ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE BOLIVIA
TRABAJO DE GRADO
DISEÑO DE LA INGENIERÍA CONCEPTUAL – BÁSICA DE LA DGCE (DERIVADA DE GAS CARACOLLO ECEBOL)
NESTOR CHAPARRO CHOQUE
COCHABAMBA, 2018
ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE BOLIVIA
TRABAJO DE GRADO
DISEÑO DE LA INGENIERÍA CONCEPTUAL – BÁSICA DE LA DGCE (DERIVADA DE GAS CARACOLLO ECEBOL)
NESTOR CHAPARRO CHOQUE
Modalidad: Proyecto de Grado presentado como requisito parcial para optar al título de Licenciatura en Ingeniería Petrolera.
TUTOR: ING. PAOLO CESAR MENDIETA DIAS DE OROPEZA
COCHABAMBA, 2018
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1 GENERALIDADES 1.1 INTRODUCCIÓN El gas natural se define de acuerdo con su composición y sus propiedades fisicoquímicas que son diferentes en cada yacimiento y su procesamiento busca enmarcarlo dentro de unos límites de contenido de componentes bajo una norma de calidad establecida. Puede ser utilizado como combustible de motores o como materia prima para diversos procesos industriales, petroquímicos, para la producción de polímeros, metanol, fertilizantes, reducción de hierro, etc. La producción y comercialización de energía es una de las actividades económicas más importantes del país y la principal fuente de ingreso público. La energía, entonces, es parte fundamental del desarrollo económico de Bolivia, por supuesto, la base de la vida moderna. Los ductos son un medio de conducción práctico y económico para abastecer a los centros de almacenamiento y distribución, además si se operara de manera eficiente no dañan el medio ambiente. Constituyen en gran medida a descongestionar el transporte terrestre, y garantizan el abastecimiento de combustibles, satisfaciendo la demanda al mínimo costo. YPFB TRANSPORTE S.A. es una empresa boliviana de servicio público, dedicada al transporte de hidrocarburos por ductos desde los distintos campos productores del país hasta los diferentes centros de consumo del mercado nacional y de exportación. En los últimos años se han instalado redes de gas a muchas poblaciones del país, así mismo a muchas grandes empresas industriales que requieren de este servicio para su uso cotidiano.Dentro de las grandes industrias del país esta Empresa Pública de Producción de Cementos de Bolivia (ECEBOL), que está llevando a cabo la construcción de la fábrica cementera de Caracollo del departamento de Oruro, (ver ANEXOS C,D,E,F,) siendo así que el gobierno garantizará a través de YPFB Transportes S.A. el suministro de gas natural a dicha fábrica, cumpliendo así el abastecimiento de gas natural al mercado interno.
1.2 ANTECEDENTES De acuerdo al Decreto Supremo Nº 29667 de fecha 9 de agosto de 2008 de creación de ECEBOL, esta tiene como objeto “Incentivar la producción nacional con valor
agregado, generando mayores fuentes de empleo en procura de la soberanía productiva…”. Y su actividad principal de acuerdo al mencionado decreto supremo viene determinada de la siguiente manera “…ECEBOL tiene como actividad principal
la producción y comercialización d e cemento y sus derivados…”. En este marco ECEBOL desea incorporar al mercado nacional un producto con la mayor calidad y precios competitivos ofertando una alternativa al usuario final. La Empresa Pública productiva de Cementos Bolivia (ECEBOL), perteneciente al servicio de desarrollo de las empresas públicas productivas (SEDEM), inició en Septiembre 2015, la Construcción de la primera fábrica estatal de Cementos en Caracollo-Oruro (ver ANEXO A). Las obras (llave en mano) están a cargo del grupo empresarial internacional SACYR (Polysius-Sacyr-Imasa) con un plazo total de 36 meses y un precio de $us 244,1 millones El Proyecto de Estudio de Identificación Geológica para el yacimiento calcáreo de Caracollo Norte, fue ejecutado en el marco del convenio interinstitucional entre el Servicio Nacional de Geología y Técnico de Minas - SERGEOTECMIN y la Prefectura del Departamento de Oruro, hoy GOBIERNO AUTÓNOMO DEL DEPARTAMENTO DE ORURO. El área de estudio se encuentra localizada al Norte de la Provincia Cercado del Departamento de Oruro. Distancia de la población de Caracollo a 32 km. Asimismo se encuentra a 37 km al Norte de la ciudad de Oruro, el área del Proyecto presenta una elevación 4200 a 4500 metros sobre el nivel del mar. El municipio está dividido en zona Norte, Sur, Alto Caracollo y Villa Puente. La mayor parte de sus pobladores viven de la agricultura, ganadería y el comercio.
