INTRODUCCION

AGRO INDUSTRIAL PARAMONGA S.A.A. dentro del programa de desarrollo integral, requiere implementar una Central Trmica de Cogeneracin de 23 MW de capacidad con el propsito de entregar energa elctrica generada al Sistema Elctrico Interconectado Nacional (SEIN), despus de utilizar energa en sus procesos productivos de azcar procedente del vapor de la caldera.

Para tal fin la empresa otorg a CESEL S.A. el desarrollo del Estudio Definitivo a Nivel de

Ingeniera de Detalle de la Central de Cogeneracin de Paramonga 23 MW.

ASPECTOS BSICOS DEL PROYECTO

Generacin de energa elctrica a partir del bagazo de caa de azcar (biomasa) a fin de aprovechar todo el bagazo resultante del proceso de molienda de la caa de azcar.

La ejecucin de este proyecto es una manera de fomentar la aplicacin de tecnologas basadas en el uso de recursos renovables (biomasa) en lugar de recursos no renovables (combustibles fsiles) para la generacin de energa elctrica a ser suministrada al Sistema Nacional Interconectando, contribuyendo as a reducir la emisin global de gases de efecto invernadero y estimulando la inversin en proyectos elctricos basados en el uso de biomasa.

UBICACIN

El proyecto se realizo dentro de las instalaciones de la empresa Agro Industrial Paramonga S.A. AIPSAA, en el distrito de Paramonga, provincia de Barranca, departamento de Lima. Se encuentra ubicada a 11,68 m s.n.m. y a 200 km de Lima.

COGENERACION

PROYECTO: SITUACION ANTERIOR

PROYECTO: SITUACION ACTUAL

TURBOGENERADOR

DESCRIPCION DEL TRABAJO

Las obras civiles que se contempla en el presente proyecto consideran principalmente obras de concreto armado con las caractersticas propias para los propsitos asignados a cada una de ellas. A continuacin se resume los diferentes alcances de obras civiles a considerarse en este proyecto:

Casa de MquinasEstructura de concreto armado constituido por columnas, vigas y losas macizas. La cimentacin esta constituida por zapatas y vigas de cimentacin de concreto armado. Las coberturas laterales estn constituidas por frisos de plancha metlica tipo TR-4, la cual es sostenida por perfiles metlicos.

La losa de piso es de concreto armado y permitir el paso de camiones. Las losas de los niveles superiores se disearon considerando las cargas de los tableros y el transito pesado de equipos.

El puente gra esta apoyado sobre una viga de concreto armado.

El techo de la edificacin esta constituida por vigas y columnas metlicas, apoyados sobre la estructura de concreto. Se considero planchas tipo TR-4 en la cobertura de techo.

La tabaquera es de ladrillo pandereta y se encuentra separa de la estructura mediante vigas soleras y columnetas.

Soporte de Generador y Turbinas

La estructura de soporte de Turbina y el Generador esta compuesta por columnas de concreto y losas de concreto armado. La estructura sirve de soporte a los equipos y dems elementos del sistema. La estructura esta cimentada sobre una zapata combinada unida por vigas de cimentacin.

Soporte de Tank Oil

Estructura compuesta por columnas, vigas y losas de concreto armado. La cimentacin de la estructura esta conectada con la cimentacin del soporte del Generador y las turbinas.

Canaletas y Soporte de Transformador

Las canaletas, ductos y buzones de las instalaciones elctricas son de concreto armado. Se consideraron las cargas actuantes por el terreno y el transito sobre el techo y las paredes de las estructuras mencionadas.

Estructura de Soporte de Tuberas

Esta compuesta por zapatas y pedestales de concreto armado. La cimentacin esta basada en zapatas aisladas que trasmiten al terreno los esfuerzo ejercidos por la estructura. Se considero el uso de zapatas conectadas mediante vigas de cimentacin los casos donde se presentan zapatas excntricas.

