INTRODUCCION

C.V.G. Bauxilum, tiene como principal objetivo obtener y producir los principales

componentes que integran la materia prima para producir el aluminio primario,

extrayendo mineral de bauxita en Los Pijiguaos, para luego trasportarlo a Ciudad

Guayana para su refinación y obtención de alúmina de grado metalúrgico a través

del Proceso Bayer, con la finalidad de impulsar el crecimiento sustentable de la

industria nacional, satisfaciendo la demanda de bauxita y alúmina. El proceso Bayer

consiste en la transformación y/o procesamiento químico y físico de la bauxita

obteniendo, como producto final, alúmina de grado metalúrgico. Para obtener la

alúmina de la bauxita se requiere someter el proceso a elevadas temperaturas y a altas

presiones. Estas condiciones se consiguen mediante el suministro de vapor

sobrecalentado a 245°C y a 14.5 bar de presión. Este vapor se produce en la

Superintendencia de Sistemas Industriales, por medio de cuatro calderas generadoras

de vapor con una capacidad de producción de 200 t/h cada una, requiriendo para esto

grandes cantidades de agua desmineralizada de alta calidad.

El agua desmineralizada se obtiene del tratamiento del agua que se realiza en el

área 66, ubicada igualmente en la Superintendencia de Sistemas Industriales. El

agua desmineralizada producida en la planta de tratamiento de agua del área 66, debe

estar libre de sales minerales; entre las principales están: sílice, calcio y magnesio.

La calidad del agua desmineralizada afecta directamente la calidad del vapor

generado en las calderas; es por esto que al producirse un desbalance del nivel en las

torres, se producen una serie de problemas hidráulicos tales como: cavitación de las

bombas de descarga de las torres y reboses de los tanques. La cavitación produce

daño de las bombas por desgaste prematuro y ocasiona desviaciones en los medidores

de flujo del área. Los reboses por otro lado ocasionan pérdidas del vital líquido.

1

De acuerdo con las exigencias establecidas por el I.U.P “Santiago Mariño” para

obtener el título de Ingeniero Electrónico a continuación se presenta la estructura

como está distribuido el informe de pasantía, el cual enmarcó dentro de un

cronograma de actividades en un lapso de 12 semanas consecutivas, lo que sirvió

como crecimiento profesional y personal. El presente informe consta de tres

capítulos:

Capítulo I Estructura y funcionamiento de la Empresa: Presenta una breve

descripción y funcionamiento de la organización donde se realiza el trabajo, asi como

la reseña histórica, objetivos de la empresa, organigrama de la empresa, identificación

del departamento y el organigrama del departamento.

Capítulo II Pasantía y Actividades Realizadas: El mismo consta de los propósitos

y fines de la pasantía, cronograma de actividades, explicación de las actividades y las

experiencias adquiridas.

Capítulo III Aporte Generados a la Empresa: Este capítulo se encuentra

estructurado por la descripción de la situación actual, objetivos propuestos (generales

y específicos), planteamiento de la propuesta, alcance, fines y limitaciones.

Conclusiones y Recomendaciones: En esta parte se destacan los resultados de las

experiencias adquiridas y los aportes a la empresa CVG Bauxilum, C.A.

2

CAPÍTULO I

1.- ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE LA EMPRESA.

1.1.- Descripción y Funcionamiento de la Organización:

CVG BAUXILUM es la empresa resultante de la fusión entre Bauxiven (fundada

en 1979) e Interalumina (fundada en 1977) en marzo de 1994. Está conformada por

las operadoras de Bauxita y Alumina. La Operadora de Bauxita se encarga de la

explotación de los yacimientos del mineral en la zona de los Pijiguaos,

correspondiente al municipio Cedeño del Estado Bolivar, tiene una capacidad

instalada de 6 millones de TM al año.

Inicio sus operaciones oficialmente en 1983, enviando las primeras gabarras con

mineral de bauxita, a través del rio Orinoco, desde el puerto El Jobal hasta el muelle

de la operadora de Alumina en Matanzas. La Operadora de Alumina cuyo objetivo es

alumina en grado metalúrgico, y su capacidad instalada es de 2 millones de TM al

año. Su capacidad instalada inicial fue de 1.000.000 TM al año y en 1992, mediante

la implementación del plan de ampliación, fue aumentada sua capacidad a 2 millones

de TM al año .

La bauxita y la alumina constituyen la principal materia prima para la obtención

de aluminio primario. Tanto las ventas de Bauxita como de alumina se dirigen

fundamentalmente al mercado nacional, básicamente para alimentar a las empresas

Alcasa y Venalum, productoras de Aluminio, destinándose un porcentaje de la

produccion al mercado internacional.

3

Misión: Impulsar el crecimiento sustentable de la industria nacional, satisfaciendo

la demanda de bauxita y alumina, en forma competitiva y rentable, promoviendo el

desarrollo endógeno, como fuerza de transformación social y económica,

fundamentada en el nuevo modelo de gestión de consejo de trabajadores.

Visión: Constituirnos en una empresa socialista, contribuyendo al desarrollo

sustentable de la industria nacional del aluminio, a los fines de alcanzar la soberanía

productiva, con el tejido industrial consolidado y desconcentrado, con nuevas redes

de asociación fundamentadas en la participación y la inclusión social, rumbo al

Socialismo del siglo XXI

Figura 1. Mapa de procesos de CVG BauxilumFuente: Extraído del Intranet de la empresa CVG Bauxilum

4

Valores de CVG Bauxilum

Solidaridad: Partiendo del sentimiento de solidaridad y desprendimiento personal

que debe existir en cada uno de nosotros, en CGV Bauxilum comprendemos y

compartimos la creencia de que es fundamental recibir de cada cual según sus

capacidades y dar a cada cual según sus necesidades.

