada por la tecnología y en cambio la

determinación de tiempos está sujeta a modificaciones.

2. Se posibilita un perfecto solape de las fases de la obra, haciendo que aparezcan

visiblemente los diferentes procesos y sus interrelaciones mediante una

representación en forma de malla. Mediante este nuevo tipo de representación

es posible simultáneamente continuar subdividiendo los procesos parciales, cosa

que no se podía hacer hasta ahora en el diagrama de barras, la planificación se

hace así más precisa.

3. Mediante nuevos sistemas de cálculo se averiguan valores más representativos

de la marcha de la obra y que pueden proporcionar al planificador datos

importantes para una racionalización del desarrollo de la obra.

Por citar sólo algunos resultados de estos métodos en la planificación de obras

diremos que son medios auxiliares:

Para controlar la obra con relación al cumplimiento de un plazo prefijado

(especialmente importante cuando puede haber sanciones contractuales).

Para averiguar los plazos de inicio y terminación de cada uno de los itinerarios

de trabajo y procesos parciales que sean importantes para la ejecución del

proyecto.


71

Para averiguar los nuevos plazos de inicio y terminación en caso que existan

perturbaciones.

Para obtener y valorar planes alternativos.

Para planificar los medios disponibles o disponibilidades

Para disminuir costos.

Para conocer los puntos críticos que pueden retrasar la continuación de la obra.

Para la planificación externa por parte de arquitectos, oficinas de proyectos y de

obras de organismos privados o estatales, es decir, para coordinar todas las

firmas participantes en la obra así como para especificar las responsabilidades

en caso de haber fallos o sobrepasarse los plazos.

En la técnica de planificación por mallas aparecen las siguientes innovaciones

respecto a la técnica utilizada hasta ahora:

En lugar del diagrama de barras, es la representación tipo malla la que visualiza

gráficamente el desarrollo de la obra.

La malla se ha de calcular y la base de su cálculo son los mismos valores de

partida que servían hasta ahora para la planificación.

Los resultados del cálculo de la malla son valorados y comprobados, sirviendo

fundamentalmente para el control y vigilancia del proyecto.

De esto se deducen dos aspectos principales para manejar la técnica de

planificación por mallas. Primero cómo preparamos y calculamos una red de este


72

tipo y segundo cómo se origina y maneja en la práctica, aplicado al sector de la

construcción.

Extraído del texto “Los sistemas de planificación CPM y PERT aplicados a la

construcción”, Gerhard Wagner.

3.3.1 Realización de las Mallas

La malla que se realiza de un modo análogo en todas las técnicas de planificación

por mallas conocidas hasta ahora como CPM, PERT, Roy etc., su finalidad es

representar gráficamente el desarrollo general de la obra.

Ordena, dentro el marco de desarrollo general, todos los itinerarios de trabajo,

actividades parciales y procesos, cuya terminación es necesaria para la realización

del proyecto, de tal modo que su ordenamiento en el tiempo corresponda a las

necesidades técnicas.

Es por ello que cada proyecto consta de una serie de actividades de distinta

naturaleza que en parte dependen unas de otras y en parte son independientes. En

dicha dependencia no se tiene en cuenta la duración de cada proceso y solamente

la secuencia en el tiempo que resulta de las necesidades técnicas y lógicas es

importante.

Luego las mallas son diagramas que muestran la secuencia a seguir por los

procesos parciales, secuencia necesaria desde el punto de vista lógico y


73

tecnológico y que ordenan en el marco del proyecto general las diferentes etapas de

un programa de trabajo, representado por determinados eventos.

Estos medios auxiliares permiten observar la actuación conjunta de diferentes

procesos dentro de un sistema. (Gerhard Wagner).

3.3.2 Elementos de una Malla

Los elementos de una malla son las flechas y los nodos.

Las flechas representan las interdependencias y relaciones de precedencia entre

las actividades del proyecto relacionados con el tiempo, tales como la etapa de

diseño, procesos de adquisición, plazos de entrega, etc., es decir, todos los

procesos que sean necesarios para determinar la duración de un proyecto.

Se utiliza comúnmente una flecha para representar la actividad y la punta indica el

sentido de avance del proyecto.

Estas actividades transcurren entonces a lo largo del tiempo entre dos eventos, que

aparecen en la malla como nodos, estos representan para este caso determinados

estudios o momentos de la realización del proyecto general.

En sí mismos no tienen ninguna extensión temporal (duración) sino que dividen el

desarrollo total en instantes en los cuales debe empezar o terminar una actividad.

La descripción descrita, se puede llamar de “flechas orientadas”.


74

3.3.3 Representación Gráfica de una Malla

Todos los procesos de un proyecto se representan por flechas, cuyo sentido da el

desarrollo de los procesos a lo largo del tiempo, para alcanzar la meta del proyecto.

No obstante la longitud de la flecha no guarda relación con la duración del proceso.

Las actividades empiezan y terminan en eventos que se representan normalmente

mediante círculos. Un evento representa un punto en el tiempo y significa la

terminación de algunas actividades y el comienzo de nuevas.

Los puntos iniciales y finales de una actividad, por consiguiente, están descritos por

dos eventos generalmente conocidos como eventos de inicio y término.

Las actividades que originan un cierto evento no pueden comenzar hasta que las

actividades que concluyen en el mismo evento hayan terminado.

La siguiente figura 3.1 muestra un ejemplo de una representación común de una

actividad (i.j) con su evento de inicio i y su evento de término j.


75

En la figura 3.2 las actividades (1,3) y (2,3) se deben determinar antes de que

pueda comenzar la actividad (3,4).

Figura Nº 3.2: Actividades precedentes Fuente: Elaboración propia.

La representación gráfica de las mallas sólo se puede hacer según determinadas

reglas básicas, que se mencionarán a continuación:

Regla 1:

“Cada actividad está representada por una y sólo una flecha en la red”.

Ninguna actividad puede representarse dos veces en la red. Esto es distinto del

caso donde una actividad se descompone en segmentos, que se pueden

representar por una flecha separada.

Figura Nº 3.3: Regla 1: representación grafica de mallas. Fuente: Elaboración propia.

1

3

2

3

2

4

1


76

Regla 2:

“Dos actividades no se pueden identificar por los mismos eventos terminales y de

inicio”.

Una situación como esta puede surgir cuando dos o más actividades deben

ejecutarse simultáneamente.

En la figura 3.4a se muestra un ejemplo donde las actividades A y B tienen los

mismos eventos finales.

La solución (fig. 3.4 b) es introducir una “actividad ficticia”, ya sea entre A y uno de

los eventos finales o entre B y uno de los eventos finales.

Figura Nº. 3.4 a: Actividades con mismo evento final. . Figura Nº. 3.4 b: Actividad Ficticia.”D”. Fuente: Elaboración propia Fuente: Elaboración propia

Las actividades tienen siempre una duración, nunca negativa, pero que puede ser

cero, llamándose entonces “actividades ficticias”, las cuales por ser cero no traen

consigo ningún consumo de tiempo ni dinero sirven únicamente para representar el

desarrollo lógico de las actividades dentro del proyecto.

Suponga que en cierto proyecto los trabajos A y B, deben preceder a C.

Por otra parte, el trabajo E está precedido solamente por el trabajo B.

1 2

A

B

1 2

“D”A

B


77

La figura 3.5 muestra la forma incorrecta (a) y la figura (b) la representación correcta

usando actividad ficticia.

Figura Nº. 3.5 a: Forma incorrecta de mallas. Figura Nº. 3.5 b: Forma correcta de mallas. Fuente: Elaboración propia. Fuente: elaboración propia.

3.4 Método de Ruta Crítica (CPM)

La utilización de redes o grafos para la representación fue iniciada en 1957 por J.E.

Nelley y M.R. Walter, que crearon CPM (Crítical Path Method), para la programación

y control de la construcción de una Planta Química en Kentucky, demostrando su

ventaja respecto de los métodos clásicos, sobre todo por su aptitud a integrar las

diferentes modificaciones e incidencias.

3.4.1 Análisis del grafo o malla

En este método se realiza un análisis sistemático de las actividades de la malla

dividiéndolas en:

• Actividades Críticas

• Actividades no Críticas

A continuación algunas definiciones para este establecer cuales son las críticas y

cuales las no críticas. (Planificación gráfica de obras, Pomares Juan).

A

EB

C

D

A C

EB


78

3.4.2 Suceso, acontecimiento o etapa

Acontecimiento, suceso o etapa es el comienzo o fin de una actividad, son instantes

de referencia, sin consumo de tiempo ni de recursos.

3.4.3 Actividad

Actividad, operación o tarea es el trabajo necesario para poder pasar de un suceso

o acontecimiento al siguiente, exige consumo de tiempo y de recursos (excepto las

actividades ficticias).

3.4.4 Duración de una actividad CPM

Es la cantidad de tiempo necesaria para ser realizada la actividad, y se obtiene a

través de la experiencia, información recopilada y todos los elementos que se

dispongan para el estudio. Se designa como “ et ”.

3.4.5 Actividades Críticas

Son aquellas actividades que fijan la duración total de un proyecto, ya que cualquier

demora en la realización de alguna de ellas retrasa forzosamente su terminación. Al

mismo tiempo la duración del proyecto se puede disminuir, acelerando cualquiera

de las actividades críticas.

Las anteriores definiciones fueron extraídas del texto: “Planificación gráfica de

obras”, Pomares Juan.


79

3.4.6 Tiempo más corto de los acontecimientos

El tiempo más corto, más próximo, más pronto o mínimo en el que puede

alcanzarse un acontecimiento es igual a la suma de las duraciones de todas las

actividades et necesaria para llegar a él por el camino más largo. El tiempo más

corto nos da, en consecuencia, la fecha lo más pronto posible en que puede ocurrir

el acontecimiento en cuestión.

De acuerdo a esta definición, se calcula sumando la duración de las actividades que

permiten llegar al acontecimiento por el camino más largo y se le designa por “E

T ”.

Es decir: ∑= etTE

Para calcular el tiempo más próximo para alcanzar un acontecimiento, aplicamos la

siguiente regla:

“Dado el tiempo más próximo de cada acontecimiento precedente, sumamos la

duración de la actividad que los une, tomando de todos los valores posible el mayor”

(Pomares Juan).

3.4.7 Tiempo límite de los acontecimientos

El tiempo límite (más largo, más tarde o máximo) en los que puede alcanzarse un

acontecimiento es el tiempo máximo (más largo) que puede transcurrir para su

realización; se calcula a partir del plazo final, y se denomina ” LT ”. Este tiempo

límite representa la fecha más tarde que puede ocurrir un acontecimiento para no


80

retrasar el siguiente. Se calcula para cada acontecimiento restando del plazo final la

duración et de las actividades intermedias.

Generalmente, y de no indicarse expresamente lo contrario, el plazo final se suele

tomar igual al tiempo más próximo LT del acontecimiento final.

Es decir, que en el acontecimiento final: LT = ET

Y en los anteriores: ∑−= etETLT

Tomando como es lógico, de existir varios caminos, el más corto. (Pomares Juan).

3.4.8 Holgura o margen de un acontecimiento

Se denomina holgura o margen de un acontecimiento o suceso al tiempo

suplementario que se dispone para su realización.

Se calcula restando al tiempo más largo ( LT ) el tiempo más corto (E

T ).

Las holguras de un acontecimiento puedes ser:

• Positivas; indican un adelanto sobre el programa o sea, exceso de medios.

• Negativas; indican un retraso sobre el programa, es decir, falta de medios.

• Nulas; indican que se va justo en el plazo, indicando medios adecuados.

3.4.9 Camino Crítico

Se denomina al definido por los acontecimientos y actividades críticas, es decir,

aquel cuyas holguras son mínimas. Y se llama así porque cualquier retraso que

afecte a una de sus actividades afecta en el mismo tiempo al acontecimiento final.


81

Reconocemos el camino crítico porque:

1. Es el camino de mayor duración.

2. Los acontecimientos que pertenecen al camino crítico tienen la fecha “lo más

pronto” igual a la fecha “lo más largo”.

Las actividades críticas son aquellas para las cuales las fechas del acontecimiento

donde se inician, más la duración de la actividad, son igual a las fechas donde el

acontecimiento termina, por lo tanto sus holguras o márgenes son nulos.

El camino crítico se indica con una doble línea, una línea más gruesa o bien, como

en el presente estudio, con una línea de otro color (rojo).

3.4.10 Notaciones

Muy importante para los posteriores cálculos es una notación clara de los diferentes

tiempos que componen la malla o red.

Existen muchas notaciones para indicar en la red los tiempos de comienzo y término

de las actividades, ya sean éstas las primeras fechas o las últimas fechas

respectivamente.

En la presente tesis, para efectos de cálculos se utilizará la notación que se muestra

a continuación:

et

Figura Nº 3.6: Detalle Notación Fuente: Elaboración propia

i j

pfi ufi pft uft


82

Donde:

et : Duración actividad “ ji, ”.

pfi : Primera fecha de inicio de la actividad “ ji, ”.

ufi : Última fecha de inicio de la actividad “ ji, ”.

pft : Primera fecha de término de la actividad “ ji, ”.

ufi : Última fecha de término de la actividad “ ji, ”.

3.4.11 Holgura Total de una actividad

Holgura Total ( TH ) Corresponde a la diferencia entre el tiempo disponible para

realizar la actividad y la duración de ésta si se inicia lo más pronto posible y termina

lo más tarde posible.

etpfiuftTH −−=

Físicamente, esta holgura total corresponde al retraso máximo que puede tener una

actividad sin modificar el plazo total de ejecución del proyecto.

3.4.12 Holgura libre de una actividad

Holgura libre de una actividad corresponde a la diferencia entre el tiempo disponible

para realizar la actividad y la duración de ésta si se inicia y termina lo más pronto

posible.

etpfipftLH −−=


83

Físicamente es el retraso máximo que puede tener una actividad, sin alterar el

principio más próximo de las actividades que la siguen.

3.5 Técnica de Evaluación y Revisión de Proyectos (PERT)

El PERT (Project Evaluation and Review Technique) fue desarrollado en 1958 por

una organización consultora con el propósito de programar las actividades de

investigación y desarrollo para el programa de misiles Polaris para la Marina de

EE.UU.

3.5.1 Análisis del grafo o malla

Este sistema es análogo al CPM, ya estudiado en el trazado del grafo, siendo

validas las definiciones dadas para los conceptos:

Actividad, Tiempo más próximo, Acontecimientos, Tiempo límite, Holgura de un

acontecimiento, Holgura Total, Holgura libre y Camino crítico.

La primera diferencia entre estos métodos, está en que en el PERT la duración de

cada actividad ( et ) se obtiene por medios probabilísticas, así como la fecha

esperada final (tiempo más próximo, ET ), mientras que, como se vio, el CPM es

determinístico, ya que para la duración de una actividad se toma sólo con un valor

siendo, por lo tanto, fija la fecha esperada final ET .

