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Gestión de Diseño Sísmico en Refinería Bío Bío de Enap Refinerías

Chile, Octubre 2015

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Fecha: 27 de febrero 2010

Hora: 03:34:17 hora.

Duración: 2 minutos 45 segundos.

Magnitud: 8,8 Mw, según el Servicio Geológico de Estados Unidos.

Epicentro: costa frente a las localidades de Curanipe y Cobquecura,(150 kilómetros al noroeste de Concepción).

Profundidad: 47,4 kilómetros bajo la corteza terrestre

Fue percibido en gran parte del Cono Sur con diversas intensidades,desde Ica en Perú por el norte hasta Buenos Aires y Sao Paulo por eloriente.

Terremoto 27 de Febrero de 2010

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Terremoto 27/F Refinería Bio Bio

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Diseño Antisísmico – Filosofía

Se basa en :

El elevado costo que significaría diseñar para impedir la ocurrencia de daños durante sismos severos.

La baja probabilidad de ocurrencia de un evento sísmico de gran severidad.

La nula posibilidad de predecir un sismo de gran severidad.

SISMOS FILOSOFIA DISEÑO

Frecuentes Daños de ninguna especie

Severos Sufre daños – NO colapsa

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Diseño Antisísmico

Países Sísmicos NORMAS

(semejantes)

Diferentes Comportamientos en Varios Países

Práctica de Arquitectura

Control Proceso Constructivo y

Mantención

Control del diseño sísmico

Normas

Conciencia Sísmica

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Normativa existente en Chile

Chile cuenta:

con un nivel de desarrollo semejante al queofrecen los países mas avanzados en la materia.

con la “ventaja” de haber sido probada porsismos severos.

La norma que controla el diseño sísmico de edificiosNCh433 Of.96:

Establece los métodos de análisis para obtener losesfuerzos producidos por los sismos en loselementos estructurales de los edificios

Entrega las disposiciones para proceder aldimensionamiento de las estructuras resistentes.

Cuenta con la zonificación sísmica del país,estableciendo que diferentes zonas del paíspresentan un peligro sísmico diferente.

Objetivo de una norma: Estandarizar las metodologías y procedimientos.

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Normativa existente en Chile

La norma que regula el diseño sísmico de las estructuras einstalaciones industriales NCH2369:

Incluye materias que no estaban cubiertas en la norma deedificios.Entrega una mayor seguridad sísmica respecto de esta última.

Las razones principales:

Magnitud de pérdidas económicas por interrupción osuspensión del proceso productivo debido a daños producidospor el sismo en la estructura o equipos.

Menor costo relativo de la estructura sismo resistente de unaobra industrial en comparación con el costo de los equipos quealberga.

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Norma Chilena NCh2369-2003

Principios e Hipótesis Básicos

Evitar el colapso de estructuras para sismosmas severos que los de diseño.

Evitar incendios, explosiones o emanacionesde gases y líquidos tóxicos.

Proteger el Medio Ambiente.

Diseño Sísmico de Estructuras e Instalaciones Industriales

Protección de la Vida en la Industria

Asegurar la operatividad de las vías deescape durante la emergencia sísmica.

Mantener los procesos y servicios esenciales.

Evitar o reducir a un tiempo mínimo, la paralización deoperación de la industria.

Facilitar la inspección y reparación de los elementosdañados.

Continuidad de Operación de la Industria

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Norma Chilena NCh2369-2003

Puntos básicos de esta Norma para el desarrollo de nuestros proyectos y que es exigido en nuestrasBases Técnicas, se refiere a la revisión del diseño sísmico.

El diseño sísmico original debe ser hecho por profesionales con especialización reconocida enestructuras, legalmente autorizados para ejercer en Chile, con experiencia de al menos 5 años.

El diseño sísmico de todas las estructuras, equipos y anclajes, sea cual sea su origen, debe seraprobado por profesionales especialistas, distintos de los diseñadores.

Diseño Sísmico de Estructuras e Instalaciones Industriales

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Estándares Enap Refinería Bío Bío

N° DOCUMENTO REV.