Cooperación: CVG Bauxilum fundamentándose en la filosofía de la cooperación,

fomenta el desarrollo y fortalecimiento del trabajo en equipo entre sus trabajadoras y

trabajadores para alcanzar mayores niveles de eficiencia y productividad. Asi mismo,

promueve el trabajo asociativo productivo entre las asociaciones cooperativas que

prestan servicios a nuestros procesos productivos y sus vínculos con los Consejos

Comunales, en la búsqueda de superar sus intereses particulares y enfocarlos en la

solución de los problemas del colectivo.

Compromiso: Las trabajadoras y los trabajadores de CVG Bauxilum nos

comprometemos al logro de la misión, visión y objetivos estratégicos, cumpliendo

con los lineamientos emanados por el Ejecutivo Nacional para la transformación del

modelo productivo.

Participación: En CVG Bauxilum, participamos con entusiasmo, directa y

colectivamente en la defensa de nuestros derechos laborales y el cumplimiento de

nuestros deberes en la organización, velando permanentemente por el bienestar de

nuestro entorno social, la protección de nuestros activos empresariales y los mejores

intereses del Estado Venezolano

Honestidad: Desde CVG Bauxilum en su condición de Empresa del Estado, nos

esforzamos en ser protagonistas en la conformación de un equipo de trabajadoras y

trabajadores honestos y eficientes, que exhiban una conducta moral en sus

5

condiciones de vida, en la relación con la comunidad y en la vocación de servicio a la

sociedad.

Excelencia: En CVG Bauxilum nos esforzamos por mantener la excelencia a

través de una gerencia altamente efectiva caracterizada por el trabajo en equipo de sus

miembros, por la importancia de las personas como individuos utiles y necesarios

para la organización, por ser el mejor en el campo de nuestra actividad industrial, por

satisfacer los requerimientos y expectativas de nuestros clientes, por contar con

personal innovador y apoyando en sus iniciativas, por la importancia del continuo

crecimiento económico y la generación de utilidad, por el mejoramiento continuo de

nuestros procesos operativos y administrativos y por la sustentabilidad de la actividad

empresarial.

1.2.- Reseña Histórica:

CVG Bauxilum C.A. es el producto de la fusión realizada en el año 1994 entre

CVG Bauxiven y CVG Interalumina. La participación accionaria de la compañía lo

constituyen 99 por ciento de inversión Venezolana, representada por la corporación

Venezolana de Guayana y un (1) por ciento de capital extranjero, correspondiente al

consorcio Alusuisse Lonza Holding. CVG Intelalumina, se creo a fines de 1977 con

la participación mayoritaria de la Corporacion Venezolana de Guayana y el fondo de

inversiones de Venezuela, asociados con la empresa suiza swiss Aluminium.

En 1982 se enciende la primera caldera y se recibe el primer cargamento de

bauxita, en febrero del año siguiente se pone en marcha una línea de produccion y en

marzo entra en funcionamiento la planta de calcinación para la obtención de alumina

metalúrgica, producto final de la planta.

Oficialmente inicio sus operaciones el 24 de abril de 1983, su capacidad instalada

inicial fue de 1 millón t/año y en 1992, mediante la implementación del plan

ampliación, fue aumentada su capacidad a 2 millones t/año. En 1990, de acuerdo a los

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planes de expansión se contempla un incremento que la colocaría la producción en el

año 1992 en 2.000.000 toneladas métricas anuales de alúmina de alta calidad.

El Gobierno Nacional en el año 1978 a fin de complementar la integración vertical

de la industria nacional del aluminio, aprobó en consejo de Ministros la constitución

de la empresa CVG Bauxita Venezolana, C.A. (cvg Bauxiven), con la finalidad de

explorar el yacimiento de los pijiguaos, evaluar, industrializar y comercializar la

bauxita en todo el territorio nacional. Posteriormente en octubre de 1978, el Congreso

Nacional autorizo a la corporación Venezolana de Guayana (CVG), para que

construyera la referida empresa.

CVG Bauxiven, se creó en 1979 con la misión de explotar el yacimiento de los

pijiguaos, siendo sus principales accionistas la Corporacion Venezolana de Guayana

y CVG Ferrominera del Orinoco. Inicio sus operaciones oficialmente en 1983,

enviando las primeras gabarras con mineral de Bauxita, a través del rio Orinoco,

desde el puerto Gumilla de El Jobal hasta el muelle en Matanzas.

La función de la empresa CVG Bauxiven era la de promover la materia prima

requerida a la planta CVG Interalumina y asi evitar la importación que tenia que

hacerse desde países como Australia, Brasil, Guyana y Surinam. CVG Bauxilum,

nación con el objetivo de integrar verticalmente la industria del aluminio, a fin de

beneficiarse de la transferencia de precios desde la bauxita hasta el metal plateado

(ALUMINIO), asi como la drástica reducción de la estructura administrativa. CVG

Bauxilum ha significado enormes economías de divisas para cvg alcasa y CVG

Venalum; al cumplir 5 años de su puesta en marcha llevaba una produccion

acumulada de 5.560.000 toneladas métricas, lo cual indica una superación de su

capacidad instalada, que era de 1.000.000 TM anuales.

