Proceso

1. Unidad Temática N° VI
Practica Profesionalizarte I

2. PROCESOS INDUSTRIALES
Los procesos industriales tienen su propósito
principal en la transformación de materias primas en
un producto final.
Un proceso puede ser descrito como la secuencia
de cambios en una sustancia.
La secuencia de cambios puede ocurrir en el aspecto químico,
físico o ambos en la composición de una sustancia incluyendo
parámetros como el flujo, nivel, presión, temperatura densidad
volumen, acidez y gravedad especifica, así como muchos
otros, También muchos procesos requieren de transferencia
de energía.

3. PROCESOS INDUSTRIALES
En la obtención de productos se desarrollan las
llamadas operaciones, etapas y procesos
industriales. su clasificación es muy precisa a
nivel industrial aunque sus orígenes se tienen
en los procesos artesanales a nivel de cocinas
domésticas o en pruebas de campo a nivel de
laboratorios, que se han constituido en la cuna
de los procesos industriales a diferencia de
otros que nacen en plantas piloto o laboratorios,
(industria química) o en talleres (industria
metalmecánica)

4. Proceso químico
La industria química se ocupa de cambiar
la estructura química de los materiales
naturales con el fin de obtener productos
útiles para otras industrias o para la vida
cotidiana.
Los productos químicos se obtienen a
partir del procesamiento, en una serie de
etapas, de esas materias primas
(minerales, metales e hidrocarburos,
sobre todo), que suelen requerir
tratamientos ulteriores, como el
mezclado, para conseguir el producto
final (p. ej., pinturas, adhesivos,
medicamentos y cosméticos). Así pues, la
industria química no se limita
exclusivamente a los denominados
“productos químicos”, sino que abarca
otros productos, como las fibras
artificiales, las resinas, los jabones, las
pinturas, las películas fotográficas y otros

5. ¿Qué es un proceso Químico?
Un proceso químico es un conjunto de
operaciones químicas o físicas ordenadas
a la transformación de unas materias
iniciales en productos finales diferentes.
Un producto es diferente de otro cuando
tenga distinta composición, esté en un
estado distinto o hayan cambiado sus
condiciones.
En un proceso químico existen diferentes
operaciones involucradas. Unas llevan
inherentes diversas reacciones químicas. En
cambio otros pasos son meramente físicos,
es decir, sin reacciones químicas presentes.
Se puede decir que cualquier proceso
químico que se pueda diseñar consta de
una serie de operaciones físicas y químicas.
Cada una de estas operaciones es una
operación unitaria dentro del proceso
global.

6. CONCEPTOS BÁSICOS
Operación: Es una acción elemental necesaria en el desarrollo de un proceso; a diferencia
de las etapas, es imposible realizar un proceso mediante una sola operación.
Las operaciones unitarias son cada una de las acciones necesarias de transporte,
adecuación y/o transformación .
Para la industria, un proceso de fabricación o industrial es el conjunto de operaciones
necesarias para modificar las características de las materias primas. Por lo general,
para la obtención de un cierto producto, se necesitan múltiples operaciones
individuales.
La Real Academia de la Lengua Española define la palabra proceso como el conjunto
de las fases sucesivas de un fenómeno natural o de una operación artificial

7. Representación grafica de los
procesos
El hecho de que el diseño de procesos tenga como finalidad conseguir la
optimización de todas las actividades integradas en
los procedimientos elementales, no significa precisamente que esto se logra por la
sola idea de planificar las operaciones. Por tal motivo, resulta oportuno remarcar la
preponderancia que tiene la supervisión de las
actividades si se pretende generar la mejora procesos y disminuir al máximo las
insuficiencias. Consecuentemente, de esto surge, la necesidad de estudiar la
implicancia del diseño proceso desde una perspectiva global, que incluya todas las
funciones relacionadas con el proyecto específico.

