TIPOS DE SISTEMAS DE PLANTAS

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1 TIPOS DE SISTEMAS DE PLANTAS SISTEMA ESTRUCTURAL Los tipos estructurales más comunes para las plantas industriales son las estructuras de acero de concreto reforzado. La elección del tipo de estructura o de los materiales se encuentra influido por diversos factores; por ejemplo, la protección contra incendios (el acero tiene la mala reputación de perder su resistencia a temperaturas mayores de 1000 F), el ambiente (el acero se vuelve frágil por debajo de los -20 F y falla con facilidad) y el área y los módulos generales. Para los planificadores de plantas, la estructura y las necesidades de planificación deben combinarse ya que la configuración de las columnas afecta la disposición y la disposición influye en el diseño estructural. Esto también es válido a la inversa. El diseño estructural y la configuración del área elegidos (por ejemplo, 20 ft x 30 ft o 25 ft x 25 ft) afectan la disposición, lo cual influye en las opciones del planificador con respecto al flujo interior. El planificador de plantas debe insistir en que el espaciamiento de la cuadricula estructural optimice el funcionamiento de la planta. Por ejemplo en un almacén, las dimensiones de los anaqueles y los pasillos de acceso entre ellos deben determinar el espaciamiento entre las columnas. Es decir, el espacio libre entre las columnas debe ser compatible con el sistema de almacenamiento. En un estacionamiento, el elemento de la cuadricula debe ser un múltiplo de la anchura y la longitud de un cajón para un automóvil y las necesidades de circulación. El planificador de las plantas debe reconocer que las dimensiones estructurales de la cuadricula del edificio pueden ser menos prioritarias en comparación con la disposición optima de la planta sin afectar su integridad estructural. 1

2 Si se toman en cuenta alternativas para el sistema estructural, la profundidad de estos elementos suele imponer la necesidad de un edificio más alto. Pero el area tradicional se puede compensar con una estructura más ligera. Los edificios metálicos preconstruidos ofrecen una estructura muy económica y logran espacios abiertos más grandes de los que se consiguen económicamente en un sistema de acero convencional o de red abierta. La altura libre es importante en el proceso de planificación porque una altura libre más baja puede exigir una huella más grande. Las alturas libres más altas afectan los sistemas de anaqueles y pueden estar restringidas por los requerimientos deuso de suelo del lugar. Un error común al diseñar plantas de almacenamiento es utilizar al costo de construcción como el criterio que define el espaciamiento entre las columnas y para determinar la configuración de la cuadricula. SISTEMAS DE CERCADOS El sistema de cercado constituye una barrera contra los efectos del frío y el calor extremos, las fuerzas laterales (el viento), el agua y las visitas indeseables (personas, insectos). Así mismo, se emplea como un mecanismo de control. Las puertas y ventanas funcionan como filtros para proporcionar no solo una barrera que controle el acceso a los visitantes, sino también la ventilación, la transmisión de la luz (la privacidad) y el sonido. El cercado de la planta está determinado por influencias diferentes y contrastantes. El piso, los muros y el tejado constituyen los elementos del cercado. Estos tres elementos buscan proporcionar a la planta un nivel de comodidad especificado, el cual suele verse afectado por el desempeño térmico del cercado del edificio. Sin embargo la tendencia es ignorar /subestimar la función térmica del cercado y confiar en los sistemas ambientales para corregirla. De hecho, es cierta la generalización siguiente: Cercado del edificio + Aportación de servicios = Comodidad Por lo cual se requiere un desempeño térmico para rectificar el desequilibrio en la transmisión de calor entre las áreas internas y externas del cercado. Debido a que esa transmisión depende del diferencial de la temperatura, el clima es el factor principal. Así, uno de los principales problemas en el desempeño térmico es cómo manejar con eficacia la cantidad de calor solar. Si ello se logra, la transmisión solar puede hacer que el edificio casi no dependa de los sistemas atmosféricos artificiales. 2