El método PERT tiene más en cuenta que el CPM la incertidumbre con que vienen

los afectados los plazos previstos para la ejecución de los trabajos.


84

Logra esto porque introduce, mediante el cálculo de probabilidades, criterios que

indican dónde la planificación es relativamente segura y en que lugares es

especialmente incierta. (Referencia bibliográfica, Pomares Juan).

En directa dependencia con lo anterior permite emitir un juicio sobre la seguridad del

plazo de terminación previsto para un determinado proyecto.

El cálculo de una red PERT se basa en tres estimaciones de la duración de un

proceso unitario cualquiera, estos valores se denominan:

• Tiempo más probable

• Tiempo favorable (más corto)

• Tiempo desfavorable (más tardío)

Como lo indica su denominación, los tiempos favorables y desfavorables son tan

sólo valores extremos, que se alcanzan en circunstancias especiales. El tiempo

probable responde a un transcurso normal del proceso.

De estos tres valores se deduce el tiempo medio esperado et , el cual sirve de base

para los cálculos posteriores.

Además, para cada et se determina la varianza 2

etσ , la cual es una medida

asociada de incertidumbre para cada tiempo esperado. La determinación los valores

et y 2

etσ se basan en una distribución de probabilidades del tipo Beta (β).


85

3.5.2 Distribución Beta (β)

Como se dijo anteriormente el método para calcular el valor esperado y la varianza

de la duración de una tarea en el PERT se basa en el supuesto de que la duración

siga una distribución Beta.

Esta distribución se deriva de la función Beta, que para dos variables reales “ 1+p ”

y “ 1+q ” se define como:

∫∞

−=++0

)1()1,1( dzq

zp

zqpB

Esta función está relacionada con la función Gamma (Γ ):

∫∞ −

=+Γ0

)1( dzp

ep

zp

Según la ecuación: )2(

)1()1()1,1(

++Γ

+Γ+Γ=++

qp

qpqpB … (1)

La distribución beta de una variable x se define así:

)1,1(

)1(

++

−=

qpB

qx

px

β …(2)

p y q da la forma de la curva de la distribución, la cual es simétrica si p y q son

iguales y oblicua si no lo son.

El valor x de para el cual β (x) es máximo es la moda X .

Recordar que la condición para un máximo es: 0)(

=dx

xdβ


86

Y como en este punto x = X , será: 01

)1()1(1

=−

−−−− q

xp

qxq

xp

px

Y de aquí que la moda X sea:

qppX+

= … (3)

Si se denomina µ la esperanza matemática o valor esperado de x , es decir, su

media, se tiene: ∫=1

0)( dxxxβµ … (4)

Sustituyendo (2) en (4) se tiene: ∫ −++

= +1

0

1 )1()1,1(

1 dxxxqpB

qpµ

Y haciendo mp =+ 2 y nq =+1 ;

∫ −− −++

=1

0

11 )1()1,1(

1 dxxxqpB

nmµ = )1,1()1,2(

)1,1(),(

++++

=++ qpB

qpBqpBnmB

Teniendo en cuenta (1) se tiene:

Sustituyendo este valor en la ecuación anterior y simplificando )1( +Γ q se obtiene:

)3()1()2()2(

++Γ+Γ++Γ+Γ

=qppqppµ … (5)

)3()1()2()1,2(

++Γ+Γ+Γ

=++qp

qpqpB


87

Y como una de las propiedades de la función Gamma es: )()1( nnn Γ=+Γ

Luego; 1)1()2(

+=+Γ+Γ p

pp

Por lo que; 2

)2()3(

++=++Γ++Γ qp

qpqp

Valor que podemos sustituir en (5) con lo que;

)2(1++

+=

qppµ … (6)

Al ser )(xV la varianza de x : 222 )()()( µµ −=−= xExExV … (7)

Siendo E la esperanza matemática.

Luego: ∫ ∫ −++

== +1

0

1

0

222 )1()1,1(

1)()( dxxxqpB

dxxxxE qpβ

Si 3+= pk y 1+= qn ;

∫ ++=−

++= −−

1

0

112

)1,1(),()1(

)1,1(1)(

qpBnkBdxxx

qpBxE nk

Igualmente se puede demostrar que:

)3)(2()1)(1()( 2

++++++

=qpqp

qpxE

Que llevada a (7) y simplificada nos queda: )3()2(

)2)(1()(2 ++++

++=

qpqpqpxV

… (8)

Las formulas (3), (6) y (8) nos dan la moda, media y varianza de la distribución Beta

normalizada en la que x varía de 0 a 1.


88

Veamos ahora la distribución de una variable “ t ” que represente la duración de

una actividad dada a partir de x por la transformación xABAt )( −+= , entonces

para: ,0=x At = y ,1=x Bt =

“ t ” se iguala a cero para valores de x negativos o mayores que 1.

Figura Nº 3.7: Distribución Beta. Fuente: Elaboración propia.

En la figura 3.7 se indica una distribución Beta mostrando el efecto de esta

transformación.

Sus parámetros son aproximadamente:

,22 +=p 22 −=q Y XABAM )( −+=

Sustituyendo en esta última expresión el valor de X de (3), se tiene:

qpBpAq

qppABAM

++

=+

−+= )( … (9) y

µ)( ABAte −+=

Tomando el valor de µ de (6): 22

1)(++

+++=

+++

−+=qp

BpAqBAqp

pABAte


89

Y teniendo en cuenta (9):

2)(++

+++=

qpBMqpAte

… (10)

Del mismo modo, )()()( 2 xVABtV −= sustituido en (8) queda:

)3()2()1)(1()()(

22

++++++

−=qpqp

qpABtV

O sea que, dados los valores de p y q para la distribución Beta particular que se

desea utilizar, las ecuaciones (10) y (11) nos permiten deducir la duración media te y

su varianza V(t) a partir de un límite inferior to (estimación optimista), un límite

inferior tp (estimación pesimista) y la estimación más probable tm .

De la teoría de Grubbs se señala que:

Cuando 22 +=p y 22 −=q

Cuando 22 −=p y 22 +=q

Cuando 3=p y 3=q

Sustituidos estos valores de p y q en las ecuaciones (10) y (11),

Se tiene:

6

4 pmoe

tttt

++= … Tiempo esperado de una tarea PERT.

36

)()( op tt

tV−

= … Varianza de una tarea PERT.

(Ver Bibliografía, Pomares Juan).


90

3.6 Método de Roy

Simultáneamente que en los EE.UU., en Francia se estudiaba e problema de la

planificación de proyectos con gran número de tareas.

En el año 1960, el matemáticos Francés Bernald Roy, presentó un método de

programación que es muy similar al método de las flechas, pero presenta algunas

ventajas que son especialmente importantes en cuanto a la representación gráfica

de las mallas.

En el Roy, como en el PERT/CPM, el proyecto se decompone en una serie de

actividades o tareas cuya realización está sometida a cierto número de condiciones

o restricciones que se representan mediante diagrama, pero, a diferencia del

PERT/CPM, en el Roy los nudos representan las actividades y los arcos o flechas

representan las restricciones o ligaduras.

Siguen siendo válidas para el trazado de la malla, las definiciones de actividades,

tiempo más próximo, tiempo más largo o límite, holguras y camino crítico, dadas en

las secciones anteriores para el PERT y CPM.

Una de las principales características del método de los nodos, es que no

contempla actividades ficticias.

En cuanto al cálculo de la malla, es decir determinación de fechas de inicio, fechas

de término y holguras; se procede de acuerdo a las mismas consideraciones de los

métodos anteriores.


91

CAPÍTULO IV

MONTAJE CALDERA RECUPERADORA TIPO

4.1 Introducción

De acuerdo al capitulo II sobre “Teoría de Calderas”, se puede caracterizar o

generalizar una caldera recuperadora de acuerdo a una serie de parámetros o

elementos que siempre están presente en estos dispositivos y que son esenciales

en el funcionamiento de dichos dispositivos.

Cabe destacar que la caldera en estudio, es para el funcionamiento de una planta

de celulosa, similar a la caldera de Celulosa Pacífico en la localidad de Mininco (IX

región), Celulosa Itata (VIII región), Planta Santa Fé línea 1 y 2 en Nacimiento (VIII

región) o Planta Valdivia (X región) por citar algunas, puesto que la información

utilizada en este estudio fue una recopilación de las bases de datos del montaje de

calderas, de algunas de ellas.


92

4.2 Descripción Caldera Recuperadora Tipo

En general las Calderas Recuperadoras poseen dimensiones muy similares; altura

entre 60 y 70 m., una cara frontal y lateral de 40 a 50 m y un peso aproximado a las

9.000 T (incluye estructuras, equipos, sistemas de tuberías, paneles caldera,

estanques, etc.),

La carga de estas calderas recuperadoras en operación está en los 4.000 a 4.500

ton (licor virgen)/ día a una presión de trabajo de 85 bar (867 ton/m2), temperatura

de 1000 ºC y un promedio de producción de vapor de 50 MW.

Otro parámetro importante que caracteriza a una caldera recuperadora es la

sección transversal del hogar, las calderas que se están montando en la actualidad

fluctúan entre los 200 y 240 m2. (Claudia Rubilar, 2005. Papelnet.cl. ver bibliografía)

De acuerdo a lo visto en el marco teórico capítulo II, sección 2.1.2, la caldera

estándar se puede clasificar, según el Uso, en una del tipo Estacionaria, para la

generación de vapor y posteriormente energía para la planta industrial (Celulosa),

de acuerdo a las presiones y temperaturas de trabajo se trata de una Caldera de

Fuerza, con paneles construidos en acero, con remaches y costuras de distintos

tipos de soldaduras según la función dentro del proceso de la caldera.


93

La Caldera en estudio, es una caldera Acuotubular, es decir, circula agua o vapor de

agua a través de los tubos, los cuales son principalmente rectos en posición vertical

unidos a un Domo colocado en la parte superior de la caldera.

El fuego o calor es aplicado al interior del llamado Hogar Caldera y proviene de la

combustión de elementos de desperdicio del proceso de pulpaje de la planta de

celulosa, principalmente Licor Negro o desperdicios de los aserraderos de las

mismas plantas.

La instalación comprende no sólo la caldera propiamente tal, sino, además,

componentes principales y accesorios tales como: Economizadores y Chimeneas,

Sobrecalentadores y Recalentadores, Quemadores y Alimentadores de aire,

Condensadores, Bombas y Estanques de alimentación, Domos, entre otros.

4.3 Descripción General del Proceso de Montaje

En general, los tiempos utilizados en ejecutar el montaje son los empleados en las

maniobras de izaje de los elementos más la instalación de estos.

Existen en la práctica dos tipos de maniobras de montaje: las que se realizan con

grúa y aquellas que se realizan en forma manual.

Debido a la envergadura de la obra que aquí se está estudiando (Caldera

Recuperadora) casi la totalidad de las maniobras se hace ayudado de grúas torres,


94

grúas orugas y grúas automotrices, para más detalle de esta situación se puede

apreciar en la siguiente figura:

Fig. Nº 4.1: Detalle de Grúas utilizadas montaje calderas.

Fuente: Oficina Técnica, DSD, Proyecto Celulosa Valdivia.

En la figura anterior (4.1) se aprecia claramente la utilización de dos grúas torre y

dos grúas oruga para el izaje de los diferentes componentes de la caldera.

Cabe destacar que las grúas torre serán sólo utilizadas para el montaje de la

estructura para lograr un avance requerido por la programación de la obra, luego

los equipos mecánicos, tuberías, ductos y paneles de caldera, se continuarán

montando con dos grúas oruga y dos grúas automotriz (camión pluma), cuyas

características se detallaran más adelante.


95

Fig. Nº 4.2: Foto montaje caldera Fuente: Recobery Boiler, línea 2 Celulosa Santa Fe, VIII Región.

La utilización de grúas depende de varios factores, dentro de los cuales se pueden

mencionar:

Dimensión del elemento a montar.

Peso del elemento.

Recursos financieros disponibles.

Duración total de la faena de montaje.

Altura a la que debe ser elevado el elemento a montar.

Dentro de los elementos montados con grúa se puede considerar: columnas, vigas

de amarre, vigas marco, puntales, tensores de techumbre y laterales, costaneras de

techumbre, tuberías de presión, paneles de caldera, equipos mecánicos de gran

envergadura, estanques y ductos.

Dentro de los elementos montados en forma manual se tiene: costaneras laterales,

colgadores techumbre y laterales, tensores techumbre y laterales.


96

Existe además otro factor muy importante a considerar para la utilización de grúa,

que es la estabilidad de la estructura al momento del montaje y es aquí donde se

debe poner especial atención al momento de elaborar el procedimiento de montaje

correspondiente.

No existe mayor diferencia en el procedimiento de montaje empleado, si cambian

las dimensiones generales de la caldera recuperadora. Aquí, la variable que tiene

mayor repercusión sobre el procedimiento de montaje a emplear es el peso por

metro cuadrado de la estructura.

El peso promedio de la estructura se considera como una variable muy importante

para la elaboración del procedimiento de montaje, para mantener la estabilidad de la

estructura al momento del montaje requieren de la utilización de un mayor número

de grúas. Como ejemplo, se puede citar el caso de montaje de vigas marco; ésta es

más propensa a flexionarse en el sentido del eje débil mientras menor peso tenga.

Dentro del procedimiento de montaje elaborado, se debe tener presente que existen

elementos que requieren arriostramientos temporales para mantener su estabilidad

una vez que éstos son soltados de la grúa.

Estos arriostramientos son fijados a cubos de hormigón especialmente construidos

para este propósito, los cuales son conocidos como “pollos de sacrificio”. En este

tipo de elementos se encuentran: columnas y vigas de amarre.


97

4.4 Consideraciones de un Proceso de Montaje.

Tanto en los elementos montados manualmente, como en los montados con grúa,

es necesario realizar algunas tareas previas al montaje. Estas tareas son:

Limpieza del elemento: consiste en desprender de la superficie de éste los

residuos sueltos que pudieran estar depositados en los distintos recovecos del

elemento, que generalmente es tierra.

Reparación de deformaciones: Estas son producidas principalmente en el

proceso de transporte y acopio del elemento. La reparación consiste en hacer

que el elemento vuelva a su posición proyectada.

Ajuste de perforaciones: al momento de galvanizar, algunas perforaciones

quedan con residuos de zinc, lo que hace que éstos tengan que ser retirados

para poder introducir los pernos. Esta limpieza se realiza manualmente con un

pasador cónico destinado para este propósito.

Amarre del elemento - elemento montado manualmente: para evitar la caída del

elemento desde altura, se amarra a la estructura un soporte con roldana, la cual

sirve para subir y sostener al elemento hasta que se encuentre montado.

Posteriormente el elemento es amarrado con una eslinga, para montarlo en su

posición definitiva.

Amarre del elemento - elemento montado con grúa telescópica o camión pluma:

el elemento es amarrado con una eslinga o estrobo, para posteriormente

montarlo en su posición definitiva.