8. Las etapas en donde se producen cambios netamente físicos se denominan
operaciones unitarias y las etapas donde se produce una reacción química se llaman
procesos unitarios.
Operaciones Unitarias Procesos
Procesos
Alcoholisis
Aromatización
Deshidratación
Electrolisis
Fermentación
Halogenación
Esterificación

9. Importancia del dibujo en la
representación de la información
Un diagrama de flujo de procesos (PFD) es un
tipo de diagrama de flujo que ilustra las
relaciones entre los principales componentes
de una planta industrial.
Se usa para documentar o mejorar un proceso o
modelar uno nuevo. En función de su uso y
contenido, también se puede denominar
"diagrama de flujo de procesos", "diagrama de
flujo de bloques", "diagrama de flujo
esquemático", "diagrama de flujo macro",
"diagrama de flujo vertical", "diagrama de tuberías
e instrumentación", "diagrama de flujo de sistema"
o "diagrama de sistema“

10. Diagramas de procesos industriales
Diagramas de bloques
■ Un diagrama de bloques de un sistema es
una representación gráfica de las funciones
que lleva a cabo cada componente y flujo de
señales. Tales diagramas muestran las
relaciones existentes entre los diversos
componentes. A diferencia de una
representación matemáticamente
puramente abstracta, un diagrama de
bloques tiene la ventaja de indicar de forma
realista el flujo de las señales del sistema
real.
■ Cada bloque está conectado por flechas
siguiendo la trayectoria del proceso, según
su estado económico y operaciones, en
bloque o cuadros, pueden representarse los
datos significativos y/o importantes.

11. Diagramas de procesos industriales
Diagrama de Flujo de Proceso
■ El Diagrama de Flujo de Proceso es
una representación esquemática del
proceso, sus condiciones de
operación normal y su control básico.
Éste también indica los efluentes
(líquidos, gases o sólidos) emanados
del proceso y su disposición.
■ El diagrama puede incluir o no el
balance de masa e información para el
diseño y especificación de equipos,
además sirve de guía para desarrollar
el Diagrama de Tubería e
Instrumentación.

12. Propósitos y beneficios del Diagrama
de flujos
■ Un diagrama de flujo de procesos tiene
múltiples propósitos:
■ Documentar un proceso con el fin de lograr
una mejora en la comprensión, el control de
calidad y la capacitación de los empleados.
■ Estandarizar un proceso para obtener una
eficiencia y repetibilidad óptimas.
■ Estudiar un proceso para alcanzar su
eficiencia y mejora. Ayuda a mostrar los
pasos innecesarios, cuellos de botella y
otras ineficiencias.
■ Crear un proceso nuevo o modelar uno
mejor.
■ Comunicar y colaborar con diagramas que
se dirijan a diversos roles dentro y fuera de
la organización.

13. Información a contener
Balance de masa
■ Las características de las corrientes de alimentación, intermedias, reciclos y productos
acabados se resumen en una tabla ubicada en la zona inferior del plano.
■ La tabla contiene parte de los datos de proceso generados por el simulador de procesos:
1. Número de la corriente
2. Descripción de la corriente (ej. crudo de alimentación)
3. Flujo másico y/o flujo volumétrico
4. Temperatura de operación
5. Presión de operación
6. Densidad o gravedad específica
7. Viscosidad absoluta
8. Estado físico.
■ Los datos de la tabla pueden variar de acuerdo al tipo de proceso. Es potestad del
Ingeniero de Proceso, previa aprobación del Gerente del Proyecto, añadir o eliminar datos
a fin de suministrar la información más relevante para el proceso que se está diseñando.
■ Los componentes de las corrientes en forma porcentual y otras propiedades,
generalmente se presentan en el documento “Balance de masa y energía y sumario de
propiedades de las corrientes”.