En el año 2001, se firma un acuerdo entre la operadora de alúmina y la empresa

francesa pechiney, para dar inicio a trabajos de adecuación tecnológica que permitan

alcanzar la capacidad instalada de 2.000.000 TM de alúmina al año.

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1.3.- Objetivos de la Empresa: describir las metas de la organización, política, que

involucran estrategias económicas, sociales, entre otras.

1.3.1 Objetivo General

El Objetivo General de CVG Bauxilum se centra principalmente en producir y

comercializar la alúmina en forma competitiva y satisfactoriamente a sus principales

consumidores en el ámbito nacional e internacional; mediante el uso eficiente de los

recursos naturales de la Región Guayana y la optimización de sus capacidades de

producción.

1.3.2. Objetivos Específicos

Abastecer de alúmina y bauxita a la industria nacional del aluminio,

aprovechando las potencialidades de nuestros recursos.

Desarrollar los proyectos comunitarios, económicos e industriales en función

de las potencialidades y necesidades de la empresa y sus áreas de influencias.

Operar con el mínimo impacto ambiental, velando por la salud y la seguridad

industrial de todo el personal

Mejorar la eficacia de los procesos operativos y administrativos.

Incrementar los niveles de producción

Mejorar la situación financiera y disminuir los costos.

Consolidar la formación de todo el personal en los ámbitos técnicos-

productivo e ideológico a los fines de garantizar la soberanía productiva.

Crear una organización que contemple una mayor participación de todo el

personal en la integración del método socialista.

8

1.4. Organigrama de la Empresa.

Figura 2. Organigrama Estructural de la Empresa CVG BauxilumFuente: Extraído del Intranet de la Empresa CVG Bauxilum

1.5.- Identificación del Departamento Donde Realizó la Pasantía: Se destacarán

los objetivos y explicaran las funciones principales del departamento, además se

incluirá el Organigrama del Departamento.

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Objetivo de la superintendencia instrumentación

Asegurar la disponibilidad operativa de los sistemas de comunicación, equipos

electrónicos e instrumentos de medición y control, mediante la ejecución de

programas de mantenimientos preventivos y la ejecución de mantenimiento

correctivo en la planta de alúmina.

FUNCIONES.

Formular y establecer el plan y programa de mantenimiento preventivo de los

equipos e instalaciones de la planta, en consecuencia con el programa anual de

producción de alúmina.

Establecer mecanismos de seguimiento y control que faciliten el

cumplimiento de las metas y desarrollo de las actividades de planificación,

mantenimiento de campo, ingeniería de mantenimiento, talleres mecánicos,

eléctrico e instrumentación y servicios de mantenimiento, de acuerdo al plan

de mantenimiento y parámetros establecidos.

Controlar la ejecución de los servicios de mantenimiento contratados, a través

de la inspección y evaluación de las actividades realizadas.

Presentar asistencia técnica en materia de ingeniería de mantenimiento, a las

unidades de las áreas operativas de planta que requieran desarrollar proyectos

de reconstrucción, reparación y/o modificaciones de equipos e instalaciones.

Planificar acciones que contribuyan a desarrollar la gestión de mantenimiento.

10

Garantizar el buen funcionamiento del sistema integral de mantenimiento de

la Planta de Alúmina.

Elaborar, implementar y evaluar planes y proyectos de mejoramiento, de

acuerdo a los lineamientos establecidos por administración de Empresa.

Presentar informes de resultados de la gestión desarrollada, manteniendo

seguimiento y control sobre desviaciones detectadas.

Evaluar diseños de proyectos presentados por las empresas contratistas, así

como la verificación y revisión de especificaciones técnicas y planos de

fabricantes de equipos.

Establecer los planes estratégicos y los mecanismos de evaluación y control

de su gestión, en coherencia con las metas y objetivos estratégicos de la

Empresa.

Figura 3: Organigrama estructural de la gerencia de mantenimiento en CVG BauxilumFuente Extraído del Intranet de la Empresa CVG Bauxilum

11

CAPÍTULO II

1. ACTIVIDADES REALIZADAS

2.1.- Propósitos y Fines de la Pasantía

La pasantía es una actividad planificada, organizada y evaluada que facilita la

incorporación de los estudiantes al medio de trabajo, con el propósito de adquirir la

practica necesaria para conducirse y poder desempeñarse en el ambiente laboral

vinculado con los conocimientos teóricos y prácticos adquiridos durante su formación

académica. Se realizo la pasantía en la empresa CVG Bauxilum, con el motivo de

desarrollar las destrezas y habilidades que se obtuvieron durante toda la carrera

universitaria. Teniendo así como beneficio los conocimientos y las experiencias

laborales necesarias, con el fin de que el estudiante opte por el título de Ingeniero

Electrónico. El tema asignado a desarrollar al estudiante, le ayudara a la empresa en

su desarrollo, fortaleciendo sus metas y proyectos para lograr el avance de la

empresa.

2.2.- Cronograma de Actividades

PLAN DE TRABAJO

ACTIVIDADESSEMANAS

Julio Agosto Septiembre Oct1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Induccion a la Empresa CVG Bauxilum Asignación de tutor y área

Estudios de sensores de nivel de radar y montaje de un sensor marca vegaAsignación del tema de estudio para la realización del informeEstudios del área 66, proceso, censores aplicado en el proceso , estudios de variables, toma de notas, investigación del funcionamiento Desarrollo del control de nivel

Elaboración del informe

12

2.3.- Explicación de Actividades

A continuación se detallan las diferentes actividades realizadas en la empresa

durante el periodo de pasantía, las cuales estuvieron estipuladas en un periodo de

doce semanas, iniciando 15/07/2013 y culminando el 04/10/2013, permitiendo el

logro de cada objetivo planteado, los cuales fueron registrados en el cronograma de

actividades.