98

Dentro de las etapas previas al montaje se pueden enumerar algunas fallas que

pueden acarrear problemas al montaje:

1. Mal dibujo en sala de Proyectos

2. Mala interpretación de planos en maestranza

3. Transporte

4. Procedimiento de Galvanizado deficiente.

5. Acopio de material

6. Procedimiento de montaje deficiente

Los tiempos de montaje pueden aumentar, debido a que es necesario armar el

elemento antes de montarlo (ver figura Nº 4.3), lo cual requiere mano de obra; en el

presente estudio se suponen cuadrillas destinadas exclusivamente a armar antes de

montar (ayudado por grúas automotriz), por lo que los tiempos de montaje no se

verían afectados.

Sin embargo, este punto debe ser analizado en función de la cantidad de elementos

a armar, de la cantidad de dinero destinado a mano de obra y del espacio disponible

para acopiar los elementos armados, para no interferir con las actividades que se

realizan en forma paralela al montaje estructural.


99

Figura Nº 4.3: Prearmado de estructuras. Fuente: Recobery Boiler, línea 2 Celulosa Santa Fe, VIII Región.

Finalmente, para cumplir con los tiempos de montaje establecidos en la información

recopilada, se reitera el supuesto de utilizar dos grúas torre, dos grúas oruga y de a

lo menos dos camiones pluma, de similares características en cuanto a capacidad,

tanto de alcance (longitud), radio de giro y de carga (Ton.), a las que se mencionan

a continuación:

• Dos grúas torre para el montaje de la estructura (dispuesta en marcos), con una

capacidad mínima de 30 toneladas, un radio mínimo de giro de 70 m., y un

alcance de altura de 50m.

• Dos grúas orugas similares a la Demag CC 2800, para las maniobras y montajes

tanto de estructuras, como de equipos, sistemas de tuberías y paneles de

presión. Con una altura de levante de 70m y una capacidad de carga de 120

toneladas, ya que el equipo más pesado es el Domo con 90 toneladas.

• Y el uso de a lo menos dos grúas automotriz o “camiones plumas” semejantes a

la Grúa automotriz Liebherr LTM 1055-3.1, para prearmar estructuras, reforzar


100

las maniobras, tanto de las grúas torre en el montaje estructural, como de las

grúas oruga en el montaje de estructura y equipos mecánicos. Con una

capacidad mínima de 20 toneladas, un radio de 20 m y una altura telescópica de

30 m.

Figura Nº 4.4: Grúas torre y Oruga montando estructuras Fuente: Oficina técnica DSD.

Figura Nº. 4.5: Grúas Oruga montando equipos mecánicos Fuente: Oficina técnica DSD.


101

CAPÍTULO V

ANÁLISIS CALDERA TIPO

5.1 Introducción

Luego, de haber definido en el capítulo II, sección 2.2 la Caldera Recuperadora y

descrito sus partes y componentes de mayor relevancia para su funcionamiento y

por ende para su montaje, se está en condiciones de establecer las actividades

principales en el proceso de construcción de ésta, para ello se comenzará por

enumerar dichas actividades y agruparlas según las siguientes categorías o ítems:

Montaje Estructural, Montaje Mecánico (equipos mecánicos y tuberías), Montaje

Aislación, Montaje Eléctrico (eléctrico e instrumentación).

El movimiento de terreno y las fundaciones no se contemplan en este estudio

puesto que escapa de los objetivos planteados en el origen de esta memoria que es

el estudio de los tiempos de montaje tanto Estructural como Electromecánico y por

ende se considerara la construcción de la “Caldera Tipo” desde los pernos de

anclaje y posterior montaje de estructuras.


102

5.2 Montaje Estructural

Esta parte del montaje, se subdivide a su vez en seis fases estructurales, de

acuerdo a la elevación que se va alcanzando, se refiere a todo lo que es columnas,

vigas, costaneras, soportes, placas de conexión, vigas de amarre, vigas madre (son

las que sostienen el hogar caldera), tirantes, barandas, incluida la caja escala

(estructura que permite subir o bajar de un nivel a otro), hormigonado de losas,

gratinas, barandas y pasamanos, todas estas actividades contempladas la

descarga, ubicación, izajes y finalmente la instalación de estructuras de acero.

Todo lo que es estructura metálica, posee un peso aproximado a las 3.000

toneladas.

De acuerdo a lo anterior se mencionarán en las siguientes tablas, las actividades

presentes en esta etapa y el detalle de las subactividades que la componen:

Descarga y ubicación de estructuras de acero Instalación y chequeo de grating

Control fundaciones Instalación escaleras internas

Erección columnas y vigas Instalación barandas y pasamanosHormigonado losa plataforma el. 6.0 m Hormigonado losa plataforma el. 13.5 m

Fase I (Hasta plataforma elevación 13.5 m)

Tabla Nº 5.1: 1ª fase estructural. Fuente: Elaboración propia.

Descarga y ubicación de estructuras de acero Instalación barandas y pasamanos

Erección columnas y vigas Hormigonado losa plataforma el. 22.7 mInstalación y chequeo de grating Instalación escaleras internas

Fase II (Hasta plataforma elevación 22.7 m)



103

Descarga y ubicación de estructuras de acero Hormigonado losa plataforma el. 28.1 m

Erección columnas y vigas Instalación barandas y pasamanosInstalación y chequeo de grating Instalación escaleras internas

Fase III (Hasta plataforma elevación 35.800 m)


Descarga y ubicación de estructuras de acero Hormigonado losa plataforma el. 43.4 m

Erección columnas y vigas Instalación barandas y pasamanosInstalación y chequeo de grating Instalación escaleras internas

Fase IV (Hasta plataforma elevación 47.4 m)


Descarga y ubicación de estructuras de acero Instalación barandas y pasamanos

Erección columnas y vigas Instalación escaleras internasInstalación y chequeo de grating

Fase V (Hasta plataforma elevación 59.4 m)


Descarga y ubicación de estructuras de acero Instalación escaleras internas

Erección columnas y vigas Instalación barandas y pasamanosInstalación y chequeo de grating

Fase VI A (Hasta plataforma elevación 64.6 m)

Tabla Nº 5.6: 6ª fase estructura A. Fuente: Elaboración propia.

Armado grúa 600 tons. Montaje vigas primarias en eje RC

Descarga y ubicación de estructuras de acero Montaje vigas secundarias

Montaje vigas primarias en eje RG Montaje vigas terciarias para ECO´s y BGCMontaje vigas primarias en eje RI Montaje vigas terciarias para SH's

ERECCIÓN VIGAS MADRES

Tabla Nº 5.7: Erección Vigas Madres, que sostienen los Paneles de la Caldera. Fuente: Elaboración propia.


104

Descarga y ubicación de estructuras de acero Instalación escaleras internas

Erección columnas y vigas Instalación barandas y pasamanosInstalación y chequeo de grating

Fase VI B (Techo elevación 64.6m)

Tabla Nº 5.8: 6ª fase estructural VIB Fuente: Elaboración propia

En las siguientes imágenes, podemos apreciar el avance del montaje estructural:

Figura Nº 5.1: Detalle Fase I estructural Fuente: Caldera Recuperadora, Línea 2, Sta. Fé, VIII región.

Figura Nº 5.2: Avance Montaje Estructura, Vigas Madres. Fuente: Caldera Recuperadora, Línea 2 Sta. Fé, VIII región.


105

5.3 Montaje Mecánico

Corresponde a las maniobras de izaje, posicionamiento, ensamble y soldadura de

los diferentes equipos, componentes mecánicos y sistemas de tuberías de alta y

baja presión que conforma la caldera recuperadora. Cabe destacar, que esta etapa

comienza con el izaje de equipos, una vez terminada la fase estructural III.

A continuación se mencionarán las actividades presentes en esta etapa y el detalle

de las subactividades que la componen:

Soplador y estanque de desagüe rápido Varas y vigas de pasamanos.

Estanque condensador Marcos Hogar Caldera y Economizador (parte trasera)

Estanque de agua de alimentación Erección paneles economizador

Ventilador estanque depurador Ducto de aire terciario

Tanque evacuador continuo de agua Parte sup. matriz de tubos descendentes (el.35.8 a 64.6 m)

Ventilador de aire terciario Silenciador aire secundario

Respiradero ventilador de gas Silenciador aire terciario

Tanque intercambiador Parte media matriz de tubos descendentes (el.13.5 a 35.8 m)

Tanque de dilución cenizas Estanque condensador de agua dulce

Tanque vertedor Ducto aire secundario

Ducto de entrada aire secundario y DNGC-gas Caja de aire para ducto de aire secundario (pared trasera)

Tanque de agua de reserva Caja de aire para ducto de aire terciario (pared frontal)

Tubería de succión ducto de aire secundario Caja de aire para ducto de aire terciario (pared trasera)

Ducto aire secundario y ventilador DNGC gas Ventilador de abertura de tanque disolvedor (el. 6.0- 22.7 m)

Ducto aire secundario y ductos DNGC gas Ventilador de abertura de tanque disolvedor (el. 22.7-35.8 m)

Ducto parte superior trasera aire secundario Ventilador de abertura de tanque disolvedor (el. 35.8-59.4 m)

Tolva de cenizas economizador Ventilador de abertura de tanque disolvedor (el. 59.4-75.6 m)

Prearmado paneles economizador Silenciador de aire primario

Estanque de cenizas del Banco Generador

Izaje de Equipos durante Erección de Estructuras.

Tabla Nº 5.9: Izaje de Equipos durante Erección de Estructura Fuente: Elaboración propia


106

Luego viene el Izaje de partes y Equipos principales de presión, cuya

subactividades son:

Parte superior de la pared frontal Pared frontal y trasera del Banco Generador

Parte media de la pared frontal Sección "nariz" pared trasera

Lado derecho de la parte superior de la pared Tubos del techo

Lado izquierdo de la parte superior de la pared Instalación plataforma temporal

Lado derecho de la parte media de la pared Retiro plataforma temporalLado izquierdo de la parte media de la pared

Sección media y superior del Hogar caldera

Tabla Nº 5.10: lzaje sección media y superior Hogar caldera. Fuente: Elaboración propia

Figura Nº: 5.3: Izaje de Paneles Hogar Caldera Fuente: Caldera Recuperadora, Sta. Fé, VIII Región.

Parte inferior pared frontal Parte inferior pared trasera

Parte inferior pared izquierda Tubos del pisoParte inferior pared derecha

Sección baja del Hogar caldera

Tabla Nº 5.11: Izaje sección baja Hogar Caldera. Fuente: Elaboración propia.


107

Paredes Banco Generador Módulos del Banco Pregenerador Cabezales de salida principales del banco generador Módulos del Banco Generador

Banco Generador Caldera

Tabla Nº 5.12: Izaje Banco Generador. Fuente: Elaboración propia

Economizador

Cabezales Economizador

Módulos del economizador IMódulos del economizador II

Tabla Nº 5.13: Izaje Economizador. Fuente: Elaboración propia

Sobrecalentadores

Cabezales sobrecalentadores

Tubos sobrecalentadores IB

Tubos sobrecalentadores IA

Tubos sobrecalentadores IITubos sobrecalentadores I

Tabla Nº 5.14: Izaje Sobrecalentadotes. Fuente: Elaboración propia

Luego del izaje y correcto posicionamiento, viene el proceso de ensamble y

soldadura partes y equipos principales de presión, el cual parte con el Montaje del

Domo de vapor, y cuyas subactividades son:

Domo de Vapor

Montaje Domo

Preparación trabajos internos domoInstalaciones internas después del Lavado Químico

Tabla Nº 5.15: 1ª Montaje Domo de Vapor Fuente: Elaboración propia


108

Figura Nº 5.4: Maniobra de Montaje Domo de Vapor. Figura Nº 5.5: Maniobra montaje Domo de vapor. Fuente: Caldera Recuperadora Planta Sta. Fé, VIII Región. Fuente: Caldera Recuperadora Planta Sta. Fé, VIII Región. Ensambles y Soldaduras Parte Superior y Media Hogar Caldera

Parte superior del lado derecho pared

Ensamble y soldadura parte media pared frontal

Parte superior del lado izquierdo pared

Cabezales de salida principales de las paredes

Parte media pared derecha

Parte media pared izquierda

Sello de soldadura parte media y superior hogar

Cabezales salientes pared trasera

Parte media pared trasera

Parte superior pared trasera

Sección "nariz" pared trasera

Tubos del techoParte superior pared frontal

Tabla Nº 5.16: Ensamble y soldadura sección media y superior Hogar Caldera. Fuente: Elaboración propia


109

Ensambles y Soldaduras Parte Inferior Hogar Caldera

Parte inferior pared frontal

Parte inferior pared derecha

Sello de soldadura parte inferior hogar caldera

Parte inferior pared trasera

Tubos de pisoCabezales principales de entrada

Tabla Nº 5.17: Ensamble y soldadura sección baja Hogar Caldera. Fuente: Elaboración propia

Ensambles y Soldaduras Banco Generador

Módulos Prebanco Generador

Módulos Banco Generador

Pared frontal banco generador

Paredes banco generadorSello de soldadura banco generador

Tabla Nº 5.18: Ensamble y soldadura Banco Generador. Fuente: Elaboración propia

Ensambles y Soldaduras Economizadores

Paneles Economizador I

Paneles Economizador II

Sello soldadura Eco ISello soldadura Eco II

Tabla Nº 5.19: Ensamble y soldadura Economizadores. Fuente: Elaboración propia

Ensambles y Soldaduras Sobrecalentadores

Tuberías Sobrecalentadores IA

Tuberías Sobrecalentadores IB

Tuberías Sobrecalentadores IIITuberías Sobrecalentadores II

Tabla Nº 5.20: Ensamble y soldadura Sobrecalentadotes. Fuente: Elaboración propia


110

Ensamble y Soldadura de Tuberías de Conexión Caldera

Parte superior tubos descendentes principales

Parte inferior tubos descendentes banco generador

Parte superior tubos descendentes banco generadorParte inferior tubos descendentes principales

Tubería ascendente banco generador

Tubería ascendente pared lateral

Tubería ascendente pared frontal

Suministradores de vapor paredes laterales

Suministradores de vapor pared frontal

Tuberías matriz principal de vapor

Tuberías evacuador continuo

Montaje soportes de tuberías

Tuberías externas tanque de alimentaciónErección soportes externos de tuberías

Tuberías de evacuación y drenaje

Accesorios del Domo

Sistemas de evacuación, drenaje y ventilación de tuberías

Tuberías drenaje rápido de caldera

Tuberías ventiladoresTuberías de entrada

Válvulas para tuberiás de descarga

Fabricación de soporte para tuberías

Montaje de válvulas caldera

Cañerías para vapor

Sopladores de vapor para tuberías de sobrecalentadoresVálvulas de seguridad para tubos impulsores de aire

Tabla Nº 5.21: Ensamble y soldadura Tuberías de conexión caldera. Fuente: Elaboración propia

Ensamble y Sold. Tuberías agua de alimentación

Tuberías agua de alimentación Eco I - Eco II

Válvulas tuberías agua de alimentación Eco I - Eco IITuberías agua de alimentación Eco I - Domo

Tabla Nº 5.22: Ensamble y soldadura tuberías agua de alimentación. Fuente: Elaboración propia.


