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en este documento se mostrara el contenido de una tesis y cual es su estructura.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Francisco Moreno Navarrete (^) Página 1
CONTRA INCENDIO EN LA ESTACION DE BOMBEO No. 3 ZARAGOZA- VERACRUZ¨
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO CIVIL PRESENTA JOSE FERNANDO CRUZ ANTONIO DIRECTOR DE TESIS: ING VERACRUZ -ZARAGOZA. NOVIEMBRE DEL 2019
INTRODUCCION............................................................................................................................................................... 8 JUSTIFICACION............................................................................................................................................................... 9 ALCANCE......................................................................................................................................................................... 9 OBJETIVO......................................................................................................................................................................... 9 SITUACION QUE ORIGINA LA OBRA........................................................................................................................... 10 PORQUE LA REHABILITACION DE LA OBRA............................................................................................................ 11
DEFINICION DEL PROYECTO EJECUTIVO................................................................................................................. 13 PROYECTO EJECUTIVO DE INGENIERIA CIVIL......................................................................................................... 14 PROYECTO EJECUTIVO DE INGENIERIA ELECTRICA.............................................................................................. 33 PROYECTO EJECUTIVO DE INGENIERIA MECANICA (TANQUE, TUBERIAS Y EQUIPO)...................................... 49 PROYECTO EJECUTIVO DE INGENIERIA DE INSTRUMENTACION (SISTEMA DIGITAL DE GAS Y FUEGO)....... 62
A través de la historia el ser humano se ha preocupado por satisfacer sus necesidades básicas, además de extender sus dominios consiguiendo poder obtener una forma de lograrlo, sin lugar a dudas es el de contar con bienes materiales y económicos, los cuales están estrechamente relacionados con la moneda como forma de pago, aunque al principio de los tiempos esto se realizaba por medio de trueques de mercancías o productos, luego, con la aparición del dinero, los cambios se facilitaron ya que se pagaba realmente por el valor de un bien. De manera que el tiempo ha ido transcurriendo se han generado nuevas formas de pago desde la moneda hecha de metal, hasta la aparición de dinero electrónico. Además de que todas las áreas de estudio están influenciadas por este factor (dinero). Y cuando hablamos del dinero a cambio de alguna mercancía o producto es inevitable caer en el término “Precio” y la rama de la ingeniería no está exenta de esta problemática ya que el creciente desarrollo de los países ha generado mayor demanda de construcciones en cada uno de ellos. La presente investigación de tesis, corresponde a la interpretación de los procedimientos constructivos desde el punto de vista de la ingeniería de costos y usando como método para la solución y descripción de estos procedimientos los precios unitarios. En este trabajo analizare la normatividad que se aplica en la elaboración de un precio unitario, y el análisis del mismo tomando como base de esta investigación la obra “ REHABILITACION Y AMPLIACION DE LA RED CONTRA INCENDIO EN LA ESTACION DE BOMBEO No. 3 ZARAGOZA-GONZALEZ; TAMAULIPAS”. Esto es debido a que desde los inicios de la construcción, el éxito de un buen constructor ha dependido de su habilidad para ejecutar una obra en el menor tiempo y al menor costo, dando como consecuencia una mejor calidad de construcción y un prestigio dentro del ramo constructivo. Por lo que, en la actualidad debemos cumplir con todos los requerimientos técnicos y legales, para así obtener el mejor precio de venta, que tendrá que llevarnos a ser competitivos en el mercado, con la máxima rentabilidad posible de las empresas sin caer en las pérdidas económicas. Si bien es sabido que no es posible realizar cálculos de precios unitarios sin el apoyo de las distintas especificaciones establecidas, ya que son estas precisamente las que definen la obra que se requiere y la manera en que se ejecutará. Previo a la elaboración de estos precios unitarios es necesario conocer a fondo la naturaleza de los recursos, tanto humanos, como de maquinaria y materiales, así como la disponibilidad de los mismos. La elaboración de los precios unitarios no es más que una etapa dentro del proceso constructivo general, que se inicia con la investigación de factibilidad de realizar la obra, y que termina con la construcción de la misma, es importante también considerar dentro de la factibilidad de los materiales el incremento de sus precios, los cuales pudieran ser de manera positiva o negativa, afectando de las dos formas el precio general de la obra.
existencia de materiales, causado por diversos motivos, tales como: condiciones climáticas, problemas laborales, que afectan a la producción o escasez periódica de materia prima.