14. Información a contener
Equipos de proceso
■ Cada equipo debe tener los siguientes datos: código de identificación, nombre del equipo y características de
operación normal.
■ Los equipos de respaldo ó en paralelo no son mostrados. Sin embargo, la presencia de éstos renglones son indicados
por el número del equipo, por ejemplo, P–201 A/B/C.
Líneas de proceso
Cada línea de proceso desde y hacia los equipos se identifica con un número dentro de un rombo para referirlo a los
balances de masa y energía.
La identificación de las corrientes de proceso en los DFP debe realizarse siguiendo los criterios siguientes:
■ Numerar las corrientes principales y los ramales.
■ Numerar una sola de las corrientes paralelas o trenes idénticos.
■ Asignar los números a las corrientes de proceso en orden creciente de acuerdo al recorrido del flujo principal a través
de la unidad de proceso.
■ Cambiar la numeración de la corriente cuando hay cambios de condiciones: presión, temperatura o flujo, en la misma.
■ Identificar como número uno (1) la corriente de alimentación principal, continuando la secuencia numérica a lo largo de
la unidad de proceso y finalizar con los productos, aun cuando exista más de un (1) plano y continuar numerando los
ramales en forma similar.
■ Identificar cada una de las corrientes de proceso inmediatas a cada uno de los equipos; a manera de facilitar la
especificación de los mismos.
■ En los DFP no se debe mostrar el diámetro, numeración y material de las líneas.

15. Información a contener
Control básico del proceso
■ El DFP muestra el esquema de control considerado para una
operación segura y eficiente de la planta. De acuerdo a esto se
debe indicar en forma simplificada los lazos de control
requeridos, y si el alcance de trabajo así lo requiere, la ubicación
de las principales válvulas de alivio.
■ El esquema de control del proceso no pretende reflejar la
instrumentación final de la planta, por lo tanto, no deberá
indicar el tipo de transmisión de señal (neumática o
electrónica), ni la ubicación de control será en campo, panel o si
forma parte de un sistema computarizado.

16. Corrientes de procesos
■ Primarias: Indican el flujo principal de un proceso ( línea continua).
■ Secundarias: Sub productos o sub procesos

17. Corrientes de procesos
■ Derivación o purga: (“bypass”): Corriente que se ha desviado de la
principal para evitar que sufra una o más etapas de un proceso,
llegando directamente a una etapa posterior para obtener una
composición final deseada (Figura 3.3); se efectúa un balance
alrededor de todo el sistema y un balance en el punto de mezcla

18. Corrientes de procesos
■ Recirculación (“recycle”): Corriente que se devuelve a la corriente
de alimentación como resultado de una separación efectuada en la
corriente de salida de un proceso para aprovechar disolventes
valiosos o aumentar la conversión de reacciones reversibles
(Figura 3.4); se efectúa un balance alrededor de todo el sistema,
alrededor de cada bloque y en el punto de mezcla

19. Corrientes de procesos
Purga (“purge”): Corriente desviada de una recirculación hacia el
exterior del sistema, con objeto de eliminar ciertas sustancias que
de otra manera se acumularían en el interior del sistema (Figura
3.5); se efectúa un balance alrededor de todo el sistema,
alrededor de cada bloque, en el punto de mezcla y en el de
extracción de la purga.

20. NORMAS O REGLAS PARA LA CREACIÓN DE
DIAGRAMAS DE FLUJO
■ 1. Los diagramas de flujo se escriben de arriba abajo y de izquierda a derecha.
■ 2. Todo símbolo (excepto las líneas de flujo) llevará en su interior información
que indique su función exacta y unívoca.

21. NORMAS O REGLAS PARA LA CREACIÓN
DE DIAGRAMAS DE FLUJO
3. Un elemento del diagrama no puede tener más de una salida si no es un elemento de
decisión. Existen excepciones que veremos en su debido momento

22. NORMAS O REGLAS PARA LA CREACIÓN
DE DIAGRAMAS DE FLUJO
■ 4. Las líneas de flujo no pueden cruzarse

23. Normalización de procesos
• La normalización de los procesos en una organización debe ser considerada
como una necesidad fundamental puesto que busca mantener la
consecución de los mismos objetivos pero mejorando su ejecución.
• Promueve la creación de un idioma técnico común a todas las organizaciones
y es una contribución importante par la libre circulación de productos
industriales. Además tanto en el mercado local como a nivel global fomenta la
competitividad empresarial, principalmente en el ámbito de las nuevas
tecnologías.