Como parte del proyecto la distrital Redes de Gas de Oruro y YPFB Transportes, coordinan actividades para llevar a cabo el proyecto de suministro de gas hasta la fábrica cementera de Caracollo Oruro. En las figuras 1 y 2 se muestran el Loop de 12”
del sistema Gasoducto al Altiplano (GAA-2). FIGURA 1. VENTILLA CARACOLLO
Fuente: YPFB Transporte S.A. FIGURA 2. LOOP 12” GAA2 -TRAMO CARACOLLO
Fuente: YPFB Transporte S.A.
FIGURA 3. FUTURA INTERCONEXIÓN CARACOLLO
Postes de energía eléctrica más cercanos
Camino vecinal
Fuente: YPFB Transporte S.A.
Las flechas representan la ubicación de los postes de ene rgía eléctrica ubicados a 100 m aproximadamente. uno del otro, el del medio sería el más cercano al punto de interconexión. Los mismos postes se encuentran a 122 m. del camino vecinal. La distancia de la interconexión al camino vecinal es de aproximadamente 150 m. Tomando en cuenta la distancia de los postes al camino (122 m) y de la futura interconexión al camino (150 m), tendríamos una distancia de la interconexión al poste más cercano de aproximadamente 272 m.
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.3.1 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA La demanda actual de gas natural del mercado interno (Oruro, La paz) se encuentra entre los 60 - 70 MMPCD, este volumen es transportado a través del gasoducto GAA2 (Gasoducto al Altiplano). La nueva planta de cemento ECEBOL ubicada en el departamento de Oruro, municipio de Caracollo demandará un volumen de 20 MMPCD a su capacidad nominal, lo cual puede afectar el abastecimiento de gas natural a los mercados mencionados. 1.3.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿De qué manera se podrá satisfacer la demanda de gas natural a la fábrica de cemento ECEBOL, sin afectar los consumos de los mercados de Oruro y La Paz?
1.4 OBJETIVOS 1.4.1 OBJETIVO GENERAL Proponer el diseño conceptual-básico de la derivada de gas del gasoducto GAA-2 y puente de medición y regulación para el abastecimiento de gas natural a la fábrica cementera de Caracollo (ECEBOL), sin afectar el volumen de suministro de gas al mercado de Oruro y La Paz. 1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Y OBJETIVOS OPERATIVOS
Realizar el análisis hidráulico del GAA-2 (Gasoducto al Altiplano), tramo Estación Totoroco – Estación Sicasica- City Gate Senkata, Caracollo-ECEBOL.
Proponer la trayectoria adecuada de la derivada de gas del GAA-2 hacia la planta cementera ECEBOL.
Realizar el diseño mecánico de la derivada y PMR (Puente de medición y regulación).
Elaborar de un databook de planos del proyecto.
TABLA 1.OBJETIVOS ESPECIFÍCOS Y OBJETIVOS OPERATIVOS
OBJETIVOS ESPEC FICOS
OBJETIVOS OPERATIVOS Ubicar geográficamente el tramo
Realizar el análisis hidráulico del GAA-2 (Gasoducto al Altiplano),
Estación Totoroco – La Paz.
tramo Estación Totoroco – Estación Sicasica-
City
Gate
Senkata,
Recopilar la información del perfil de elevaciones.
Caracollo-ECEBOL.
Efectuar
corridas
hidráulicas
mediante simulación.
Evaluar las condiciones actuales de operación del GAA-2. Determinar
el
punto
de
Proponer la trayectoria adecuada de
interconexión de la derivada de gas
la derivada de gas del GAA-2, hacia
hacia la cementera en función de las
la planta cementera ECEBOL.
corridas de simulación. Seleccionar el trayecto más óptimo
en función a las caídas de presión permitidas. Efectuar
nuevamente
corridas
hidráulicas en simulación con la interconexión de la derivada. Seleccionar el software apropiado
para el diseño del ducto y PMR
Analizar las normas de diseño de
Realizar el diseño mecánico de la
puentes de medición y ductos para
derivada y PMR (Puente de medición
transmisión de gas natural (AGA,
y regulación).
API 5L, ASME B 31.8, NACE, ANSI B16.5)
Dimensionar
los
conforman el PMR.
equipos
que
OBJETIVOS ESPEC FICOS
Elaborar un databook de planos del
OBJETIVOS OPERATIVOS
Seleccionar el software adecuado.
