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DOCENTE: Ing. Alejandro Calvimontes
TRABAJO PRÁCTICO
DISEÑO DEL GASODUCTO SENKATA – TIWANAKU
NOMRE:
Wendy Paola Vargas Ramos
CODIGO:
9869552L.P.
SEMESTRE:
Octavo
FECHA DE ENTREGA:
2 de mayo del 2014
DISEÑO DEL GASODUCTO SENKATA-TIWANAKU
1. OBJETIVO GENERAL
Construir un gasoducto Senkata – Tiwanaku para un beneficio optimo a los
pobladores y así poderlos abastecer de derivados de petróleo
2. INTRODUCCION
Los ductos que son utilizados para transportar gas natural, poseen datos de sus
características de diseño, de las cuales la presión que pueden soportar los ductos
y las capacidades nominales o máximas para las que fueron construidas, son
parámetros muy importantes que deben ser controlados cuando se encuentran en
operación.
Estos parámetros contribuyen a conocer, la operación de transporte de un
gasoducto desde el punto de despacho de gas natural pasando por los
compresores que son utilizados hasta un punto de descarga, cuando un
gasoducto llega a operar por encima de su capacidad máxima, es probable que
ocasione problemas de oferta, para cubrir la demanda actual o en un futuro de la
población que utiliza esta energía en sus labores cotidianos.
1. PLANTEAMINETO DEL PROBLEMA:
¿Sera factible técnica - económicamente suministrar gas natural a la población de
Tiwanaku por medio virtual con el fin de satisfacer la demanda de los pobladores?
1.1. IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA
El proyecto de GASODUCTO VIRTUAL PARA SUMINISTRA GAS NATURAL
DESDE SENKATA HASTA TIWANAKU, surge como una posible respuesta al
problema de servicios básicos que afecta a la población de TIKANAKU
Debido a que la población de TIKANAKU no cuenta con suministro de gas natural,
estos pobladores deben recurrir a energías alternativas como el uso de la leña,
kerosene y alcohol, que además de ser altamente contaminantes generan
problemas en la salud reduciendo la expectativa de vida de los pobladores.
Además que en muchos casos parte de las viviendas de estos municipios no
cuentan con energía eléctrica atentando contra los servicios básicos que debe
tener cada boliviano.
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA:
Existiendo deficiencia de energía, altos niveles de contaminación y falta de
suministro de gas natural en la población de TIKANAKU, se requiere el uso de la
tecnología con el propósito de mejorar la calidad de vida y el rendimiento en su
producción, que disminuye el efecto medio ambiental y la gran necesidad de dicha
población, de contar con energía para la industria, agroindustria y particularmente
para el progreso y desarrollo de esta región.
2. OBJETIVOS:
2.1. OBJETIVO GENERAL
Diseñar un gasoducto virtual para suministrar GAS NATURAL desde
SENKATA a la población de TIKANAKU.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar la ubicación de la planta de compresión en SENKATA.
Determinar la ubicación de la planta de descompresión en TIWANAKU
Determinar la facilidad técnica – económica para el diseño del gasoducto
virtual en la población de TIKANAKU.
Analizar la posibilidad de incluir en el proyecto el tendido de redes a la
población de TIWANAKU.
3. JUSTIFICACION DEL TEMA
3.1. JUSTIFICACION TÉCNICA
La tecnología a ser empleada en el proyecto se adecua y se adapta a las
condiciones reales de las variables geográficas y físicas de la región como son:
presión atmosférica, temperatura, condiciones, distancia de estaciones,
condiciones de transporte, condiciones de almacenamiento, aspectos normativos
del sistema de transporte del gas natural comprimido (GNC) .
3.2. JUSTIFICACIÓN OPERACIONAL
el proyecto en cuestión , demostrara su viabilidad tecnológica para la aplicación,
tomando en cuenta que en otros países se ha utilizado los mismos instrumentos,
es asi que su aplicación estará garantizada.
3.3. JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA
En la actualidad la sustitución de gas envasado (GLP) y otros combustibles por
gas natural, resulta en la reducción en el presupuesto del hogar, esto quiere decir
menor presupuesto por consumo de gas, además se podrá constatar la medición
exacta de lo consumido mensualmente, ajustando el consumo a las posibilidades
de cada familia, junto a la posibilidad de abandonar el servicio una vez utilizado
mediante una factura mensual.
4. ALCANCE
4.1. ALCANCE TEMÁTICO
Transporte y almacenaje
Gasoducto
Gasoducto Virual (GV)
Gasoducto Virtual Senkata – Caranavi
La presente investigación está delimitada en el área de trasporte específicamente
en un gasoducto virtual para suministrar gas natural desde la planta de Senkata
hasta Tiwanaku.
4.2. ALCANCE GEOGRÁFICO
Básicamente el proyecto pretende cubrir la población de Senkata ubicado en la
ciudad de La Paz
4.2.1. SENKATA
País : Bolivia
Departamento : La Paz
Ciudad : El alto
Provincia : Murillo
Coordenadas UTM : 19K 589753,98 m E 8172995,59 m S
Elevación : 4066 m.
4.2.2. TIWANAKU
País : Bolivia
Departamento : La Paz
Ciudad : El alto
Provincia : Ingavi
Coordenadas UTM : 16°33′17.25″S; 68°40′24.40″O
Elevación : 3844 m
4.2.3. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DES GASODUCTO SENKATA – TIWANAKU
5. MARCO TEÓRICO
El gas natural es una de las varias e importantes fuentes de energía no
renovables, formada por una mezcla de gases ligeros que se encuentra
frecuentemente en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o
en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento
del que se saca, está compuesto principalmente por metano en cantidades que
comúnmente pueden superar el 90 ó 95% y suele contener otros gases como
nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos. Existen casos que el gas natural
contiene hasta 49% de CO2. Como fuentes adicionales de este recurso natural, se
están investigando los yacimientos de hidratos de metano que, según
estimaciones, pueden suponer unas reservas energéticas muy superiores a las
actuales de gas natural.
Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos
(basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos
restos (depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de
basuras, de alpechines, etc.). El gas obtenido así se llama biogás.
La composición del gas natural varía según el yacimiento:
Componentes energéticos del gas natural antes de ser procesado.
Fuente: Elaboración Propia
en base a datos de Internet.
Tabla 2. 1. Características del gas natural.
Características del gas natural
Nombre comercial: gas natural
Nombre químico: metano y más pesados
Peso molecular: 16
Estado físico: gaseoso, incoloro e inodoro
Temperatura de ignición: 530oF
Poder calorífico: 9460 Kcal/mpc @68oF y 14.22 lb/pg2
Odorizacion: adición de ciertos compuestos sensibles al olfato
llamados mercaptanos
Fuente: Elaboración Propia en base a datos de Internet.
