Segundo ejercicio (casos prácticos) · Escala de Ingeniero/a Superior Industrial · IAAP 2019

Este examen es de desarrollo: se puede consultar y estudiar, pero no tiene corrección automática.

2 preguntas o ejercicios de desarrollo. No tienen corrección automática ni cuentan para la nota. Se muestra la solución o el criterio solo si se publicó.

• 2 sin solución ni criterio publicado

1. Caso Práctico nº 1
   
   Una industria siderúrgica integral pretende instalar en el interior de su factoría ubicada en el concejo de Gijón (Principado de Asturias), una planta de generación de energía eléctrica de 220 MVA y factor de potencia 0,8, para la valorización de los gases residuales generados en los hornos altos (GHA) durante el proceso de producción de arrabio y en las baterías de coque (GCK) durante el proceso de producción del mismo, consistente en su combustión en una caldera y posterior aprovechamiento de vapor. La Planta tiene un presupuesto estimado de 200 millones de euros y estará constituida por un grupo formado por una caldera de combustión con quemadores para GHA, GCK y gas natural, el turbogenerador de vapor síncrono trifásico que genera energía eléctrica a 20 kV y los componentes propios de un ciclo agua-vapor tipo Rankine.
   
   El sistema de refrigeración del condensador del ciclo de vapor se realizará mediante agua captada del dominio público marítimo terrestre con unas necesidades de 2 millones de m³ anuales, captados por medio de dos bombas de 20 m³/s.
   
   Por otra parte, y de acuerdo con la información proporcionada por el gestor de la red de distribución eléctrica, se podría evacuar la energía eléctrica generada a una posición de una subestación existente de 132 kV situada a unos 5 km de distancia. Para ello, se tiene previsto la construcción de una línea eléctrica aérea de doble circuito y tensión asignada de 132 kV y 50 Hz y una subestación de 300 MVA de potencia y relación 20/132 kV de intemperie.
   También se tiene previsto la construcción de una Estación de Regulación y Medida (ERM) de gas natural alimentada a 16 bar desde un punto de conexión con la red de distribución de la zona, con la finalidad de usarlo como combustible para encendido y reserva de la caldera.
   
   Las superficies y la carga de fuego corregida y ponderada de cada edificio de los que se consideran necesarios para llevar cabo el desarrollo de la actividad proyectada, son los siguientes:
   
   - Edificio de la Turbina 700 MJ/m², 3600 m²,
   - Edificio para los Talleres y Almacén 600 MJ/m², 800 m²,
   - Edificio para las Oficinas y sala de Control: 400 MJ/m², 1000 m² (la zona de usos administrativos o uso no industrial es inferior a 250 m² y no se encuentra sectorizada),
   - Edificio Eléctrico. Este edificio deberá poder albergar cabinas eléctricas, baterías y salas de cables. Asimismo, se alberga en este edificio un centro de transformación cuyo dieléctrico es un líquido inflamable: 2000 MJ/m², 350 m².
   
   Todos ellos se ubican en una amplia explanada a más de 5 metros de los límites de la propiedad.
   
   El ámbito de actuación se desarrolla en el interior de su factoría, excepto la construcción de la línea eléctrica aérea, cuyo trazado previsto discurriría por los concejos de Gijón y Carreño sin afectar a ningún Espacio Natural Protegido, Red Natura 2000 ni Área protegida por instrumento internacional, según la regulación de la Ley 42/2007, de 13 de diciembre, del Patrimonio Natural y de la Biodiversidad.
   