NORMAS

Para el diseo de las estructuras de concreto armado se han tomado en cuenta los siguientes cdigos y estndares:

Reglamento Nacional de Edificaciones

Reglamento de Edificaciones E-020 Cargas

Reglamento de Edificaciones E-050 Suelos y Cimentaciones

Reglamento de Edificaciones E-060 Concreto Armado

CARGAS

A) Carga Muerta: Constituida por el peso de la estructura y sus acabados, el cual se calcula a partir de los pesos unitarios de los materiales empleados. Se consideraran cargas de tabiquera aplicadas en las zonas donde se presentan. El peso propio de los elementos es calculado y aplicado automticamente por el programa de anlisis. Se

ha considerado una carga de piso terminado de 100 kg/m2

B) Carga Viva: Es aquella originada por el peso de los ocupantes y el mobiliario. Se ha considerada una carga repartida de 700 kg/m2 sobre las losas del nivel +8,00. Se considera una sobrecarga en el techo metlico de 30 kg/m2 y de 100 kg/m2 sobre la losa de techo del cuarto de maquinas.C) Carga de Sismo: De acuerdo a la norma E.030 (2003) la fuerza cortante en la base ser determinada utilizando la expresin:

luego se distribuir en altura utilizando la expresin:

En nuestro caso los valores de los parmetros involucrados son: Z=0,40; S=1,40, U=1,50; C=2.5x(Tp/T), Tp = 0,90 y R=8.

6.1 Diseo de Concreto Armado

De acuerdo a lo estipulado en el artculo 4.1.2.b de la norma E.030, el peso de la estructura ser determinado considerando un 50% de la sobrecarga presente. El anlisis se efectu con el mtodo espectro de respuesta, considerando las dos direcciones principales del edificiCOMBINACIONES DE CARGALa estructura de concreto ser diseada para soportar el esfuerzo actuante ms crtico resultante de la siguiente combinacin de cargas, segn el Captulo 10 de la Norma Tcnica de Edificaciones NTE- E060 Concreto Armado - RNE.

Las combinaciones de carga (Norma E-060) a ser aplicados son los siguientes:

1. 1.5 CM + 1.8 CV

2. 1.25 (CM + CV) + Ex

3. 1.25 (CM + CV )- Ex

4. 1.25 (CM + CV )+ Ey

5. 1.25 (CM + CV) Ey

6. 0.90 CM + Ex

7. 0.90 CM Ex

8. 0.90 CM + Ey

9. 0.90 CM Ey

Donde:

CM = Carga Muerta

CV = Carga Viva

Ex = Sismo en la Direccin X `

Ey = Sismo en la Direccin Y

Diseo de Estructuras Metlicas

Las combinaciones de carga a ser aplicados son los siguientes:

1. CM + CV

2. CM + CV + W

Donde CM y CV son las indicadas anteriormente y W es la carga de viento.

Para estas combinaciones de carga, todas las estructuras metlicas son diseadas para soportar las cargas por esfuerzos admisibles.

MATERIALES

CONCRETO ESTRUCTURAL

CLASES DE CONCRETO:La clase de concreto a utilizar en cada seccin de la estructura, deber ser la indicada en los planos o las Especificaciones:

Concreto Clase f'c = 10 MPa: Solados de estructuras

Concreto Clase f'c = 24 MPa: Estructuras (losas, muros, gola, cimentaciones, etc.)

Con una relacin mxima de agua cemento de 0.40.

1.-EL CEMENTO:

Es un aglomerante hidrulico que, mezclado con agregados ptreos (rido grueso o grava ms rido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, manejable y plstica capaz de fraguar y endurecer al reaccionar con el agua y adquiriendo por ello consistencia ptrea.El cemento deber ser del tipo portland, originario de fbricas aprobadas, despachado nicamente en sacos sellados y con marcas. La calidad del cemento portland deber ser equivalente a la de las especificaciones ASTM C 150, CLASE V. En todo caso, el cemento deber ser aceptado, basndose en los certificados de ensayo emanados de laboratorios reconocidos. El cemento deber ser muestreado.

2.-GROUTING / ANCLAJE

GROUTING CEMENTICIO

El grout, como se entiende es un material fluido, autonivelante y a veces de consistencia plstica, que se utiliza para rellenar el espacio entre la superficie inferior de la placa base de una mquina o de una estructura y la cimentacin sobre la cual esta descansa. Luego de endurecer, el grout ser capaz de soportar la mquina o la estructura en servicio. Se entiende como grouting, a la operacin de colocar el grout en su sitio. El grout, las placas o tornillos de nivelacin, mas los anclajes, forman el vital puente entre mquinas, equipos, bases de columnas y sus cimentaciones. Los materiales ms utilizados como el grout son mezclas de cemento hidrulico, agregados finos, agua y diversos aditivos qumicos y adiciones minerales. Tambin los materiales epxidos se utilizan desde hace varios aos para confeccionar grout de gran calidad.