3 En las plantas de fabricación y almacenamiento es fundamental mantener fuera los elementos indeseables. Por lo tanto, el material seleccionado (revestimiento metálico, plástico o de albañilería) debe ser impermeable. El desempeño térmico, junto con la exclusión del agua forma la columna vertebral de casi todos los sistemas de cercado. Se deben considerar dos áreas: arriba del suelo y abajo del suelo. Arriba del suelo, los planificadores deben estar conscientes de los problemas que puede provocar un tejado mal diseñado. La principal necesidad de desempeño del tejado es la exclusión del agua. Sin embargo, la importancia de la comodidad térmica requiere un aislamiento adecuado. La migración del vapor, un buen aislamiento y la protección contra el agua y el retiro del agua son esenciales para un sistema de tejados eficaz. La condición del suelo y bajo el suelo típica para las plantas suele ser una losa de Concreto asentada de modo directo al piso. La principal preocupación con las condiciones del suelo son la penetración del agua y la migración del vapor. Los elementos del cercado que están en contacto con el suelo deben sellarse para mantener fuera el agua. Existen dos métodos principales para efectuar esto: la impermeabilización integral y la membrana aplicada. La impermeabilización integral consiste en un aditivo para el concreto que lo hace hermético. No obstante esta técnica no es muy eficaz para controlar la migración del vapor. A menudo, se necesitan 12 o más de concreto para evitar que el vapor del suelo circundante húmedo penetre. Las membranas tienen el potencial de ser 100% eficaces para manejar la penetración del vapor y del agua, pero un diseño deficiente y una instalación de mala calidad pueden hacer que pierdan su eficacia. Cuando se aplican membranas a la superficie interior, se pueden presentar problemas con la adherencia a causa del aumento de la presión hidrostática. Un método más eficaz es aplicar la membrana a la superficie exterior. Esta posición permitirá que la membrana actúe en conjunción con la presión hidrostática de la superficie húmeda del suelo y la membrana se sujetara con mayor firmeza contra la estructura con forme aumente la presión hidrostática. SISTEMAS ATMOSFERICOS Los sistemas atmosféricos ayudan a mantener la salud y la comodidad de los ocupantes y las condiciones del equipo y la maquinaria del edificio. Los criterios para el equipo y la maquinaria los determinan las especificaciones de los fabricantes, pero los criterios para la comodidad eran inciertos e intuitivos hasta Sin embargo conforme se desarrollaron nuevas tecnologías para controlar las atmósferas de los edificios, los criterios se definieron con mayor precisión. 3

4 El estudio definitivo de los criterios para la comunidad humana se realizó a principios de la década de los sesenta en Kansas State University con grupos grandes de estudiantes universitarios. Los datos reunidos se emplearon con el fin de desarrollar ecuaciones para los parámetros de comodidad con las variables siguientes: Temperatura. Humedad. Vestimenta. Actividad metabólica. Los sistemas atmosféricos responden a estos criterios al calentar y enfriar el aire del edificio y controlar la humedad. La velocidad del aire se conserva muy baja, de modo que no se percibe con facilidad. Se supone que la vestimenta y la actividad metabólica se mantienen constantes. Los reglamentos existentes imponen requerimientos solo para las temperaturas mínimas en interiores en invierno. Los estándares de mercado para diferentes tipos de edificios ofrecen respuestas más precisas en cuanto al enfriamiento y la humidificación. Un ejemplo de esos estándares se encuentra en las instalaciones hospitalarias, en donde la humedad se mantiene cercana al 50%. Este nivel de humedad es el idóneo para inhibir el crecimiento del virus y bacterias. El oxígeno en el aire es esencial para que respiren los ocupantes del edificio, pero el agotamiento del oxígeno solo ocurriría en densidades de población muy altas. Esto no suele ser una consideración en la calidad del aire del edificio. Un problema más importante es la introducción de contaminantes químicos inorgánicos en las atmósferas de los edificios desde diversas fuentes en los mismos. Uno de los principales contaminantes que se encuentra en los edificios de un solo piso es el gas radón radioactivo, el cual se genera de forma natural en el suelo y el agua estancada y se filtra en los edificios. Esta clase de contaminante se controla de manera más sencilla al eliminar el origen desde el edificio o bloquear las filtraciones. SISTEMAS ELECTRICO Y DE ILUMINACION La Responsabilidad del planificador de plantas consiste en especificar el nivel de servicio que se necesita y donde se requiere. La empresa de suministro eléctrico recibe la solicitud de electricidad para una planta mucho antes de que empiece la construcción de esta. Con frecuencia, esto implica que el planificador tenga un buen estimado preliminar, dado que el diseño detallado de la planta aún no estáterminado cuando esta información se necesita. En general, todo el sistema eléctrico debe tener suficiente capacidad para atender las cargas para las que está diseñado, y capacidad adicional se reserva para satisfacer el crecimiento previsto. Tal vez la consideración que más se olvida en la planificación y el diseñó del sistema eléctrico sea la holgura para el crecimiento en la necesidad de la carga: El 4