   En virtud de la descripción anterior, contéstese a las siguientes preguntas:
   
   1. Haciendo referencia a la legislación aplicable, señalar que instalaciones estarían sujetas a autorización administrativa previa en el ámbito energético, e identificar a qué procedimientos y autorizaciones ambientales estarían sujetas. Señalar en todos los casos, las administraciones competentes para resolver. (2 puntos)
   
   2. De acuerdo con la legislación aplicable, elaborar un anuncio que sirva para la información pública de la tramitación de la autorización administrativa previa de la planta de generación en el ámbito del sector eléctrico (1 punto)
   
   3. Justificar el diseño previsto para la línea eléctrica, de acuerdo con los criterios de capacidad nominal (bajo las condiciones de funcionamiento previstas en la Instrucción Técnica correspondiente) y de caída de tensión, si se tiene en cuenta que el conductor utilizado es de aluminio con alma de acero constituido por 26 hilos de aluminio de sección total 257,8 mm² y 7 hilos de acero de sección total 42,2 mm², que el modelo circuital representativo es un modelo RL serie por tratarse de una línea corta, el factor de potencia en el punto de conexión es 0,804, el valor máximo de caída de tensión en la línea es de un 1,5 % para una temperatura del conductor de 80 ºC, la reactancia inductiva de la línea de doble circuito es de 0,196 Ω/km y la resistencia del conductor es de 0,139 Ω/km a 80 ºC. (2 puntos)
   
   4. De acuerdo con el Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales:
   a) Determinar la periodicidad con la que se han de hacer las inspecciones en la Planta de generación de energía eléctrica, considerando que el resto de instalaciones de la industria siderúrgica en la que se integra la planta de generación se pusieron en servicio con anterioridad al año 2000. A efectos de este supuesto, se considerará que el establecimiento industrial que constituye la Planta de generación sólo está integrado por los cuatro edificios citados en el enunciado. (0,5 puntos)
   b) Determinar, considerando que cada edificio constituye un sector de incendios, las dotaciones de instalaciones de protección contra incendios que se han de instalar en los edificios siguientes: (1 punto)
   - Edificio turbina
   - Edificio talleres y almacén
   - Edificio eléctrico
   
   5. En el momento en el que la empresa presenta la documentación de puesta en servicio ante en el órgano competente en materia de industria, se detecta que en la zona donde se han construido los edificios existían sendos almacenamientos de productos petrolíferos: tanque exterior atmosférico de fuel de 45 m³ y tanque enterrado de gasóleo de 5 m³, que se registraron en su día. Revisados los archivos, se comprueba que los mismos no han sido dados de baja. De acuerdo con la reglamentación aplicable de seguridad industrial, señalar qué se le debería requerir al titular de las instalaciones. (1 punto)
   
   6. En relación con las emisiones canalizadas por la chimenea procedentes de la caldera:
   a) (0,5 puntos) Indicar que contaminantes deberían ser medidos en continuo.
   b) (0,5 puntos) Que otros parámetros deberían ser registrados en continuo.
   c) (0,5 puntos) Propóngase de forma razonada un valor límite de emisión para el NOx.
   
   7. Una vez que ya ha sido puesta en servicio la Planta de generación, es necesario intervenir en uno de los intercambiadores de la misma sustituyendo el 20% de los tubos.
   a) (0,5 puntos) ¿Qué tipo de empresa debería de llevar a cabo tal intervención y qué pruebas e inspecciones se deberán llevar a cabo una vez sustituidos los tubos?.
   b) (0,5 puntos) En el caso de que hubiera que realizarse una prueba hidráulica tras la intervención en el intercambiador, se plantea el siguiente supuesto: La empresa, una vez realizada la intervención sobre el intercambiador considera que se dan condiciones especiales y que se trata de un caso excepcional dado que no resulta fácil aislar el intercambiador para someterlo a las condiciones de la prueba hidráulica. Motivándolo debidamente, solicita la sustitución de dicha prueba para lo que propone la utilización de técnicas especiales de ensayos no destructivos presentando la siguiente alternativa:
   "........En sustitución de la prueba hidráulica, se llevarán a cabo las siguientes pruebas que suponen un nivel de seguridad equivalente:
   La prueba consistirá en una inspección visual de todas las zonas sometidas a mayores esfuerzos y a mayor corrosión, comprobación de espesores, comprobación y prueba de los accesorios de seguridad. Una vez practicada la medición de espesores tras la inspección visual se llevarán a cabo y aquellos ensayos no destructivos que se consideren necesarios."
   Infórmese de la procedencia de aceptar o no la alternativa propuesta.