Las nuevas estrategias involucradas en el plan de negocios de Pemex-Refinación, exigen la modernización y el incremento de la rentabilidad y seguridad en el transporte de hidrocarburos líquidos a través de la red de ductos. Una de las acciones llevadas a cabo para cumplir con los objetivos y metas trazados en el plan de negocios es la remodelación de las instalaciones de los sistemas contra incendio en cada una de sus estaciones de bombeo, rebombeo y producción de la energía a partir de los hidrocarburos. La primera visita realizada en la estación de bombeo Zaragoza-Gonzalez antes del inicio de los trabajos preliminares fue precisamente para evaluar las condiciones del sistema de bombeo existente y se estableció que era necesario la sustitución de dicho sistema por uno moderno que además incluyera; la rehabilitación y la ampliación de la red contraincendio instalada actualmente. Una de las propuestas fue la fabricación de un tanque de almacenamiento de agua para una capacidad de 15, barriles esto con la intención de formar un sistema de presión balanceada de espuma mecánica para la protección de los tanques de almacenamiento de hidrocarburos y la casa de motobombas. Los sistemas de aspersión se automatizaron; para la detección de gas fue necesario la instalación de un controlador lógico programable (PLC de gas & fuego) esto con el fin de accionar un conjunto de válvulas de diluvio trabajando simultáneamente con el paquete de espuma. El suministro, instalación, pruebas y puesta en operación de la rehabilitación y ampliación de la red contraincendio en la estación de bombeo Zaragoza – Gonzalez, incluyo: bombas contraincendio, tanque de agua de 15,000 barriles, paquete de presión balanceada de espuma mecánica y un sistema automático de detección para la alarma y supresión de fuego; se instalo un controlador lógico programable (PLC) para gas & fuego. Dichos trabajos de acuerdo a los estudios preliminares y necesidades de la estación cumplieron con los requerimientos de: Estabilidad, Seguridad, Flexibilidad, Confiabilidad, Simplicidad y economía. Los alcances para la realización de las diferentes actividades que nos llevaron a los trabajos de la rehabilitación de las instalaciones contra incendio de acuerdo a las necesidades de la obra fueron: que el contratista debería considerar la preparación del área a instalar, el cual incluye: tanque de agua contraincendio, rehabilitación y ampliación de la red contra incendio, un sistema de bombas contraincendio en la cual estamos considerando una bomba eléctrica, una bomba de combustión interna y una bomba jockey, un sistema de
detección y alarma constituido por: detectores de gas combustible, detectores de fuego (UV/IR), alarmas audibles (incluyendo generadores de tonos) y visibles (tipo semáforo) y tres estaciones locales de emergencia (botoneras); accesorios como: válvulas de diluvio, boquillas de aspersión, agua-espuma y equipo de paquete de espuma tipo presión balanceada y un controlador lógico programable (PLC de gas y fuego) 4 botones de disparo manual y uno de restablecimiento) para el monitoreo y control de los sistemas mencionados, así como el diseño, transporte, selección, suministro, instalación, interconexión, estabilidad, nivelación, ensamblaje, desmantelamiento, protección, pruebas, y puesta en operación de los sistemas de ingeniería AS-BUILT donde se hayan presentado modificaciones o ajustes con respecto a la ingeniería original, a plena satisfacción de Pemex Refinación, al igual que la capacitación al personal operativo considerando lo indicado en códigos y normas. En el marco de la actual estructura organizacional de la subdirección de la gerencia de ingeniería y construcción de Pemex refinación que tiene dentro de sus funciones establecidas realizar obras de infraestructura en apoyo a la operación, mantenimiento, protección ambiental y seguridad industrial en las instalaciones terrestres basadas en la administración y desarrollo de proyectos de ingeniería para obras de inversión, rehabilitación, reacondicionamiento y acondicionamiento. Dichos proyectos de infraestructura revisten de gran importancia, debido a que proporcionan a las instalaciones terrestres de procesos de hidrocarburos, la actualización y adecuación de los sistemas de seguridad, protección ecológica, procesos de hidrocarburos y servicios. Cabe mencionar que los servicios antes mencionados son parte de las funciones encomendadas a la gerencia de ingeniería y construcción integrante de la subdirección de la coordinación de servicios terrestres. Esto es básicamente La situación que origino la obra de rehabilitación y ampliación de las instalaciones contra incendio en la estación de bombeo No.3 Zaragoza- Gonzalez.