5 planificador debe asegurarse que se incluyan los principales requerimientos de energía eléctrica, tanto actuales como futuros, en los datos del diseño a fin de que el ingeniero de diseño pueda dimensionar las líneas principales, el equipo de distribución, los transformadores, los alimentadores, los tableros de control y los circuitos para manejar el crecimiento de la carga. El proceso empieza al analizar el tipo de edificio y sus cargas eléctricas normales. Después el planificador debe determinar todos los requerimientos eléctricos singulares y especiales para el equipo del edificio en cuestión, al igual que las tendencias y las practicas actuales. SISTEMAS DE SEGURIDAD Los sistemas de seguridad están diseñados para controlar las situaciones de emergencia que interrumpen las oraciones normales. Estas emergencias se crean sobre todo por: 1. incendio. 2. Eventos sísmicos. 3. Fallas en la corriente eléctrica. De las tres los incendios son los más comunes y representan la mayoría de los costos asociados con desastres. Por lo tanto la resistencia al fuego es fundamental en el diseño de cualquier planta. SISTEMAS SANITARIOS Consisten en el suministro de agua caliente y fría, una red de distribución para proporcionar agua potable y de limpieza, al igual que una red de recolección para los desechos. El manejo de los desechos va más allá de reunir y disponer de los residuos de agua y de los residuos sólidos (conocidos cono aguas negras). También incluye los conductos para residuos, los incineradores y las trituradoras. SISTEMAS DE AUTOMATIZACION DEL EDIFICIO Integran casi todos los sistemas analizados antes en un punto de control central de dispositivos de control de procesos, sistemas de medición de temperatura y humedad, de alarmas y seguridad, controles de iluminación y monitoreo, control de la calefacción, ventilación y aire acondicionado. Uno de los aspectos que debe tener en cuenta un planificador de plantas es como vincular los controles de los sistemas separados de la planta y lograr una operación eficaz del edificio integrado por medio de una computadora. SISTEMAS DE ADMINISTRACIÓN DEL MANTENIMIENTO DE LAS PLANTAS Es un sistema esencial, en inglés (FMMS, Facilities Maintenance Management System), También denominado Sistema Computarizado de administración del mantenimiento (CMMS, Computarized Maintenance Management System) o 5

6 administración de los activos de la empresa (EAM, Enterprise Asset Management). El FMMS apoya la administración de los activos físicos a largo plazo y el mantenimiento diario. Esto incluye todos los activos relacionados con el edificio: los sistemas de planta antes analizados. Abarca el mantenimiento del equipo interno, ya sea relacionado con la fabricación, el almacenamiento o los servicios. Engloba todo el mobiliario asociado con la planta, y también se usa para vigilar y controlar los servicios de mantenimiento contratados. BIBLIOGRAFIA TOMPKINS, James A, WHITE, John A, BOZER, Yavuz A, TANCOCHO, M.A. Planeación de Instalaciones. Tercera. Edición. Thomson. México. 6

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