Transporte de Hidrocarburos en Bolivia

Resistencia de Materiales I Trabajo final

“TRANSPORTE DE HIDROCARBUROS EN BOLIVIA”

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. Ejerce un papel estratégico en el sector energético de Bolivia como operadora y propietaria de una red de 6.253 kilómetros de ductos (gasoductos y oleoductos) por el territorio nacional. Es una empresa que resulta de la nacionalización del paquete accionario de Transredes S.A. como parte de la recuperación de nuestra soberanía económica sobre los hidrocarburos del país. Inició sus operaciones el 16 de mayo de 1997. En esa etapa, los principales accionistas de Transredes S.A. eran TR Holdings Ltda. con una participación accionaria del 50%, las Administradoras de Fondos de Pensiones (Futuro de Bolivia AFP y BBVA Previsión) con una participación accionaria del 34% e inversionistas privados y ex trabajadores de YPFB con el saldo de las acciones. El 1° de mayo de 2006, en cumplimiento al Decreto Supremo N° 28701 de Nacionalización de los Hidrocarburos “Héroes del Chaco”, las acciones de las Administradoras de Fondos de Pensiones fueron transferidas en su totalidad a YPFB. El 2 de junio de 2008, en cumplimiento al artículo 2 del Decreto Supremo N° 29586, la totalidad de las acciones de TR Holdings Ltda. se entregó al Estado Plurinacional de Bolivia bajo la titularidad de YPFB, por lo que actualmente YPFB Transporte S.A. es una empresa de los bolivianos, regulada por la Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH). En nuestros días la composición accionaria de YPFB Transporte S.A. es la siguiente: YPFB (Corporación) Otros

98,55909% 1,44091%

Es la subsidiaria de YPFB Corporación con mayor cobertura espacial en el territorio boliviano. La compañía transporta hidrocarburos a través de una geografía diversa y accidentada; abarca 7 departamentos, 93 municipios y 783 comunidades; cubre el mercado nacional y atiende el mercado de exportación de Gas Natural a la Argentina y Brasil y de Crudo Reconstituido por medio de la Terminal de YPFB en Arica, Chile. Se proyecta al Cono Sur como una empresa integrada única en su tipo. Desde su creación, la empresa ha realizado importantes inversiones para incrementar su capacidad de transporte y así atender la demanda de hidrocarburos y garantizar la disponibilidad y confiabilidad del sistema, apoyando de esta forma, el crecimiento de la economía nacional. De 1997 a 2011 se han invertido $US 759,54 millones en proyectos de expansión y de continuidad del servicio. El 2011 la inversión alcanzó niveles históricos con la cifra récord de $US 113,95 millones y el 2012 la inversión se incrementará significativamente en razón del crecimiento del sector, con el consiguiente impacto en la economía nacional. YPFB Transporte S.A., mediante contratos de prestación de servicios, realiza trabajos de mantenimiento en el lado boliviano del Gasoducto Bolivia-Brasil para la empresa Gas TransBoliviano S.A. (GTB). Bajo la misma modalidad, presta servicios a la empresa Gas Oriente Boliviano (GOB) en la operación y mantenimiento del ducto a San Matías. YPFB Transporte S.A. ejerce un rol fundamental en la exportación de gas al Brasil, con una

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participación del 51% en las acciones de la empresa Gas TransBoliviano S.A. (GTB), propietaria del tramo boliviano del Gasoducto Bolivia-Brasil. Asimismo, tiene una participación accionaria del 99% en la empresa Transredes do Brasil Ltda. (TdB) que, a su vez, participa del 12% de las acciones de la empresa Transportadora Brasileira Gasoducto Bolivia-Brasil S.A. (TBG), propietaria del tramo brasileño de este gasoducto. YPFB Transporte S.A. también opera y administra la terminal marítima de propiedad de YPFB en la ciudad de Arica-Chile, para la recepción, almacenamiento y despacho de hidrocarburos. Estas instalaciones son utilizadas para la exportación de crudo reconstituido y la importación del diesel que requiere el país. Por otra parte, el 2011 la empresa logró para el país el objetivo de exportar mayores volúmenes de gas natural a la Argentina, construyendo el Gasoducto Integración Juana Azurduy (GIJA, Fase I), hoy en día el mercado de exportación más relevante desde la perspectiva de crecimiento para la economía nacional. Con sus principales activos ubicados en uno de los más importantes corredores de producción de gas natural de Sudamérica, con conexiones a Brasil y Argentina, YPFB Transporte S.A. se encuentra en una posición estratégica para promover la integración del mercado energético regional. YPFB Transporte S.A. opera toda su red de gasoductos y oleoductos cumpliendo normas y estándares internacionales. Realiza sus actividades en el marco de su Política de Desarrollo Sostenible, basada en tres pilares fundamentales: Desempeño Económico, Preservación Ambiental y de la Vida y Responsabilidad con sus Públicos. Posee un Sistema de Gestión de Negocios basado en las certificaciones de Calidad ISO 9001, Medio Ambiente ISO 14001 y Salud Ocupacional y Seguridad OHSAS 18001, certificadas por la TÜV Rheinland. Para garantizar un servicio público de transporte de hidrocarburos continuo, eficiente y seguro, la empresa dispone de una fuerza laboral directa de 541 personas. De éstas, 507 son de planta, y el 73,6% está sindicalizado. El 2011, la empresa creció tanto en el número de empleados como en la especialización de los profesionales y técnicos que la integran. YPFB Transporte S.A. cuenta con programas de responsabilidad social fundamentados en criterios de buena vecindad, necesidad básica, sostenibilidad, participación local y de contribución al desarrollo en comunidades próximas a sus instalaciones. Actualmente, la empresa se encuentra en proceso de reflexión y alineación de sus políticas con las políticas de YPFB Corporación, de la cual forma parte.