Como ya habíamos comentado anteriormente, la rehabilitación del sistema contra incendio para esta estación se realizo, porque el sistema existente contra incendio no cumplía ya con las garantías de seguridad modernas para monitorear y prevenir cualquier siniestro de incendio en los tanques de almacenamiento y en los cobertizos de bombas; por tal razón, se realizo un estudio de factibilidad para la construcción de un sistema contra incendio moderno que pudiera cumplir con las expectativas de seguridad en la estación de bombeo Zaragoza-González”; así pues, se requirió dentro de sus servicios el
El proyecto ejecutivo para esta obra conto con un conjunto de memorias, planos, cálculos, especificaciones, presupuestos y programas, que contenían datos precisos y suficientes detalles constructivos para poder llevar a cabo la obra: la descripción de proyecto ejecutivo de obra civil fue básicamente los planos de estructura de concreto y planos de estructura metálica; así como los detalles constructivos con sus especificaciones técnicas correspondientes Descripción del proyecto, objetivo y justificación, proyecto arquitectónico, proyecto estructural, proyecto de instalaciones, proyecto de acabados, proyectos especiales, proyecto de áreas exteriores, catalogo de conceptos de la edificación y el presupuesto base; incluyendo la información soporte los cuales deberán integrar todas las etapas de construcción programa de la construcción, planos constructivos necesarios, memorias de cálculo y especificaciones técnicas. Si tomamos en cuenta esta definición de proyecto ejecutivo, el trabajo que se desarrollara en esta tesis, se basara en cada uno de estos puntos que se están marcando. Iniciare describiendo los planos que integran el proyecto ejecutivo de la obra civil, de manera general los planos que se usaron para ejecución de las diferentes obras en la estación de bombeo fue el cobertizo de bombas, que básicamente fue fabricado de estructura metálica; ligera, semipesado y pesada, después el cobertizo para tablero eléctrico también de estructura metálica, y finalmente el cuarto eléctrico construido de estructura de concreto y albañilerías; así como toda la red de ductos de concreto para las tuberías de instrumentación y eléctricas que llegaran al cuarto de control.
Para poder visualizar la descripción del plano ver el anexo “A” el plano (N-F.21315-1815-32-ZA- 10ª). Este plano contiene una planta, una elevación de eje longitudinal, un corte transversal y dos elevaciones de fachada, contiene también las notas generales del plano para su construcción y una lista de materiales con los cuales se realizara su construcción. En la planta se pueden visualizar los cuatro entre ejes a cada 5340mm en el sentido vertical y los dos entre ejes a cada 3890mm en el sentido horizontal, los elementos estructurales que componen la cubierta del cobertizo son las vigas T-1 y T-2 de acero estructural (A-36), estos aceros tienen como elementos principales de resistencia al carbono y al manganeso en cantidades cuidadosamente dosificadas. Los aceros al carbono son aquellos que tiene los siguientes elementos con cantidades máximas de: Carbono 1.7%, Manganeso 1.65%, Silicio 0.60% y cobre 0.60% tiene un esfuerzo a la fluencia de 36 Ksi y es adecuado para puentes y estructuras atornilladas o soldadas estas vigas tienen secciones IPR de 305mm x 203mm x 59.6 Kg/m; las vigas T-1 son las vigas primarias en el sentido vertical, mientras que las vigas T- son las vigas secundarias en el sentido horizontal y son las que se colocaran en las partes intermedias de los entre ejes del cobertizo, las vigas T-3 y T-4 son las vigas secundarias en el sentido vertical y en el sentido horizontal respectivamente. La viga T-3 es un canal “C” standard de 8 a 10m de longitud con un peso de 10.17 kg/m, la T-4 son dos canales “C” unidos de 8 a 10m de longitud con un peso de 20.34Kg/m, los elementos CV-1 y R-1 son redondos de 15.9mm de diámetro y 9.5mm respectivamente, la función que tienen en la cubierta es la de trabajar como tensores colocados en los vértices de las vigas primarias; la cubierta estará tapada con lamina pintro R- calibre 24, llevara caballetes de lamina pintro calibre 26 para tapajuntas, templadores para redondo de diámetro (15.9mm) y tornillos de 15.9mm y 63.5mm de diámetro de acero estructural. El numero de columnas que soportaran la cubierta, las vigas, tensores y la tornillerías y placas de unión son ocho piezas, su sección es un IPR de 305mm x 203mm x 59.6Kg/m, su altura es de 5m en su base estarán unidas a una placa de acero estructural (A-36) con ocho barrenos de 30.16mm de diámetro el espesor de la placa es de 1” y sus dimensiones son de 600mm x 400mm, estarán unidas a la columna con cartabones trapezoidales de placa de ½” de espesor y se usara soldadura E-6010 y E-