Productos

Sikagrout 212

Grout Epxico

Los grouts epxicos son premezclados en fbrica y se entregan con sus componentes predosificados para mezclar en obra, sin que deba agregarse nada adicional. El grout epxico tiene una formula especial y esta disenado con mezclas de resinas , endurecedores y agregados que conforman un sistema apropiado para el grouting. Las ventajas de utilizar un grout epxico, en comparacin con los grout cementicio, son los siguientes:

Mayor resistencia al impacto y vibracin

Mayor resistencia a la compresin

Mayor resistencia a flexin

Mayor resistencia a traccin

Mayor adherencia al concreto y acero

Rpida adquisicin de resistencia y rpida puesta en servicio

Los requisitos bsicos que debe cumplir el grout epxico son: ausencia de retraccin en direccin vertical, fluidez apropiada para su colocacin, ausencia de sedimentacin del agregado, alta resistencia mecnica, rpido desarrollo de la resistencia, coeficiente de expansin trmica adecuado, alta durabilidad y seguridad.

Productos

Sikadur 42 Grout Pack3.-EL ACERO:El acero es laaleacindehierroycarbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso de la composicin de la aleacin, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. En la industria de la construccin se usa los aceros estructurales. Esta gran variedad de aceros llev alos fabricantes definir el acero como un compuesto de hierro y otra sustancia que incrementa su resistencia.REFUERZO DE CONCRETO ESTRUCTURALLas varillas para el refuerzo del concreto estructural, debern estar de acuerdo con los requisitos ASTM A 615 para varillas de acero grado 60 y con lmite de fluencia de 420 MPa (4200 kg/cm2).

Calidad del Acero .- El Propietario deber solicitar una copia certificada de los resultados de los anlisis qumicos y pruebas fsicas realizadas por el fabricante para el lote correspondiente a cada envo de refuerzo a la obra. En caso no cumpla este requisito, el Propietario ordenar la ejecucin de todos los ensayos que considere necesarios sobre el refuerzo, antes de aceptar su utilizacin.ACERO ESTRUCTURAL fy = 36 ksi

Todos los materiales debern cumplir con la ltima versin de las normas ANSI, ASTM o DIN a no ser que otra norma sea especificada.

Placas, perfiles, estructuras y barras

Acero al carbono ASTM A36 b) Pernos, tornillos, esprragos, tuercas.

Todos los pernos, tornillos, esprragos y tuercas sern de la forma estndar de roscas de la norma actualizada ANSI B1.1

Se usarn tuercas y tornillos de bronce o de acero inoxidable con pasta selladora donde sea apropiado para asegurar que las partes puedan ser fcilmente desmontadas despus de un largo perodo de servicio.

4.-PINTURA:

La pintura de las estructuras metlicas incluir la preparacin de las superficies de metal antes de la aplicacin de la pintura, la aplicacin de la pintura, la proteccin y secado de las distintas capas de pintura as como el suministro de elementos accesorios, mano de obra, materiales necesarios para completar los trabajos, andamiajes, etc.

PANELES METALICOS:

3.0.-ADITIVOS QUIMICOS PARA EL CONCRETO Los aditivos son modificadores y mejoradores de las mezclas de concreto. Son productos solubles en agua, que se adicionan durante el mezclado, en porcentajes no mayores al 1% de la masa de cemento, con el propsito de producir una modificacin en el comportamiento del concreto en estado fresco o en condiciones de trabajo.

4.- LOS AGREGADOS:LOS AGREGADOS FINOS

El agregado fino.- para el concreto deber satisfacer los requisitos ASTM C 33, y deber estar de acuerdo con la graduacin mostrada en el Cuadro N 3.3.3.1:

AGREGADOS GRUESOS:El agregado grueso estar constituido por piedra partida, aprobado por la similares o combinaciones de stos. Deber tener una resistencia ltima mayor que la del concreto en que se va a emplear. El tamao mximo del agregado grueso para las estructuras mayores, no deber exceder los 2/3 del espacio libre entre barras de la armadura.

5.-EL AGUA:El agua empleada en la preparacin y curado del concreto deber ser, de preferencia, potable, limpias y libres de cantidades perjudiciales de aceites, cidos, lcalis, sales, materia orgnica o mineral u otras sustancias que puedan ser dainas al concreto, acero de refuerzo o elementos embebidos, o reduzcan la resistencia, durabilidad o calidad del concreto.