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TECNOLÓGICO BOLIVIANO ALEMÁN
INDICE:
USO DE FORMULAS FISICAS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE TUBERIAS EN
REDES DE GAS HACIENDO REFERENCIA A DIAMETROS Y/O PRESIONES...........2
1. INTRODUCCIÓN..............................................................................................................2
2. ANTECEDENTES..............................................................................................................3
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA...........................................................................4
3.1. FORMULACION DEL PROBLEMA............................................................................4
4. OBJETIVOS.......................................................................................................................5
4.1. OBJETIVO GENERAL...................................................................................................5
4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS...........................................................................................5
5. JUSTIFICACION...............................................................................................................5
6. DESCRIPCIÓN..................................................................................................................5
Fórmula de Renouard..............................................................................................................6
Fórmula para el caudal máximo:.............................................................................................8
7. PROPUESTA INNOVADORA........................................................................................10
8. CONCLUSIONES............................................................................................................10
9. BIBLIOGRAFIA..............................................................................................................10
10. QUE APRENDIO CON EL PROYECTO......................................................................12
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TECNOLÓGICO BOLIVIANO ALEMÁN
USO DE FORMULAS FISICAS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE TUBERIAS
EN REDES DE GAS HACIENDO REFERENCIA A DIAMETROS Y/O
PRESIONES.
1. INTRODUCCIÓN
En el siguiente trabajo se hace referencia en parte al Transporte y Distribución (o abreviado
T&D en el campo de la energía) es un modo de transporte de gases, líquidos, sólidos o
multifásico, dirigido en general a través de las tuberías que constituyen una red o un
sistema de transporte. El drenaje por gravedad de efluentes (aguas residuales, aguas lluvias,
sistemas de alcantarillado, etc.) y el tránsito de alimentos (cerveza, leche, granos, etc.) por
medio de tuberías pueden entrar en esta acepción. Sin embargo, los productos en general
descritos como elementos que se transportan por tubería son: petróleo e hidrocarburos
líquidos, gas natural y gas para combustibles, sustancias químicas.
Dependiendo del producto transportado, el ducto recibe diferentes nombres, así como los
reglamentos, las técnicas de construcción y de funcionamiento también varían.
Los principales sistemas de transporte por tubería son los siguientes:
El gas natural transportado por gasoductos
Hidrocarburos líquidos, especialmente aceite, transportados por oleoductos
Hay muchos otros productos transportados a distancias importantes, que justifican el
término T&D
El agua dulce, principalmente para el riego, por acueductos;
El agua salada en saumoductos;
El oxígeno en oxigenoductos;
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El hidrógeno en hidrogenoductos;
El etileno en etilenoductos
Otros
Este tipo de transporte de productos fue implementado por primera vez por Dimitri
Mendeleev en 1863, año en el que sugirió el uso de tuberías para el transporte de petróleo.
2. ANTECEDENTES
YPFB Transporte S.A. es la empresa de la Corporación YPFB que opera una red de ductos
de aproximadamente 6,000 kilómetros para el transporte de gas natural e hidrocarburos
líquidos. Esta red atraviesa 7 departamentos, más de 90 municipios y aproximadamente 670
comunidades, llegando también a los mercados del Brasil, Argentina y Chile.
La empresa se creó el año 1997 bajo el nombre de Transporte de Hidrocarburos Transredes
S.A. como parte del proceso de Capitalización, realizado por el Gobierno del Presidente
Gonzalo Sánchez de Lozada. Esta compañía que inició actividades en Bolivia en abril de
1997, después que un año antes un consorcio extranjero comprara las acciones de la Unidad
de Transporte de YPFB. La participación mayoritaria era de TR Holdings, integrada por
Enron y Shell, que compró el 50 por ciento de las acciones por 263.500.000 dólares.
El año 2006, el inicio de la nacionalización del sector petrolero en mayo de 2006, YPFB
mantuvo una participación minoritaria en Transredes de 33,56 por ciento; luego, en abril de
2008 logró captar más de 14 por ciento de títulos., por lo cual, se transfirieron las acciones
al Estado Boliviano.
En 2007, el paquete fue adquirido por Ashmore Energy International (AEI) Transportadora
Holdings Spain.