EI-001 Structural Steel Design 14

EI-002 Foundatios and Elevated Structures 9

EI-003 Design Loading for Equipment, Structures, Building and Foundations 4

EI-004 Wind, Earthquake and Snow Loading 16

EI-005 Anchor Bolts 5

EI-006 Dibujos en AUTOCAD 7

EI-007 Underground Piping and Surface Drainage 3

EI-010 Fabricación, Montaje y Controles de Estructuras de Acero 10

EI-012 Paint A

EI-013 Fireproofing 3

EI-014 Grout 1

EI-016 Colores Pinturas en ERBB 0

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Especificaciones Técnicas Enap Refinería Bio Bio

Los parámetros para el diseño sísmico de fundaciones y equipos fueronmodificados de acuerdo a las normativas, según lo indicado en los puntosque siguen a continuación:

Espectro de Diseño Sísmico. Zona 3 aumentado, mediante uncoeficiente 20% mayor a toda ordenada espectral y a cualquier valorde aceleración que se indique en el texto de la normativa.

El diseño de flexibilidad de cañerías que incluya las cargaseventuales de sismo o viento, se realizará por tensionesadmisibles.

Se deberá entregar una tabla con los parámetros que seránutilizados para la confección del espectro de respuesta para cadaestructura, para su revisión y aprobación.

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Especificaciones Técnicas Enap Refinería Bio Bio

Las estructuras proyectadas y diseñadas bajo estos lineamientos deberán tener:• un sistema estructural dúctil

• adecuado nivel de desempeño, redundancia y reserva de resistencia para soportarterremotos severos• evitando la producción de fallas por pandeo y de tipo frágiles.

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Daños Mayoritarios Post Terremoto Enap Refinería Bio Bio

La mayoría de los daños ocasionados por el terremoto del 27/F, enrefinería Bio Bio, fueron:

Fracturas en zona superior de pedestales en encuentro de placabase de estructura de acero y hormigón.

Pandeo de elementos estructurales.

Corte de pernos de conexión que no cumplieron conespecificaciones y criterios de calidad del material.

Estructuras antiguas diseñadas sin criterio de comportamientodúctil o con desviaciones constructivas.

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Unidad Topping y Vacío II - Mesa Intercambiadores

Vista generalestructura y equipos.

Fractura de Pedestales en encuentro con placa base estructura de acero

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Unidad Topping y Vacío II - Mesa Intercambiadores

Mejora en confinamiento pedestal estructura acero

Alargue barras principales

Mejora en confinamiento con mayor cantidad de estribos

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Unidad Topping y Vacío I - Horno B1

Fracturas y daños en pedestales de soporte

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Unidad Topping y Vacío I - Horno B1

Rediseño de pedestales y llaves de corte

Mejora en confinamiento mayor cantidad de estribos

Cambio Pernos de Anclaje

Alargue barras principales

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Unidad Coker – Estructura Soporte de Lanza Derrick Coker Drum

COKERDRUM“A”

COKERDRUM“B”

75mm

60mm

28mm

60mm

0mm

0mm

85mm

15mmApoyoN°1

ApoyoN°2

ApoyoN°3

ApoyoN°4

N

S

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Unidad Coker – Estructura Soporte de Lanza Derrick Coker Drum

Corte de pernos de fijación del Derrick

Desplazamiento de apoyos

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Unidad Coker – Estructura Soporte de Lanza Derrick Coker Drum

Rediseño de conexión Refuerzo de elementos

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Unidad CCR – Plataforma Reactor D-650

Pandeo columnas primer nivel

Reemplazo Columnas por perfil Tipo Cajón.

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Sistema de Efluentes – Piscinas de Tratamiento

Deslizamiento de Suelos

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Sistema de Efluentes – Piscinas de Tratamiento

Reemplazo de suelosUso de material de demolición

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Bocatoma

Deslizamiento de suelos

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Bocatoma

ANTESAntes Después

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Bocatoma

ANTESAntes Después

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Conclusiones

En general y considerando la magnitud del terremoto del 2010, sepuede afirmar que en Refinería Bío Bío, tanto las fundaciones,estructuras y equipos mostraron un buen comportamiento frente alsismo, lo que evidenció las buenas prácticas aplicadas en los proyectos

Mejoramientos de suelos.

Estructuración basada en experiencias probadas.

Diseño basado en normas y soluciones probadas en zonas sísmicas.

Detallamiento específico de conexiones apernadas y soldadas.

Construcción bajo estrictos procedimientos de calidad.

Inspección permanente en Construcción.

Hualpén, Octubre 2015