111

Instalación tuberías que conectan el vapor

Tubería vapor Domo - Sobrecalentadores

Tubería vapor Sobrecalentadores III - cabezales salientesMatriz de cabezales salientes

Tuberías de conexión sobrecalentadores

Tabla Nº 5.23: Instalación tuberías vapor. Fuente: Elaboración propia.

Tabla Nº 5.24: Vigas, paredes y soportes del piso hogar. Fuente: Elaboración propia.

Tabla Nº 5.25: Depósito de Cenizas. Fuente: Elaboración propia.

Figura Nº. 5.6: Depósito de Cenizas Fuente: Caldera Recuperadora, Planta Sta. Fé, VII Región.

Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogarVigas atiesadoras sección media y superior Hogar Vigas atiesadoras sección baja Hogar Vigas piso hogar

Depósito de cenizasDepósito de cenizas economizadores I y IIDepósito de cenizas banco generador


112

Instalación de Quemadores

Montaje quemadores aceite- gas

Cargar quemadores de gas

Montaje soportes circuito licor negro

Combustión quemadores y control de equipos

Instalación válvulas de aceite en quemadores

Instalación válvulas de gas en quemadoresCNGC quemadores

Tabla Nº 5.26: Instalación quemadores. Fuente: Elaboración propia.

Montaje de Sopladores de Hollín

Instalación de Sopladores de Hollín

Soportes de sopladoresTuberías de sopladores

Tabla Nº 5.27: Montaje sopladores de hollín. Fuente: Elaboración propia.

Figura Nº 5.7: Montaje de Sopladores Fuente: Caldera Recuperadora Planta Sta. Fé, VIII Región.


113

Instalación Silenciadores de Aire

Montaje silenciador de aire terciario

Válvulas de seguridad silenciador

Montaje silenciador de aire secundarioMontaje silenciador de aire primario

Tabla Nº 5.28: Instalación silenciadores de aire. Fuente: Elaboración propia.

Montaje de Ductos

Instalación de anillo aire terciario

Montaje parte superior ducto de aire primario

Conexión de partes ducto de aire secundario

Montaje ducto gases de combustión

Instalación de anillo aire secundario

Control de amortiguadores ducto de gases de combustión

Instalación de anillo aire primario

Control de amortiguadores ducto de aire secundarioControl de amortiguadores ducto de aire primario

Tabla Nº 5.29: Montaje de ductos. Fuente: Elaboración propia.

Figura Nº 5.8: Montaje de Ductos. Fuente: Caldera Recuperadora Planta Sta. Fé, VIII Región.


114

Montaje Chimenea

Prearmado de chimenea

Erección parte inferior chimeneaMontaje resto de componentes chimenea

Tabla Nº 5.30: Montaje chimenea. Fuente: Elaboración propia.

Montaje Precipitadores ElectrostáticosTrabajos de Prearmado

Prearmado

Montaje Precipitador Electroestático Nº1




Montaje Precipitador Electroestático Nº3Montaje Precipitador Electroestático Nº3

Tabla Nº 5.31: Montaje de precipitadotes electroestáticos. Fuente: Elaboración propia.

Figura Nº 5.9: Montaje de Precipitadotes Electrostáticos. Fuente: Caldera Recuperadora Planta Sta. Fé, VIII Región.


115

5.4 Montaje Eléctrico e Instrumentación

Este ítem, comienza una vez terminado el izaje de equipos, primordialmente por

razones de seguridad, ya que no debe haber interferencia entre la mano de obra de

las instalaciones eléctricas con las maniobras que se realizarán con el izaje de

equipos.

Cabe destacar que estas dos partidas (Instalación eléctrica e instrumentación) están

estrechamente relacionadas al montaje mecánico, ya que los equipos funcionan de

manera electromecánica.

Corresponde a las siguientes actividades:

INSTALACIÓN ELÉCTRICAInstalción Bandejas de cables

Dispositivos de iluminación

Instalación canalizaciones

Instalacion cable tierra

Instalación cables para iluminación

Transformadores

Interruptores

Cables de poder

Instalacioón cables de control

Habilitación temporal de sistema de luces

Pruebas eléctricas

Pruebas sistema de iluminaciónInstalación tableros y cajas de distribución

Tabla Nº 5.32: Instalación eléctrica. Fuente: Elaboración propia.


116

INSTALACIÓN INSTRUMENTACIÓNInstalación Interruptores de instrumentos

Control de gabinetes, interruptores y

Rejillas para equipos

Entubado de instrumentos

Cableado de instrumentos

Gabinetes BMS

Cables de tierra instrumentos

Cajas de distribuciónTrabajos de acople eléctrico

Tabla Nº 5.33: Instalación Instrumental. Fuente: Elaboración propia.

Figura Nº 5.10: Montaje Eléctrico e Instrumentación Fuente: Caldera Recuperadora Planta Sta. Fé, VIII Región.


117

5.5 Montaje Aislación

Esta partida se caracteriza por la gran cantidad de mano de obra utilizada para su

ejecución.

Comienza después de los trabajos de montaje en el domo de vapor, debido a que

en este punto se ha logrado un buen avance en los trabajos de piping, por lo que se

puede comenzar a revestir sin provocar perturbaciones entre las actividades.

La aislación consiste en cubrir todos los elementos mecánicos, tuberías de presión,

paneles y ductos de la caldera recuperadora, con lana de vidrio (ver figura 5.11) y

posteriormente revestir con una lata cuyo espesor va de los 0,2 a 0,5 mm., esto

para conservar y mantener la temperatura al interior de los equipos y evitar

accidentes durante la posterior operación de la caldera producto de las elevada

temperaturas con las que trabajan tanto los equipos como los sistemas de tuberías

que la conforman.

Figura Nº 5.11: Trabajos de Aislación Caldera. Fuente: Recobery Boiler, línea 2 Celulosa Santa Fe, VIII Región.


118

El montaje de aislación se divide en las siguientes actividades:

AISLACIÓNPrecipitador electrostático nº3

Cubierta ECO, tolva y transportadores cenizas

Aislación soportes azotea hogar

Ailación sistema de tuberías

Aislacion soportes tolva de cenizas

Aislación soportes techo ECO

Aislació soportes piso hogar

Aislación partes en presión

Aislacion ductos de aire y sopladores

Precipitadores nº1 y nº2

Ductos de gas y sopladores

Pintado de tuberias

Pintado de equipos

Pintado tubos-paneles de caldera

Pintado soportes y estructuras en generalPintado barandas y caja escala

Tabla Nº 5.34: Aislación. Fuente: Elaboración propia. A continuación, en la siguiente tabla (5.35) se resumen y enumeran las actividades

o partidas que conforman el proceso de montaje de la Caldera Recuperadora.

También se define la duración de cada una de las partidas. Esta tabla fue extraída

de la información de montajes de calderas (cartas Gantt, rendimientos, manuales de

caldera, información profesionales, etc.) que se logro recopilar y será la base para

elaborar lo que es el planning del proyecto y su posterior análisis.


119

Resumen Actividades Proyecto Caldera Recuperadora Tipo:

Nº Actividades Caldera Recuperadora TipoDURACIÓN

(días)1 Fase I (hasta 13.5 m) 372 Fase II (13.5 - 22.7 m) 233 Sala de Bombas 454 Sala Ventilador 455 Fase III (22.7 -35.8 m) 306 Fase IV (35.8 - 47.4 m) 367 Montaje Precipitadores Eléctrostaticos 1768 Izaje de equipos 459 Montaje de Equipos 6010 Instalación Eléctrica 12011 Fase V (47.4 - 59.4 m) 3812 Instalación de Quemadores 3013 Depósito de Cenizas 3814 Montaje de Sopladores de Hollín 4815 Fase VI A (59.4 - 64.6 m ) 2916 Erección vigas madres 2517 Montaje Chimenea 2518 Fase VI B 3419 Izaje y montaje DOMO 2720 Aislación y Revestimientos 12021 Izaje Economizador 2022 Montaje de Ductos 6023 Instrumentación 9024 Izaje Sección media y superior H.C. 2325 Izaje Sección baja H.C. 3526 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C. 2727 Izaje Banco Generador 2228 Ensamble y soldadura banco generador 2729 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 2230 Ensamble y soldadura economizadores 3031 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 3032 Izaje Sobrecalentadores 2233 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 2234 Ensamble y Sold. Tuberías agua de alimentación 3035 Instalación tuberías que conectan el vapor 3036 Instalación tuberías otras conexiones 4037 Instalación Silenciadores de Aire 30

Tabla Nº 5.35: Actividades de la Caldera Recuperadora Tipo. Fuente: Elaboración propia.

Se debe tener presente esta enumeración de las actividades para lo que será en

capítulos posteriores la programación por método de las mallas.


120

5.6 Programación Caldera Tipo

Cabe destacar que en el presente estudio no se consideraron todas las partidas que

componen el montaje de una caldera recuperadora, es decir, se excluyeron algunas

actividades y otras se agregaron a partidas que si han sido consideradas.

El criterio de selección fue considerar las partidas más representativas e

importantes en el funcionamiento de la caldera y la cantidad de recursos

involucrados en su montaje (mano de obra, horas maquina, materiales fungibles,

soldadura, etc.), Además de facilitar posteriores cálculos de redes, holguras,

duraciones del proyecto y probabilidades.

5.6.1 Programación diagrama de barras o Gantt

Después de haber señalado las diferentes actividades que componen el montaje de

la caldera, se puede establecer lo que será la carta Gantt o programación del

proceso de edificación de la caldera prototipo, para ello utilizaremos el software

“Microsoft Project”, a partir de esta carta y de la información recopilada se generara

la malla o red del proyecto, que se resolverá por diferentes métodos de ruta crítica

a fin de conocer o determinar cual de estos métodos es mejor para este tipo de

proyecto.

En el siguiente diagrama de Gantt, se detallan las actividades que componen la

caldera recuperadora tipo, con sus fechas de inicio y término.


121

Programación Gantt de la Caldera Recuperadora

Figura Nº. 5.12: Diagrama Gantt Caldera Tipo Fuente: Elaboración Propia.


122

Programación Gantt de la Caldera Recuperadora

Figura Nº. 5.12: Diagrama Gantt Caldera Tipo Fuente: Elaboración Propia.


123

5.6.2 Programación por método de mallas

Según lo visto en el capítulo III de la teoría de mallas, las actividades de la Caldera Recuperadora se pueden

interrelacionar de la siguiente manera:

10

D213

184

3

22

7D1

25

3332

3435

1 652 161511

12

20

2926242119

9

8

D5

30

27

31

23

37

28

D4

36

17

14

D3

Fig. 5.13: Malla Caldera Recuperadora. Fuente: Elaboración propia.


124

Donde, las actividades están enumeradas según la Tabla Nº 5.35: “Actividades de la

Caldera Recuperadora Tipo”.

Esta red o malla consta de 37 actividades, además se utilizaron 5 actividades

ficticias para seguir la secuencia lógica de ella.

A continuación una breve descripción de cómo se confección o se planifico la red o

malla del proyecto, esto para entender de la manera en que se interrelacionan las

diferentes actividades que conforman el proyecto “caldera recuperadora tipo”.

La primera actividad es conectar las primeras columnas a los pernos de anclaje y

luego ir armando y montando marcos hasta la elevación 13,5 m, es la Fase I

estructural, terminada esto pasamos a la Fase II de forma paralela al montaje de

Sala de Bombas y Sala de Ventiladores, llegando a la elevación 22.7 m, comienza

la Fase III estructural, luego la Fase IV, Fase VI A, Erección de Vigas Madres y

Fase VIB, al mismo tiempo que terminada la Sala de Ventiladores y de Bombas

comienzan los trabajos en los Precipitadotes Electroestáticos y las maniobras de

Izaje y Posicionamiento de Equipos, posteriormente el Montaje Electromecánico de

los equipos y en forma sucesiva la instalación de los Quemadores, Depósito de

Cenizas, Montaje de Sopladores de Hollín y Montaje de Chimenea.

Junto con la Fase estructural VI B, es decir, en la elevación 64.6 m, comienza el

montaje de uno de los elementos más importantes de la caldera recuperadora, el

Domo de Vapor, una vez terminado los trabajos en él comienza la Aislación y


125

Revestimientos, luego el Montaje de Ductos, la Instrumentación y el inicio de los

Izajes, posicionamiento y ensamble de paneles de Presión, específicamente parte

con el Izaje del los Economizadores, luego el Izaje de la Sección Media y Superior

Hogar, más tarde la Sección baja, Ensamble y Soldadura Sección Media y Superior

Hogar, Izaje Banco Generador, Ensamble y Soldadura Banco Generador, Ensamble

Y Soldadura parte Inferior Hogar, Ensamble y Soldadura Economizadores., Izaje,

Ensamble y Soldadura de los Sobrecalentadotes.

Después, retomando lo que era la estructura, se continúa con el Montaje de Vigas

atiesadoras y soportes del piso del Hogar.

Finalmente se pasa al izaje , ensamble y soldadura del los Sobrecalentadores,

Montaje de Tuberías de agua de alimentación, Montaje de Tuberías que conectan

el vapor, Tuberías de otras conexiones y finalmente los Silenciadores.

A continuación se resolverá la malla o red del proyecto “Caldera Recuperadora

Tipo” a través de las tres metodologías de ruta crítica vistas en la presente memoria

y, estudiadas en el Capitulo III “Programación de Obras”, CPM, PERT y Roy.


126

5.6.2.1 Análisis CPM

Fig. 5.14: Malla CPM Caldera Recuperadora Fuente: Elaboración propia


127

Utilizando la metodología del CPM, se llegó a los siguientes resultados:

Nº Actividades de la Caldera RecuperadoraDURACIÓN

(días) pfi ufi pft uft HT HL1 Fase I 37 0 0 37 37 0 02 Fase II 23 37 37 60 60 0 03 Sala de Bombas 45 37 37 82 98 16 04 Sala Ventilador 45 37 37 82 98 16 05 Fase III 30 60 60 90 90 0 06 Fase IV 36 90 90 126 126 0 07 Montaje Precipitadores Eléctrostaticos 176 82 98 258 274 16 08 Izaje de equipos 45 90 90 135 208 73 09 Montaje de Equipos 60 135 208 195 328 133 010 Instalación Eléctrica 120 135 208 255 328 73 011 Fase V 38 126 126 164 175 11 012 Instalación de Quemadores 30 126 126 156 156 0 013 Depósito de Cenizas 38 156 156 194 204 10 014 Montaje de Sopladores de Hollín 48 156 156 204 204 0 015 Fase VI A 29 164 175 193 204 11 016 Erección vigas madres 25 193 204 229 229 11 1117 Montaje Chimenea 25 204 204 229 229 0 018 Fase VI B 34 229 229 263 274 11 019 Izaje y montaje DOMO 27 229 229 256 256 0 020 Aislación y Revestimientos 120 256 256 418 418 42 4221 Izaje Economizador 20 256 256 276 276 0 022 Montaje de Ductos 60 258 274 334 334 16 1623 Instrumentación 90 255 328 418 418 73 7324 Izaje Sección media y superior H.C. 23 276 276 299 299 0 025 Izaje Sección baja H.C. 35 299 299 334 334 0 026 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C 27 299 299 326 366 40 027 Izaje Banco Generador 22 299 299 321 331 10 028 Ensamble y soldadura banco generador 27 321 331 348 358 10 029 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 22 348 358 378 388 18 830 Ensamble y soldadura economizadores 30 378 388 418 418 10 1031 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 30 348 388 418 418 40 4032 Izaje Sobrecalentadores 22 334 334 356 356 0 033 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 22 356 356 378 378 0 034 Ensamble y Sold. Tuberías agua de alimentación 30 356 356 418 418 32 3235 Instalación tuberías que conectan el vapor 30 356 356 386 418 32 036 Instalación tuberías otras conexiones 40 378 378 418 418 0 037 Instalación Silenciadores de Aire 30 378 388 418 418 10 10

Tabla Nº 5.36: Resultados Análisis CPM. Fuente: Elaboración propia.