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1 de mayo de 2008, el Gobierno nacionalizó poco más de 2 por ciento de las acciones para
tener por lo menos el 50 por ciento más un título.
En junio de 2008, la administración de Evo Morales optó por la confiscación y tomó las
instalaciones de la empresa y asumió la propiedad del 97 por ciento de las acciones.2
En agosto de 2008 se cambia la denominación de la empresa de Transredes S.A. a YPFB
Transporte S.A.
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la actualidad los estudiantes que se relacionan con el área hidrocarburifera no están
relacionados con los cálculos para conocer las dimensiones de las tuberías de un Gasoducto
o las presiones en dichos gasoductos.
3.1. FORMULACION DEL PROBLEMA.
Con el correcto planteamiento de fórmulas físicas ¿podremos conocer en su caso las
dimensiones de las tuberías en referencia a las presiones o en su caso las presiones en
referencia a las dimensiones?
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4. OBJETIVOS
4.1. OBJETIVO GENERAL
El objetivo principal del trabajo es plantear formulas físicas que correspondan para el
cálculo de diámetros en tuberías o en su caso las presiones.
4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Realizar el correspondiente estudio sobre el tema en libros relacionados.
Reconocer la fórmula que buscamos para nuestros cálculos.
Aprender cómo aplicar dicha fórmula.
5. JUSTIFICACION
Con el presente trabajo nos proponemos conocer las distintas teorías que pueden existir
para saber acerca del uso de distintos diámetros en tuberías y las presiones que estas
soportan, dependiendo del tipo de red que sea: red primaria o red secundaria.
6. DESCRIPCIÓN
Se realizara la investigación con la base en la materia de Física e investigar ampliando los
conocimientos facilitados.
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Y la correcta aplicación de la lógica que se nos enseñó en la asignatura.
Fórmula de Renouard
En el caso del dimensionado de redes de abastecimiento de gas combustible es común la
utilización de las fórmulas de Renouard simplificadas, válidas para una combinación
limitada de unidades. Para la determinación de las pérdidas de carga se deben distinguir las
situaciones de baja, media y alta presión.
Baja Presión
Media y alta presión (presiones efectivas superiores a 50 mbar):
Siendo:
PA – Presión absoluta en bar/mbar en el punto A.
PB – Presión absoluta en bar/mbar en el punto B.
PA – PB – Pérdida de carga en bar/mbar.
PA2 – PB2 – Pérdida de carga cuadrática (bar2)
Q – Caudal en m3/h
D – Diámetro del conducto en mm
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L – Largo del conducto en Km
Dc (S) – Densidad ficticia o corregida, correspondiente a la densidad real afectada de un
coeficiente en función de la viscosidad.
Siendo la formula principal para el cálculo de presiones, diámetro:
Dónde:
G=0. 62PAtmosferica=1 . 01325 bar
P1 Manometrica= Lo que marca el manometro [bar ] ò Presion de en la Red
Le=Longitud equivalente [m ]D=Diametro [mm ] (Calibre )Q=Caudal [m3S /hr . ]
El caudal considerado en esta fórmula es el caudal máximo de las instalaciones.
P1=Manometrica [bar ]P1 Absoluta= P1 Manometrica+PAtmosferica [bar ]
P12−P2
2=48 . 6∗G∗Le∗Q1. 82
D4 . 82[bar ]
P2 Absoluta=√P12−48 .6∗G∗Le∗Q1 .82
D4 . 82[bar ]
P2 Manometrica=P2 absoluta−P Atmosferica [bar ]
PPr omedio' =
23 (P1
3−P23
P12−P2
2 )Velocidad=354∗
Q
D2∗PPromedio'
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Fórmula para el caudal máximo:
Qmax PotPCS
Ejemplo:
EQUIPOS POTENCIA
G1
HORNO 1 110 kW
HORNO 2 150 kW
CALDERO 25 kW
COCINA 1 20 kW
Pot. Total en kW 305kW
Donde Pot. Es la potencia total de la instalación que hace referencia a la sumatoria de las
potencias de todos los equipos que usan Gas Natural.