Inducción a la Empresa: La primera semana de la pasantía (15/07 hasta 19/07) se

asistió a charlas de inducción para conocer la empresa, sus objetivos, funciones, entre

otros. Como también charlas sobre la gestión de calidad, las normas que se deben de

cumplir dentro de la empresa y la charla de seguridad industrial con la finalidad de

poder evitar o controlar cualquier percance que se presente durante la estadía en la

empresa.

Asignación del tutor: en la segunda semana (22/07 hasta 26/07) de haber

comenzado la pasantía dentro de la empresa CVG Bauxilum, se asigno el tutor que

ayudaría al estudiante y representaría el Tutor Industria dentro del transcurso de la

pasantía y en la institución Universitaria. Se realizo la primera reunión con el tutor

para la presentación del mismo. Se hizo un recorrido por el área asignada para

conocer un poco más la empresa.

Actividades varias: En la tercera semana (29/07 hasta 02/08) se obtuvo

conocimientos de los tipos de sensores utilizados en la producción de la alúmina, se

conoció el modo de instalación y se realizo montaje de un sensor de nivel por radar

marca vega.

Asignación del tema de estudio: en la cuarta semana (05/08 hasta 09/08) de

pasantía se discutió el tema asignado con el tutor realizando un resumen de la

problemática presentada en la planta de agua, se realizo un recorrido por la área con

13

el fin de obtener medidas y las condiciones actuales que se presenta, se visito el área

de planoteca para obtener planos de la planta de agua.

Recolección de Información: En la cuarta semana hasta la octava (05/08 hasta

06/09) se realizo una búsqueda de información extensa sobre el funcionamiento de la

planta de agua, se visito la biblioteca de la empresa CVG Bauxilum para la búsqueda

de libros y estudios de sistemas de control aplicados en la empresa, durante este

proceso se realizo entrevistas a operadores y trabajadores del área donde se encuentra

ubicada la planta de agua para así obtener información de primera mano y

actualización de la problemática.

Desarrollo de la propuesta para el control de Nivel: durante las semanas 7, 8, 9,

10, y 11 (26/08 hasta 27/09) se realizo la posible solución al problema presentado. En

estas semanas se realizo un análisis de todos los datos obtenidos y se plantea las

posibles soluciones mediante un sistema de control diseñado, tomando en cuenta las

variaciones de las variables y teniendo como prioridad un buen balance en el nivel

final.

Elaboración de Informe: Se tomo la última semana ( 30/09 hasta 04/10 ) para

elaborar el informe completo de la pasantía, en el se organiza tres capítulos de

acuerdo al Manual de Informes de Pasantía del Instituto Universitario Politécnico

“Santiago Mariño”.

2.4.- Experiencia Adquirida

En el trascurso de la pasantía se obtuvieron habilidades en el desenvolvimiento

dentro de un ámbito laboral que exigía profesionalismo en cada una de las actividades

realizadas y a medidas que se presentaban dificultades fueron creciendo las

expectativas; por consiguiente el arduo propósito de cumplir a cabalidad todas las

actividades tomando en cuenta las normativas y exigencias de la empresa. El

principal conocimiento adquirido, fue la experiencia laboral obtenida al formar parte

14

de un departamento de instrumentación y trabajar al lado de un grupo de grupo de

profesionales con mucha experiencia. Laborar con parte de este equipo, contribuyo en

gran medida al enriquecimiento profesional como producto del día a día con cada uno

de ellos.

15

CAPITULO III

3. APORTES GENERADOS A LA EMPRESA

3.1. Propuesta Asignada a Desarrollar

El área 66 o planta desmineralizadora ( sistema de tratamiento de agua para

calderas), tiene como objetivo producir el agua tratada requerida en las calderas del

área 61 como agua de reposición para la producción del vapor de media y baja

presión, el cual es posteriormente distribuido en las diferentes áreas de la planta para

la producción de alúmina.

El sistema de agua desmineralizada está conformado por dos unidades o trenes

desmineralizadores con las mismas características y capacidades (140 m3\H c\u ),

cada tren desmineralizador está constituido por un filtro de carbón activado, un

intercambiador cationico y otro anionico y una torre descarbonatadota para remover

CO2 .

3.2. Objetivos Propuestos

3.2.1 General

Controlar el nivel de la torre descarbonatadora en los trenes desmineralizadores,

en C.V.G Bauxilum.

16

3.2.2 Específicos

Describir el funcionamiento de los trenes desmineralizadores para conocer las

condiciones operativas de esta planta.

Realizar estudio de las variables involucradas en el proceso para conocer su

funcionamiento.

Determinar cuáles son cada uno de los instrumentos necesarios para

desarrollar el sistema de control.