24. Necesidad de Normalización
La normalización es un mecanismo de coordinación de actuaciones que proyecta sus
principales beneficios cuando se cumplen las siguientes condiciones:
■ Cuando una actividad tiene un carácter muy repetitivo dentro de una
organización
■ Cuando el entorno sobre el que se desarrolla es muy predecible y resulta fácil de
planificar
■ Cuando las actividades a desarrollar son simples y comprensibles por cualquier
persona que las vaya a ejecutar.
■ Si analizamos estas condiciones siguiendo la visión por procesos, podemos
darnos cuenta de que las tres condiciones se cumplen a la perfección en cada uno
de los procesos que se lleven a cabo dentro de una organización, puesto que un
proceso siempre será repetitivo, predecible y comprensible.

25. Ventajas y desventajas
■ Se puede predecir el resultado de los trabajos
■ Se puede garantizar que la gestión se realizar de forma homogénea en cualquier
parte de la organización, sin importar la unidad que lo lleve a cabo
■ Facilita el aprendizaje de las personas implicadas permitiendo la difusión del
conocimiento
■ Potencia las posibilidades de medir, comparar y mejorar el desempeño de las
actividades en la organización, gracias al establecimiento de indicadores
normalizados
■ Facilita la asignación de responsabilidades en las diversas actividades
■ Facilita la comunicación, las relaciones interpersonales y el trabajo en equipo en
pos de cumplir un objetivo común
■ Mejora la eficacia global de la organización
■ Facilitar el control y la toma de decisiones a nivel estratégico
■ Posibilita el crecimiento de la organización
■ Mejora la reputación de la organización.

26. Importancia
La normalización de los procesos de negocio permite preparar la información como maniobra de
acción, posibilitando la interconexión entre los procesos y estableciendo indicadores comunes.
En un entorno cada más interconectado, las organizaciones pueden estandarizar procesos
comunes, uniformizar sus ámbitos de actuación y mejorar tanto su relación como sus resultados.
Por otro lado, la normalización de los procesos internos tiende a concretarse en una serie de
buenas prácticas o recomendaciones seleccionadas por los directivos de la organización, que se
utilizan como plantillas sobre las que acomodar las actividades de la organización, pero siendo
adaptadas a las necesidades específicas de cada organización.
En definitiva, la normalización de los procesos tiene como objetivo principal desarrollar una base
teórica y práctica que sirva para entender los procesos de una organización, desembocando en
una mejora de los resultados obtenidos. En cierta medida, lo que se pretende con ello es:
■ Diseccionar la organización al completo
■ Identificar todos sus elementos fundamentales, sistematizarlos y clasificarlos
■ Estructurar lógicamente los elementos fundamentales que tiene la organización
■ Establecer las condiciones necesarias para utilizar cada uno de esos elementos.

27. Clasificación de tipos de procesos
Todo proceso productivo se puede clasificar en función de cómo se
realiza la entrada de materia prima, y de cómo se obtiene
el producto a partir de ésta.
Se distingue principalmente entre proceso en continuo y proceso
batch, aunque existen variantes que combinan características de
ambos procesos.
Proceso en continuo. El flujo de entrada de materia prima al sistema
es constante mientras dura el proceso de producción, siendo la
salida de producto también constante.
Proceso batch (también conocido como proceso por lotes). La
cantidad total de materia prima se introduce al sistema al comienzo
del proceso, obteniéndose la cantidad total de producto
transcurrido un determinado tiempo.

28. Proceso continuo
Es aquel en el que la operación no se detiene. Las diversas partes de la estructura de
un proceso en general siempre está recibiendo una alimentación continua y de igual
manera están lanzando un producto en forma continua. En la mayoría de los procesos
de plantas de procesos químicos o no químicos el proceso continuo se utiliza porque de
esta forma se logra mantener un ritmo de producción constante,
Nota: se consigue más fácilmente el estado estacionario en los equipos de producción y
económicamente es más conveniente, ya que los arranques o los paros pueden ser más
costosos que en una operación continua
En este tipo de sistemas, todas las operaciones se organizan
para lograr una situación ideal, en la que estas mismas
operaciones, se combinan con el transporte de tal manera
que los materiales son procesados mientras se mueven. Se
utiliza este sistema cuando la economía de fabricación
favorece a la producción continua. Es decir, cuando la
demanda de un producto determinado es elevada, nos
veremos obligados a trabajar continuamente.