(Ver notaciones, capitulo III, sección 3.4.10).


128

Según el criterio de las Holguras totales iguales a cero se pueden apreciar las

siguientes actividades críticas (con naranjo en la tabla Nº 5.36):

Nº ACTIVIDADES CRÍTICAS1 Fase I (hasta 13.5 m)2 Fase II (13.5 - 22.7 m)5 Fase III (22.7 -35.8 m)6 Fase IV (35.8 - 47.4 m)

12 Instalación de Quemadores14 Montaje de Sopladores de Hollín17 Montaje Chimenea19 Izaje y montaje DOMO21 Izaje Economizador24 Izaje Sección media y superior H.C.25 Izaje Sección baja H.C.32 Izaje Sobrecalentadores33 Enasamble y soldadura sobrecalentadores36 Instalación tuberías otras conexiones

Tabla Nº:5.37: Actividades Críticas análisis CPM Fuente: Elaboración Propia.

Con una duración total de proyecto de 418 días (cuadro calipso en la tabla Nº 5.36).


129

5.6.2.2 Análisis PERT

Figura Nº 5.15: Malla PERT Caldera Recuperadora Fuente: Elaboración propia.


130

Utilizando la metodología del PERT, se llegó a los siguientes resultados:

Tabla Nº 5.37: Resultados Análisis PERT. Fuente: Elaboración propia.

Donde:

to: tiempo optimista

tp: tiempo pesimista

tm: tiempo más probable

Nº Actividades de la Caldera Recuperadora to tm tp te σ^21 Fase I (hasta 13.5 m) 35 38 45 39 2,782 Fase II (13.5 - 22.7 m) 20 24 30 24 2,783 Sala de Bombas 40 50 60 50 11,114 Sala Ventilador 45 55 65 55 11,115 Fase III (22.7 -35.8 m) 30 35 36 34 1,006 Fase IV (35.8 - 47.4 m) 35 38 45 39 2,787 Montaje Precipitadores Eléctrostaticos 160 165 180 167 11,118 Izaje de equipos 35 40 50 41 6,259 Montaje de Equipos 60 70 80 70 11,11

10 Instalación Eléctrica 120 140 160 140 44,4411 Fase V (47.4 - 59.4 m) 35 40 50 41 6,2512 Instalación de Quemadores 33 40 42 39 2,2513 Cenizas 30 32 40 33 2,7814 Montaje de Sopladores de Hollín 35 40 45 40 2,7815 Fase VI A (59.4 - 64.6 m ) 25 30 40 31 6,2516 Erección vigas madres 25 30 40 31 6,2517 Montaje Chimenea 25 30 40 31 6,2518 Fase VI B 35 40 50 41 6,2519 Izaje y montaje DOMO 30 32 45 34 6,2520 Aislación y Revestimientos 120 130 150 132 25,0021 Izaje Economizador 15 20 25 20 2,7822 Montaje de Ductos 45 50 60 51 6,2523 Instrumentación 90 95 110 97 11,1124 Izaje Sección media y superior H.C. 25 30 35 30 2,7825 Izaje Sección baja H.C. 30 40 45 39 6,2526 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C. 20 25 35 26 6,2527 Izaje Banco Generador 20 25 30 25 2,7828 Ensamble y soldadura banco generador 25 28 30 28 0,6929 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 18 22 30 23 4,0030 Ensamble y soldadura economizadores 20 25 35 26 6,2531 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 30 35 45 36 6,2532 Izaje Sobrecalentadores 25 30 42 31 8,0333 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 30 35 45 36 6,2534 Ensamble y Soldadura Tuberías agua de alimentación 32 35 40 35 1,7835 Instalación tuberías que conectan el vapor 35 40 45 40 2,7836 Instalación tuberías otras conexiones 20 25 35 26 6,2537 Instalación Silenciadores de Aire 28 32 42 33 5,44

6

4 otmtptet

++=

22

6 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=totp

tσ


131

Luego, se tiene el cálculo de las holguras:

Nº Actividades de la Caldera Recuperadora pfi ufi pft uft HT HL1 Fase I (hasta 13.5 m) 0 0 39 39 0 02 Fase II (13.5 - 22.7 m) 39 39 63 63 0 03 Sala de Bombas 39 39 89 151 62 04 Sala Ventilador 39 39 94 151 57 05 Fase III (22.7 -35.8 m) 63 63 97 97 0 06 Fase IV (35.8 - 47.4 m) 97 97 136 136 0 07 Montaje Precipitadores Eléctrostaticos 55 167 287 318 96 658 Izaje de equipos 97 97 138 226 88 09 Montaje de Equipos 138 226 208 366 158 0

10 Instalación Eléctrica 138 226 278 336 58 011 Fase V (47.4 - 59.4 m) 136 136 177 187 10 012 Instalación de Quemadores 136 136 175 175 0 013 Cenizas 175 175 208 215 7 014 Montaje de Sopladores de Hollín 175 175 215 215 0 015 Fase VI A (59.4 - 64.6 m ) 177 187 208 215 7 016 Erección vigas madres 208 215 246 246 7 717 Montaje Chimenea 215 215 246 246 0 018 Fase VI B 246 246 287 318 31 019 Izaje y montaje DOMO 246 246 280 280 0 020 Aislación y Revestimientos 280 280 462 462 50 5021 Izaje Economizador 280 280 300 300 0 022 Montaje de Ductos 287 318 369 369 31 3123 Instrumentación 278 366 462 462 87 8724 Izaje Sección media y superior H.C. 300 300 330 330 0 025 Izaje Sección baja H.C. 330 330 369 369 0 026 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C. 330 330 383 403 47 2727 Izaje Banco Generador 330 330 355 375 20 028 Ensamble y soldadura banco generador 355 375 383 403 20 029 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 356 403 379 426 47 030 Ensamble y soldadura economizadores 383 403 409 426 17 031 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 379 426 462 462 47 4732 Izaje Sobrecalentadores 369 369 400 400 0 033 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 400 400 436 436 0 034 Ensamble y Soldadura Tuberías agua de alimentación 400 400 462 462 27 2735 Instalación tuberías que conectan el vapor 400 400 440 462 22 036 Instalación tuberías otras conexiones 436 436 462 462 0 037 Instalación Silenciadores de Aire 409 429 462 462 20 20

Tabla Nº 5.38: Resultados Análisis PERT. Fuente: Elaboración propia.

Del criterio de las holguras totales igual a cero, se tiene que la ruta crítica es la

misma que la obtenida con CPM, sin embargo la duración del proyecto cambia a

462 días, valor superior al obtenido del método CPM (418 días), mientras que la

desviación estándar de la ruta crítica fue de 7,87 días.


132

Como se vio en el capitulo anterior, el método PERT permite obtener cierto cálculo

de probabilidades, como por ejemplo:

¿Qué probabilidad existe de terminar el proyecto en el plazo establecido?

Para realizar este cálculo se agregará un delta de 6 días (1 semana laboral), pues

se debe indicar que en los proyectos de construcción, más aun de gran

envergadura, es casi una constante sobrepasar los límites de plazo.

Por lo tanto:

76,087,7

462468=

−=Z

De la Distribución Normal (ver tabla Anexa) se obtiene aproximadamente un 77 %

de probabilidad de terminar el montaje de la caldera recuperadora en un plazo

cercano al establecido por la programación PERT.

¿Cuál es la probabilidad que el proyecto se ejecute antes del plazo programado?

Para realizar este ejercicio se hará la analogía al caso anterior.

Luego:

7,087,7

462456−=

−=Z

De la Distribución normal (anexo 1) se tiene un 25 % de probabilidad de ejecutar el

proyecto una semana antes del plazo programado mediante PERT.


133

5.6.2.3 Análisis ROY

Fig. 516: Malla Roy Caldera Recuperadora Fuente: Elaboración propia

45

0 F

23 8 10

3830

37

37

45

0 302337 293836

36

27

202725

45

30

30

90

40

30

2 1 2119 16

13

1712

15116 5

7 3

4

23

2235

30

2723

27

23

12

22

32

35

25

3728

292624

27

34

31

14

18

22

3633

30

209

17

48

38

25

25

25

34

22

22

60

22

22

30

30

30

45

12

60


134

5.6.2.4 Desarrollo malla Roy

Fig. 516: Desarrollo Roy Fuente: Elaboración propia.


135

Al resolver la malla, se tiene:

Tabla Nº 5.39: Resultados Roy Fuente: Elaboración Propia.

Del criterio de las holguras totales iguales a cero, se aprecia que la ruta crítica es la

misma y la duración del proyecto es de 418 días.

Nº Actividades de la Caldera RecuperadoraDURACIÓN

(días) pfi ufi pft uft HT HL1 Fase I 37 0 0 37 37 0 02 Fase II 23 37 37 60 60 0 03 Sala de Bombas 45 37 37 82 98 16 04 Sala Ventilador 45 37 37 82 98 16 05 Fase III 30 60 60 90 90 0 06 Fase IV 36 90 90 126 126 0 07 Montaje Precipitadores Eléctrostaticos 176 82 98 258 274 16 08 Izaje de equipos 45 90 90 135 208 73 09 Montaje de Equipos 60 135 208 195 328 133 010 Instalación Eléctrica 120 135 208 255 328 73 011 Fase V 38 126 126 164 175 11 012 Instalación de Quemadores 30 126 126 156 156 0 013 Depósito de Cenizas 38 156 156 194 204 10 014 Montaje de Sopladores de Hollín 48 156 156 204 204 0 015 Fase VI A 29 164 175 193 204 11 016 Erección vigas madres 25 193 204 229 229 11 1117 Montaje Chimenea 25 204 204 229 229 0 018 Fase VI B 34 229 229 263 274 11 019 Izaje y montaje DOMO 27 229 229 256 256 0 020 Aislación y Revestimientos 120 256 256 418 418 42 4221 Izaje Economizador 20 256 256 276 276 0 022 Montaje de Ductos 60 258 274 334 334 16 1623 Instrumentación 90 255 328 418 418 73 7324 Izaje Sección media y superior H.C. 23 276 276 299 299 0 025 Izaje Sección baja H.C. 35 299 299 334 334 0 026 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C 27 299 299 326 366 40 027 Izaje Banco Generador 22 299 299 321 331 10 028 Ensamble y soldadura banco generador 27 321 331 348 358 10 029 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 22 348 358 378 388 18 830 Ensamble y soldadura economizadores 30 378 388 418 418 10 1031 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 30 348 388 418 418 40 4032 Izaje Sobrecalentadores 22 334 334 356 356 0 033 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 22 356 356 378 378 0 034 Ensamble y Sold. Tuberías agua de alimentación 30 356 356 418 418 32 3235 Instalación tuberías que conectan el vapor 30 356 356 386 418 32 036 Instalación tuberías otras conexiones 40 378 378 418 418 0 037 Instalación Silenciadores de Aire 30 378 388 418 418 10 10


136

Los resultados obtenidos del método Roy son idénticos al CPM, puesto que la

información de entrada que se utilizo fue la misma del método CPM, igual situación

hubiese sucedido si se calculara la malla Roy con información del PERT (te), los

resultados en este caso serían idénticos al obtenido con la metodología PERT.

Se debe recordar que la diferencia radica en la forma de presentar la información a

través de la representación gráfica de la red (ver capitulo III).

En resumen los tres métodos vistos, CPM, PERT y Roy, se comportaron de la

siguiente manera:

DURACIÓN PROYECTO

462

450

418 418

390

400410

420

430

440450

460

470

PERT REAL CPM Roy

Tiem

po (d

ías)

Figura Nº 5.18: resultados PERT, CPM Y Roy. Fuente: Elaboración propia.

Luego de haber resuelto la red representativa del proyecto caldera recuperadora

tipo, a través de los diferentes métodos de ruta crítica expuestos en la presente

memoria: CPM, PERT y Roy, se puede resumir o mostrar la información obtenida

por medio nuevamente del diagrama de barras o diagrama de Gantt.


137

Diagrama o carta Gantt final Proyecto Caldera Recuperadora (primera parte)

Figura Nº 5.19: Carta Gantt con ruta crítica Fuente: Elaboración propia


138

Diagrama o carta Gantt final Proyecto Caldera Recuperadora (segunda parte)

Figura Nº 5.17: Carta Gantt con ruta crítica Fuente: Elaboración propia


139

A diferencia del diagrama visto anteriormente, en la sección 5.6.1, en la cual sólo

se apreciaban las fechas de inicio, fecha de término y duración, ahora la carta

Gantt muestra información adicional como por ejemplo las actividades críticas que

forman el proyecto y de las cuales depende la duración total de éste, los diferentes

hitos a cumplir, además muestra como se relacionan éstas actividades críticas entre

ellas y con todas las actividades que componen el proyecto y cuál es el momento

exacto para el comienzo de cada una de ellas, es decir la interdependencia entre

actividades.

Toda esta información es de gran importancia para alcanzar las metas o hitos

programados para la ejecución de proyectos, puesto que se enfatizará en el control

de las actividades que forman la ruta crítica (evidentemente sin descuidar los

trabajos que no forman dicha ruta) tomando las previsiones adecuadas para su

correcta ejecución.

Aunque este tipo de información está más orientada a los niveles jerárquicos

superiores (administradores de obra, jefes de terreno, programadores de obra, etc.)

puede ser utilizada como una herramienta de motivación a la mano de obra directa

(supervisor, capataz, soldador, maestro mayor, maestro primera, ayudante, etc.)

que trabaja en dichas partidas, mostrándoles la importancia para el proyecto del

avance y correcta ejecución de los trabajos que específicamente ellos están

realizando.