Realizar diseño de la propuesta control

3.3. Análisis y Desarrollo de la Propuesta

AREA 66

Es la planta desmineralizadora de agua o planta de tratamiento de agua, como

también se le conoce, que surte a estación de vapor. En esta planta se recibe un agua

pretratada proveniente del área 81, y mediantes procesos de filtrado e intercambio

iónico, se le elimina la dureza y la sílice que está presente en la misma, a fin de que

pueda ser utilizada en estación de vapor. El agua viene del área 81, donde es

pretratada, luego pasa por un filtro de carbón, seguidamente se pasa por una unidad

de intercambio cationico donde se le elimina la dureza. Posteriormente se pasa por un

descarbonatador y finalmente por un intercambiador anionico a fin de eliminar la

silice. La planta desmineralizadora consta de cuatro partes: los filtros de carbón

activo, los trenes desmineralizadores propiamente dichos, los descarbonatadores, los

lechos mixtos. A grandes rasgos el proceso se puede describir de la siguente manera:

Fig4. Planta desmineralizadora de aguaFuente: documentación interna de bauxilum

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1- Filtración

La filtración se realiza con filtros de carbón activado, y su propósito primario es

eliminar el cloro libre del agua de alimentación de la desmineralizadora.

La filtración de materia en suspensión se realiza haciendo pasar el agua por un lecho

de carbón activado. La materia en suspensión se atrapa en los vacíos del lecho

filtrante al acumularse se disminuye el flujo por el filtro, lo cual resulta en una baja de

presión. El lecho filtrante se limpia invirtiendo el flujo y dirigiendo el agua hacia el

desagüe.

Esta inversión de flujo, o lavad a contracorriente, a una velocidad determinada,

permite levantar y ensanchar el filtro de carbón, y a la vez, se lleva los materiales

atrapados fuera del filtro. El lavado a contracorriente se realiza por un periodo

preseleccionado el cual puede extenderse si es necesario para que se limpie bien.

Antes de entrar en servicio, se enjuaga el filtro un poco después de lavado a

contracorriente.

Datos Técnicos Del Filtro De Carbón Activo

N° de unidades Dos (2)Tipo de Funcionamiento Pulsador - automáticoPresion de diseño 5 Bar Presion de prueba 7, 5 BarDiametro del cuerpo 2,745 mmAltura de cuerpo reto 2.440 mmCifra ASMEVelocidad del flujo de servicio / unidad 103 – 140 m3/H Frecuencia de lavado Una cada 24 horas

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2- Tren desmineralizadores

Los trenes desmineralizadores constan de dos partes un intercambiador aniónico y

un intercambiador catiónico los cuales se pasan a describir.

Fig 5. Frente de trenes desmineralizadoresFuente: CVG Bauxilum

a- Intercambiador de cationes

Este intercambiador, consta de una resina capaz de ocasionar un cambio de iones

con el agua que le atraviesa. En este caso, se cambiarían los cationes de agua cruda

por los iones de hidrogeno que posee. Los cationes del agua cruda más comunes son

el calcio, magnesio y sodio. De esta manera se elimina lo que se conoce como dureza

del agua. Una vez agotada la resina, es decir, que ha perdido su capacidad de

producir este intercambio, se lava a contracorriente para eliminar cualquier materia

que se halla acumulado sobre el lecho, y después se regenera con una solución de

acido sulfúrico que le devolverá sus capacidades iniciales.

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Datos Técnicos Del Intercambiado De Cationes

N° de unidades Dos (2)Tipo de Funcionamiento Pulsador - automáticoPresión de diseño 5 Bar Presión de prueba 7, 5 BarDiámetro del cuerpo 2,745 mmAltura de cuerpo reto 2.440 mmCifra ASMEVelocidad del flujo de servicio / unidad 103 – 140 m3/H Acido / regeneración 284 kg H2SO4

Tiempo de funcionar entre regeneraciones

10 horas basándose en 140 m3/h

b- Intercambiador de aniones

En este caso se utiliza una resina tal que permite producir un intercambio de los

aniones presente en el agua, con los correspondientes presente en la resina, las

reacciones que se derivan conllevan a la filtración de la sílice.

Igualmente una vez agotada la resina se debe regenerar esta vez con sosa cáustica

Datos técnicos de intercambiador de aniones

N° de unidades Dos (2)Tipo de Funcionamiento Pulsador - automáticoPresion de diseño 5 Bar Presion de prueba 7, 5 BarVelocidad del flujo de servicio / unidad 103 – 140 m3/H Acido / regeneracion 172 kg NaOH Tiempo de funcionar entre regeneraciones

10 horas basándose en 140 m3/h

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Fig 6. IntercambiadoresFuente: CVG Bauxilum

3- Descarbonatador

Antes de que el agua que ha pasado por la unidad intercambiadora de cationes

pase a la unidad intercambiadora de aniones, se debe pasar por el descarbonatador.

Esto es por al salir de los cationes, el agua tiene moléculas carbonatadas, los cuales

al pasar directamente a la resina anionica, reaccionaran generando sustancias

indeseables en el agua. Por ello el agua se hace pasar por un tanque abierto, donde se

le inyecta aire, de tal forma que las moléculas carbonatadas se unan con el aire y

formen bioxido de carbono, el cual saldrá libremente al aire.

Fig 7. Torre

Descarbonatadora.

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Fuente: CVG Bauxilum

4- Lechos mixtos

Los lechos mixtos son unidades que proveen al agua de mejores condiciones

de pureza, pero debido a que el agua que se necesitaba no requería tanta calidad, se

decidió suprimirlos. De hecho la manutención de estos lechos resultaba costosa, y su

operación bastante engorrosa.

Fig 8. Planta desmineralizadora con la eliminación de lecho mixtoFuente: documentación interna de bauxilum

La planta desmineralizadora es alimentada mediante las bombas serie 5 del área 81

(P-81- 5 A/B/C, las cuales igualmente suplen el agua pretratada al sistema de

enfriamiento no contaminado del área 84 y al sistema de enfriamiento del área 65.