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YPFB TRANSPORTE S.A. transporta gas natural al mercado doméstico y para exportación al Brasil

y Argentina. También transporta petróleo crudo para abastecer la demanda local y exporta los excedentes vía Arica, realizando transporte de Gas Licuado de Petróleo (GLP) para el mercado interno y crudo reconstituido para el mercado de exportación. YPFB TRANSPORTE S.A. es propietaria del 51% del gasoducto Bolivia-Brasil en el lado boliviano y

12% en el lado brasilero. Adicionalmente la compañía presta servicios de operación y mantenimiento a Gas TransBoliviano S.A. y a GasOriente Boliviano Ltda., y administramos la Terminal Marítima de YPFB en Arica, Chile. La Red de Transporte de Líquidos de YPFB Transporte S.A. cubre el centro y sur de Bolivia. Esta Red se divide en cuatro subsistemas: Norte, Sur, Central y Occidental. La Red cuenta con 15 estaciones de bombeo y una potencia instalada de 41.767 hp y 2810 Km. de ductos.

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El Sistema Norte se extiende desde la localidad de Carrasco hasta las ciudades de Santa Cruz y Cochabamba, transportando petróleo crudo y condensado con una longitud del sistema de 793 km. El Sistema Sur se extiende de Yacuiba hasta Santa Cruz transportando principalmente petróleo crudo y Gas Licuado de Petróleo (GLP). Este sistema se extiende sobre el mismo derecho de vía del Sistema Sur de la Red de Gas y tiene una longitud de 883 km. El Sistema Centro va desde Santa Cruz hasta Cochabamba transportando principalmente petróleo crudo, petróleo reconstituido y GLP y tiene una longitud de 482 km. El Sistema Occidente inicia en Cochabamba y se extiende hasta la Terminal Arica ubicada en la ciudad del mismo nombre en Chile, transporta crudo reconstituido para exportación, tiene una longitud de 560 km.

Redes y estaciones de distribución de hidrocarburos, YPFB Transporte 2013

Este mapa se compone de 2 capas de información generadas y administradas por Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos Transporte (YPFB Transporte), la p rimera muestra la red de ductos de aproximadamente 6,000 kilómetros destinados al transporte de gas natural e hidrocarburos líquidos (petróleo crudo, GLP Gas Licuado de Petróleo, excedentes de refinación y condensado) y la segunda presenta la distribución espacial de los distintos tipos de estaciones administrados por la empresa, entre las cuales se presentan: estaciones de regulación y bombeo de hidrocarburos líquidos (petróleo crudo, excedentes de refinación y condensado), estaciones de compresión de GLP (Gas Licuado de Petróleo), oficinas y otras. Elaborado con datos actualizados a marzo de 2013 por YPFB Transporte S.A., empresa nacional que trabaja con tecnología de punta, normas y certificaciones internacionales que actualmente es propietaria y opera más de 3,000 km. de gasoductos y 2,700 km. de oleoductos aproximadamente, buscando integrar a Bolivia y Sudamérica, transportando hidrocarburos por ductos con calidad, seguridad, responsabilidad social y ambiental. Si se desea explorar a detalle las características de esta información, se aconseja consultar los metadatos correspondientes: 

Red de transporte de hidrocarburos por ductos



Estaciones de gas natural e hidrocarburos líquidos

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La red de líneas de transporte de hidrocarburos líquidos está constituida por 3636 Km de tubería de diferentes diámetros, estaciones de bombeo, terminales y otras instalaciones; mientras que el sistema de transporte de gas natural está constituido por 2276 Km de líneas de diferentes diámetros.Oleoductos1. Camiri - Santa Cruz II2. Santa Cruz - Sicasica - Arica.3. Cambeití Boyuibe4. Espino - OCSE5. Tita - Santa Cruz6. Río Grande - Santa Cruz7. La Vertiente - Villa

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Montes8. Porvenir - Nancaroinza9. Vertiente - Tiguipa10. Carrasco - CochabambaPoliductos1. Sucre - Potosí2. Camiri - Villa Montes3. Villa Montes - Tarija4. Cochabamba - Puerto Villarroel5. Refinería Palmasola - ViruViru. Gasoductos1. Taquipirenda - Camiri - Monteagudo - Sucre2. Sucre - Potosí3. Tarabuco - Tapirani Cochabamba4. Santa Cruz - Cochabamba - Oruro - La Paz5. Río Grande - Santa Cruz6. Yacuiba – Río Grande (Operado por Transredes)7. Yacuiba – Río Grande (Operado por Petrobras)8. Líneas de distribución de gas natural a diferentes industrias de La Paz, Santa Cruz, Cochabamba, Oruro y Sucre (118 Km diferentes diámetros). “