30. Proceso Batch
■ La producción intermitente se caracteriza por el sistema productivo de
"lotes" de fabricación. En estos casos, se trabaja con un lote determinado
de productos que se limita a un nivel de producción, seguido por otro lote
de un producto diferente.
■ La producción intermitente será inevitable, cuando la demanda de un
producto X no es lo bastante grande para utilizar el tiempo total de
fabricación continua, de tal suerte, que la economía de manufactura
favorecerá a la producción intermitente.
En este tipo de sistemas, la empresa generalmente fabrica una
gran variedad de productos. Para la mayoría de ellos, los
volúmenes de venta y, consecuentemente, los lotes de
fabricación, son pequeños en relación con la producción total. El
costo de la mano de obra especializada es relativamente alto y,
en consecuencia, los costos de producción son más altos que
los de un sistema de producción continua.

32. Diferencias

33. Procesos semi continuos
Cualquier forma de operar un proceso
que no sea contínua ni batch. Ej. Permitir
el escape de un gas presurizado en un
contenedor a la atmósfera o introducir
líquido en un tanque sin extraer nada de
él o sea, llenado de un
tanque o vaciado del mismo.
De acuerdo a la variación del proceso
con el tiempo, los mismos pueden ser
clasificados en estacionarios o
transitorios.
Los procesos por lotes o semicontínuos
por su propia naturales, siempre
operan en estado transitorio mientras
que los continuos pueden hacerlo en
estado estacionario o no.

34. Estados de los procesos
■ El estado estacionario es aquel en el que no existen cambios de variables
de proceso. Por ejemplo, en un intercambiador de calor, puede entrar agua a
25 C y salir a 80 C. Claro que el agua ha cambiado su temperatura, pero en el
estado estacionario, la temperatura del agua a la entrada y a la salida
siempre será la misma. En la práctica el estado estacionario es más flexible,
las variables cambian dentro de un rango de tolerancia.
■ En el estado no estacionario las variables de proceso cambian y esto se
debe a que existe alguna acumulación de materia y energía.
Si en un proceso dado, los valores de las variables no cambian en el
tiempo, entonces el proceso está operando en un estado estacionario.
Por el contrario, si las variables del proceso cambian en el tiempo, el
proceso es operado en estado transitorio o no estacionario

36. El llenado de tanques es un ejemplo del estado transitorio.
Imagen de mexicanfibers

37. El escalamiento
El concepto de escalamiento parte de la propia definición de medición: Medir es
asignar números a las propiedades de los objetos u operaciones, de acuerdo con
ciertos criterios y reglas. Pues bien, el escalamiento es el proceso mediante el
cual se desarrollan los criterios y las reglas de asignación numérica que
determinan las unidades de medida significativas para llevar de un tamaño dado a
otro tamaño mayor o menor una operación u objeto.
Escalar un proceso o equipo es convertirlo de su escala de investigación
(laboratorio o piloto) a escala industrial (producción). Por ejemplo; en un
laboratorio de investigación se desarrolla un nuevo producto con valor comercial
por medio de una reacción química usando equipo como frascos, matraces,
mecheros, agitadores, etc. Técnico químico es el profesionista capacitado para
llevar este nuevo producto al mercado mediante el escalamiento; analizar las
condiciones de reacción y los factores de influencia para definir los equipos
necesarios (bombas, intercambiadores de calor, reactores, etc.) y proponer el
proceso de producción en masa del producto.

38. Planta piloto
Una planta piloto es una planta de proceso a escala reducida. El fin que se persigue al
diseñar, construir y operar una planta piloto es obtener información sobre un
determinado proceso físico o químico, que permita determinar si el proceso es
técnica y económicamente viable, así como establecer los parámetros de operación
óptimos de dicho proceso para el posterior diseño y construcción de la planta a
escala industrial
El uso de plantas de proceso a escala piloto tiene como propósitos principales:
 Predecir el comportamiento de una planta a nivel industrial, operando la planta piloto a
condiciones similares a las esperadas. En este caso los datos obtenidos serán la base
para el diseño de la planta industrial.
 Estudiar el comportamiento de plantas industriales ya construidas, en donde la planta
piloto es una réplica y estará sujeta a condiciones de operación previstas para la planta
industrial. En este caso a la planta piloto se le llama modelo y tiene como función
principal mostrar los efectos de los cambios en las condiciones de operación de
manera más rápida y económica que si se realizaran en la planta original.