La presión de descarga de estas bombas es medida por el instrumentos 81-PI-0230.

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V-3

E-11

E-14

E-15

E-1

E-2

E-3

Area 44

Area 66

Area 65

Tuberia 300 mm ó 12'’

Tuberia de 80 mm

Tuberia 50 mm

Tuberia de 200 mm

Tuberia 200 mm ó 8'’

Area 84

Fig 9. Distribución de flujo desde bombas hasta el área 66 (planta desmineralizadora)Fuente: Elaboración propia obtenida de los análisis de planos.

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P-81-5A

P-81-5B

P-81-5C

P-66-7A

P-66-7B

P-66-7C

El caudal es la cantidad de fluido que pasa por determinado elemento en la unidad

de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa

por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el

flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.

El caudal puede calcularse a través de la siguiente fórmula:

Donde:

Q Caudal (m3/s)

A Es el área (m2)

V Es la velocidad linear (m/s)

Tipo de medición de caudal

Dada la condición de que se estará trabajando con una tubería circular se medirá el

caudal con la siguiente fórmula: Q = A.V en donde Q representa el caudal, V

representa la velocidad y A representa el área. El área de dicha tuberia es calculado

por la ecuación A¿ π r2La velocidad del agua es calculada mediante la siguiente

ecuación:

V = Q / A.

La operación de los trenes desmineralizadores se hace en forma de batch,

dependiendo de la dinámica del proceso para la reposición de agua tratada a las

calderas del área 61, así como también influye la dinámica del proceso para la

reposición de las torres de enfriamientos de las áreas 84 y 65. Las principales

variables de operación, tales como presión y flujo de entradas con medidos por los

instrumentos 66-PI-7110 y 66-PI-7101 respectivamente. La problemática planteada

es la gran variación de flujo y presión que se observa en la línea de entradas a los

trenes, correspondiéndose la mayoría de las veces con las variaciones en la presión de

descarga de las bombas serie 5 del área 81.

24

Esto trae como consecuencia que en oportunidades se observen flujos elevados de

entrada a los trenes, los cuales pueden caer abruptamente si hay coincidencia en la

alineación hacia las áreas 84 o 65, observándose igualmente una gran variación en la

presión de descarga de las bombas serie 5 y en la entrada de los filtros de carbón

activado, teniéndose oportunidades en que la presión de entrada a dichos filtros

sobrepasaba la presión de diseño con los consecuentes daños a los equipos.

Para solventar este problema, la superintendencia sistemas industriales instalo una

válvula reguladora de presión en la línea 200-WPT-66-202-A para cada uno de los

trenes desmineralizadores, con el propósito de minimizar las variaciones observadas

en la presión de entrada, con la consecuente estabilización del flujo de agua hacia los

filtros. Las presiones de entradas son medidas por los instrumentos 66-PI-7110 /

7210, instalados en la línea antes mencionada para cada tren, y la presión de salida es

medida por los instrumentos

25

El comportamiento presentado por las operaciones de los trenes según el sistema

interno de control honeywell tomando como referencia la operaciones de 5 / 9 / 2013

hasta 06 / 09 / 2013. Son presentadas las siguientes graficas.

26

En las graficas anteriores se puede observar un comportamiento inestable en el

perfil de presiones y por tanto en el flujo de agua en la entrada de los trenes

desmineralizadores, posteriormente se observan variaciones bruscas en la presión y

por tanto también en el flujo, esto podría corresponderse con la alineación de flujo de

agua pretratada hacia otras áreas como se menciono anteriormente, impactando así en

el descontrol del flujo aumentando y disminuyendo provocando un nivel inestable en

la torre descarbonatadora.

De igual forma se presenta la problemática en la operación de las torres

descarbonatadora las cuales tienden a variar el nivel de liquido, causando rebose y

perdida del control de la variable y en otros casos cavitación de las bombas serie 7 del

área 66 (P-66-7 A/B/C), y por ende un incremento en el rata de fallas y en el costo de

mantenimiento.

Las torres descarbonatadora T-66-1 A/B, ubicadas después del intercambiador

catiónico, tienen la función de eliminar el CO2 del agua mediante el suministro de

aire, ya que el mismo, es el principal causante de la corrosión en caso de quedar

remanente en el agua tratada, trayendo como consecuencia daños posteriores en el

sistema de tuberías y en las calderas.

En las líneas generales, las torres descarbonatadoras se desarrollaron bajo el

concepto que tiene que haber una relación dada entre los caudales de agua y aire, de

modo que cuando más baja se desee la concentración de CO2 a la salida, mayor

deberá ser la cantidad de relleno, es decir, mayor debe ser la superficie de

intercambio y por ende mayor el diámetro de la columna, que permiten tener una gran

superficie de contacto entre la fase acuosa y la fase gaseosa (aire).

El principio del funcionamiento de las torres descarbonatadotas se basa en

compensar el líquido y el gas, haciendo un vacío y/o introduciendo una corriente de

27

gas (aire), de modo que se cree una fuerza que mueve los gases de la fase liquida a la

fase gaseosa.

El flujo de agua tratada es descargada de las torres descarbonatadotas por medio

de las bombas p- 66-7 A/B/C, operando uno alineada con cada tren, con la bomba en

reserva que se puede alinear indiferentemente a cualquier tren, mediante las

facilidades de manifolds de tubería en succión y descarga.