140

CAPÍTULO VI

ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD CALDERA RECUPERADORA TIPO

6.1 Definición Análisis de Sensibilidad.

1. “Consiste en cambiar los datos para ver la incidencia sobre el resultado. Hacer

un análisis de sensibilidad de cualquier método de cálculo permite llegar a una

conclusión final, es una inquietud genérica de los que estudian un tema

cuantitativo” (Taha, 1999)

2. “Un análisis de sensibilidad intenta evaluar el impacto que los datos de entrada o

de las restricciones especificadas a un modelo definido, en el resultado final o en

las variables de salida del modelo” (Turban, 2001).

3. “Es una serie de cambios, ya sea en el entorno del problema o en los datos del

problema mismo, los cuales permiten determinar cuando una solución sigue

siendo óptima”. (Taha, 1999).

En el siguiente capitulo se realizaran y analizaran diferentes cambios a ciertas

variables de las cuales dependen los resultados obtenidos.

Específicamente se sensibilizaran los datos del método PERT, por ser ellos los que

presentan una mayor dependencia entre ellos y entre los resultados que generan.


141

6.2 Aplicación del método PERT con datos del CPM.

Específicamente, el tiempo más probable del método PERT (columna anaranjada

tabla Nº 5.40) será el tiempo de duración de las actividades del método CPM, es

decir:

Tabla Nº 6.1: Utilización datos del CPM en Método PERT. Fuente: Elaboración propia.

Nº Actividades de la Caldera Recuperadora to tm CPM tp1 Fase I (hasta 13.5 m) 35 37 452 Fase II (13.5 - 22.7 m) 20 23 303 Sala de Bombas 40 45 604 Sala Ventilador 45 45 655 Fase III (22.7 -35.8 m) 30 30 366 Fase IV (35.8 - 47.4 m) 35 36 457 Montaje Precipitadores Eléctrostaticos 160 176 1808 Izaje de equipos 35 45 509 Montaje de Equipos 60 60 8010 Instalación Eléctrica 120 120 16011 Fase V (47.4 - 59.4 m) 35 38 5012 Instalación de Quemadores 33 30 4313 Cenizas 30 38 4014 Montaje de Sopladores de Hollín 35 48 4515 Fase VI A (59.4 - 64.6 m ) 25 29 4016 Erección vigas madres 25 25 4017 Montaje Chimenea 25 25 4218 Fase VI B 35 34 5019 Izaje y montaje DOMO 30 27 4620 Aislación y Revestimientos 120 120 15021 Izaje Economizador 15 20 2522 Montaje de Ductos 45 60 6023 Instrumentación 90 90 11024 Izaje Sección media y superior H.C. 25 23 3525 Izaje Sección baja H.C. 30 35 4526 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C. 20 27 3527 Izaje Banco Generador 20 22 3028 Ensamble y soldadura banco generador 25 27 3029 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 18 22 3030 Ensamble y soldadura economizadores 20 30 3531 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 30 30 4532 Izaje Sobrecalentadores 25 22 4233 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 30 22 4534 Ensamble y Soldadura Tuberías agua de alimentación 32 30 4035 Instalación tuberías que conectan el vapor 35 30 4536 Instalación tuberías otras conexiones 20 40 3537 Instalación Silenciadores de Aire 28 30 42

tm38245055353816540701404040324030303040321302050953040252528222535303535402532


142

Se obtuvo los siguientes resultados:

Nº Actividades de la Caldera Recuperadora te σ^2 pfi ufi pft uft HT HL1 Fase I (hasta 13.5 m) 38 2,78 0 0 38 38 0 02 Fase II (13.5 - 22.7 m) 24 2,78 38 38 62 62 0 03 Sala de Bombas 47 11,11 38 38 85 116 31 04 Sala Ventilador 48 11,11 38 38 86 116 30 05 Fase III (22.7 -35.8 m) 31 1,00 62 62 93 93 0 06 Fase IV (35.8 - 47.4 m) 37 2,78 93 93 130 130 0 07 Montaje Precipitadores Eléctrostaticos 174 11,11 86 116 273 290 30 138 Izaje de equipos 44 6,25 93 93 137 217 80 09 Montaje de Equipos 63 11,11 137 217 200 344 144 010 Instalación Eléctrica 127 44,44 137 217 264 344 80 011 Fase V (47.4 - 59.4 m) 40 6,25 130 130 170 178 9 112 Instalación de Quemadores 33 2,78 130 130 163 163 0 013 Cenizas 37 2,78 163 163 200 208 8 014 Montaje de Sopladores de Hollín 45 2,78 163 163 208 208 0 015 Fase VI A (59.4 - 64.6 m ) 30 6,25 170 178 200 208 8 016 Erección vigas madres 28 6,25 200 208 236 236 9 917 Montaje Chimenea 28 8,03 208 208 236 236 0 018 Fase VI B 37 6,25 236 236 273 290 17 019 Izaje y montaje DOMO 31 7,11 236 236 267 267 0 020 Aislación y Revestimientos 125 25,00 267 267 437 437 45 4521 Izaje Economizador 20 2,78 267 267 287 287 0 022 Montaje de Ductos 58 6,25 273 290 348 348 18 1823 Instrumentación 93 11,11 264 344 437 437 80 8024 Izaje Sección media y superior H.C. 25 2,78 287 287 312 312 0 025 Izaje Sección baja H.C. 36 6,25 312 312 348 348 0 026 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C. 27 6,25 312 312 339 381 42 027 Izaje Banco Generador 23 2,78 312 312 335 349 14 028 Ensamble y soldadura banco generador 27 0,69 335 349 362 376 14 029 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 23 4,00 339 381 362 404 42 030 Ensamble y soldadura economizadores 29 6,25 362 376 391 405 14 031 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 33 6,25 362 404 437 437 43 4332 Izaje Sobrecalentadores 26 8,03 348 348 374 374 0 033 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 27 6,25 374 374 401 401 0 034 Ensamble y Soldadura Tuberías agua de alimentación 32 1,78 374 374 437 437 31 3135 Instalación tuberías que conectan el vapor 33 2,78 374 374 407 437 30 036 Instalación tuberías otras conexiones 36 6,25 401 401 437 437 0 037 Instalación Silenciadores de Aire 32 5,44 391 405 437 437 14 14

Tabla Nº.6.2: Resultados datos CPM en método PERT. Fuente: Elaboración propia.

Según el criterio de las Holguras Totales, podemos observar que la ruta crítica se

mantiene, sin embargo la duración del proyecto como era de esperar, disminuyo (en

un 5% aproximadamente) de 462 a 437 días, acercándose al valor de duración

encontrada con el método CPM (418 días).


143

En cuanto a la desviación estándar de la ruta crítica, aumentó la dispersión de los

datos, pasando de 87.72

=∑ etσ días, a 45.92

=∑ etσ días.

Por lo tanto:

¿Qué probabilidad existe de terminar el proyecto en el plazo programado?

Análogamente al capitulo V, sección 5.6.2.2, se tiene:

64.045.9

437443=

−=Z

De la distribución Normal (ver tabla Anexo Nº 1) se obtiene un 73 % de probabilidad

de terminar la construcción de la caldera en el plazo establecido, valor inferior a la

probabilidad de 77 % obtenido del PERT inicial, es decir, sin agregar datos del

CPM.

En resumen:

DURACION PROYECTO PERT-CPM

DESVIACIÓN ESTÁNDAR σte P(plazo) %

PERT 462 -25 7,87 73PERT-CPM 437 -- 7,13 9,45 77CPM 418 19 -- -- --

Tabla Nº 6.3: Resultados análisis sensibilidad 1. Fuente: Elaboración propia.


144

A continuación un cuadro resumen con las duraciones y las diferencias entre los

resultados obtenidos y el tiempo real de montaje.

DURACIÓN PROYECTO PERT REAL CPM PERT-CPM

PERT 462 - -12 -44 -25REAL 450 12 - -32 -13CPM 418 44 32 - 19PERT-CPM 437 25 13 -19 -

Tabla Nº 6.4: Comparación resultados PERT, CPM Y PERT-CPM Fuente: Elaboración propia. En cuanto al plazo promedio real de duración de este tipo de proyecto (18 meses o

bien 450 días), el tiempo total obtenido en el método PERT, con datos del CPM

(437) se acercó en 13 días, por debajo del valor real de duración (ver tabla Nº 6.4),

cantidad muy similar a la obtenida con el método PERT inicial (462), sin datos del

CPM el cual estaba 12 días sobre el tiempo real (ver tabla Nº 6.4).


145

6.3 Disminución de la Desviación Estándar

En el caso anterior se determinó que el método PERT con datos originales es el

que más se acercaba (en 12 días) al plazo promedio real de ejecución estimado

para este tipo de proyectos.

Sin embargo, ¿se podrá disminuir aún más la diferencia entre el resultado obtenido

a través del método PERT y el tiempo promedio real de montaje?, ¿que variables

debemos sensibilizar para acercarnos a este resultado?

Bien, como se ha visto los resultados del método PERT, dependen directamente del

tiempo esperado (et ), el cual está determinado por los tiempos; optimista (

ot ),

pesimista (pt ) y más probable (

mt ) y a su vez estos últimos están relacionados con

el grado de dispersión ( 2

etσ ).

Es decir:

Por lo que se podría pensar que si se disminuye la dispersión de los datos se podría

obtener un valor más cercano al tiempo estimado real de montaje de una caldera

recuperadora.

Esta disminución de la dispersión se hará multiplicando por algún factor, tanto el

tiempo optimista como el tiempo pesimista, buscando acercarse al valor “central” o

tiempo más probable para cada actividad.

)...(,,),,()( 2ttptmtotptmtoteteDt σ→→


146

Se probara con una cantidad de factores, sin que los tiempos optimistas y

pesimistas se crucen con el valor del tiempo más probable o menos aún se crucen

entre ellos.

Es decir:

←≤≤→ pmo ttt

Se partirá amplificando en un 3 % el tiempo optimista y disminuyendo en igual

porcentaje el tiempo pesimista. Esto se repetirá para un 5 %, 10 % y 15 %, puesto

que valores superiores provocan lo mencionado anteriormente.


147

6.3.1 Primer rango de sensibilidad, 3%.

103% 97%Nº Actividades de la Caldera Recuperadora to to tm tp tp te σ̂ 21 Fase I (hasta 13.5 m) 35 36 38 44 45 39 1,772 Fase II (13.5 - 22.7 m) 20 21 24 29 30 24 1,903 Sala de Bombas 40 41 50 58 60 50 8,504 Sala Ventilador 45 46 55 63 65 55 8,265 Fase III (22.7 -35.8 m) 30 31 35 35 36 34 0,436 Fase IV (35.8 - 47.4 m) 35 36 38 43 45 39 1,407 Montaje Precipitadores Eléctrostaticos 160 164 165 175 180 167 3,668 Izaje de equipos 35 36 40 49 50 41 4,609 Montaje de Equipos 60 62 70 78 80 70 7,5610 Instalación Eléctrica 120 123 140 156 160 140 30,2211 Fase V (47.4 - 59.4 m) 35 36 40 49 50 41 4,6012 Instalación de Quemadores 33 34 40 41 42 39 1,2513 Cenizas 30 31 32 39 40 33 1,8914 Montaje de Sopladores de Hollín 35 36 40 44 45 40 1,7815 Fase VI A (59.4 - 64.6 m ) 25 26 30 39 40 31 4,9716 Erección vigas madres 25 26 30 39 40 31 4,9717 Montaje Chimenea 25 25 30 41 42 31 6,9618 Fase VI B 35 36 40 49 50 41 4,6019 Izaje y montaje DOMO 30 30 32 44 46 34 5,5320 Aislación y Revestimientos 120 123 130 146 150 132 15,0021 Izaje Economizador 15 15 20 24 25 20 2,2522 Montaje de Ductos 45 46 50 58 60 51 4,2523 Instrumentación 90 92 95 107 110 97 6,2424 Izaje Sección media y superior H.C. 24 25 30 34 35 29 2,0725 Izaje Sección baja H.C. 30 31 40 44 45 39 4,7826 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C. 20 21 25 34 35 26 5,1527 Izaje Banco Generador 20 21 25 29 30 25 2,1328 Ensamble y soldadura banco generador 25 26 28 29 30 28 0,3629 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 18 18 22 29 30 23 3,2430 Ensamble y soldadura economizadores 20 21 25 34 35 26 5,1531 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 30 31 35 44 45 36 4,7832 Izaje Sobrecalentadores 25 26 30 40 42 31 6,1133 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 30 31 35 43 45 36 4,4334 Ensamble y Soldadura Tuberías agua de alimentación 32 33 35 39 40 35 1,0735 Instalación tuberías que conectan el vapor 35 36 40 44 45 40 1,7836 Instalación tuberías otras conexiones 20 21 25 34 35 26 4,7937 Instalación Silenciadores de Aire 28 29 32 41 42 33 4,17

Tabla Nº 6.5: Primer Rango, 3%. Fuente: Elaboración propia.


148

Luego de resolver la malla, se tiene:



Tabla Nº 6.6: Resultados Primer Rango, 3 %. Fuente: Elaboración propia.

Del criterio de las holguras totales se desprende que la ruta crítica se mantiene, sin

embargo y como era de esperar cambió el valor de duración total del proyecto, la


149

desviación estándar promedio y la desviación estándar de la ruta crítica, como se ve

a continuación:

% Variación σ^2 Prom. Dt σte

0% 7,12 462 7,873% 4,93 461 9,47

Tabla Nº:6.7: Resultados análisis sensibilidad 6.3.1. Fuente: Elaboración propia.

Efectivamente la desviación estándar promedio de los datos disminuyo, al igual que

la duración total del proyecto, sin embargo, la desviación de la ruta crítica aumento.