El gas natural se transporta y distribuye principalmente a través de gasoductos y
como gas natural licuado en los llamados buques metaneros y camiones
criogénicos, asimismo se puede transportar en cilindros de alta presión (como gas
natural comprimido). Es medido en metros cúbicos (a una presión de 75000
Pascal y una temperatura de 15oC) o en pies cúbicos (misma presión y
temperatura). Normalmente, la producción de gas a partir de los pozos y los
repartos a las centrales eléctricas se miden en millares o en millones de pies
cúbicos (Mcf y MMcf). Los recursos y las reservas son calculados en trillones de
pies cúbicos (Tcf).
5.1. UTILIDADES DEL GAS NATURAL
El gas seco o gas natural comercial se utiliza como:
1) Combustible en:
a) Transporte (autobuses y taxis)
b) Hogares (calentadores de agua, estufas, calefacción)
c) Comercios (aire acondicionado, calentadores de agua, hornos)
d) Industrias (sistema de calefacción, secado, generación de vapor, hornos)
2) Generación de energía eléctrica por medio de plantas de ciclo combinado, esta
tecnología consiste en utilizar la combustión del gas natural y el vapor que
producen los gases de escape para generar electricidad de manera
complementaria.
3) Materia prima en la elaboración de productos petroquímicos ya que de forma
relativamente fácil y económica puede ser convertido a hidrógeno, etileno, o
metanol, para fabricar diversos tipos de plásticos y fertilizantes
5.2. CONSIDERACIONES EN LA CONSTRUCCION DE GASODUCTOS
Se debe realizar una serie de estudios ambientales que parten del conocimiento
de las áreas afectadas y sus características desde los puntos de vista físicos,
bióticos y socioeconómicos¡.
Este estudio previo, permite determinar cuáles son los impactos potenciales que
pueden presentarse, así como seleccionar los métodos constructivos y de manejo
más convenientes a aplicar.
5.3. TEORIA DE TRAZO DEL PERFIL LONGITUDINAL
El trazo debe ser lo más directo posible, considerando la topografía de los lugares
por los que pasara el ducto
El trazo se lo determino tomando en cuenta la ruta más próxima al mercado,
considerando la infraestructura vial existente (el camino carretero que une las
capitales de los departamentos afectados), medios logísticos tanto para el traslado
del material y personal durante la construcción del poliducto, además del
mantenimiento que debe hacerse durante la operación de la línea, lo cual
favorecerá a los pobladores asentados cerca de la ruta del poliducto. Se
aprovechara los estudios realizados para la construcción del camino carretero, lo
cual implica los cruces fluviales, los riesgos de movimiento de tierras debido a
derrumbes y riesgos geológicos varios.
El perfil longitudinal es la representación gráfica de distancias y alturas por las que
atravesara el poliducto. Este perfil, denominado perfil topográfico, es la base para
la realización del diseño hidráulico.
5.4. PROTECCION DE LA TUBERIA
5.4.1. PROTECCIÓN ANTICORROSIVA
La corrosión se define como la destrucción o deterioro químico o electroquímico
de un metal o material con el medio que lo rodea, por lo tanto es un proceso
natural normal.
Los problemas de corrosión son de suma importancia en la construcción de
cualquier ducto, este problema puede dar lugar a muchos problemas, como
perdida de vías o desastres económicos por la tubería por la destrucción del
ducto.
La corrosión de la tubería puede darse debido a la falta de una adecuada
protección anticorrosiva, pudiendo la tubería oxidarse por el debilitamiento de la
misma al disminuir su espesor.
En principio, la corrosión produce óxidos que protegen al metal por su efecto
aislador, pero esos óxidos se desprenden por su distinto coeficiente de dilatación
con relación al metal y se originan nuevas corrientes con sus consiguientes
efectos corrosivos.
Lo más efectivo para evitar estos problemas es el revestimiento. El revestimiento
externo incluirá una de las varias alternativas de recubrimiento anticorrosivo
externo incluirá una de las varias alternativas de recubrimiento anticorrosivo
reforzado por un sistema de protección catódica. El recubrimiento debe cumplir
ciertas condiciones para ser más efectivo, esas condiciones son:
Resistencia al daño mecánico durante la instalación y operación normal del
ducto.
Impermeabilidad.
Resistencia química.
Alta resistencia eléctrica.
No ser biodegradables.
Elevada capacidad de adherencia sobre la superficie de la estructura.
La protección anticorrosiva se realiza con los revestimientos anticorrosivos donde
los materiales utilizados han mejorado sustancialmente con el tiempo, permitiendo
así obtener menores densidades de corriente de protección y por ende menores
costos en su implementación.
Los materiales que se utilizan para revestir cañerías son: los revestimientos de
base asfáltica, cintas plásticas, polietileno extruido (que es el que mejor
desempeño está mostrando por su resistencia), termocontraibles y pinturas Epoxi
5.4.2. PROTECCIÓN CATÓDICA.
Se debe realizar algunas consideraciones para el diseño, tales como:
Propiedades del medio en contacto con la estructura (temperatura, PH,
hidrodinámica, conductividad).
Tipo y características del revestimiento.
Existencia de corrientes vagabundas.
Presencia de otras estructuras cercanas o involucradas.
Condiciones geológicas del área.
Necesidad de corriente de protección.
Peligro de incendio y/o explosión.
Disponibilidad de energía.
Para la protección catódica se pueden utilizar los sistemas de protección con
ánodos galvánicos, los sistemas de protección por corriente impresa y los
dispersores de corriente impresa, que se describirán a continuación.
5.4.3. SISTEMA DE PROTECCIÓN CON ÁNODOS GALVÁNICOS
Los sistemas se basan en la diferencia de potencial electroquímico entre el
material menos noble (más negativo o anódico) y el metal a proteger.
Esto ocurre con el zinc, aluminio y magnesio respecto al hierro y con ellos el hierro
respecto al cobre
Las principales ventajas de los ánodos galvánicos son las siguientes:
No necesita suministro de energía exterior.
Mínimo costo de mantenimiento después de instalado.
Raramente causa problemas de inferencia en estructuras vecinas.
Las principales desventajas son:
Limitación de potencial disponible.
Corriente de salida pequeña limitada.
Limitaciones por la resistividad del terreno.
No es aplicable para la protección de cañerías de gran diámetro, desnudas o
pobremente revestidas
5.5. MARCO NORMATIVO
5.5.1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
Las especificaciones técnicas para la construcción y operación del sistema de
transportación consisten en reglas, normas y códigos conforme a lo siguiente:
Regulaciones de seguridad operativas y de construcción - Estados
Unidos de América.
Códigos de seguridad de operaciones y construcción - Internacional.
Especificaciones de fabricación de gasoductos.
Especificaciones de fabricación de las válvulas de gasoducto.
Calificaciones y procedimientos de soldadura.