TIPOS DE DUCTOS

”

1.1Historia

Eldesarrolloindustrial delahumanidad diopiealanecesidad detransporte,nosólode individuos,sinotambiéndeproductos,materialesy,porsupuesto,fluidos. Alanalizarelcostoylaeficiencia energética devariasformasdetransportedefluidosse descubrióqueelmayorbeneficiose obteníaaltransportarlosporductos. Hacemuchossiglosse utilizaronporprimeravezlosacueductosparallevaraguadesdelos ríosylagoshastalasciudades, loquerepresentó unaformaefectivadetenerun abastecimientoconstante. Amediados delsigloXIX,coneliniciodelaexplotacióncomercialdeloshidrocarburosse tendieronlasprimeraslíneaspara transportargasyaceite enEstadosUnidos.En 1879,se tendióunoleoductode109millasdelargoy6pulgadas dediámetroentreBradfordy Allentown,mientrasqueen1886seconstruyóungasoducto entrePennsylvania yNueva Yorkde87millasde largoy undiámetrode8pulgadas.

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Trans-AlaskaPipelineSystem,Autor:RyanMcFarland,conlicenciadeusopor los creativoscomunes.

Al principio las líneas se construían con tuberías roscadas que eran unidas por los trabajadores utilizando pinzas gigantes. No fue sino hasta la segunda década del sigloXX que se empezó a utilizar la soldadura como la práctica común de construcción. Primero apareció la soldadura oxiacetilénica, pero fue rápidamente reemplazada por la soldadura eléctrica. La segunda guerra mundial resultó un parte aguas para la construcción de oleoductos y gasoductos de gran longitud y diámetro, debido a las dificultades que se presentaron para el transporte costero en buques tanque .Al mismo tiempo, se descubrían en Rusia grandes yacimientos en Siberia , lo que propició la construcción de líneas através de grandes distancias y ambientes hostiles, por lo que en los años 60 ’s, se inició la construcción de un gasoducto que se fue expandiendo para, en los años 90’s, llegar a una longitud de 126,000 millas detubería, con diámetros de entre 40 y 55 pulgadas. El sistema contaba con 376 estaciones de compresión y servía a más de 500 campos. Debido a los constantes descubrimientos de aceite y gas endiferentes regiones, la red de tuberías mundial empezó a expandirse rápidamente, sobre todo porque se comprobó que los ductos son la manera más eficiente y económica de transportar aceite y gas através de terrenos difíciles.

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Cada año son construidas miles de millas de líneas de tubería. La cantidad de líneas construidas depende en parte del número de yacimientos descubiertos, su localización y hacia dónde están creciendo los mercados; Pero la construcción también depende de la necesidad de obtener permisos, los obstáculos políticos y la disponibilidad de equipos y materiales. A principios del siglo XXI, los retos que presenta el transporte de hidrocarburos por ductos se han incrementado, ya que las políticas de seguridad y protección ambiental son cada día más estrictas, además de que para minimizar los costos en las regiones remotas y ambientes hostiles hay que considerar cuidadosamente cada elemento de diseño y maximizar la eficiencia de las líneas. 1.2TiposdeDuctos

Las líneas de tubería cumplen varias funciones fundamentales: las líneas de flujo, de diámetro pequeño y longitud limitada, sirven para conectar pozos individuales con las instalaciones de almacenamiento y tratamiento, otras se utilizan en los campos productores para inyectar fluidos para la recuperación mejorada. De las instalaciones de tratamiento, proceso y almacenamiento salen unas líneas de recolección de mayor diámetro que conectan con las líneas de transmisión y distribución, que son sistemas de ductos de gran diámetro y longitud que mueven el crudo y el gas de las áreas de producción hacia las refinerías y terminales de venta.

1.2.1DuctosparaflujodeGas

Las condiciones operativas y el equipo requerido para los ductos de recolección y transmisión de gas son muy especiales. El camino del gas hacia el consumidor es más directo que el del crudo, los compresores mueven el gas através de las líneas de flujo las cuales operan, por lo general, a presiones más altas que las líneas de líquido. Líneasde recoleccióndegas

Las líneas de flujo de gas conectan pozos individuales hacia las instalaciones de tratamiento y procesamiento o hacia ramas más gran desde sistema de recolección. La mayoría de los pozos de gas fluyen conpresión suficiente para dar la energía necesaria al gas para pasar através de la línea dere colección hacia la planta procesadora, tanto que muchas veces es necesario reducir la presión en la cabeza del pozo antes de dejar fluir el gas hacia lalínea, sólo

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en algunos casos es necesario el uso de compresores pequeños cerca del pozo cuando la energía del mismo es insuficiente. Esto permite eluso de tuberías de acero de menor peso y costo. La longitud de las líneas de flujo de gas desde los pozos es relativamente corta, van de menos de una milla hasta4 ó 5.El diámetro de las mismas es tambiénreducido, va de2 a 4pulgadas generalmente. Laspresiones de operación son, como se dijo anteriormente, mayores que las de las líneas de flujo de aceite, abarcando un rango de entre varios centenares de libras sobre pulgada cuadrada hasta2,000 libras sobre pulgada cuadrada o un poco más cuando se necesita llevar el gas a las plantas de tratamiento a altas presiones, ya que el exceso depresión