Desde hace unos meses estas bombas presentan una alta rata de fallas por daños en

rodamientos y rotura de ejes, producto de la cavitación en las bombas. Esta condición

ha bajado la confiabilidad de la planta desmineralizadora, y en ocasión ha puesto en

riesgo la producción de vapor por indisponibilidad de bombas y disminución de la

capacidad hidráulica del sistema.

De acuerdo a lo planteado anteriormente, se observa una gran variación en el perfil

de presión a la entrada de los trenes desmineralizadores, variación esta que debe ser

absorbida por la válvula de control con el fin de estabilizar la presión de entrada a los

filtros de carbón activado, pero no contándose con una indicación de presión en este

punto (aguas debajo de la válvula) que pueda garantizar dicho control en una forma

más estable, sino que se dispone como referencia de la indicación de presión a la

salida de dichos filtros, dado por el instrumento 61-PI -7111, Tal como se muestra en

el esquema siguiente

28

Reflejando cierta estabilidad en la indicación de presión a la salida de los filtros de

carbón activados, lo que permite inferir la posibilidad de estarse controlando cuando

la presión de entrada esta en el orden de los 8 9 bar, pero cuando se observa una

caída de presión, tantos en las descarga de la bomba serie 5 como en la presión antes

de la válvula, no se observa una variación significativa en la presión de salida de los

filtros de carbón activado (61-PI-7111 / 7211),

Propuesta actual para control de nivel en torres descarbonatadoras

En el origen de la creación de esta planta se controlaba el nivel en la torre

descarbonatadora con una válvula ubicada en la entrada de la misma, en

observaciones realizadas anteriormente el lazo de control de las misma tenia

deficiencia en la velocidad de respuesta para el cierre y apertura de la válvula

automática ( 66-LV-7121/7221).

Sobre la base de lo antes descrito y como una acción conjunta con el control de

presión a la entrada de los trenes, se propone a evaluar la modificación en la forma de

control de nivel de las torres descarbonatadoras mediante la instalación de un sistema

de control integrado al sistema supervisorio existente en planta.

La propuesta tiene como propósito optimizar el control de nivel de las torres

descarbonatadoras, instalando equipos y lazos de mayor velocidad de respuesta y

precisión, el control de nivel que se propone va a manipular el set point de control

presión de salida de la válvula en función del nivel, como: cuando aumente el nivel

mando bajar la presión (cierro la válvula disminuyendo la cantidad de agua que entra

a la torre descarbonatadora) en caso contrario cuando el nivel baja mando subir la

presión (abro la válvula aumentando la cantidad de agua a la torre).

29

Filosofía de control

Con el fin de optimizar la operación del nuevo lazo de control a instalar en las

Torres Descarbonatadoras del Área 66, a continuación se presenta una serie de

propuestas a mantener dentro de la filosofía de operación, con el fin de operar en

forma estable dichos equipos, minimizando o eliminando las continuas fallas

observadas en el sistema de bombeo.

Se establece un rango de control de nivel entre 70 y 90 %, garantizando de

esta forma que la torre no quede vacía en un momento dado, y por otro lado,

se eliminan las posibilidades de rebose de agua tratada al canal, y por ende

hacia el sistema de lagunas.

Con el fin de resguardar las condiciones operativas del sistema de bombeo se

establecerá una lógica para la variación de frecuencia en el motor de la bomba

del área 81

La operación de traer en servicio los trenes desmineralizadores debe ser

monitoreada muy de cerca al inicio, ya que se contemplara operar el

controlador de nivel en forma manual hasta lograr estabilizar la operación,

posterior a lo cual se pasara a controlar en forma auto, bajo el esquema de

nivel antes mencionado.

Se debe contemplar por medida de seguridad, para evitar cualquier sobre

presión en el sistema por falla de equipo, mantener la configuración en la

válvula de modo que no se cierre al 100 %, con un límite inferior en el rango

de apertura de 15 a 20 %, con una calibración de 0 a 100 %.

30

Fig 10. Sistema del control de nivel y presiónFuente: Elaboración Propia

Fig 11: Diseño de Control de nivel y presiónFuente: Elaboración Propia

CONSIDERACIONES

31

Transmisor de nivel a utilizar será de burbujeo

El TDC 3000 realizara la función de control e indicación de nivel así como las

alarmas de altas y bajas, además proporcionara al sistema de SIEMENS de la

señal para la variación de frecuencia al motor de las bombas series 5 del área

81.

La señal de nivel se enviara hasta la sala de control de sistemas industriales a

través de un par de cables disponibles, para posteriormente ser cableados a los

controladores del sistema.

Desde las consolas TDC 3000, se configura el lazo de control de nivel deseado

para activar la válvula de control. Para usar las mismas válvulas instaladas

actualmente, se instalara un transductor I/P para cada válvula de control.

Con esta configuración se monitorean constantemente los niveles de las torres

descarbonatadoras T-66-1A/B, teniendo una mayor confiabilidad en las mediciones,

ya que se pueden ajustar alarma de alto y bajo nivel en TDC, se pueden tomar

decisiones oportunas desde sala de control evitándose daños a las bombas de serie 7

por defectos de cavitación.

3.4 Alcance

La pasantía se realizo en las instalaciones de la empresa CVG BAUXILUM.

Gerencia de Mantenimiento, Taller de electrónica, Superintendencia de

instrumentación ubicado en la Zona Industrial Matanzas Ciudad Guayana – Estado

Bolívar.

Durante el desarrollo de la propuesta el trabajo se baso en la investigación y

conocimiento del funcionamiento de la planta desmineralizadora, verificación de

planos de construcción y como se encuentra actualmente para así saber que

implementos necesita para hacer óptimo el control de nivel.