Especificación de los ajustes de soldadura.
Recubrimiento de fusión epóxica.
Estándares de medición - Medida del orificio.
Estándares de medición - Medida de la turbina.
Estándares de medición - Medición electrónica.
Estándares gubernamentales y reglamento.
ASME B31.8- EDICION 1995, Código de Presión del Gasoducto.
ASME B31.8 es un Código de Seguridad reconocido internacionalmente. El mismo
cubre el diseño, construcción, prueba, operación y mantenimiento de los sistemas
de conducción, normas que engloban a lo que se refieren los Sistemas de
Transmisión, Ampliación y Distribución de Gas, también son utilizadas en algunos
casos relacionados al transporte de hidrocarburos líquidos por ductos. Este código
es el documento original utilizado para la creación del CFR 49, Parte 192. La
Oficina Estadounidense de Seguridad de Gasoductos es un miembro activo del
comité ASME B31.8.
API 1104, EDICION 17. Edición, Soldadura de Gasoductos e Instalaciones
relacionadas.
Esta norma específica los requerimientos e instrucciones para desarrollar y
calificar las especificaciones y calificación de soldaduras, grado de soldaduras,
bisagras soldadas de diseño de unión, prueba y producción de soldaduras,
reparación y remoción de defectos en las soldaduras, estándares de aceptación
para las pruebas de no destrucción de soldaduras, y procedimientos para no
destrucción de pruebas.
Esta norma se incorpora por referencia a la 49 CFR parte 192 Regulaciones de
Seguridad del Gasoducto y en la ASME B31.8 Transportación y Distribución de
Gas en los Sistemas del Gasoducto.
API SL (SPEC 5L) Especificaciones para la Tubería.
Esta especificación para la tubería trata sobre el proceso de fabricación de la
tubería, acantonamiento y fleje (de acero) para la tubería, propiedades químicas y
pruebas del material de la tubería, pruebas y propiedades mecánicas del material
de la tubería, prueba hidrostática de la tubería en el taller de fabricación de tubos,
y las dimensiones, pesos y largos de la tubería, incluyendo tablas métricas.
Esta norma se incorpora por referencia a la 49 CFR Parte 192 Regulaciones de
Seguridad del Gasoducto y en la ASME B31.8 Transportación y Distribución de
Gas en los Sistemas del Gasoducto.
6. MARCO PRÀCTICO
El presente estudio de ingeniería fue realizado en todo el tramo, tanto
dimensionamiento y diseño así como las especificaciones de los diferentes
Componentes involucrados y de procedimientos constructivos. El diseño básico de
ingeniería involucra lo siguiente:
Base de datos del proyecto
Fundamentos para la dimensión del caudal
Sección de la ruta y definición del trazado, mediante el uso de programación
de google earth
Fundamento para la determinación del perfil
Dimensionamiento del diámetro y determinación del número de estaciones
de compresión
Optimización de las dimensiones calculadas, y definición de los espesores
de la tubería
Especificación de los materiales y accesorios
Definición del procedimiento de la construcción del gasoducto
Diseño de las estaciones de compresión
Especificación de compresores y equipo auxiliar
Diseño de las estaciones de medición
6.1. PROPIEDADES DEL GAS NATURAL
Cromatografía del gas natural en Senkata
FUENTE: YPFB trasportes
Las propiedades principales del gas natural consideradas para diseño hidráulico
son: densidad, viscosidad, factor de compresibilidad, peso molecular del gas
natural en las mezcla de hidrocarburos, gravedad especifica, poder calorífico,
punto de rocío. Todos estos pueden determinarse mediante ecuaciones
matemáticas a partir de la composición del gas a trasportar
Las propiedades del gas natural a trasportar se determinan en base al análisis
cromatográfico del mismo.
Las propiedades del gas natural a ser trasportado tienen un significativo impacto
en el diseño del gasoducto.
El gas natural es una mezcla homogénea de: hidrocarburos parafinicos volátiles
donde su principal componente es el Metano, Etano, Propano, i-Butano, n-Butano,
i-Pentano, n-Pentano, hexano y Superiores. Gases no combustibles, gases
Componentes Formula
Química
Composición
Molar %
Metano CH4 90,78
Etano C2H6 5,17
Propano C3H8 1,29
i-butano i-C4H10 0,16
n-butano n-C4H10 0,27
i-pentano i-C5H12 0,09
n-pentano n-C5H12 0,07
Hexano C6H14 0,06
Nitrógeno N2 0,79
Dióxido de carbono CO2 1,32
Total 100%
nobles, como el CO2, N2, todos estos en pequeñas proporciones y Vapor de agua,
que no debe pasar de 7 lbs/MMPC para evitar la formación de hidratos.
Principales propiedades que afectan el diseño son:
Volumen especifico
Factor de compresibilidad
Calor especifico
Coeficiente de Joule Thompson
Exponente isotrópico en el cambio de temperatura
Entalpia
Entropía
Presión
Temperatura
6.1.1. GRAVEDAD ESPECIFICA DEL GAS NATURAL
Se define como la relación de la densidad del gas respecto a la densidad del aire,
a las mismas condiciones de presión y temperatura.