Puede utilizarse dentro de la planta para dar energía a los equipos o para los procesos de enfriamiento. La longitud, presión de operación y tamaño de las líneas depende de varios factores, como La capacidad el pozo, el tipo de gas producido, y las condiciones de operación y localización de la planta. Líneasde transmisiónydistribuciónde gas

El gas limpio y seco sale de las plantas de procesamientoy entra en las líneas de transmisión y distribución hacia las terminales de venta. Estas líneas pueden cubrir grandes distancias, extendiéndose a lo largo de cientos de miles de millas; por ejemplo el gasoducto de Europa del Norte(NEGP), que abastecerá a Alemania y en un futuro a Europa Occidental, de1.200 kilómetros de longitud, se extenderá en una segunda fase a Holanda y Reino Unido, con lo que doblará su longitud hasta 3.000 kilómetros y la capacidad de transporte hasta 55.000 millones de metros cúbicos de gas anuales.

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Laslíneasdetransmisiónydistribuciónoperanaaltaspresiones.Compresores instalados alinicioproveenlaenergíanecesariapara moverelgas atravésdelalínea,peroalolargo delamismaesnecesario establecer enubicacionesestratégicasnumerosasestacionesde compresiónparamantenerlapresiónrequerida. Ladistanciaentreestasestacionesvaría dependiendo delvolumendegasatransportar yeltamañoydiámetrodelalínea.La capacidad detransportesepuedeincrementar mediantelainstalacióndemás compresores. Las líneasdetransmisióndegasestánhechasdeaceroyenterradas bajolasuperficie. Lasseccionesindividuales detuberíaestánsoldadasunasconotrasyestánrecubiertas paraevitarlacorrosión.Losdiámetrosvandesdeunascuantaspulgadasyllegan hastalas 60 pulgadas. Laoperacióndeunsistemadedistribucióndegasquecomprende muchasmillasde tubería, estacionesdecompresiónyotrasinstalacionesrepresentaunretocomplejopara elcontrolymanejodelflujoconlapresiónde operaciónóptima. 1.2.2Ductosparaflujodelíquido

Las líneas de flujo de aceite desde los pozos hasta las unidades de tratamiento o almacenamientoson,porlo general,tuberíasqueoperanaunapresiónrelativamente Bajayundiámetrodeentre2,3y4pulgadas.Eltamañovaríadeacuerdoalacapacidad delospozos,lalongituddelalíneaylapresiónalaqueestáproduciendoelpozo.Estas líneasoperanporlo regularapresionesmenoresalas100librassobrepulgadacuadrada. Lacapacidaddetransportedeestastuberíasvaríadeacuerdoalgastoqueotorguenlos pozosconectadosaellas,pasandodeunoscuantosbarrilesavariosmiles,porloquela previsióneneldiseñoesfundamental. Normalmentelaenergíapropiadelyacimientohace fluiralaceiteatravés delaslíneasde flujo,perocuandonoessuficientesenecesita utilizarbombasparallevarellíquidodel pozoalasinstalaciones.Lasinstalacionesalas quedescarganson,porlogeneral,tanques dealmacenamiento.Antesdellegaraltanquedealmacenamiento,elfluidopasapor variasetapasdeseparación.Las líneascuentanconequipodemediciónpara sabercuáles elaporteindividualde cadapozo.

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bajayundiámetrodeentre2,3y4pulgadas.Eltamañovaríadeacuerdoalacapacidad delospozos,lalongituddelalíneaylapresiónalaqueestáproduciendoelpozo.Estas líneasoperanporlo regularapresionesmenoresalas100librassobrepulgadacuadrada. Lacapacidaddetransportedeestastuberíasvaríadeacuerdoalgastoqueotorguenlos pozosconectadosaellas,pasandodeunoscuantosbarrilesavariosmiles,porloquela previsióneneldiseñoesfundamental. Normalmentelaenergíapropiadelyacimientohace fluiralaceiteatravés delaslíneasde flujo,perocuandonoessuficientesenecesita utilizarbombasparallevarellíquidodel pozoalasinstalaciones.Lasinstalacionesalas quedescarganson,porlogeneral,tanques dealmacenamiento.Antesdellegaraltanquedealmacenamiento,elfluidopasapor variasetapasdeseparación.Las líneascuentanconequipodemediciónpara sabercuáles elaporteindividualde cadapozo. Elmaterial delqueestánconstruidas escasisiempreacero,aunqueparaalgunas aplicacionessellegaautilizartuberíadeplástico.Lasdiferentesseccionesseunenunasa otrasmediantesoldaduraosiendoenroscadas. Encuantoalpesodelassecciones, ésteesbajodebidoalaspresiones nomuyelevadas quesemanejan, porejemplo, elespesordepareddeunatuberíade3pulgadas de diámetroesdeapenas 0.216pulgadas, dandocomoresultado unpesode7.58libraspor piedetubería. Deacuerdoalpotencialdecorrosióndelcrudoquesevayaamanejar,laslíneaspueden serrecubiertasinternamente paraprevenirlacorrosión, tambiéncuandosonenterradas bajolasuperficieserecubrenexternamente. Líneasde recoleccióndeaceite

Sirvenparatransportarelaceitedesdelasinstalacionesde almacenamientoy tratamiento encampohacia instalaciones dealmacenamientomásgrandes.Consistennormalmente de líneasconundiámetroentre4 y 8pulgadasy cuyotamañodependede varios factores,comolacantidadde crudoatransportary ellargodelatubería.