Representar mediante planos PFD,
proyecto.
derivada del GAA-2 y PMR.
Elaborar un compendio de datos, de todo el proyecto.
Fuente: Elaboración Propia
1.5 JUSTIFICACIÓN 1.5.1 JUSTIFICACIÓN TÉCNICA Mediante un análisis de los posibles puntos de interconexión de la derivada hacia la Planta ECEBOL, se determinará la trayectoria óptima y selección del diámetro adecuado, que cumplan con las presiones de contrato y los requerimientos de los volúmenes de gas demandado por la empresa ECEBOL. De esta manera se podrá optimizar los recursos y operar de manera eficiente con el envío de gas natural hasta la planta ECEBOL. 1.5.2 JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA Al realizar un diseño que cumplan con todos los estándares internacionales, y exigencias por parte de la planta ECEBOL, nos permitirán trabajar de manera segura, confiable en el proceso de suministro de gas hacia la planta. De tal manera que en un futuro no se tenga que interrumpir las operaciones de la planta, por fallas mecánicas, técnicas a lo largo de la derivada, que pueden influir en el proceso de suministro de gas natural. Entonces, un buen método y uso correcto de los equipos para llevar a cabo este proyecto generaran principalmente seguridad, bajo costo y beneficio.
1.5.3 JUSTIFICACIÓN SOCIAL El desarrollo del presente proyecto beneficiará directamente con el suministro de gas a la Planta Cementera ECEBOL, e indirectamente al Municipio de Caracollo, generando nuevas fuentes de empleo a corto, mediano y largo plazo. Una vez concluyendo el proyecto, la Planta ECEBOL podrá iniciar con las operaciones y proceso de manufactura de la elaboración de cemento, con las características y exigencias del mercado.
1.6
ALCANCE
A continuación, se definirán los alcances del proyecto. 1.6.1 ALCANCE TEMÁTICO La investigación se realizará en el área de Transporte de hidrocarburos que será justificado por materias como: •
Modelo de Simulación
•
Mecánica de Fluidos
•
Instrumentación y automatización
•
Transporte de Hidrocarburos
1.6.2 ALCANCE GEOGRÁFICO El área de estudio se encuentra localizada al Norte de la Provincia Cercado del Departamento de Oruro. Distancia de la población de Caracollo a 32 km. Asimismo se encuentra a 37 km al Norte de la ciudad de Oruro, el área del Proyecto presenta una elevación 4200 a 4500 (msnm). FIGURA 4. UBICACIÓN GEOGRÁFICA
1.6.3 ALCANCE TEMPORAL El presente proyecto se realizará durante la primer y segundo semestre del 2018 de acuerdo al calendario académico de la Escuela Militar de Ingeniería.
2 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA 2.1 SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA DEFINICIÓN Conjunto de herramientas diseñadas para obtener, almacenar, y recuperar y desplegar datos especiales del mundo real. DATOS Conjunto de mapas, de la misma porción del territorio, donde un lugar concreto tiene la misma localización (las mismas coordenadas) en todos los mapas. Resulta posible realizar análisis de sus características especiales y temáticas, para obtener un mejor conocimiento de esa zona COMPONENTES Capacitado en los temas de aplicación y PERSONAL
en el manejo de las herramientas de SIG. Estructura y organización del personal
ORGANIZACIÓN
para la ejecución de actividades. Ubicada
INFORMACIÓN GEOGRÁFICA NORMAS,
PROCEDIMIENTOS
especialmente,
actualizada,
completa y útil para las aplicaciones. Y Con suficiente detalle y probadas
METODOLOGÍAS De
acuerdo
con
los
tres
puntos
PROGRAMAS DE COMPUTO
anteriores
EQUIPO
Además de lo anterior, según el volumen de datos.
Pagina: 4
VENTAJAS DE UN SIG
DESVENTAJAS DE UN SIG
Capacidad de almacenamiento
Alto costo de adquisición y mantenimiento del sistema.
Los datos se almacenan y se presentan
Costos y problemas en la captura de
en forma separada. La presentación es
datos (conversión analógica-digital) y en
múltiple.
la transferencia (incompatibilidades)
Capacidad de manejo. Edición y
Costos de mantenimientos de datos.
actualización.
Administración, actualización y edición.
Rapidez en la operación
Necesidad de información de cuadros especializados. Operación en el ámbito digital.