Ver anexo “A” plano (N-F.21315-1815-32-ZA-10B). Este plano contiene los detalles de conexiones de la viga T-1 con la columna C-1, por tal razón los factores de resistencia característicos son el aplastamiento en áreas de pasadores, fluencia del alma bajo cargas concentradas, cortante en tornillos en juntas por fricción; esto es para las columnas. El factor de resistencia es 1, los esfuerzos a los que están sometidas las vigas son a flexión y cortante; por tal razón se tendrán las siguientes consideraciones. Los filetes de soldadura con esfuerzos paralelos al eje de soldadura y la soldadura de ranura en el metal base tendrán un factor de resistencia de 0.90. Las uniones para estas conexiones serán atiesados; los tipos de cordones de soldadura que se usaran para esta unión estarán caracterizados como tipo 3 (soldados a 45 grados) y tipo 5 (soldados en tres lados a 90 grados) reforzándolo con placa de 12.7mm de espesor soldadas en ambos lados de la columna con la viga. La segunda conexión es de la viga T-1 a T-1 con placa del mismo espesor que la anterior, esta unión se encuentra en el parte aguas del cobertizo y los tipos de soldadura usados son del tipo 3; es decir, (cordón de soldadura a 45 grados) y tipo 20 que es la distancia que sobresale de la placa de 15mm de espesor la cual se uso para la unión de las vigas T-1; la siguiente conexión es de la viga T-2 a la columna C-1 esta se encuentra en la parte intermedia de la columna y en la corona del cobertizo, los tipos de soldadura que se usaran son la tipo 3, con soldadura a 45 grados y la tipo 5 que es la soldadura aplicada a los tres lados de la unión entre la columna y la viga para la rigidez de la unión de la viga T-2 con la corona de la columna; esta será atiesada con placa de 12.7mm de espesor. La tipo 3 será con cordón de soldadura a 45 grados entre la viga T-2 y la columna C-1 y la tipo 6 que es soldadura vertical para unir la corona de la viga T-2 con la corona de la columna C-1. El siguiente detalle es la unión de la placa base con la columna C-1 la placa base es de 1” de espesor con ocho barrenos de 30.16mm de diámetro para recibir anclas de 28.57mm de diámetro, las anclas estarán embebidas en el concreto del dado aproximadamente 60cm y llevaran dos tuercas hexagonales que servirán para nivelar la columna de acero una vez colocada, la placa estará asentada sobre 5cm de espesor de mortero con aditivo estabilizador de volumen (grout) y finalmente la unión de la placa con la columna será a través de cartabones de placa de 12.7mm unidos con atiesadores a la columna. El siguiente detalle es para la unión de la viga secundaria T-3 con la viga primaria T-1 el tipo de unión será a partir de una placa de 159mm x 102mm x 7.9mm de espesor con un cordón de soldadura tipo 6, la placa llevara dos barrenos de 14.3mm de diámetro para recibir dos anclas de 12.7mm de diámetro y el tipo de unión es sin atiesar ya que su unión estará con los pernos antes mencionado. El siguiente detalle es la unión en planta de las columnas metálicas de la esquina con las vigas T-3 y T-4 las cuales serán unidas con placas de acero de 405mm de largo por 100mm de ancho y 12.7mm de espesor con 4 barrenos de 14.2mm de diámetro y tornillos de 12.7mm de diámetro, este tipo de unión es donde se encuentran las dos vigas de forma perpendicular con la columna de la esquina del cobertizo. Se colocara un ángulo de 152mm x 102mm x 7.9mm a la viga T-3 y dos ángulos a la viga T-4; el siguiente detalle de unión son los tensores CV-1 fabricados con
redondos de 15.9mm de diámetro unidos a una placa de 12.7mm de espesor de 150mm x 80mm con barrenos de 20.5mm de diámetro y tornillos de 19.1mm de diámetro, estos tensores se colocaran en los vértices de las vigas con la columnas y servirán para darle rigidez a la cubierta del cobertizo; el siguiente detalle es la conexión de redondos con largueros para esto se usaran las secciones “C” soldadas a las vigas secundarias T-3 y T-4 unidas con barrenos y tornillos hasta llegar al parte aguas. Precisamente en esta parte del parte aguas se colocara una lamina pintro a lo largo del cobertizo para protegerlo de la entrada de agua por su parte exterior; finalmente tenemos el detalle de unión que es la fijación del faldón a viga primaria T-1, el tipo de soldadura será el tipo 6 que es de 100mm a 150mm de espesor su cordón de soldadura y un ángulo de 76.2mm x 76.2mm x 6.5mm de espesor que se unirá a la viga primaria T-1 con el faldón de lamina pintro calibre 26. Este plano es el de detalles de unión y en él se pueden realizar en obra los trabajos para su fabricación; cabe decir que estos detalles pueden ser modificados durante la obra ya que casi siempre suelen haber imprevistos o cambios los cuales no se tenían considerados; sin embargo es una muy buena referencia para realizar los trabajos de detalles.