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Líneasde transporteydistribuciónde crudo

Sonsistemasdeductosdegrandiámetroyqueseextiendenagrandesdistanciaspara llevarelcrudohacialasterminalesdeventay refinerías.Laredcomprendeunagran variedaddetamañosdetubería ydecapacidades.Serequierecolocarbombasaliniciode laslíneasy variasestacionesdebombeoespaciadasa lo largode laredparamantenerla presiónalnivelrequeridoparasobrepasarlafricción,loscambiosdeelevaciónyotras pérdidas. Porlogeneralseencuentraninstaladasbajotierra,recubiertasexteriormenteparaevitar lacorrosión.Sedimensionan deacuerdoalvolumenesperadoyoperanporlogenerala presionesdeoperaciónsuperioresquelasdelaslíneasderecolección. Sonfabricadasen aceroy unidasporsoldadura. 1.2.3Ductosparaflujobifásico

Enlamayoríadeloscasosloquesebuscaestransportarloshidrocarburos enunasola fase,yaseacomolíquidoenunoleoductoocomogasatravésdeungasoducto, yaque, porejemplo,enunalíneadiseñada paratransportarlíquido,lapresencia degasocasiona problemasoperativos,reduce lacapacidaddeflujoyocasionaproblemasdecavitaciónen lasbombas,mientrasquelapresenciadelíquidosenunalíneadegasprovocadañosen loscompresoresydisminuyesu eficiencia. Sinembargo,avecesesmásprácticooeconómico transportarlíquidoygasenelmismo ducto, esto ocurre sobre todo cuando el flujo viene directamentede un pozo y es necesariollevarlaproducciónhacialasinstalacionesde separación. Elprincipal problema quesepresentaduranteelflujodedosfasessonlosdiferentes regímenesdeflujoquepuedenpresentarse, deloscualeselmáspeligrosoeselflujotipo bache,queparasermanejado,requiereequipoespecial.Lacaídadepresióndebidaa cadarégimenesdiferenteyesdifícilpredecirexactamente quérégimendeflujosevaa presentary endóndeparaciertascondicionesoperativas,yaquecualquierligeravariación enlapresiónpuedeocasionar uncambioderégimendeflujo,loqueafectaráengran medidalaeficienciade flujode lalínea.

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Desdelosaños80,enelmardelNortesehanoperadograndes líneasdeflujobifásicode maneraexitosa,apoyandoeldiseñoenelmodeladocomputacionaldelflujoendosfases, yaqueeldiseñoadecuadoyhastalarutapuedeninfluirmuchoeneldesempeño. 1.2.4Otros Ductosparatransportarproductosderivados

Incluyeeltransporte deproductosrefinados delcrudocomolagasolinadediferentes grados,laturbosina paralosaviones, dieselyaceites. Tambiénsetransportan aveces mezclas de hidrocarburosque llegan a un punto donde son separados para vender individualmenteelbutano,etano,etc. Lamayoríadelasvecesseutilizalamismatubería para transportardiversosproductos,se hacemediante elbacheo,sinutilizarunabarrera físicaentrelosproductos, sinoquela diferenciade densidadesse encargade mantenerlosseparados.Hacer esto requiere sofisticadosmétodosdediseñoy control. Eldiámetrotípicodeestosductosvade8a16pulgadas. Ductosparaflujode gasnaturallicuado

Elgasnaturallicuadoesgasnaturalenfriadoy comprimidoen unaplantade licuefaccióna unascondicionesdepresiónytemperaturaa lascualesexisteenformalíquida. Lasventajas queofreceestemétodo esqueladensidad delgaslicuado esmuchomayor queensuestadogaseoso, loquepermite utilizartuberías dediámetro reducido para transportargrandescantidadesdegas. Ladesventajaesquehayquemantenerelgasaunatemperaturasuficientemente baja paraquecontinúeenfaselíquidadurantetodoeltrayecto,loque requieredeaislamiento especialparalosductosyestaciones deenfriamiento; tambiénserequieredeunacero especialdebidoa lasbajastemperaturas. Duc t ospara

Unodelosmétodosderecuperación mejorada másutilizadosconsisteenlainyecciónde dióxidodecarbonoalyacimiento,loquehacreadolanecesidaddetransportarlohacia 11

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loscampospetroleros.Parahacerestoesnecesarialainstalaciónde ductosde transporte y líneasdedistribución.

Lasconsideracionesdediseñoparaelmanejodel sonúnicas,yaqueserequieren presionesoperativas especiales paramantenerlo enestadolíquido,ademásdequeal escogerlapresión desuccióndelabombahayquetenercuidadoparaevitarlacavitación si se vaporizaun pocodellíquido. Tambiénlaselecciónde las tuberíasesdifícilporquelas propiedadesúnicasdel dióxidode carbono pueden provocar efectos defracturadiferentesalosquesevencomúnmenteen líneasde gas.