   Sin solución ni criterio publicado.

2. Caso práctico nº 2
   
   Se realiza una visita de inspección dos años después de la puesta en servicio de las instalaciones correspondientes a una planta de galvanizado en caliente de piezas metálicas de hierro o acero, ubicada en un polígono industrial en una parcela de 30.000 m². De acuerdo con la documentación técnica que obra en la Administración existen los siguientes edificios:
   - Planta de galvanizado: 10.000 m².
   - Edificio de oficinas: 500 m².
   
   Además de estas construcciones existen 5 tanques exteriores de 45 m³ de ácido clorhídrico.
   Para el desarrollo de la actividad, la Planta cuenta con los siguientes equipos:
   - Dos cubas simples de desengrasado de tipo ácido.
   - Una cuba de limpieza tras el desengrasado.
   - Ocho cubas de decapado de HCl. El decapado se realiza con ácido clorhídrico muy diluido y con el uso de inhibidores para no atacar el hierro. Se dispone de 8 cubas dispuestas a cota cero dentro de un cubeto de retención de hormigón y revestimiento de fibra de vidrio antiácido.
   - Una cuba de lavado tras el decapado.
   - Una cuba de fluxado o mordentado. Las piezas decapadas se introducen en un baño que contiene una mezcla de cloruro amónico y cloruro de zinc con objeto de activar las piezas superficialmente para la posterior operación de recubrimiento de zinc. Todas las cubas de pretratamiento están instaladas dentro de un túnel cerrado que cuenta con un sistema de captación y expulsión de los vapores ácidos que se generan en estas etapas. Estos vapores son aspirados por la campana de extracción y depurados, con capacidad nominal de corriente de aire de 70.000 m³/h, el sistema mantiene en depresión todo el túnel mediante un ventilador de aspiración que extrae el aire de forma continuada, el aire es forzado a pasar a través de una torre de lavado con bolas flotantes, donde encuentra agua en contracorriente, y posteriormente un separador de gotas, antes de ser expulsado a la atmósfera por chimenea.
   La autorización ambiental integrada fija para este foco de emisión de HCl un valor límite de 30 mg/m³N.
   - Un horno de secado de tres posiciones, con aire a 100-150ºC y gas natural como combustible. Capacidad térmica instalada de 500 kW. Las perchas con material se introducen, tras el fluxado, en el horno para secado.
   - Un segundo horno de galvanizado por inmersión, de llama plana con 16 quemadores de gas natural y crisol de zinc. Capacidad térmica instalada de 4 MW. La temperatura oscila entre los 438º y los 450º C.
   - Para la inmersión de las piezas en los diferentes baños en la nave se han colocado según cada zona del proceso los correspondientes puentes grúa.
   
   Los dos hornos mencionados emiten los gases de combustión por una chimenea y los valores límites de emisión establecidos en la autorización ambiental para este foco son:
   - NOx 200 mg/Nm³
   - SO2 5 mg/Nm³
   - CO 100 mg/Nm³
   Son valores normalizados con un nivel de referencia de oxígeno del 3 %.
   
   La planta dispone de un Centro de transformación de potencia total 1.250 kVA y relación de transformación 22/0,4 kV, así como un interruptor general en baja tensión de 2.000 A. La potencia instalada en motores y receptores eléctricos es de 1.200 kW.
   
   En virtud de la descripción anterior, contéstese a las siguientes preguntas:
   
   1. Durante la visita se constata que las últimas medidas realizadas en la instalación eléctrica de alta tensión, las tensiones de paso y contacto se han medido mediante el método de inyección de corriente. Los valores obtenidos se han adaptado a la corriente de defecto prevista en el caso más desfavorable, resultando unos valores máximos de tensión de contacto aplicada 400 V y de tensión de paso aplicada 550 V.
   Si en el Centro de transformación tiene lugar un defecto de aislamiento a tierra, las protecciones de la instalación ofrecen, para la corriente prevista de defecto a tierra y en el caso más desfavorable, un tiempo de respuesta de 0,4 s. El terreno se considera homogéneo, de resistividad 100 Ω.m.
   a) Despreciando la resistencia propia del calzado, calcular las máximas tensiones de paso y contacto aplicadas admisibles y las máximas tensiones de paso y contacto admisibles (1,5 puntos)
   b) Verificar la reglamentariedad de la instalación a la vista de los resultados. (0,5 puntos)
   