32

3.5 Limitaciones

No se consiguieron limitantes que pudieran entorpecer el proceso normal del

desarrollo de la actividad presentada.

CONCLUSION

33

La pasantía para el estudiante o aprendiz es uno de los requerimientos más

importante para la obtención del título en estudio, ya que en ella se obtienen

conocimientos y experiencia necesarios del área en el cual se está preparando.

Al desarrollar la propuesta de control continuo se comprendió que es necesaria la

automatización en este sistema ya que se necesita una vigilancia constante para la

apertura y cerrada de la válvula para así poder obtener nivel deseado.

Se desarrollo la investigación previa de los elementos de control existente en la

planta y la problemática presentada, se propuso un control continuo en cascada de

presión y nivel para así comparar estos valores y efectuar la apertura o cerrada de la

válvula ubicada en la entrada de la planta, este control evitara perdida del liquido vital

y cavitación en las bombas, con la implementación de este sistema la empresa estará

evitando daños graves a las caldera y bombas que podrían causar retrasos en la

producción y un gran impacto al nivel económico.

RECOMENDACIONES

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Se observa que la indicación de los instrumentos de presión, tanto en las descarga

de las bombas serie 5 del área 81 como en la entrada del área del área 66, así como

también la entrada de flujo, operan en el rango máximo establecido, por lo que sería

recomendable realizar una calibración de dichos instrumentos. De igual forma seria

recomendable realizar un chequeo en dichos instrumentos para garantizar la

confiabilidad de los mismos, realizándose igualmente la debida entonación en los

lazos.

Se recomienda instalar un instrumento medidor de presión inmediatamente

después de la válvula de control, implementando un lazo de control que permita

controlar la presión de entrada a los filtros, y por ende a todo el tren

desmineralizador.

Realizar nuevas evaluaciones a la operación de los trenes desmineralizadores, y

sobre todo al comportamiento del perfil de presiones y flujo, una vez realizadas las

modificaciones recomendadas

GLOSARIO DE TERMINOS

35

Bauxita: Es un mineral de color rojizo, en cuya composición predominan los hidratos

y silicatos de alúmina, óxidos de hierro y de titanio. La Bauxita es el producto de la

meteorización y lixiviación de una variedad de rocas y sedimentos a través de

millones de años, representa la materia prima para la producción de alúmina y por

ende el aluminio primario.

Alúmina: Es el óxido de aluminio (Al2O3). Junto con la sílice, es el componente más

importante en la constitución de las arcillas y los esmaltes, confiriéndoles resistencia

y aumentando su temperatura de maduración.

El óxido de aluminio existe en la naturaleza en forma de corindón y de esmeril.

Tiene la particularidad de ser más duro que el aluminio y el punto de fusión de la

alúmina son 2072 °C (2345,15 K) frente a los 660 °C (933,15 K) del aluminio, por lo

que su soldadura debe hacerse a corriente alterna.

Sistema de control: Es aquel que compara el valor de la variable o condición a

controlar con el valor deseado y toma una acción de corrección de acuerdo con la

desviación sin que el operador intervenga en absoluto

Procesos continuos: Un proceso continuo se caracteriza porque las materias primas

están Constantemente entrando por un extremo del sistema mientras que en el otro

extremo se obtiene de forma continua un producto terminado

Descarbonatador: Equipo perteneciente al tren de desmineralización que tiene como

función liberar el dióxido de carbono (CO2) presente en el agua.

36

Agua desmineralizada: También conocida como agua desionizada, es aquella a la

cual se le han quitado los cationes, como los de sodio, calcio, hierro, cobre y otros, y

aniones como el carbonato, fluoruro, cloruro, etc., mediante un proceso de

intercambio iónico.

Nivel: Es la distancias existente entre una línea de referencia y la superficie del

fluido, generalmente dicha línea se toma como el fondo del recipiente.

Cavitación o aspiraciones en vacío : Es un efecto hidrodinámico que se produce

cuando el agua o cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una

arista afilada, produciendo una descompresión del fluido debido a la conservación de

la constante de Bernoulli. Puede ocurrir que se alcance la presión de

vapor del líquido de tal forma que las moléculas que lo componen cambian

inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas o, más

correctamente, cavidades. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión (el

vapor regresa al estado líquido de manera súbita, «aplastándose» bruscamente las

burbujas) produciendo una estela de gas y un arranque de metal de la superficie en la

que origina este fenómeno.

Convertidores I/P: Los convertidores de señales de corriente a presión neumática

pueden ser usados para enviar una señal de control neumática para una válvula o

actuador, proveniente de sistemas DCS o PLC. Por el contrario, los convertidores de

presión neumática pueden ser usados para transmitir la lectura de un instrumento

neumático remoto, a un sistema electrónico por ejemplo: DCS o PLC.

BIBLIOGRAFIA

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Creus, Antonio (1992) Instrumentacion Industrial. Mexico D.F. Alfaomega Marcombo.

http://itzamna.bnct.ipn.mx:8080/dspace/bitstream/123456789/2624/1/TESISgarcialopezivan.pdf

Planoteca de CVG Bauxilum

IUPSM (2013) Guía de Manual de pasantías regular, puerto Ordaz, Venezuela Autor: Ing. Dioni Moncada. Actualizado: Ing. Mercedes López

www.monografias.com

Arias, F. (2004). El Proyecto de Investigación. Introducción a la metodología científica. (4ta ed). Caracas: epitesme.

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