¿Qué es un diagrama de tuberías e instrumentación?
Un diagrama de tuberías e instrumentación (DTI) o P&ID muestra las tuberías y los componentes relacionados del flujo de un proceso físico. Se utiliza más comúnmente en el campo de la ingeniería.
Función y propósito de los P&IDs
Los diagrama de tuberías e instrumentación (P&ID) son fundamentales para el mantenimiento y modificación del proceso que representan gráficamente. En la etapa de diseño, el diagrama también ofrece la base para el desarrollo de esquemas de control del sistema, como el Análisis de Riesgos y Operabilidad (HAZOP).
En el caso de las instalaciones de procesamiento, se trata de una representación gráfica de:
- Los detalles clave de las tuberías e instrumentación
- Los esquemas de control y apagado
- Los requisitos de seguridad y normativa
- La información básica de arranque y operación
Cuándo usar los P&IDs y quién los usa
Los P&ID son una ilustración esquemática de la relación funcional de las tuberías, la instrumentación y los componentes de equipo del sistema usados en el campo de la instrumentación y control o de la automatización. Generalmente son creados por ingenieros que están diseñando un proceso de producción para una planta física.
Estas instalaciones generalmente requieren pasos químicos o mecánicos complejos que se trazan con P&IDs para construir una planta y también para mantener la seguridad de la planta como referencia para la Información de Seguridad de Procesos (PSI) en la Gestión de Seguridad de Procesos (PSM). Si algo sale mal, revisar el P&ID generalmente es un buen comienzo. Los P&IDs son documentos muy valiosos que hay que tener a mano, y que se usan ya sea para simplificar un proceso existente, reemplazar una pieza del equipo o guiar el diseño y la implementación de una nueva instalación. Con los datos que proporcionan, se pueden planificar cambios de forma segura y eficiente por medio de la Gestión de cambios (MOC).
Los P&IDs son usados por técnicos, ingenieros y operadores especializados en el campo para comprender mejor el proceso y cómo la instrumentación está interconectada. También pueden ser útiles en el entrenamiento de trabajadores y contratistas.
¿En qué consisten los P&IDs?
Los P&IDs desempeñan un papel esencial en el mundo de la ingeniería de procesos para mostrar la interconectividad, pero no necesariamente incluyen las especificaciones. Las especificaciones generalmente se proporcionan en documentos por separado. No obstante, son increíblemente útiles de muchas formas, entre ellas:
- Evaluar procesos de construcción
- Servir como base para la programación de controles
- Desarrollar pautas y estándares para el funcionamiento de las instalaciones
- Elaborar documentos que expliquen cómo funciona el proceso
- Aportar un lenguaje común para debatir sobre las operaciones de la planta
- Crear e implementar filosofías para la seguridad y el control
- Diseñar una distribución conceptual de una planta química o de fabricación
- Elaborar recomendaciones para estimaciones de costos, diseño de equipos y diseño de tuberías
¿Cuál es la diferencia entre un diagrama de flujo de procesos (PFD) y un diagrama de tuberías e instrumentación (P&ID)?
El detalle de la instrumentación varía con el grado de complejidad del diseño. A los diseños simplificados o conceptuales se los llama diagramas de flujo de procesos (PFD). Un PFD muestra menos detalles que un P&ID y generalmente es el primer paso en el proceso de diseño, es más bien una vista panorámica. En un P&ID se muestran diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID) con un desarrollo más amplio.
¿Cuáles son las limitaciones de un P&ID?
Ya que los P&IDs son representaciones gráficas de procesos, tienen algunas limitaciones propias. No se los puede considerar modelos reales, porque no necesariamente se los dibuja a escala o con precisión geométrica. Además, no existe para ellos un estándar universal generalmente aceptado, por lo que pueden tener una apariencia diferente de una compañía a otra (o incluso dentro de la misma compañía) en función de los estándares internos, el tipo de sistema de software que se utilice y las preferencias de quien los crea. Por esa razón, es importante diseñar y revisar la documentación que se concentra en los aspectos prácticos de los documentos de apoyo.
Un vistazo a los documentos de apoyo del P&ID
Debido a que los P&IDs son diagramas esquemáticos generales, se necesitan documentos que clarifiquen los detalles y las especificaciones. Estos son algunos de ellos:
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Diagramas de flujo de procesos (PFD)
Los P&IDs se originan de los PFDs. Un PFD es una imagen de los pasos individuales de un proceso en orden secuencial. Los elementos que se pueden incluir son: secuencia de acciones, materiales o servicios que ingresan o salen del proceso (entradas y salidas), decisiones que se deben tomar, personas que participan, tiempo requerido en cada paso y/o mediciones del proceso.
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Especificaciones del material de las tuberías (PMS)
Aquí es donde encontrarás detalles de los materiales de construcción, juntas, pernos, accesorios.
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Especificaciones de equipo e instrumentación (EIS)
Los estándares y detalles demasiado extensos para caber en el P&ID se incluyen en las EIS, entre ellos, el alcance, los estándares, los códigos y especificaciones, las definiciones y terminología, los materiales de construcción, la base de diseño, la mecánica/fabricación, las garantías, las pruebas e inspección, la documentación y el envío.
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Especificación de Requerimientos Funcionales (FRS).
La manera en que opera la planta o el sistema se detalla en la FRS. Incluye la descripción funcional, la comunicación y la definición de alcance del proceso.
¿Qué debe incluir un P&ID?
Si bien no hay estándares exactos respecto de la forma en que se deben trazar los P&ID, ha habido estándares sugeridos por la Práctica de la Industria de Procesos (PIP), un consorcio de propietarios de la industria de procesos y contratistas de la construcción de obras de ingeniería que se desempeñan en la industria. PIC001: Los criterios de documentación de diagramas de tuberías e instrumentación detallan lo que un P&ID debe contener:
- Equipo mecánico con nombres y números
- Todas las válvulas y sus identificaciones
- Tuberías de proceso, con tamaños e identificación
- Varios - conductos de ventilación, conductos de drenaje, accesorios especiales, conductos de muestreo, reductores, incrementadores y estampadoras de martillo
- Arranque permanente y conductos de descarga
- Direcciones del flujo
- Referencia de interconexiones
- Control de entradas y salidas, interbloqueo
- Categoría sísmica
- Interfaces para cambios de clase
- Nivel de calidad
- Entradas de anunciación
- Entrada de sistema de control de computadoras
- Interfaces de proveedores y contratistas
- Identificación de componentes y subsistemas proporcionados por terceros
- Secuencia física prevista del equipo
- Clasificación y capacidad del equipo
¿Qué no debe incluir un P&ID?
Es mejor dejar los detalles esenciales para los documentos de apoyo. Lo que deseas es crear P&IDs que aporten claridad, no confusión. Por esa razón, querrás omitir:
- Válvulas de raíz de instrumentos
- Relés de control
- Interruptores manuales
- Tuberías y válvulas básicas de instrumentación
- Datos de presión, temperatura y flujo
- Codos, uniones T y accesorios estándar similares
- Notas explicativas extensas