   2. Durante el recorrido de la nave donde se realizan los procesos se comprueba que se ha incorporado una nueva línea de producción para el pasivado de las piezas que incluye nuevos receptores eléctricos. Todo ello se ha instalado en una superficie libre de la nave original del proyecto, situada a continuación de la zona de secado de las piezas. Solicitada la información sobre los equipos instalados, se comprueba que la potencia en receptores eléctricos finales se ha incrementado en 50 kW, consistentes en bombas para la nueva cuba, un nuevo puente grúa y otros equipos para mover las piezas. El pasivado consiste en el baño de las piezas en una solución de silicatos. Los nuevos productos químicos utilizados en el pasivado se suministran desde depósitos integrados en la unidad de proceso.
   En las instalaciones de exterior, se comprueba que los 5 tanques de planta circular de HCl de 45 m³ y 3,58 m de alto se ubican en una superficie de 23m x 5m en el interior de un cubeto de 50 cm de altura y que se encuentran rodeados de un vallado de 2 metros de altura. Estas mismas indicaciones aparecen en el Proyecto.
   A la vista de lo anterior,
   a) Enumérense los incumplimientos si los hubiere, en relación con los diferentes reglamentos de seguridad industrial. (1,5 puntos)
   b) ¿Qué actuaciones debería realizar el titular de la industria para, en su caso, subsanar los incumplimientos?. (1,5 puntos)
   c) A la vista de los incumplimientos, identifíquese si hay alguna infracción de conformidad con lo establecido en la Ley 21/1992, de 16 de julio, de Industria, considerando que no existe riesgo grave ni inminente. (1 punto)
   
   3. Los actuales consumos energéticos de la planta son de 30 GWh de gas natural y de 5 GWh de electricidad.
   a) Analícese, desde un punto de vista técnico, la posibilidad de la implantación de una planta de cogeneración de alto rendimiento utilizando el combustible actual y considerando que la potencia eléctrica de generación no debe superar los 1250 KVA, por cuestiones técnicas. (1 punto)
   b) Indicar si esta instalación precisaría de alguna autorización administrativa previa. (1 punto)
   
   4. Se ha recibido un informe de medición de contaminantes en el foco de combustión realizado por un organismo de control, realizado hace 30 días, en el que constan los siguientes resultados:
   - NOx 190 mg/Nm3
   - SO2 0,5 mg/Nm3
   - CO 80 mg/Nm3
   Valores obtenidos con un nivel de referencia de oxígeno del 6 %.
   Con respecto al foco correspondiente a la captación de la zona del decapado, se dispone de otra medida realizada por el organismo de control que pone de manifiesto que los valores límite de HCl medidos fueron de 100 mg/m³N, si bien la propiedad indica que aunque algo elevados se debe a un deterioro de las bolas flotantes y que dado que se va a subsanar próximamente no se ha procedido a informar del incidente al órgano competente en medio ambiente.
   Indicar si dichos valores medidos cumplen con lo establecido en la autorización ambiental integrada. (1 punto)
   
   5. Atendiendo a los resultados del apartado anterior, realizase un informe sobre los incumplimientos de las condiciones de la autorización ambiental integrada, y de acuerdo a lo señalado sobre infracciones en la Ley 16/2002 de 1 de julio, de Prevención y Control Integrados de la Contaminación, complete el informe ambiental con la clasificación del tipo de infracción, teniendo en cuenta que no se ha podido acreditar que se haya puesto en peligro grave la seguridad y salud de las personas, ni se haya producido un daño grave para el medio ambiente. (1 punto)

   Sin solución ni criterio publicado.