39. Aplicaciones
La investigación para el estudio de nuevos procesos físico-químicos, o para la mejora de procesos ya
existente se lleva a cabo en plantas a escala piloto, reduciéndose así los costes asociados a la
inversión y a los gastos fijos de operación inherentes a una planta industrial.
• Se utilizan plantas piloto para la investigación de bioprocesos, o procesos químicos que
involucran organismos o sustancias bioquímicamente activas derivadas de dichos organismos
• En el caso de procesos catalíticos, se emplean plantas piloto para el ensayo de nuevos
catalizadores, con el objeto de estudiar su actividad y selectividad para una determinada
reacción química y de optimizar las variables de proceso.
• También se utilizan plantas piloto como equipamiento científico para educación en
Universidades, o como sistemas para demostración.
El término “Planta Piloto” abarca un amplio rango de escalas, desde plantas a escala laboratorio hasta plantas a
escala semi-industrial. Los avances tecnológicos en distintas áreas (electrónica, comunicaciones, micromecanizado,
etc.) han hecho posible que hoy día se disponga de instrumentación y dispositivos adecuados para el diseño y
construcción de plantas a escala muy reducida, plantas a microescala, capaces de operar en idénticas condiciones
de presión y temperatura que las plantas industriales. Estos avances ha conducido igualmente a que estas plantas a
microescala cuenten con sistemas de adquisición de datos, supervisión y control (sistemas SCADA) y puedan ser
automatizadas, de manera que la producción experimental se multiplique y se reduzca, así, considerablemente el
tiempo necesario para el estudio y la optimización de un proceso físico-químico concreto

40. Control de procesos
■ El control de procesos toma en
cuenta la medición y el análisis de las
variables que determinan el
funcionamiento de un proceso así
como la toma de decisiones y la
ejecución de acciones de control
para gobernar dicho proceso. Aun
cuando el control del proceso se
realice con fines netamente
operativos, siempre es posible
capturar y almacenar información,
que puede ser eficientemente
procesada con fines de
mantenimiento, como es el caso del
mantenimiento predictivo.
Asimismo, se acostumbra
instrumentar máquinas y equipos de
proceso para adquirir datos
exclusivos para estos fines.

41. Control de procesos
■ Las variaciones en si pueden, a su vez, presentarse de varias maneras, lo que
requerirá consideraciones particulares a cada caso. Los procesos, por lo tanto,
requieren usualmente ser controlados según distintos criterios, entre los cuales
se pueden destacar:
• Eliminar o reducir el error humano;
• Reducir el trabajo y sus costos, que tienden a elevar el precio de los productos o
servicios;
• Minimizar el consumo de energía;
• Reducir el tamaño de plantas;
• Reducir almacenamientos intermedios;
• Respetar los reglamentos ambientales;
• Alcanzar y/o mantener un resultado deseado.
■ Dos conceptos constituyen la base de la mayoría de las estrategias de control:
retroalimentación (feedback) y anticipativo (feedforward).

42. El laboratorio y los controles de
procesos
En la industria, el Control de Calidad es una actividad, que permanentemente toma
decisiones, las cuales requieren de un eficiente y seguro proceso de evaluación de
las circunstancias que rodean el objeto de las decisiones, siendo la información
histórica, comúnmente llamada DATOS, la base fundamental de dicho proceso,
razón por la cual estos datos deben ser bien recolectados y analizados.
Cuando hablamos del proceso de control de calidad
en un laboratorio, lo entendemos como un proceso
cuyo objetivo es el de detectar y corregir posibles
discrepancias analíticas internas, con la intención de
minimizar o eliminar su impacto de forma previa a la
emisión de resultados.
Así, la finalidad de este mecanismo es el de aumentar
la calidad, fiabilidad y precisión de los resultados
obtenidos.

43. ¿Preguntas?