Tuberíasapiladas,GreatSouthernPress2009.

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1.3Fabricación

Lafabricación delosductosesunasuntoimportante,yaquehayquetomarencuenta factorescomolaresistencia,elcosto,lastemperaturas, presionesyagentescorrosivos internosy externosalosqueestaránsometidosdurantesuvidaútilymuchosotros detallescomolafacilidadparasersoldadas. Losprincipalespuntosaconsiderardurantelafabricacióndetuberíassonlasfunciones quevanadesempeñaryelcosto.Deacuerdoaestosevaadecidireltipodeaceroa emplear,elrecubrimientoquesele vaaponeryelmétodoytipodesoldaduraautilizar. Existenvariastécnicasdefabricaciónqueproporcionandiferentescaracterísticasalos ductos,deacuerdoalmétodoqueseutilicesetendrándiferentesvaloresdefuerza, espesordepared,resistenciaa lacorrosióny limitacionesdepresiónytemperatura. Muchos de los ductos que se fabrican actualmente son hechos de acuerdo a las especificacionesdelInstitutoAmericanodelPetróleo(APIporsussiglasen inglés). Las tuberíasAPI son diseñadaspor su mínimo esfuerzo de cedenciaen libras sobre pulgadacuadrada.Elesfuerzodecedenciarepresentalatensiónrequeridaparaquese produzcaunaelongaciónpermanenteenlatubería. LastuberíasfabricadasdeacuerdoalosestándaresAPIsonfabricadasahornoabiertoo enhornoeléctrico. 1.3.1Métodosdefabricación

Laforma defabricacióndelastuberíassedivideendos categorías:Elmétodocontinuoo Estascategorías serefieren alaformaenquecada “sincosturas”yelmétodosoldado. seccióndetuberíaesfabricadaynoalaformaenqueson unidas. Elmétododefabricación continuoo“sincosturas”, sehaceperforandounabarrade aceroconunmandrilparaproducirunatuberíaquenotienediscontinuidadesni uniones. Estemétodoproveesegúnloscódigosunamayorfuerzayresistenciaalaspresiones, ademásde quepermiteespesoresde paredmásgrandespero,porotrolado,sólopermite lafabricacióndetuberíasdetamañopequeño.

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Tuberíasincosturas,© 2009ACEROSBOEHLERUDDEHOLM S.A

Laotracategoría defabricación esladelastuberíassoldadas,quesepuedenhacerde variasformas,yvaríanentresíporelnúmerodecosturaslongitudinalesyeltipode equipoparasoldarque se utilice.

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Unaformadefabricación esporelmétododelsoldado enunextremo,quesehace metiendoplacasdeacerocalienteaunasmoldeadoras quelesdanunaformahuecay circulary hace quelosdos extremosde laplacase unan,dejandoen la uniónuna costura ojunta.

Tuberíaconcostura,HiSupplier.com

Tambiénexisteelmétododesoldadoenespiral,queselogradoblandoplacasdeacero enformadeespiralydespués seprocedeasoldar dondesetocanlasesquinas, produciendocosturaso juntas.Estemétodocuentaconlaventajadequesepueden fabricarductosde másde 64pulgadasdediámetroexterior. Lasfabricadasporelmétodo deladoblecostura presentandiámetrosexterioresmayores a36pulgadas.

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Tuberíasoldadaen espiral,derechosregistradosShandongJingtaSteel Co.,Ltd.

LasespecificacionesdelAPItambiéndescribenlasdimensiones,pesosylongitudespara cadatamañoy grado,asícomolastoleranciaspermitidas. Durantelafabricaciónde lastuberíasseponeespecialatenciónen lacomposiciónquímica del aceroyse hacenpruebasde tensión,fractura,ductilidadypruebashidrostáticas,para asegurarquecumplanlosrequerimientosparacadagrado. Las tuberías se fabrican ya sea con extremos planos para soldarse o con extremos roscados. 1.3.2Informaciónenlatubería

Encuantoa lainformación quedebenllevaralavistalastuberías,debentenermarcado lo siguiente:

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1.- NombredelFabricante. 2.-Tamañodelatuberíaenpulgadas. 3.-Pesode latuberíaenlibrasporpie. 4.-Grado. 5.-Procesoutilizadoparafabricarlatubería(sincosturas,soldaduracontinua,etc.). 6.-Tratamientode caloralquefuesometida. 7.-Presióncon la que seprobó,en casodequeseamayoralatabuladaenla especificación. 1.3.3Materiales

Las tuberías son fabricadas con aceros con diferentes composiciones químicas y propiedadesfísicas. La composiciónquímicadel acerose modificapara proporcionarciertaspropiedades Específicas.Paracadagradoseproporcionaunalistadetalladadelascantidadesdecada elementoquedebecontenerelaceroparafabricartuberíadeungradoespecífico. Elcarbóneselelementoprincipalentodoslosaceros.Lacantidaddecarbónafectala fuerza,ductilidady otraspropiedadesfísicasdelacero. Elcontenidomáximodecarbónvaríaentre0.21%y0.31%dependiendodelgradode aceroutilizadoy delmétododefabricación.