Capacidad de análisis. Implementación
Falsa sensación de exactitud.
de modelos de aplicación. Pagina 7 Aplicaciones de los SIG • Catastro • Planificación urbana • Gestión de recursos naturales • Gestión de servicios • Rutas de transporte • Cartografía • Planificación comercial • Evaluación de riesgos y emergencias • Impacto ambiental • Estudios sociológicos y demográficos
Pagina :10
INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICA Y GEOGRAFÍA Sistema de Información Geográfica Año 2014.
-
TOPOGRAFÍA
La topografía es una ciencia geométrica aplicada a la descripción de una porción relativamente pequeña de la tierra, si estamos hablando del campo o naturaleza entonces tenemos una representación de la superficie terrestre, si estamos hablando del ámbito urbano, tenemos que la representación e stá compuesta de muros, edificios, calles, carreteras entre otras. El trabajo topográfico consta de dos actividades, puede ser la medición de puntos de un terreno y mediante trabajo de gabinete llevar los datos a un plano ó por el camino inverso, desde un proyecto ubicar los puntos sobre el terreno. Al inicio de un proyecto, un arquitecto o ingeniero proyectista debe contar con un buen levantamiento planimétrico del terreno para conocer los elementos que se encuentran fijos al suelo. Con base en el proyecto realizado se replantearán en el mismo terreno los elementos que constituyen la obra.
La Topografía en cuanto a su calidad, se le puede dividir de la siguiente manera: Precisa. Realizada por medio de triangulaciones o poligonales de precisión. Utilizadas para fijar las fronteras entre las naciones o límites de estados y en el trazo de ciudades. Regulares. Realizadas por medio de poligonales, son levantamientos con tránsito y cinta. Utilizadas para levantar linderos de propiedades, trazo de caminos, vías férreas, canales, ciudades pequeñas. Taquimétricos. Donde las distancias se miden a través de procedimientos indirectos. Generalmente es utilizado el tránsito y la estadía, se ocupan para trabajos topográficos previos al trazo de vías de comunicación, para trabajos de configuración.
Expeditivos. Con equipo portátil poco preciso. Estos levantamientos son utilizados en reconocimiento de terrenos o en exploraciones militares. FIGURA. MAPA CONCEPTUAL DE TOPOGRAFÍA
TITULO: Topografía
JOSE EDMUNDO FUENTES GUZMAN Primera edición: 2012
-
Revisión editorial: Eduardo Durán Valdivieso
SIMULACIÓN DE PROCESOS -
SIMULACIÓN DE PROCESOS
Las técnicas de simulación se aplican en el análisis de la operación de la operación de redes existentes o en el diseño de aplicaciones o modificaciones. Estas técnicas requieren de la construcción de un modelo matemático simplificado que facilita la representación de las condiciones de operaciones (actuales o futuras), lo que a su vez simplifica la observación de los parámetros operativos en todo el sistema y su respuesta frente a distintas alternativas a de modificación. Los resultados obtenidos por la aplicación de las técnicas de simulación reflejan con mucha exactitud las variaciones de las variables de control reales solo en aquellos casos en que el modelo se ajusta a la red por analizar. Por lo expuesto, es necesario invertir tiempo en la construcción y verificación del modelo, analizando las simplificaciones por introducir y comparando los resultados obtenidos de la simulación con valores reales obtenidos de la red. El modelo de simulación debe incluir básicamente la siguiente información : características del fluido por transportar, características geométricas más importantes de la red de distribución y característica de la demanda abastecida. (Alvares 2012) APLICACIÓN DE GOOGLE EARTH La aplicación de Google Earth, permite poseer una ventana a cualquier lugar del planeta, ya que te permite ver imágenes aéreas y via satélite de alta resolución, indicadores de elevación del terreno, etiquetas de carreteras, calles y fichas de empresa, entre otras muchas opciones.
Google Earth, combina fotos satelitales, mapas y una base de datos muy completa. Estos elementos permiten al usuario navegar libremente por cualquier lugar de la tierra, observar detalladamente todos sus territorios y desplegar sobre estos, de manera simultáneamente, basándose en datos y fotografías reales, diversos tipos de información geográfica (topografía, hidrografía, demografía, histórica y cultural, entre otros) GOOGLE 2014.
2.2
Gas Natural
CAPITULO II FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
2.1 SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA 2.1.1 FDFFSFA
2.2 GDSFDFD 2.3 DFDFDGFDF 2.4 JDHFJDHFD