La ley de los gases perfectos muestra que la gravedad específica (G.E.) es igual a
la relación del peso molecular del gas respecto al peso molecular del aire (28,964
lbs/lbs-mol) a las mismas condiciones como se muestra en la ecuación:
𝛄𝐠 =
𝛒𝐠𝐌
𝐑𝐓𝛒𝐚𝐢𝐫𝐞𝐌 𝐚𝐢𝐫𝐞
𝐑𝐓
= 𝐌
𝐌𝐚𝐢𝐫𝐞
𝛄𝐠 =𝐌
𝟐𝟖, 𝟗𝟔𝟒
Donde: γg= Gravedad especifica de la mezcla de gas
ρg= densidad del gas
ρaire = densidad del aire (0,0805lb/ft3)
Maire = peso molecular del aire, 28,964
6.1.2. PESO MOLECULAR DEL GAS
El peso molecular del gas en la mezcla de hidrocarburos es conocido también
como peso molecular aparente. Si Yi representa la fracción molar de cada
componente en una mezcla de gas el peso molecular de la mezcla es definido
matemáticamente por la siguiente ecuación:
𝐌 = 𝐘𝐢 × 𝐌𝐢
𝐧
𝐢=𝟏
Donde: M = Peso molecular de la mezcla de gas
Mi = peso molecular de cada componente de la mezcla de gas
Yi = fracción molar del componente
6.1.3. DENSIDAD DEL GAS NATURAL
La densidad se define como la masa por unidad de volumen de la sustancia
𝛒 =𝐦
𝐕
Para determinar la densidad del gas se recurre primeramente a la relación del
número de moles del gas que es definido por la siguiente expresión:
ρg
=m
V=
pM
RT
Donde la densidad del gas natural puede ser:
𝛒𝐠 =𝐦
𝐕=
𝐏 × 𝐌
𝐑𝐓
Donde: ρg= densidad del gas
M mezcla = peso molecular de la mezcla
O también podría ser calculado directamente con:
M mezcla = 𝛄𝐠 × 𝟐𝟖, 𝟗𝟔
6.1.4. PARAMETROS REDUCIDOS
De acuerdo a la ley de los estados correspondientes de Van de Waals, las
características físicas de una sustancia son en función de su proximidad relativa al
punto crítico. Esto significa que la desviación del comportamiento ideal de los
gases será igual si ellos se encuentran en un mismo estado relativo respecto a su
estado crítico. Así, los valores relevantes de presión y temperatura que expresan
la desviación del comportamiento de un gas real respecto del comportamiento
ideal son presión reducida y temperatura reducida, mediante las siguientes
relaciones
𝐏𝐩𝐜 = 𝐘𝐢 × 𝐏𝐜𝐢 𝐓𝐩𝐜 = 𝐘𝐢 × 𝐓𝐜𝐢
Para mezclas tales como gas natural, los parámetros reducidos son denotados
como presión pseudo- reducida y temperatura pseudo-reducida
𝐏𝐫 =𝐏
𝐏𝐩𝐜 𝐓𝐫 =
𝐓
𝐓𝐩𝐜
Donde: P = Presión del sistema; psia
Ppr = Presión seudo-reducida, adimensional
T = Temperatura del sistema, ºR
Tpr = Temperatura pseudo-reducida, adimensional
Ppc, Tpc = presión y temperaturas pseudo-criticas, respectivamente
6.1.5. FACTOR DE COMPRESIBILIDAD
Basándose en el concepto de propiedades pseudo-reducidas, Stnding Katz
presentaron un grafico generalizando el factor de compresibilidad del gas como se
muestra en la figura.
El grafico representa factores de compresibilidad del gas natural dulce como
función de Ppr y Tpc.
Este grafico es generalmente confiable para gas natural con menor cantidad e
hidrocarburos.
Es una de las correlaciones más ampliamente aceptadas en la industria de
petróleo y gas.
Figura: Grafico de factores de compresibilidad de Standing y Katz. (Cortesia de
GPSA y GPA Engineerring Data Book, EO Edicion, 1987)
6.1.6. VISCOSIDAD DEL GAS
La viscosidad expresa la facilidad que tiene un fluido para fluir cuando se le aplica
una fuerza externa. El coeficiente de viscosidad absoluta de un fluido, es una
medida de su resistencia al deslizamiento o a sufrir deformaciones internas. La
melaza es un fluido muy viscoso en comparación con el agua; a su vez, los gases
son menos viscosos en comparación con el agua.
Se puede predecir la viscosidad de la mayor parte de los fluidos; en algunos la
viscosidad depende del trabajo que se haya realizado sobre ellos. La tinta de
imprenta, las papillas de pulpa de madera y la salsa de tomate, son ejemplos de
fluidos que tienen propiedades tixotrópicas de viscosidad.
Existe gran confusión respecto a las unidades que se utilizan para expresar la
viscosidad; de ahí la importancia de utilizar las unidades adecuadas cuando se
sustituyen los valores de la viscosidad en las formulas. Su ecuación propuesta
esta dada por:
𝛍𝐠 = 𝟏𝟎−𝟒𝐊 𝐞𝐱𝐩 𝐱 𝛒𝐱
𝟔𝟐, 𝟒 𝐘
Donde:
K =(9,4 + 0,02M )T1,5
209 + 19M + T
X = 3,5 +986
T+ 0,01M
Y = 2,4 − 0,2X
Donde: g = densidad del gas natural a la presión y temperatura del sistema
T = Temperatura del sistema, ºR
M mezcla = peso molecular de la mezcla
6.1.7. PODER CALORIFICO
El poder calorífico se denomina también poder calorífico superior y este es el calor
que se produce por la combustión a presión a presión constante de una
determinada cantidad de gas saturado con vapor de agua, con concensacion de
agua de combustión.
La unidad de medida en el presente estudio de los gases es el numero de BTU
producido por la combustión a presión constante de un pie cubico de gas saturado
con vapor de agua.
El poder calorífico de una mezcla es definida matemáticamente por la siguiente
ecuación:
𝐏𝐂 = 𝐘𝐢 × 𝐏𝐂 𝐢
𝐧
𝐢=𝟏
Donde: PC = Poder calorífico
PCi= Poder calorífico de cada componente
Yi = Fracción molar del componente
6.2. TRAZO DEL GASODUCTO
La selección del trazo del gasoducto se determino tomando en cuenta todos los
factores en que abarcan el gasoducto la información física acerca de la tierra e
instalaciones asociadas con el sistema, considerando la infraestructura vial
existente (sendas, caminos, carreteras, etc.), medios logísticos tanto para el
traslado de la tubería, equipos y personal durante la construcción gasoducto como
para la mantención de la línea durante la operación de a línea
6.2.1. CONSTRUCCIÓN
Consiste en una conducción de tuberías de acero, por las que el gas circula a alta
presión, desde el lugar de origen. Se construyen enterrados en zanjas a una
profundidad habitual de 1 metro. Excepcionalmente, se construyen en superficie.
Por razones de seguridad, las normas de todos los países establecen que a
intervalos determinados se sitúen válvulas en los gasoductos mediante las que se
pueda cortar el flujo en caso de incidente. Además, si la longitud del gasoducto es
importante, pueden ser necesarios situar estaciones de compresión a intervalos.
El inicio de un gasoducto puede ser un yacimiento o una planta de regasificación,
generalmente situada en las proximidades de un puerto de mar al que llegan
buques (para el gas natural, se llaman metaneros) que transportan gas natural
licuado en condiciones criogénicas a muy baja temperatura (-161 ºC).
Para cruzar un río en el trazado de un gasoducto se utilizan principalmente dos
técnicas, la perforación horizontal y la perforación dirigida. Con ellas se consigue
que tanto la flora como la fauna del río y de la ribera no se vean afectadas. Estas
técnicas también se utilizan para cruzar otras infraestructuras importantes como
carreteras, autopistas o ferrocarriles.
El tendido por mar se hace desde barcos especialmente diseñados, los cuales van
depositando sobre el lecho marino la tubería una vez que ha sido soldada en el
barco.
Las normas particulares de muchos países obligan a que los gasoductos
enterrados estén protegidos de la corrosión. A menudo, el método más económico
es revestir el conducto con algún tipo de polímero de modo que la tubería queda
eléctricamente aislada del terreno que la rodea. Generalmente se reviste con
pintura y polietileno hasta un espesor de 2-3 mm. Para prevenir el efecto de
posibles fallos en este revestimiento, los gasoductos suelen estar dotados de un
sistema de protección catódica, utilizando ánodos de sacrificio que establecen la
tensión galvánica suficiente para que no se produzca corrosión.