dentro del cobertizo. Todas las zapatas tendrán los dados y cruces de cotratrabes al centro de su base con la finalidad de dar estabilidad a la cimentación.
Ver anexo “A” plano (N-F.21315-1815-32-ZA-20A). Las dimensiones totales del cobertizo son 11000mm x 9900mm con tres entre ejes en sentido vertical a cada 4500mm y dos entre ejes en sentido horizontal a cada 2650mm; las vigas primarias T-1 y T-2 estarán alineadas en los ejes del plano en planta tanto en sentido vertical como en sentido horizontal, su sección es de un IPR de 305mm x 205mm x 59.6Kg/m con un peso total de 1.42ton y 1.10ton respectivamente, las vigas o travesaños secundarios T-3 y T-4 estarán en las partes intermedias de los entre ejes principales tanto en sentido horizontal como en sentido vertical su sección es de un IPR de 8 a 10m de largo y con un peso por metro lineal de 10.17Kg/m y 20.34Kg/m respectivamente con un peso total de 0.770ton y 0.330ton para las vigas T-3 y T-4. Los tensores CV-1 y R-1 son redondos de 15.9mm y 9.5mm de diámetro con un peso total de .095ton y .095ton respectivamente estos redondos llevaran 18 templadores para redondos de 15.9mm de diámetro y estarán empotrados en los vértices entre las vigas principales para rigidizar la cubierta del cobertizo, el recubrimiento de la cubierta será con lamina pintro R-101 calibre 24 o similar aproximadamente 89.30m^2 y lamina pintro cal 26 para tapajuntas su volumen es de 7.8ml, el volumen de lamina pintro calibre 26 para los caballetes es de 11 ml y los elementos que servirán para unir a las laminas y templadores serán con tornillos de 15.9mm y 63.5mm respectivamente para este será requerido un lote. Los niveles marcados en este plano según su elevación de eje longitudinal va de +100.998 nivel de calle a +100.13 nivel de piso terminado del cobertizo a el nivel +100.00 donde se encuentra la corona del dado que recibirá a las columnas metálicas y finalmente el nivel +104.995 que es el del parte aguas de la cubierta donde se encuentra la unión de las trabes T-2; existe también un faldón perimetral en la parte superior del cobertizo con una altura de 1295mm y apoyada con las vigas secundarias T-3 y T-4 con una separación de 693mm entre una y otra, si observamos su sección transversal del cobertizo para tablero eléctrico se tiene que las vigas secundarias T-3 se colocaron con una separación de 933mm entre una y otra; así mismo se ve que el caballete es el elemento que cubre la unión de las laminas que llegan al parte aguas, también en este corte transversal y longitudinal se puede ver la distribución que tienen las columnas con una sección de IPR de 303mm x 203mm x 59.6Kg/m con un peso total de 1.510ton estas estarán atornilladas en su base a la placa del dado de cimentación a través de las anclas de redondo de 28.57mm de diámetro y unidas a las vigas primarias y secundarias en su parte superior, entre las recomendaciones para realizar la construcción del cobertizo tenemos que el acero estructural deberá cumplir con las especificaciones de la norma NOM-B-225 (A.S.T.M. A-36) con fy=2530 Kg/cm^2 , los perfiles de los largueros o vigas T-3 y T- serán perfiles rolados en frio de calibre ligero con un esfuerzo de fluencia mínimo fy=3500 Kg/cm^2 ., las soldaduras serán con electrodos de las series E-6010 y E-7018 para relleno en biseles y acabados visibles y deberán cumplir tanto en taller como en campo con las especificaciones de A.W.S. (american welding society), toda la estructura llevara una capa de pintura de 2.3milesimas de