150

6.3.2 Segundo Rango de sensibilidad, 5 %.

Ahora el factor será 5 %, tanto para el tiempo optimista, como para el tiempo

pesimista:

105% 95%Nº Actividades de la Caldera Recuperadora to to tm tp tp te σ̂ 21 Fase I (hasta 13.5 m) 35 37 38 43 45 38 0,852 Fase II (13.5 - 22.7 m) 20 21 24 28 30 24 1,373 Sala de Bombas 40 42 50 57 60 50 6,174 Sala Ventilador 45 47 55 61 65 55 5,765 Fase III (22.7 -35.8 m) 30 31 35 34 36 34 0,206 Fase IV (35.8 - 47.4 m) 35 37 38 43 45 38 1,047 Montaje Precipitadores Eléctrostaticos 160 167 165 170 180 166 0,238 Izaje de equipos 35 37 40 47 50 41 3,179 Montaje de Equipos 60 63 70 76 80 70 4,6210 Instalación Eléctrica 120 125 140 151 160 139 18,4911 Fase V (47.4 - 59.4 m) 35 37 40 47 50 41 3,1712 Instalación de Quemadores 33 34 40 41 43 39 1,0513 Cenizas 30 31 32 38 40 33 1,1614 Montaje de Sopladores de Hollín 35 37 40 43 45 40 0,9815 Fase VI A (59.4 - 64.6 m ) 25 26 30 38 40 31 3,7916 Erección vigas madres 25 26 30 38 40 31 3,7917 Montaje Chimenea 25 26 30 39 42 31 4,7618 Fase VI B 35 37 40 47 50 41 3,1719 Izaje y montaje DOMO 30 31 32 43 46 34 4,0820 Aislación y Revestimientos 120 125 130 142 150 131 7,4321 Izaje Economizador 15 16 20 24 25 20 1,7622 Montaje de Ductos 45 47 50 57 60 51 2,6023 Instrumentación 90 94 95 104 110 96 2,7224 Izaje Sección media y superior H.C. 25 26 30 33 35 30 1,3425 Izaje Sección baja H.C. 30 31 40 43 45 39 3,4726 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C. 20 21 25 33 35 26 4,1227 Izaje Banco Generador 20 21 25 28 30 25 1,5428 Ensamble y soldadura banco generador 25 26 28 28 30 28 0,1429 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 18 19 22 28 30 23 2,5330 Ensamble y soldadura economizadores 20 21 25 33 35 26 4,1231 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 30 31 35 43 45 36 3,4732 Izaje Sobrecalentadores 25 26 30 40 42 31 5,1133 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 30 31 35 43 45 36 3,4734 Ensamble y Soldadura Tuberías agua de alimentación 32 33 35 38 40 35 0,5335 Instalación tuberías que conectan el vapor 35 37 40 43 45 40 0,9836 Instalación tuberías otras conexiones 20 21 25 33 35 26 4,1237 Instalación Silenciadores de Aire 28 29 32 40 42 33 3,02

Tabla Nº 6.8: Segundo rango, 5 %. Fuente: Elaboración propia.


151

Al resolver la malla, se tiene:


10 Instalación Eléctrica 137 225 276 364 88 011 Fase V (47.4 - 59.4 m) 134 134 175 182 7 012 Instalación de Quemadores 134 134 173 173 0 013 Cenizas 173 173 206 213 7 014 Montaje de Sopladores de Hollín 173 173 213 213 0 015 Fase VI A (59.4 - 64.6 m ) 175 182 206 213 7 016 Erección vigas madres 206 213 244 244 7 717 Montaje Chimenea 213 213 244 244 0 018 Fase VI B 244 244 259 316 31 -2619 Izaje y montaje DOMO 244 244 278 278 0 020 Aislación y Revestimientos 278 278 460 460 51 5121 Izaje Economizador 278 278 298 298 0 022 Montaje de Ductos 259 316 367 367 57 5723 Instrumentación 276 364 460 460 88 8824 Izaje Sección media y superior H.C. 298 298 328 328 0 025 Izaje Sección baja H.C. 328 328 367 367 0 026 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C. 328 328 354 401 47 027 Izaje Banco Generador 328 328 353 373 20 028 Ensamble y soldadura banco generador 353 373 381 401 20 029 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 354 401 377 424 47 030 Ensamble y soldadura economizadores 381 402 407 427 20 031 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 377 424 460 460 47 4732 Izaje Sobrecalentadores 367 367 398 398 0 033 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 398 398 434 434 0 034 Ensamble y Soldadura Tuberías agua de alimentación 398 398 460 460 27 2735 Instalación tuberías que conectan el vapor 398 398 438 460 22 036 Instalación tuberías otras conexiones 434 434 460 460 0 037 Instalación Silenciadores de Aire 402 427 460 460 25 25

Tabla Nº 6.9: Resultados segundo rango, 5 %. Fuente: Elaboración propia.


152

Como se aprecia la ruta crítica se mantiene, sin embargo y como era de esperar

cambió el valor de duración total del proyecto, la desviación estándar promedio, y la

desviación estándar de la ruta crítica:

% Variación σ 2̂ Prom. Dt σte

0% 7,12 462 7,873% 4,93 461 9,475% 3,25 460 8,86

Tabla Nº 6.10: resultados análisis sensibilidad 6.3.2 Fuente. Elaboración propia.

Efectivamente la desviación estándar promedio de los datos esta disminuyendo, al

igual que el valor de la duración del proyecto, sin embargo la desviación estándar de

la ruta crítica no muestra aún una tendencia bien definida. Lo lógico es que

disminuya su valor.


153

6.3.3 Tercer rango, 10 %.

110% 90%Nº Actividades de la Caldera Recuperadora to tm tp te σ^21 Fase I (hasta 13.5 m) 39 38 40 38 0,072 Fase II (13.5 - 22.7 m) 22 24 27 24 0,583 Sala de Bombas 44 50 54 50 2,784 Sala Ventilador 50 55 59 55 2,255 Fase III (22.7 -35.8 m) 33 35 32 34 0,036 Fase IV (35.8 - 47.4 m) 39 38 40 38 0,077 Montaje Precipitadores Eléctrostaticos 176 165 162 166 5,448 Izaje de equipos 39 40 45 41 1,179 Montaje de Equipos 66 70 72 70 1,0010 Instalación Eléctrica 132 140 144 139 4,0011 Fase V (47.4 - 59.4 m) 39 40 45 41 1,1712 Instalación de Quemadores 36 40 37 39 0,0313 Cenizas 33 32 36 33 0,2514 Montaje de Sopladores de Hollín 39 40 40 40 0,0715 Fase VI A (59.4 - 64.6 m ) 28 30 36 31 2,0116 Erección vigas madres 28 30 36 31 2,0117 Montaje Chimenea 27 30 37 30 3,0018 Fase VI B 39 40 45 41 1,1719 Izaje y montaje DOMO 33 32 41 34 1,7620 Aislación y Revestimientos 132 130 135 131 0,2521 Izaje Economizador 17 20 22 20 0,8622 Montaje de Ductos 50 50 54 51 0,5623 Instrumentación 99 95 99 96 0,0024 Izaje Sección media y superior H.C. 28 30 31 30 0,3525 Izaje Sección baja H.C. 33 40 40 39 1,3826 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C. 22 25 32 26 2,5127 Izaje Banco Generador 22 25 27 25 0,6928 Ensamble y soldadura banco generador 28 28 27 28 0,0129 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 20 22 27 22 1,4430 Ensamble y soldadura economizadores 22 25 32 26 2,5131 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 33 35 41 36 1,5632 Izaje Sobrecalentadores 28 30 37 31 2,7033 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 33 35 40 36 1,3834 Ensamble y Soldadura Tuberías agua de alimentación 35 35 36 35 0,0235 Instalación tuberías que conectan el vapor 39 40 41 40 0,1136 Instalación tuberías otras conexiones 22 25 31 25 2,2837 Instalación Silenciadores de Aire 31 32 38 33 1,36

Tabla Nº 6.11: Tercer rango de sensibilidad, 10 %. Fuente: Elaboración propia.


154

Al resolver la red, se tiene:




En este caso, también la ruta crítica se mantiene, sin embargo, y como era de

esperar también cambió el valor de duración total del proyecto, la desviación

estándar promedio, y la desviación estándar de la ruta crítica:


155


0% 7,12 462 7,873% 4,93 461 9,475% 3,25 460 8,8610% 1,32 458 7,68


Como se puede apreciar en la tabla anterior (6.12), se mantiene la tendencia a

disminuir el valor de la desviación estándar promedio y la duración total del

proyecto.

La desviación estándar de la ruta crítica comienza a comportarse como era de

esperar, es decir, disminuir su valor.

Finalmente se utilizo un factor de 15 %, puesto que un valor superior producía lo

que se menciono al principio, se comienzan a cruzar los tiempos optimistas y

pesimistas con el tiempo más favorable.


156

6.3.4 Tercer rango, 15 %.

115% 85%Nº Actividades de la Caldera Recuperadora to tm tp te σ^21 Fase I (hasta 13.5 m) 40 38 38 38 0,172 Fase II (13.5 - 22.7 m) 23 24 25 24 0,113 Sala de Bombas 46 50 51 49 0,674 Sala Ventilador 52 55 55 54 0,325 Fase III (22.7 -35.8 m) 34 35 30 34 0,536 Fase IV (35.8 - 47.4 m) 40 38 38 38 0,177 Montaje Precipitadores Eléctrostaticos 183 165 152 166 26,878 Izaje de equipos 40 40 42 40 0,139 Montaje de Equipos 69 70 68 69 0,0310 Instalación Eléctrica 137 140 135 139 0,1311 Fase V (47.4 - 59.4 m) 40 40 42 40 0,1312 Instalación de Quemadores 38 40 35 39 0,2113 Cenizas 34 32 34 33 0,0114 Montaje de Sopladores de Hollín 40 40 38 40 0,1715 Fase VI A (59.4 - 64.6 m ) 29 30 34 30 0,7416 Erección vigas madres 29 30 34 30 0,7417 Montaje Chimenea 28 30 35 30 1,3718 Fase VI B 40 40 42 40 0,1319 Izaje y montaje DOMO 34 32 38 33 0,4720 Aislación y Revestimientos 137 130 127 131 3,1521 Izaje Economizador 17 20 21 20 0,3522 Montaje de Ductos 52 50 51 50 0,0223 Instrumentación 103 95 93 96 2,8324 Izaje Sección media y superior H.C. 29 30 29 30 0,0125 Izaje Sección baja H.C. 34 40 38 39 0,2926 Ensamble y soldadura sección media y superior H.C. 23 25 30 25 1,2427 Izaje Banco Generador 23 25 25 25 0,1728 Ensamble y soldadura banco generador 29 28 25 28 0,3029 Ensamble y soldadura parte inferior caldera 21 22 25 22 0,6230 Ensamble y soldadura economizadores 23 25 30 25 1,2431 Vigas atiesadoras, paredes y soportes del piso hogar 34 35 38 35 0,3832 Izaje Sobrecalentadores 29 30 35 31 1,1533 Enasamble y soldadura sobrecalentadores 34 35 38 35 0,2934 Ensamble y Soldadura Tuberías agua de alimentación 37 35 34 35 0,2235 Instalación tuberías que conectan el vapor 40 40 38 40 0,1236 Instalación tuberías otras conexiones 23 25 29 25 1,0937 Instalación Silenciadores de Aire 32 32 35 33 0,33

Tabla Nº 6.13: Tercer rango sensibilidad, 15 %. Fuente: Elaboración propia.


157

Al resolver la red, se obtienen los siguientes resultados:



Tabla Nº 6.14: Resultados Tercer rango sensibilidad, 15 %. Fuente: Elaboración propia.

Al igual que para los casos anteriores, las actividades que conforman el camino

crítico permanecen inalterables, además se mantiene la variación de los valores de

desviación estándar, duración de proyecto y desviación estándar de la ruta crítica.


158

Tabla Nº 6.15: Resumen resultados análisis de sensibilidad. Fuente: Elaboración propia.

De acuerdo a este último cuadro (tabla 6.15), se aprecia la tendencia de la duración

total hacia el valor promedio real de montaje de una caldera recuperadora, 450 días.

Además, cómo era de esperar, la dispersión de los datos disminuyo al igual que la

desviación estándar del camino crítico, cabe destacar que el valor de 7.87 (ver tabla

6.15) obtenido al inicio del análisis se puede considerar como un “punto atípico” de

la información utilizada.

Finalmente, en cuanto a la probabilidad de terminar el proyecto en el plazo

programado, aumento el valor, debido a la disminución de la dispersión de los

datos:

Tabla Nº 6.16: Resumen probabilidades. Fuente: Elaboración propia.


0% 7,12 462 7,873% 4,93 461 9,475% 3,25 460 8,8610% 1,32 458 7,6815% 1,27 456 7,13

% Variación s^2 Prom. Dt s te Z P(plazo) %0% 7,12 462 7,87 0,76 773% 4,93 461 9,47 0,63 735% 3,25 460 8,86 0,68 7510% 1,32 458 7,68 0,78 7715% 1,27 456 7,13 0,84 80


159

6.4 Análisis de Resultados

6.4.1 Comparación Métodos CPM, PERT y Roy.

En cuanto a los resultados obtenidos con la aplicación del método PERT (462

días), el tiempo de duración del proyecto difiere al CPM (418) y Roy (418), debido a

lo comentado anteriormente, ya que es una aproximación de los tiempos basado en

la intuición de profesionales expertos, por esto mismo la duración obtenida es

mayor, ya que siempre se tiende a proyectar tiempos más desfavorables en la

ejecución de un trabajo, esto debido a factores climatológicos, problemas con

suministros, problemas con elementos que vienen del extranjero, mano de obras,

maquinaria, etc.

Es decir, el método PERT considera el grado de incertidumbre de los trabajos a

ejecutar, en cambio, en el método CPM el resultado es de origen determinístico,

como lo puede ser la cubicación de las partidas a través de los respectivos

rendimientos, por ejemplo.

Cabe señalar que los profesionales que generaron la información, lo hicieron de una

manera bastante acorde al ámbito del montaje que ellos dominan de mejor manera,

por ejemplo, con respecto a la información de tiempos del CPM, el ingeniero civil

estableció tiempos mayores a la parte del montaje mecánico y tiempos menores a lo

que eran las fases estructurales y el ingeniero mecánico otorgo mayor duración a la

parte estructural y menor al montaje de piping y por ende mecánico. Esto contribuyo

a la diferencia en los resultados (44 días más) obtenidos en el método PERT.


160

En la siguiente figura se pueden apreciar las diferencias obtenidas entre los tres

métodos aplicados:

462

418 418

390400410420430440450460470

Días

PERT CPM Roy

Métodos

DURACIÓN PROYECTO

Figura Nº 6.1: Resultados Métodos de mallas utilizados. Fuente: Elaboración propia.

Se debe señalar que en el método de Roy los resultados obtenidos serán

exactamente idénticos, debido a la utilización los valores del método CPM, por lo, lo

que varía es la forma de presentar los datos y en general la información que rodea

al proyecto, por ejemplo, en el método de Roy las actividades se reflejan a través de

los nodos y las flecha pasan a ser las ligaduras entre actividades (ver capitulo III).


161

6.4.2 Comparación Métodos de mallas utilizados versus Duración real.

En el siguiente gráfico se establecen las diferencias entre los métodos utilizados y

su comportamiento con respecto al tiempo real de montaje para una caldera

recuperadora.

DURACIÓN PROYECTO

462

450

418 418

390400

410

420430

440450

460

470

PERT REAL CPM Roy

Tiem

po (d

ías)

Figura Nº 6.3: Diferencia resultados métodos de mallas y tiempo real. Fuente: Elaboración propia.

DURACION PROYECTO PERT REAL CPM Roy

PERT 462 - -12 -44 -44REAL 450 12 - -32 -32CPM 418 44 32 - 0Roy 437 44 32 0 -

Tabla Nº 6.17: Diferencia de días entre métodos aplicados. Fuente. Elaboración propia. El tiempo real para la construcción de una caldera recuperadora, basado en

información de montajes y la experiencia de los profesionales que colaboraron en la


162

presente tesis debiera ser del orden de los 18 meses (450 días), es decir, que el

resultado del método PERT es el que más se acerca al resultado ideal de montaje

para la caldera recuperadora, desfasándose sólo en +12 días.