El impacto ambiental que producen los gasoductos, se centra en la fase de
construcción. Una vez terminada dicha fase, pueden minimizarse todos los
impactos asociados a la modificación del terreno, al movimiento de maquinaria,
etc. Queda, únicamente, comprobar la efectividad de las medidas correctivas que
se haya debido tomar en función de los cambios realizados: repoblaciones,
reforestaciones, protección de márgenes, etc.
6.2.2. UBICACIÓN DE CAMINOS DE ACCESO
Al definir el camino principal como eje principal del gasoducto, los caminos de
acceso son todos los que están a lo largo del ducto. En esta etapa del proyecto no
es relevante identificar y marcar los caminos de acceso, ya que estos son
abundantes y van paralelos al gasoducto. En otras condiciones de ubicación de
ruta se debe estudiar la construcción de caminos de acceso. La definición de la
ruta para la etapa constructiva marcara con precisión los caminos de acceso.
6.3. PERFIL LONGITUDINAL
Se define como la proyección del gasoducto respecto a las variaciones de nivel del
terreno a lo largo de su ruta. El diseño ha sido efectuado sobre cartas de territorio
Nacional preparadas por instituto geográfico militar IGM en colaboración con el
Servicio Geodésico Interamericano compiladas en 1972 por el método
fotogramétrico Multiplex sobre fotografías aéreas tomadas en 1967 patrimonio del
Instituto Geográfico Militar que comprenden las zonas de su recorrido
DISEÑO DEL PERFIL LONGITUDINAL CORREGIDO SENKATA - TIWANAKU
FUENTE: Elaboración Propia
3600,0000
3700,0000
3800,0000
3900,0000
4000,0000
4100,0000
4200,0000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
ALT
UR
A (
m)
DISTANCIA (m)
PERFIL LONGITUDINAL DEL TRAMO
SENKATA - TIWANAKU
alturas corregidas
Cuadro Comportamiento de caudales y presiones en Senkata
El siguiente cuadro muestra el comportamiento de caudales y presiones de la
planta de Senkata
FUENTE: YPFB TRANSPORTES
HORA PRESION caudales
(MMpcd) Ps P(Reg)
500 300 29,9
7:00 903 355 31,4
8:00 865 355 33,2
9:00 864 355 34
10:00 864 355 35,4
11:00 847 355 33,7
12:00 848 355 31,8
13:00 891 355 31,3
14:00 925 355 29
15:00 954 355 30,8
16:00 875 355 30,2
17:00 911 355 30,1
18:00 857 355 31,5
19:00 815 354 30,8
20:00 810 355 27,5
21:00 869 355 26,3
22:00 905 355 21,1
23:00 988 355 20,3
1:00 1007 355 19,3
2:00 1017 355 18,6
3:00 1056 355 18,6
4:00 1046 355 20,5
5:00 1050 355 20,8
6:00 1033 355 25,2
PROMEDIO 27,55
6.4. DISEÑO HIDRAULICO
6.5.1. ECUACION GENERAL DEL FLUJO
Todas las ecuaciones del flujo de fluidos se derivan de un balance energético
básico que puede expresarse para un sistema de corriente uniforme como:
Cambios en la energía interna + Cambios en la energía cinética + Variación en
la energía potencial + Trabajo realizado sobre el fluido + Energía calorífica
añadida al fluido – Fricción del fluido en el entorno =0
De tal modo que en unidades básicas el balance de energía para la condición
estática de flujo puede resumirse así
dU +dv2
2g+
g
gsdz + d pV + dq − dw = 0
Puntos del sistema de flujo, ocasionando una caída de presión por fricción en el
sentido de flujo.
Donde: U = energía interna ft-lb/lbm
v = velocidad del fluido ft/seg.
Z = Elevación sobre un plano de referencia ft
P = presión lbf/ft
V = volumen por unidad de nasa de flujo ft3/lbm
q = calor agregado al fluido ft-lbf/lbm
wf = fricción del flujo en el entorno ft-lbf/lbm
g = aceleración de la gravedad ft/seg
go =Factor de conversión entre masa y peso
Se puede manejar la relación básica de diferentes maneras. Generalmente se
convierte en un balance energético mecánico, usando las ya conocidas
ecuaciones de entalpia de termodinámica
dU + d pV = dh = Tds + Vdp
Donde: h = Entalpia especifica del Ruido, ft-lbf/mol
T = Temperatura ºR
s = Entropía Especifica del Fluido ft-lbf/lbm
De tal modo la ecuación puede expresarse en los siguientes términos:
Tds + Vdp +dv2
2g+
g
gcdz + dq − dw = 0
Donde para un proceso ideal ds = −dq
T, pero como no todo proceso ideal o
reversible ds ≥ −dq
T
Tds = −dq + dlw
Donde lw es la perdida de trabajo debida a factores irreversibles como fricción.
Con esta nueva sustitución la ecuación resulta:
Vdp +dv2
2gc+
g
gcdz + dlw − dws = 0
Despreciando el trabajo por fricción y multiplicando todo por la densidad de flujo se
tiene:
dp +ρdv2
2gc+
g
gcρdz + ρdlw = 0
Donde todos los términos de la ecuación anterior se expresan en unidades de
presión
Muchas ecuaciones para flujo de gas en tuberías se han derivado del balance
energético mecánico, expresado en la ecuación anterior.
Asumiendo el flujo isotérmico del gas, en posición horizontal su estática y su
proceso adiabático y despreciando los cambios de energía cinética la ecuación
resulta:
dp + ρdlw = 0
Las perdidas por fricción para una tubería de longitud definida se deriva de la
siguiente ecuación:
ρdlw = fρv2
2gcd
Sustituyendo las pérdidas por fricción:
dp + fρv2
2gcd dL = 0
y ahora para la densidad del gas
ρ =pM
ZRT
y la velocidad del gas:
v = Qo ZTPo
pTo (
4
πd2)
Se obtiene:
−dp = f
2gcd
pM
ZRT
16Qo2 Z2T2Po
2
p2To2π2d4
dL
− p
Zdp =
8 f M T PO2 Qo
2
R π2 d5 gc To2 dL
Nótese que la temperatura es constante o independiente de la longitud cuando se
asume que se trata de un flujo isotérmico
Integrando para toda la longitud de la tubería desde 0 hasta L y siendo la p1 en L
igual a cero en el inicio de la corriente a p2 en L igual a L al final de la corriente la
ecuación resulta:
− p2
2 − p12
2 =
(p12 − p2
2)
γgZm TffL
Se pude usar cualquier sistema de unidades pero el más comúnmente usado, es
en el que se expresa: Qo en Mpcsd; p en psia, T en ºR; d en plg; L en millas y R
constate igual a 10,732 psia ft2/lb-mol ºR y gc igual a 32,17 lbm ft/lbf seg2, donde:
𝐐𝐨 = 𝟎, 𝟎𝟕𝟕𝟓𝟓𝟒𝟑 𝐓𝐨
𝐏𝐨
𝐩𝟏𝟐 − 𝐩𝟐
𝟐
𝛄𝐠𝐙𝐦𝐓𝐟𝐋
𝟎,𝟓
𝐝𝟐,𝟓 𝟏
𝐟
Donde: Qo = relación del gas medido en condiciones estándar, Mpcsd
Po = presión a condiciones estándar, 14,696 psia
To = temperatura a condiciones estándar, 520 ºR
p1 = presión de inicio, psia
p2 = presión de llegada, psia
d = diámetro interno de la tubería, plg
γg = gravedad especifica del gas
Tf = temperatura del flujo, 530 ºR
Zm = factor de compresibilidad promedio
f = factor de fricción
L = longitud de la tubería, millas
Esa ecuación atribuida a Weymouth es la ecuación general para flujo isotérmico
de gas en tuberías horizontales. Las implicaciones de la ecuación dada son las
siguientes.