Donde PCS es el Poder Calorífico Superior, el poder calorífico del gas natural que produce
nuestro país es de 10.8 kW*h/m³
Calculo:
Qmax= 305kW10.8kWh /m ³
Qmax=28.24 m ³ /h
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Para poder utilizar este resultado en nuestra formula de Renouard debemos convertir los m³
a ft³.
Qmax=28.24
m3
h∗35.21 f t3
1m3 =997.15 ft ³
Para obtener la Le. Es decir la longitud equivalente se multiplica la longitud que se nos de
en metros (m) por 1.2 (es como especifica la regla), así es como obtenemos la longitud
equivalente.
Ahora teniendo los datos respectivos en las unidades deseadas se pueden utilizar en la
fórmula de Renouard.
Algunos datos más acerca de la red Primaria y Secundaria:
Red primaria.- Conjunto de cañerías o ductos que conforman la matriz del sistema de
distribución a partir de la estación de recepción y despacho, cuya presión de operación
supera los 100 psig por lo cual se denominan también sistemas de alta presión.
Presión en la red primaria = 20 bar.
Red secundaria.- Conjunto de cañerías o ductos que conformando sistemas reticulares a
partir de las estaciones Distritales de Regulación, operan a una presión de 1 bar (14.5psig)
hasta los 4 bar. (52.8psig) por lo cual se denominan sistemas de media presión.
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7. PROPUESTA INNOVADORA
Nuestra propuesta para este tema estaría relacionada más con el tema de la profundización
de los conocimientos en física para que no existan dificultades con los cálculos en futuras
asignaturas de nuestra carrera, ya que muchas veces los estudiantes solo aprueban la
materia por obligación y no así dándole el interés correspondiente a esta materia tan
importante en la rama de ciencias exactas.
8. CONCLUSIONES
Se pudo confirmar que la ecuación planteada es la correcta para el cálculo de diámetros,
presiones, caudal e incluso nos sirve para calcular la longitud equivalente en algún tramo de
las redes de gas.
9. BIBLIOGRAFIA
Ing. Carlos Mallea. (2012). Diseño de instalaciones de GN. 28-05-2015, de
www.frm.utn.edu.ar Sitio web: https://www.google.com.bo/url?
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ANH.GOB.BO. (2010). Diseño de Redes. 28-05-2015, de Agencia Nacional de
Hidrocarburos Sitio web: https://www.google.com.bo/url?
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&url=http%3A%2F%2Fwww.anh.gob.bo%2Fg.php%3Fmyfile%3DActividad
%2FDcd%2FMarcos%2FREG-DIST-ANEXO-
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I.pdf&ei=jrtrVeeIGsarggSVg4GoCQ&usg=AFQjCNEMKjlDO6c0RBr4NaNiDeZx
7PVIpw
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Hat Ltd Sitio web: http://www.metric-conversions.org/es/volumen/metros-
cubicos-a-pies-cubicos.htm
http://www.monografias.com/trabajos/origtermod/origtermod.shtml
La Gaceta Oficial. (2006). Redes. 28-05-2015, de Estado Plurinacional de
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wQFjAA&url=http%3A%2F%2Fgacetaoficialdebolivia.gob.bo
%2Fnormas%2Fdescargar
%2F26065&ei=wtVsVcfVNLDfsAS7q4CIAw&usg=AFQjCNG62ARFG
10g-
Z1eVw7TURG8Y9_uQw&sig2=7iXk7o7ryV5KOHz_DtkVtw&bvm=bv.
94455598,d.cWc
Scielo. (2013). Revista Boliviana de Física . 31-05-2015, de Scielo Sitio
web: http://www.scielo.org.bo/scielo.php?script=sci_serial&pid=1562-
3823&lng=es&nrm=iso
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10. QUE APRENDIO CON EL PROYECTO.
El presente proyecto nos muestra brevemente que la asignatura de Física es
fundamental para nuestra carrera de Gestión en Petróleo y Gas, ya que la Física es la
base de todo tipo de cálculos que se deberán hacer durante el transcurso de nuestra
carrera, ya que muchos estudiantes ven a la Física como algo complicado, que tan
solo les falta ver la materia desde el punto de vista de la lógica que exige la materia
para ser entendida.
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