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Tambiénseestablecenenlasespecificaciones, loscontenidosdemanganeso,fósforo, azufre,vanadioytitanio,aunquenotodosestoscomponentesestánpresentesentodos losgrados,algunosseañadensóloparaproporcionarpropiedadesespeciales. El contenido requerido de manganeso, por ejemplo, aumenta conforme el grado Aumenta. 1.3.4Recubrimiento

Paraproteger delacorrosión ydeotros externaeinternamentesegúnseanlasnecesidades.

efectosdedaño,losductossonrecubiertos

El recubrimientoexterno inhibe el flujo de corriente eléctrica desde la tubería y la consecuentepérdidadeacero.Elrecubrimiento internoseutilizaparamejorarlas condiciones deflujoyparaprotegercontralacorrosiónocasionada porelmismofluido transportado. Paraextenderlavidadelastuberías deunamaneraeconómica sepuederecurriral recubrimiento externoanti-corrosión, mientrasqueunaenvolturaquecubrael recubrimientoproveeunaprotecciónextra. El esmaltede carbónes el recubrimientoexteriormásutilizado,aunquetambiénse utilizanesmaltede asfaltoy polietileno. Lascaracterísticas deunbuenrecubrimientosonlassiguientes:fácildeaplicar,buena adhesióndelatubería,altaresistenciaalimpacto,flexibilidad, resistenciaalestrés provocadoporlatierra,resistenciaalflujodelrecubrimiento, resistenciaalagua, resistencia eléctrica,estabilidadquímicayfísica,resistenciaalasbacteriasdelatierra,a losorganismosmarinosy a laseparacióncatódica.

1.4Prácticasdeconstrucciónyequipo

Haymuchasvariantesqueintervienen enlaconstrucción delaslíneasdeductosyque hacenquesedebanutilizardiferentestécnicas,métodosy equiposde acuerdoalclima,el áreageográfica,eltipode terreno,eltipodetuberíaa utilizar,lospermisosa obtenery las regulacionesde seguridady protecciónambientalquesedebanobservar. 18

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Delainversióntotalquedebehacerseparaunsistemadetuberíasparaeltransportede hidrocarburos,alrededordel45%sedebesimplementea loscostosde construcción. Cuandose revisanlos criteriosde diseño sedebeconsiderarque cambiandeacuerdoa las especificacionesgubernamentalesydelasagenciasreguladorasyqueéstasvaríande acuerdoalalocalización,lacercaníaconcentrosdepoblaciónyalascondicionesde seguridadquesedebancumplirparacon lostrabajadoreseinstalaciones. Debidoalaimportancia quehacobradoenlosúltimostiemposlaproteccióndelmedio ambiente,enlamayoría deloscasossedebeentregar,antesdeempezaraconstruir,un estudiodetalladoacercadelimpactoambientalqueseespera. Porlogeneral,laconstrucción delossistemasdeductosconsisteenunir,pormediode soldadura,numerosos tramosdetubería.Conformesevahaciendoesto,esnecesarioir haciendo pruebasalasunionessoldadas yalasoldadura ensíparaverquefuncionende maneracorrecta. Unavezsoldadalalínea,seentierranbajolasuperficieparatenermayorprotección, Aunqueavecespordiversasrazones,comoeltipodesuelo, algunostramosquedan instaladossobreelniveldelsuelo. Antesdeponerseenoperación,laslíneasdebenserprobadasparacerciorarse dequeno hayafugas,elmétododepruebamáscomúnsonlaspruebas hidrostáticas,queconsisten enllenarlosductosconaguayutilizandouna presiónmayor quelapresióndeoperación deldiseño.

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1.4.1Construccióndelíneasentierra

Laconstrucción detodaslaslíneasdebetenerunasecuencia: Primerohayquediseñarla seleccionarunarutaadecuadabasándoseenfactorestécnicosyeconómicos. Ensegundolugarhayqueobtenerlospermisosdepasoyconstruccióndeacuerdoalos Estatutosvigentesenlaregión.Comotercerpasosehacelainstalaciónyseconectacon lasfacilidadesdeorigeny destino.

líneay

Parareducirloscostosyaumentarlafacilidad deinstalación esimportanteseleccionar adecuadamentelaruta.Pequeñasmodificaciones paraevitarcambios bruscosde elevación,elpasoporríosy carreterasoáreasdedifícilaccesopuedenhacerunagran.

Diferencia,aunqueesimportanteanalizardetalladamente cadacambioen particular.

lasventajasydesventajasde

Para determinar la ruta se debe primero inspeccionar el terreno, es recomendable obtenerunavistaaéreadellugar.Loscambios deelevación delterrenosedebentomar muyencuenta,yaquetienenunprofundoimpactoeneldiseñoyaqueinterfierenconla capacidaddeflujo,la potenciay espaciamientorequeridosparalasestacionesdebombeo ocompresiónyengeneralelequiponecesarioparalainstalaciónyoperacióndelas líneas.Unavezquesehadefinidolarutaesnecesario obtenerlospermisos correspondientesa lo largode todoelterrenoporel queatravesarála tubería.Los permisossedandeacuerdoaltipo,tamañoydiámetrodelastuberías,equipoypersonal necesarioparainstalarlasy eltiempoquese estimaparahacerlo.