No existe trabajo mecánico: ya que no se realiza ningún trabajo en el gas entre
los puntos donde se mide la presión esta condición puede satisfacer fácilmente
poniendo medidores de presión que confirmen que no ha añadido energía
mecánica entre dos puntos
Flujo estático: raramente encontrado en la práctica, este factor es el que causa
mayos controversia en los calculo dentro las tuberías
Flujo isotérmico: se asume esta consideración porque generalmente las
tuberías que se usan sean enterradas y no son sometidas a las variaciones de
las temperaturas atmosféricas. El calor de compresión también se disipa
rápidamente a las pocas millas de generada corriente en la estación de
compresión
Cambios de energía cinética despreciables: esta consideración se asume
debido a que los cambios en la energía cinética son despreciables en
comparación a los cambios de presión para tuberías largas como mas mineas
de distribución comerciales
Factor de compresibilidad promedio del gas: esta es una aproximación
razonable si Zm se calcula a la presión promedio dada por la ecuación:
𝐏𝐦 =𝟐
𝟑
𝐏𝟏𝟑 − 𝐏𝟐
𝟑
𝐏𝟏𝟐 − 𝐏𝟐𝟐
𝟐
Donde: Pm = presión promedia en la tubería; psia
P1 = Presión al inicio del tramo, psia
P2 = Presión al final del tramo; psia
𝐙𝐦 =𝐓𝐟
𝟑,𝟖𝟐𝟓
𝐓𝐟𝟑,𝟖𝟐𝟓 + 𝟑. 𝟒𝟒 × 𝟏𝟎𝟓𝐏𝐦𝟏𝟎𝟏,𝟕𝟖𝟓𝛄𝐠
Tubería horizontal: en la práctica el flujo nunca es realmente horizontal, las
ecuaciones que se han desarrollado para cuantificar los cambios por elevación se
corregirán tomando en cuenta la siguiente consideración referida a la corrección
estática.
6.4.1. CORRECION ESTATICA
Para calcular la diferencia de elevación entre el ingreso y la salida de gas ∆𝐡. La
toma mas simple es modificar la presión de salida como sise tratare de la presión
ejercida por una columna estática de gas de altura equivalente a ∆h. Ya que la
correlación estática es un método solo de aproximación el promedio de
temperatura y el método Zm es perfectamente satisfactorio. Sea P1 la presión de
inicio y P2 la presión de llegada este debe corregirse del siguiente modo
𝐏𝟐′ = 𝐞𝐬𝐏𝟐
Donde s esta dado por la siguiente ecuación:
𝐬 = 𝟎, 𝟎𝟕𝟑𝟓(𝛄𝐠∆𝐡
𝐙𝐦𝐓𝐟)
6.4.2. REGIMENES DE FLUJO
Las investigaciones de Osborne Reynolds han demostrado que el régimen de flujo
en tuberías, es laminar o turbulento. El régimen es laminar cuando el tipo de flujo
que existe es a velocidades más bajas que la crítica; este régimen se caracteriza
por el deslizamiento de capas cilíndricas concéntricas una sobre otra de manera
ordenada. La velocidad del fluido es máxima en el eje de la tubería y disminuye
rápidamente hasta anularse en la pared de la tubería. A velocidades mayores que
critica, el régimen es turbulento, presentándose un movimiento irregular e
indeterminado de las partículas del fluido en direcciones transversales a la
dirección principal del fluido.
El régimen del flujo en las tuberías, está en función del diámetro de la tubería, de
la densidad y viscosidad del fluido. El valor numérico de una combinación
adimensional de estas tres variables, conocido como el número de Reynolds,
puede considerarse como la relación de las fuerzas dinámicas de la masa del
fluido respecto a los esfuerzos de deformación ocasionados por la viscosidad
El régimen de flujo en tuberías se considera como laminar si el numero de
Reynolds es menor que 2000 y turbulento si el numero de Reynolds es superior a
4000. Entre estos dos valores esta la zona denominada “critica” donde el régimen
de flujo es imperceptible, pudiendo ser laminar, turbulento o de transición. La
experiencia a determinado que la zona laminar puede acabar en numero de
Reynolds tan bajos como 1200 o extenderse hasta los 40000.
REGIMEN DE FLUJO
Flujo Numero de Reynolds
Laminar Menor 2000
Critica 2000 - 3000
Transición 3000 - 4000
Turbulento Mayor a 4000
La relación de las fuerzas dinámicas o inercia respecto al esfuerzo de corte debido
a la viscosidad o rozamiento, ya que la gravedad puede descartarse suponiendo
que la tubería es horizontal y teniendo en cuenta además el bajo peso especifico
del fluido, este número se calcula utilizando la siguiente ecuación
𝐍𝐑𝐄 = 𝟕𝟏𝟎, 𝟑𝟗 𝐏𝐨
𝐓𝐨
𝐐𝐨 × 𝛄𝐠
𝛍𝐠 × 𝐝
Donde: Po = Presión a condiciones estándar: 14,696psi
To = Temperatura a condiciones estándar, 520ºR
Qo = Caudal del gas, Mpcsd
γg = gravedad especifica del gas
µ = Viscosidad del gas; cp
d = Diámetro de la tubería; plg)
G = gravedad especifica (aire = 1)
6.4.3. RUGOSIDAD DE LA TUBERIA
La fricción del fluido a través de una tubería se ve afectada por la rugosidad de la
misma. Aunque la rugosidad no se puede medir directamente en una tubería, se
define como el valor medido de la altura. Esta rugosidad pude cambiar con el uso
de la tubería y su exposición a los fluidos, inicialmente el tubo puede contener
partículas que pueden ser removidas por el flujo.