6.4.3 Análisis de resultados aplicación método PERT con tiempos de

duración actividades CPM

En Del análisis de sensibilidad 6.2, se puede apreciar que al alimentar el método

PERT con información del método CPM, específicamente, reemplazar el tiempo

más probable del método PERT (tm) con valores correspondientes al tiempo de

duración de las actividades del método CPM, el resultado fue un valor intermedio a

los obtenidos inicialmente.

De manera más gráfica los resultados se comportaron de la siguiente manera:

462437

418 418

390400410420430440450460470

Días

PERT PERT-CPM CPM Roy

Método de mallas

DURACION PROYECTO

Figura Nº 6.4: Comportamiento PERT con datos del CPM. Fuente: Elaboración propia.


163

Se puede apreciar que el ingresar datos del método CPM al PERT, provoco la

tendencia de éste último hacia el resultado obtenido con el CPM, es decir, bajar el

numero de días del proyecto de 462 hacia los 418.

Esto se debe a que la mayoría de los datos de tiempo de duración del CPM estaban

dentro de los rangos de tiempo optimista y pesimista del método PERT.

En cuanto al tiempo real de montaje, el resultado fue bastante satisfactorio, debido a

que no se alejo de los 450 días, sino por el contrario, se acerco a éste valor.

DURACION PROYECTO

PERT 462

REAL 450

PERT-CPM 437

CPM 418 Roy 418

410

420

430

440

450

460

470

Método

Días

Figura Nº 6.5: Comparación resultados análisis. Fuente: Elaboración propia.

Para más detalle ver el siguiente cuadro:

DURACION PROYECTO PERT REAL CPM PERT-CPM

PERT 462 - -12 -44 -25REAL 450 12 - -32 -13CPM 418 44 32 - 19PERT-CPM 437 25 13 -19 -

Tabla Nº 618: Resultado aplicación datos CPM en PERT. Fuente: Elaboración propia.


164

En el se puede apreciar que el PERT con datos del CPM se acercó al valor real de

montaje de la caldera recuperadora en 13 días, por debajo del tiempo real.

Se puede concluir que si faltan datos de entrada para el método PERT se pueden

obtener o utilizar tiempos del CPM obteniendo buenas proyecciones, siempre que

estén en un rango cercano al tiempo optimista y pesimista de los datos del PERT.

6.4.4 Análisis de resultados disminución de dispersión de los tiempos

optimista y pesimista del método PERT.

Del análisis de sensibilidad 6.3 se determino lo siguiente:

• Al amplificar y disminuir los tiempos de montaje optimista y pesimista

respectivamente, efectivamente se logra disminuir la dispersión de los datos y

por ende la desviación estándar, de la cual depende el cálculo de probabilidades

para la ejecución del proyecto en un determinado tiempo.

% Variación v/s Desviacion Estandar

0%; 7,12

3%; 4,93

5%; 3,25

10%; 1,32 15%; 1,270

2

4

6

8

0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16%

% Variación

σ^2

Figura Nº 6.6: Disminución desviación estándar. Fuente: Elaboración propia.


165

• Al ir acercando los valores del tiempo optimista y tiempo pesimista al valor del

tiempo más probable, es decir, disminuyendo la dispersión de los datos, el

resultado se tiende a acercar al valor real de proyecto:

% Variacion v/s Duración Proyecto

455456457458459460461462463

0 2 4 6 8 10 12 14 16

%Variación

Dt

Figura Nº 6.7: Comportamiento Duración del proyecto ante cambios en la dispersión. Fuente: Elaboración propia.

• Luego en la siguiente tabla (6.19) se aprecia como se comporta la probabilidad

de terminar el proyecto en el plazo establecido ante cambios en la dispersión de

los datos, se considera un desfase de una semana para efectos de cálculo (se

supone que en la construcción rara vez se cumple perfectamente el plazo).

P(en el plazo) ?= 6 días

% Variación σ^2 Prom. Dt σte Z P(Z) %0% 7,12 462 7,87 0,76 763% 4,93 461 9,47 0,63 735% 3,25 460 8,86 0,68 7510% 1,32 458 7,68 0,78 7715% 1,27 456 7,13 0,84 80

Tabla Nº 6.19: Probabilidad de término del proyecto ante cambios en la dispersión. Fuente: Elaboración propia.


166

Para finalizar:

¿Qué probabilidad existe de terminar el proyecto en (por ejemplo); 465, 470 o 457

días?

% Variación σ^2 Prom. Dt σte Z P(Z) % Z P(Z) % Z P(Z) %0% 7,12 462 7,87 0,38 63% 1,02 84 -0,64 193% 4,93 461 9,47 0,42 66% 0,95 82 -0,42 275% 3,25 460 8,86 0,56 71% 1,13 87 -0,34 2910% 1,32 458 7,68 0,91 82% 1,56 93 -0,13 3415% 1,27 456 7,13 1,26 89% 1,96 97 0,14 57

465 470 457

Para una dispersión mejorada en 3%, la probabilidad terminar en 465 días el

proyecto será de 63%, para una dispersión mejorada en 10% será de 82% y para

una dispersión mejorada en 15% se tiene un 89% de probabilidad de terminar el

proyecto en 465 días.

Análogamente para 470 y 457 días.

“Este aumento en la probabilidad, simplemente se debe a que los datos fueron

optimizados al disminuir la dispersión. Es decir, mientras menos variabilidad de los

datos o menos dispersión, el resultado de la proyección, en este caso, la

Programación de la obra, será más segura de poder alcanzar (la probabilidad de

terminar el proyecto en el plazo, aumenta), puesto que se estará optimizando la

información de entrada”.


167

CAPÍTULO VII

Conclusiones

7.1 Comentarios

1.) En las últimas décadas, la industria de la celulosa, principalmente de

eucalipto, ha aumentado sustancialmente su producción. Este aumento ha traído

como consecuencia la construcción de nuevas instalaciones, dentro de las cuales

destacan las calderas recuperadoras.

Las calderas recuperadoras se caracterizan por su alta capacidad, sus soluciones

técnicas utilizando procesos amigables con el medio ambiente, sus bajas emisiones

a la atmósfera y el manejo y quemado tanto de gases diluidos como concentrados,

además de la producción de vapor útil para la generación eléctrica.

2.) Desde hace muchos años los jefes de proyectos han empleado la Carta

Gantt, que presenta bajo la forma de barras, proporcionales al tiempo, las diversas

actividades en que se descompone el proyecto.

Su ventaja principal radica en la en simplicidad de presentación que la hace un

método de programación sumamente amigable y fácilmente comprensible por los

niveles jerárquicamente inferiores del proyecto (supervisores, capataces, personal

de terreno, etc.).

Su principal desventaja era, por ejemplo, la poca información que entregaba acerca

de las interdependencias entre actividades, sin embargo, hoy gracias a la existencia

de diferentes programas computacionales (Microsoft Project, Primavera, etc.) esta


168

situación se ha revertido, lográndose detallados diagramas de barra (Gantt), que

permiten ver las relaciones entre actividades, actividades críticas, holguras,

recursos utilizados, entre otros.

3.) En esencia lo que busca la técnica de programación por redes o mallas, es

estudiar el proyecto o trabajo de la siguiente manera:

• Construye un modelo matemático lo más lógico posible del trabajo o proyecto,

descomponiéndolo en una suma de etapas lo más simple posible

(acontecimientos), que necesitan ser realizados mediante tareas (actividades), lo

cual deberán ser debidamente conexionadas, según sus precedencias y

simultaneidades.

• Estudia la duración de cada tarea (actividad) ya sea de forma determinística

(CPM) o bien probabilística (PERT), determinando la duración del proyecto, e

investigando las actividades que son dominantes (actividades críticas) en la

realización del proyecto o trabajo.

4.) Dentro de los métodos de programación por mallas, se presenta como más

sencillo el método de CPM.

Este método trabaja con un sólo cálculo de tiempo por cada proceso, no son

necesarios posteriores razonamientos. El proceso se torna más simple desde el

punto de vista personal y de cálculo.


169

7.2 Conclusiones

• En las últimas décadas, la producción de pulpa química de madera, en nuestro

país, ha crecido en promedio de 2 a 3 millones de toneladas por año. Esto ha

llevado a una fuerte inversión en la construcción de este tipo de industrias,

aumentando el número de montajes de este tipo de obras. Por lo que es valido y

necesario el estudio e investigación de los procesos constructivos de los

diferentes componentes de una planta de celulosa, específicamente, en esta

memoria, la Caldera Recuperadora, a fin de entender de manera correcta y

sistemática el montaje de este tipo de calderas. Para ello es de vital importancia,

conocer las características principales de estos dispositivos, su funcionamiento y

papel que desarrollan los diferentes elementos que la conforman, es decir, se

debe generar el marco teórico o conceptual que rodea al tema, para así poder

determinar la secuencia lógica del montaje de sus componentes, prever

situaciones inesperadas, establecer hitos o momentos de mayor importancia

dentro del montaje, anticipar problemas de maniobras, de interferencia de

elementos, problemas con la mano de obra, recursos, proveedores, etc.

“Se puede programar con mayor eficiencia la construcción de una caldera

recuperadora si se conoce mejor sus características, componentes y

funcionamiento”.


170

• Basado en la experiencia personal en la construcción de una caldera

recuperadora, en la información recopilada, cartas maestras de montaje, tiempos

de montaje, HH, manuales de calderas recuperadoras, experiencia de

profesionales que cooperaron en el presente estudio y en los resultados

obtenidos de esta memoria, se puede afirmar que existen una serie de

parámetros o elementos que se encuentran presentes, se repiten y forman

parte fundamental en el funcionamiento de una caldera recuperadora, que

permiten establecer o generar la existencia de una caldera tipo o estándar, que

sirve como base para el estudio del montaje de estos dispositivos.

• Luego de haber aplicado los diferentes métodos de programación por mallas y

compáralos con la experiencia que se tiene en este tipo de montajes, se puede

concluir que la trayectoria crítica obtenida, parece ser bastante lógica, es decir,

es acorde a la estructura y funcionamiento de la caldera recuperadora. Se puede

realizar esta aseveración debido a que el camino crítico encontrado indica que

el montaje parte con actividades que son netamente estructurales; Fase I, Fase

II, Fase III y Fase IV, luego pasa al montaje mecánico de elementos muy

importantes en el funcionamiento de la caldera; Montaje de Quemadores,

Montaje de Sopladores, Montaje de Sistemas de Chimenea, para terminar con lo

que es netamente la instalación de los paneles y tuberías de presión; Montaje

del Domo de Vapor, Izaje, posicionamiento, ensamble y soldadura de los

paneles y sistemas de tuberías del Hogar Caldera, Economizadores,

Sobrecalentadores, Banco Generador, que sin duda son las partidas de gran


171

relevancia en este tipo de faenas, quedando fuera de la ruta crítica actividades

paralelas a ellas y que son más bien anexas a lo que es la estructura central del

montaje de una caldera recuperadora, como lo son el montaje de la sala de

bombas, sala de ventiladores, precipitadotes electrostáticas, aislación, etc. Todo

esto con una duración proyectada por el método PERT que bordea los 462 días

laborales, algo así como 18.5 meses.

• Finalmente se puede concluir que a pesar de la desestima de la bibliografía

hacia el método PERT, debido principalmente a que la distribución Beta de la

cual provienen sus ecuaciones principales para el cálculo del tiempo esperado y

por ende de sus resultados, aún no han sido demostradas completamente, sin

embargo, esta técnica, de características probabilística, basada en la

experiencia e intuición de profesionales, permite realizar buenas proyecciones

para cierto tipo de obras en la que no se poseen grandes volúmenes de

información, debido a que “esencialmente considera el grado de incertidumbre

que existe en la ejecución de los trabajos”.

Por lo tanto, se concluye del presente estudio que el método de ruta crítica a

aplicar para el montaje de calderas recuperadoras es la Técnica de Evaluación y

Revisión de Proyectos, PERT.


172

Bibliografía

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Editorial Gustavo Gili S.A. pp 29 – 100.

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Obras de Construcción. Primera Edición. Chile, La Serena, Editorial del Norte.

pp. 1 – 75.

• Wagner, Gerhard, 1989. Los Sistemas de Planificación CPM y PERT Aplicados a

la Construcción, Segunda Edición. Barcelona, Editorial Gustavo Gili. pp 1 -110.

• Companys, Ramón, 1983. Planificación de Proyectos; Métodos PERT, Roy,

CPM y Derivados. Tercera Edición, México, Editorial Limusa – Wiley S.A. pp 1 –

30.

• Pull, E. 1989. Calderas de Vapor: Selección, Funcionamiento y Conservación de

las Calderas de Vapor y de su Equipo Auxiliar. Primera Edición. Barcelona,

Ediciones Gili. pp 1 - 55.

• Mesny, Marcelo, 1982. Calderas de Vapor, Tercera Edición. México, CECSA. pp

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173

• Jorge Pujado, 2004. Montaje Industrial: De la mano del crecimiento del país.

Revista Técnica de la Construcción. Marzo de 2004, pp 6-12.

• Claudia Rubilar, 2005. Industria de la celulosa: 5 años después de la primera

norma de olores. [en línea].

<http://www.ecoamerica.cl/main/index.php?option=com_content&task=view&id=4

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• Empresas CMPC. La celulosa. Papelnet.cl [en línea].

http://www.papelnet.cl/celulosa/celulosa.htm# [consulta: 10 de febrero de 2007].

• Luís Sáez, 2006. Aplicación del método de programación rítmica alternada al

montaje de galpones reticulados de gran envergadura. Memoria de Ingeniero

civil, Concepción Universidad del BioBio, Facultad de ingeniería. pp. 107 – 112.


174

ANEXO 1

TABLA DE DISTRIBUCIÓN NORMAL

Z Pr % Z Pr %3,0 99,9 -0,1 46,02,9 99,8 -0,2 42,02,8 99,7 -0,3 38,22,7 99,6 -0,4 34,52,6 99,5 -0,5 30,62,5 99,4 -0,6 27,42,4 99,2 -0,7 24,22,3 98,9 -0,8 21,22,2 98,6 -0,9 18,42,1 98,2 -1,0 15,92,0 97,7 -1,1 13,61,9 97,1 -1,2 11,51,8 96,4 -1,3 9,71,7 95,5 -1,4 8,11,6 94,5 -1,5 6,71,5 93,3 -1,6 5,51,4 91,9 -1,7 4,51,3 90,3 -1,8 3,61,2 88,5 -1,9 2,91,1 86,4 -2,0 2,31,0 84,1 -2,1 1,80,9 81,6 -2,2 1,40,8 78,8 -2,3 1,10,7 75,8 -2,4 0.80,6 72,6 -2,5 0,60,5 69,1 -2,6 0,50,4 65,5 -2,7 0,40,3 61,8 -2,8 0,30,2 57,9 -2,9 0,20,1 53,4 -3,0 0,10,0 50,5


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