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1.4.2Pasosparalainstalación

Lospasosprincipalesparahacerlainstalacióndeunalíneadetuberíason: 1.-Obtenerlospermisosy limpiarelterreno. 2.- Cavarzanjasdondese colocarálatubería. 3.-Formarfilasdetuberíaa lolargodelterreno,cercadelazanja. 4.-Soldarlosdiferentestramosde tubería. 5.-Aplicarlosrecubrimientosalexteriordelastuberías. 6.- Bajarlatuberíaalazanja. 7.-Rellenarlazanja. 8.-Probarlalíneaparaasegurarsedequenohayafugas. 9.-Limpiary secarlalíneadespuésdelaspruebasy prepararlaparaoperación. 1.4.3Equipoutilizado

Paralimpiarelterrenoseutilizannormalmentevehículos pesados deremocióny demolición comolostrascabos quevanquitando todoasupaso.Parahacerlaszanjasen tierrarelativamente suave,bastaconutilizarequipopequeñocomovehículoscon pequeñas barrenas montadas,ahoraquesielterrenoesmásduroyladistanciamás grande,hayqueutilizarexcavadoras. Lastuberíassontransportadas allugarporcamionesquelasdepositanaunladodelas zanjas a lo largo de la ruta para tenerlasfácilmente disponiblescuando empieceel armado.

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Una vez armadala línea, se procedeal soldado,ya sea utilizandoequipo manualo automático. Losequiposparasoldarvienenmontadosenpequeñoscamioneso camionetas.Despuésdequeseansoldados,seutilizanlaspinzasdealineamiento ypara inspeccionarlassoldadurasse utilizacomúnmenteelmétodode rayosX. Sellevantambiénmáquinasdobladoras paraajustarlalíneaaloscambiodeelevación. Tambiénseutilizanmáquinasespecialesparahacerelrecubrimiento. Para bajarlalíneayasoldada alazanjaseutilizangrúasconlasquevandescendiendo lentamentehastaquedarenellugarestablecido.

1.5Métodosyequipodesoldado

Deunaformaburda,sepuededecirquelasoldaduraesunprocesoparaunirmetalesen elcuallacoalescenciase producealcalentarauna temperaturadeterminadaque unirlasconosinlaayudadeunmetalde relleno. Loscontrolestanestrictosqueseaplicanalprocedimiento exigenunainspecciónexhaustivay unacapacitacióncontinua.

permita

desoldadoyalossoldadores

Elprocedimiento sepuedehacertantodeformamanualcomodeformaautomática,la mayoríadelasoperaciones desoldadura enlaindustriasehacendeformamanual.El soldadorsostieneelelectrodoensusmanosylovamoviendo aunadistanciaadecuada alrededordeláreaa soldar. Porlogeneral,diferentessoldadoresvandandosucesivamentelospasesrequeridospara Soldarlatubería,seempieza porelpaseraízqueeselmásprofundo yconelquese empiezaaunir,posteriormente sehaceelpasedecaloryalfinallospasesderelleno,a veceshastapasesdedetallepararefinareltrabajo. Apartirdelosaños60’s,seempezaronadesarrollarsistemasautomáticos desoldadura, utilizandosistemasautomáticos queofrecenvariasventajascomomayorvelocidad y precisión,asícomomenorconsumo desoldadura, peroporotroladoprovocancostosde transportey energíay avecessondifícilesde llevara lugaresapartados.

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Se utilizan principalmente 4 métodos de soldado: Soldadura con arco de metal revestido: El arco eléctrico produce calorde rritiendo un

electrodoconsumibleyunpocodelmetalqueseestásoldando.Cuandoseenfríael endureceyformalasoldadura

metal,se

Soldaduraconarcosumergido:Eneste

procesotambiénsesuministraelcaloratravésdel arcoquevaderritiendo elelectrodo;sinembargo,loquesedepositaenlajuntaesun complejogranularde silicatos.Se llamadearco sumergido,porqueelarcoquedacubierto por ellíquidoqueseproduce. Soldadura conarcodegas-metal: Tambiénutilizaelcalordeunarcoeléctrico.Elarco quedacubierto

porungasinertecomoargónohelio.Seutilizasobretodoparasoldar aleacionessusceptiblesa lacontaminacióndelaatmósfera.

metalesdifícilesy

Soldadura conunarcodegas-tungsteno:serecubreelarcoconungasinerte duranteel procesoy se

vaconsumiendounelectrodo.Esteprocedimientoesútilparasoldarmaterial delgadoyparahacerelprimerpase,elderaíz.Permiteunbuencontroldelcaloryes posibleutilizarloparasoldarsinmetalde relleno.

Soldadomanualdelatubería,ESABWeldingandcutting,2006.

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REFERENCIAS KENNEDY John L; Oil and Gas Pipeline Fundamentals; Pennwellnontechnical Series, Tulsa Oklahoma,366pp. PARISHERRoy A.;Pipe draftingand design; Gulf ProfessionalPublishing; USA 2002,311pp. YONGBai,Pipelinesand risers; Elsevier2001.

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Transporte de Hidrocarburos en Bolivia

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