Los fluidos también pueden aumentar la rugosidad por erosión o corrosión o por
precipitación de materiales que se adhieren a la pared del tubo, todo esto hace
que la determinación de la rugosidad se dificulte. Generalmente la rugosidad
absoluta se determina por comparación del factor de fricción observado con
respecto al señalado por la tabla de Moody. Si no se dispone de ningún dato de
rugosidad se puede usar el valor igual a ε = 0,0006 plg.
6.4.4. FACTOR DE FRICCION
Para el cálculo de la caída de presión en una tubería con un caudal determinado,
primero debemos entender el concepto de factor de fricción. El factor de fricción
es un parámetro adimensional que depende del número de Reynolds del flujo. En
la literatura de ingeniería, nos encontramos con dos factores de fricción
mencionadas. El factor de fricción de Darcy que se utiliza comúnmente. Otro factor
de fricción se conoce como el factor de fricción de Fanning es preferido por
algunos ingenieros. El factor de fricción de Fanning es numéricamente igual a una
cuarta parte del factor de fricción de Darcy de la siguiente manera:
Factor de fricción de Fanning.
𝐟𝐟 =𝐟𝐝𝟒
Dónde: ff = Factor de fricción de Fanning
fd = Factor de fricción de Darcy
Para evitar confusiones, en las discusiones posteriores, el factor de fricción de
Darcy se utiliza y se representará con el símbolo de f. Para el flujo laminar, el
factor de fricción es inversamente proporcional al número de Reynolds, tal como
se indica a continuación.
Factor de fricción para flujo laminar.
𝐟 =𝟔𝟒
𝐍𝐑𝐄
Para flujo turbulento, el factor de fricción es una función del número de Reynolds,
el diámetro interno de la tubería, y la rugosidad interna de la tubería.
Muchas relaciones empíricas para el cálculo de f han sido presentadas por los
investigadores. Las correlaciones más populares son la de Colebrook-White y las
ecuaciones de la AGA. Antes de discutir las ecuaciones para calcular el factor de
fricción en el flujo turbulento, es conveniente analizar el régimen de flujo
turbulento. El flujo turbulento en tuberías (Re> 4000) se subdivide en tres regiones
separadas de la siguiente manera:
Flujo turbulento en tuberías lisas
Flujo turbulento en tuberías totalmente rugosas
La transición entre el flujo de tuberías lisas y tuberías rugosas
Para flujo turbulento en tuberías lisas, el factor de fricción f depende solamente del
número de Reynolds. Para tuberías totalmente rugosas, f depende más de la
rugosidad de la tubería interna y menos en el número de Reynolds. En la zona de
transición entre el flujo de tubería lisa y el flujo en tuberías totalmente rugosas, f
depende de la rugosidad de la tubería, el diámetro interno de la tubería, y el
número de Reynolds. Los distintos regímenes de flujo se representan en el
diagrama de Moody, que se muestra en la Figura 2.6. (Ver Anexos)
El diagrama de Moody, es un diagrama gráfico de la variación del factor de fricción
con el número de Reynolds para varios valores de rugosidad de la tubería relativa.
Este último término no es más que un parámetro adimensional que resulte de
dividir la rugosidad absoluta (o interna) de la tubería por el diámetro interno de la
tubería de la siguiente manera:
Rugosidad relativa.
𝐑𝐮𝐠𝐨𝐬𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐑𝐞𝐥𝐚𝐭𝐢𝐯𝐚 =𝐞
𝐃
Dónde: e = Rugosidad absoluta o interna de la tubería, plg
D = Diámetro interno de la tubería, plg
6.4.4.1. ECUACION COLEBROOK-WHITE
La ecuación de Colebrook-White, es una relación entre el factor de fricción y el
número de Reynolds, rugosidad de la tubería y el diámetro interior del tubo. La
siguiente forma de la ecuación de Colebrook se utiliza para calcular el factor de
fricción en tuberías de gas en el flujo turbulento, (Re>4000).
Ecuación Colebrook-White.
𝟏
𝐟= −𝟐 𝐥𝐨𝐠
𝐞
𝟑, 𝟕𝐃+
𝟐, 𝟓𝟏
𝐍𝐑𝐄 𝐟
Dónde: f = Factor de fricción, adimensional
D = Diámetro interno de la tubería, plg
e = rugosidad absoluta del tubo, plg
Re = Numero de Reynolds del flujo, adimensional
6.4.4.2. FACTOR DE TRANSMISION
El F factor de transmisión es considerado el opuesto del factor de fricción f.
Considerando que el factor de fricción indica lo difícil que es pasar una cierta
cantidad de gas a través de una tubería, el factor de transmisión es una medida
directa de cuánto gas puede ser transportado por la tubería. A medida que
aumenta el factor de fricción, disminuye el factor de transmisión y, por tanto, la
tasa de flujo de gas también disminuye. Por el contrario, cuanto mayor sea el
factor de transmisión, menor es el factor de fricción y, por tanto, mayor será el
caudal. El F factor de transmisión está relacionada con el factor de fricción f de la
siguiente manera:
Factor de transmisión.
𝐅 =𝟐
𝐟
Por lo tanto,
𝐟 =𝟒
𝐅𝟐
Dónde: f = Factor de fricción
F = Factor de transmisión
Cabe señalar que el factor de fricción f en la ecuación anterior es el factor de
fricción de Darcy. Dado que algunos ingenieros prefieren utilizar el factor de
fricción de Fanning, la relación entre el factor F de transmisión y el factor de
fricción de Fanning se da a continuación como referencia.
𝐅 =𝟏
𝐟𝐟
Donde, ff es el factor de fricción de Fanning.
6.4.5. ECUACIONES DE FLUJO
Existen varias ecuaciones que relacionan el caudal de gas con las propiedades del
gas, diámetro y longitud de la tubería, y las presiones aguas arriba y aguas abajo.
Estas ecuaciones son las siguientes:
Ecuación General de Flujo
Ecuación de Colebrook – White
Ecuación Modificada de Colebrook – White
Ecuación AGA
Ecuación de Weymouth
Ecuación Panhandle A
Ecuación Panhandle B
Ecuación IGT
Ecuación de Spitzglass
Ecuación de Mueller
Ecuación de Fritzsche
6.4.5.1. ECUACIÓN GENERAL DE FLUJO
Para el flujo isotérmico de estado constante en una tubería de gas es la ecuación
básica para relacionar la caída de presión con el caudal. La forma más común de
esta ecuación en el sistema tradicional de EE.UU. (USCS) o Sistema Ingles (SI)
de unidades se da en términos del diámetro de la tubería, las propiedades del gas,
presiones, temperaturas, y la tasa de flujo de la siguiente manera:
Ecuación general de flujo.
𝐐 = 𝟕𝟕, 𝟒 𝐓𝐛
𝐏𝐛
𝐏𝟏𝟐 − 𝐏𝟐
𝟐
𝐆𝐓𝐟𝐋𝐙𝐟
𝟎,𝟓
Dónde: Q = Caudal de gas, medido a condiciones normales, pc/dia (PCD)
f = factor de fricción, adimensional
Pb = Presión base, psia
Tb =Temperatura base, oR(460+oF)
P1 = Presión de entrada, psia
P2 = Presión de salida, psia
G = Gravedad del gas (aire = 1.00)
Tf = Temperatura promedio de gas fluyente, oR
L = Longitud del segmento de la tubería, millas
Z = Factor de compresibilidad a la temperatura fluyente
D = Diámetro interno de la tubería, plg
6.4.5.2. ECUACION EMPIRICA DE FLUJO
Con objeto de no efectuar iteraciones, la ecuación general de flujo puede ser
reescrita sobre la base de constantes:
Ecuación empírica de flujo.
q = a1E Tb
Pb
a2
P1
2 − P22
T Z L
a3
1
γg
a4
Da5
Dónde: q= Flujo de gas, cfd.
Tb= Temperatura base, °R.
Pb= Presión base, psia.
L= Longitud de la tubería, millas.
D= Diámetro de la tubería, pulgadas.
Constantes de la ecuación empírica de flujo.
Autor
Valores de las constantes
Aplicación a1 a2 a3 a4 a5
Weymouth 433,5 1,000 0,500 0,500 2,667 D≤12”
Panhandle
A
435,87 1,0788 0,5392 0,4599 2,6182 4x106<NRe<4x107
D>12”
Panhandle
B
737 1,020 0,5100 0,4901 2,530 Turbulencia
desarrollada
D>12”
Fuente: Elaboración Propia en base al libro Chi U. Ikoku, “Natural Gas Production
Engineering”, Florida, Krieger Publishing Company, 1984.
6.4.5.3. ECUACION DE WEYMOUTH
La ecuación de Weymouth se utiliza para altas presiones, altos flujos, y grandes
diámetros en sistemas de recolección de gas. Esta fórmula calcula directamente el
caudal a través de una tubería en función a valores dados: la gravedad del gas,
compresión, presiones de entrada y salida, diámetro de la tubería, y la longitud. En
unidades inglesas, la ecuación de Weymouth se dice lo siguiente:
Ecuación de Weymouth.
𝐐 = 𝟒𝟑𝟑, 𝟓 𝐄 𝐓𝐛
𝐏𝐛
𝐏𝟏𝟐 − 𝐏𝟐
𝟐
𝐆𝐓𝐟𝐋𝐞𝐙
𝟎,𝟓
𝐃𝟐,𝟔𝟔𝟕
Dónde: Q = Volumen de Caudal, medido a condiciones normales, pc/dia
E = Eficiencia de la tubería, un valor decimal menor o igual a 1.0
Pb = Presión base, psia
Tb = Temperatura base, oR(460+oF)
P1 = Presión de entrada, psia
P2 = Presión de salida, psia
G = Gravedad del gas (aire = 1.00)
Tf = Temperatura promedio de gas fluyente, oR
Le = Longitud equivalente del segmento de la tubería, mi
Z = Factor de compresibilidad, adimensional
D = Diámetro interno de la tubería, plg
6.4.5.4. ECUACION PANHANDLE A
La ecuación Panhandle A se desarrolló para su uso en tuberías de gas natural,
incorporando un factor de eficiencia para los números de Reynolds en el rango de
5 a 11 millones. En esta ecuación, la rugosidad de la tubería no se utiliza. La
forma general de la ecuación de Panhandle A se expresa en unidades inglesas de
la siguiente manera:
Ecuación Panhandle A.
𝐐 = 𝟒𝟑𝟓, 𝟖𝟕 𝐄 𝐓𝐛
𝐏𝐛 𝟏,𝟎𝟕𝟖𝟖
𝐏𝟏
𝟐 − 𝐏𝟐𝟐
𝐆𝟎,𝟖𝟓𝟑𝟗𝐓𝐟𝐋𝐞𝐙
𝟎,𝟓𝟑𝟗𝟒
𝐃𝟐,𝟔𝟏𝟖𝟐
Dónde: Q = Volumen de Caudal, medido a condiciones normales, pc/dia
E = Eficiencia de la tubería, un valor decimal menor o igual a 1.0
Pb = Presión base, psia
Tb = Temperatura base, oR(460+oF)
P1 = Presión de entrada, psia
P2 = Presión de salida, psia
G = Gravedad del gas (aire = 1.00)
Tf = Temperatura promedio de gas fluyente, oR
Le = Longitud equivalente del segmento de la tubería, mi
Z = Factor de compresibilidad, adimensional
D = Diámetro interno de la tubería, plg
6.4.5.5. ECUACION PANHANDLE B
La ecuación de Panhandle B, también conocida como la revisión de la
ecuación Panhandle, se utiliza en diámetros grandes, líneas de transmisión de
alta presión. En el flujo completamente turbulento, para los valores de número
de Reynolds que se encuentra para ser exactos en el rango de 4 a 40 millones.
Esta ecuación en unidades inglesas es el siguiente:
Ecuación Panhandle B.
𝐐 = 𝟕𝟑𝟕 𝐄 𝐓𝐛
𝐏𝐛 𝟏,𝟎𝟐
𝐏𝟏
𝟐 − 𝐞𝐬𝐏𝟐𝟐
𝐆𝟎,𝟗𝟔𝟏𝐓𝐟𝐋𝐞𝐙
𝟎,𝟓𝟏
𝐃𝟐,𝟓𝟑
Dónde: Q = Volumen de Caudal, medido a condiciones normales, pc/dia
E = Eficiencia de la tubería, un valor decimal menor o igual a 1.0
Pb = Presión base, psia
Tb = Temperatura base, oR(460+oF)
P1 = Presión de entrada, psia
P2 = Presión de salida, psia
G = Gravedad del gas (aire = 1.00)
Tf = Temperatura promedio de gas fluyente, oR
Le = Longitud equivalente del segmento de la tubería, mi
Z = Factor de compresibilidad, adimensional
D = Diámetro interno de la tubería, plg
6.5. CALCULO DE LOS PARAMETROS OPERACIONALES
6.5.1. DISEÑO DEL PERFIL MEDIDO DEL GASODUCTO SENKATA
6.5.2. PERFILLONGIUDINAL PARA EL DISEÑO DEL GASODUCTO SENKATA
– TIKANAKU
Elaboración propia aplicando Google Heart
6.5.3. PERFIL CORRREGIDO PARA EL DISEÑO DEL GASODUCTO SENKATA
–TIKANAKU
