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EL INGENIERO ELECTROMECANICO

II CONGRESO BOLIVIANO DE INGENIERIA MECANICA ELECTROMECANICA

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• La carrera de ingeniero electromecánico combina adecuadamente dos importantes áreas de la ingeniería como son la mecánica y la eléctrica. Del área de ingeniería mecánica se toman los siguientes campos: diseño mecánico, ingeniería de materiales e ingeniería de manufactura. Del área de ingeniería eléctrica: circuitos e instalaciones eléctricas, máquinas eléctricas, electrónica aplicada y sistemas eléctricos de potencia.

INTRODUCCIÓN

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Mercado de Trabajo

• Industria manufacturera• Industria textil• Industria de Hidrocarburos • Industrias en general• Servicios de mantenimiento.

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Aprovechamiento del Gas Natural.

El gas natural se utiliza como combustible y como materia prima en la industria petroquímica.

Como combustible es empleado por su poder calorífico, ser fácilmente regulable, ser limpia y produce escasa contaminación.

Como materia prima es la mas adecuada para la fabricación del amoniaco producto base de los abonos nitrogenados, metanol que se utiliza para la fabricación de plásticos y proteínas sintéticas.

Actualmente se viene fabricando gasolina ecológica y diesel ecológico.

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El Gas Natural

Comenzamos explicando lo que es el Gas natural

Es una mezcla de hidrocarburos con predominio de metano y menores contenidos etano, propano, butano y otros.

El gas y el petróleo se encuentran impregnando una roca porosa, arenisca o “arena” en lenguage petrolero corriente. Para que estároca además de contener petróleo constituya una acumulación comercial los poros deben estar comunicados lo que le da la propiedad de ser además permeable. La capacidad de producir de la arenisca queda en su mayor medida determinada por su porosidad y su pearmabilidad.

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El Gas Natural

A la entrada del separador tenemos gas petróleo y agua y la función del separador es separar la fase líquida de la fase gaseosa

Separador

GasEl petróleo con agua se sigue procesando hasta obtener petróleo libre de impurezas que va a los oleoductos camino de la refinería.

A el gas se le debe sacar el máximo de agua que técnica y comercialmente sea posible.

Si condensara agua en el gasoducto esta disminuiría la sección útil de la cañería y disminuiría la capacidad de transporte de este Y lo que es peor aún podrían combinarse las moléculas de agua e hidrocarburos produciendo hidratos. Estos, a altas presiones, se forman a temperaturas superiores al 0° C tienen el aspecto de granizos y pueden obstruir los gasoductos. Para disolverlos hay que bajar la presión….y sacar el agua.

Deshidratador

Agua

Hidratos

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ProducciProduccióónn

CytiCyti GateGate

ExploraciExploracióón n ExplotaciExplotacióónn

Processing

TratamientoTratamientoCompresiCompresióónn

DistribuciDistribucióónn

DistribuciDistribucióónn

DistribuciDistribucióónn

IndustrializaciIndustrializacióónn

ExportaciExportacióónn

Usuarios Usuarios FinalesFinales

Proceso de Explotación, Transporte y Distribución

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Gas Licuado (55 %) Aire (45 %)GNS

Gas Natural A consumo

GNS. Gas Natural Sintético

•En 1950 la AGA (American Gas Asociation) norma la intercambiabilidad entre Gas Licuado-Aire y el Gas Natural

•Desde 1950 a la fecha se han instalado miles de sistemas en todo el mundo para absorber peaks de consumo o como respaldo.

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Diseño de una red de distribución de Gas Natural

Los requerimientos de energía en el País se van incrementando debido al crecimiento demográfico y el aumento de las necesidades tanto el sector industrial, comercial como domestico.

En particular el presente trabajo presenta un trazado de una redde tuberías de distribución de gas natural.

Partiendo del estudio del sistema de distribución, primario en alta presión, secundario y la regulación.

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Tipos de redes

Redes Malladas.Este tipo de trazado es

alimentado desde ambos extremos del circuito.

Redes Ramificadas.También denominado antena se

caracteriza por independizar los circuitos

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Componentes...........

Peso molecular

Densidad

respectoal aire

PCS (Kcal/N

m3)

PCI (Kcal/N

m3)

Aireteórico(m3/m3

)

Vol. de humossecos

(m3/m3)

Vol. de humoshúmed

os(m3/m3)

Límiteinf de

inflama-bilidad

(%)

Límitesup de

inflama-bilidad

(%)

Formula

Quimica

Metano 16.043 0.5537 9.530 8.570 9.52 8.52 10.52 5 15 CH4

Etano 30.070 1.0378 16.860 15.390 16.67 15.17 18.17 3 12.5 C2H6

Propano 44.097 1.5219 24.350 22.380 23.81 21.81 25.81 2.2 9.5 C3H8

Butano 58.124 2.0061 32.060 29.560 30.95 28.45 33.45 1.7 8.5 C4H1

0

Anhídridocarbónico

44.011 1.5189 0 0 0 1 1 - - CO2

Oxigeno 32.000 1.1044 0 0 0 1 1 - - O2

Hidrógeno 2.016 0.0695 3.050 2.570 2.38 1.88 2.88 12.5 7.4 H2

Nitrógeno 28.016 0.9669 0 0 0 1 1 - - N2

Aire 28.970 1 0 0 0 1 1 - - -

Tabla de propiedades del gas natural

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Ubicación

Según la necesidad y las características del terreno tenemos el ejemplo de la red de Centro Tecnológico Industrial de La Paz Kallutaca.

UBICACION ESC. 1 : 100.000

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La localidad de Kallutaca, de topografía irregular, con una pendiente orientada hacia el Noroeste está ubicada a 13 Kms del cruce Rio Seco – Desaguadero perteneciente al municipio de Laja, con una superficie de 425 hectáreas. que correspondería al area norte del proyecto, permite de alguna manera zonificar, según el comportamiento del consumo energético, de tal manera que, la distribución de Gas Natural se practique de acuerdo a una escala de prioridades y requerimientos, las zonas en cuestión que se indentifican son las siguientes:Zona Industrial.- Conformada por 94 Industrias grandes con un consumo de : 165.957 PCHZona Industrial Mediana.- Conformada por 284 Industrias medianas con un consumo de: 200.560 PCHZona Artesanal .- Conformada por 471 pequeñas industrias con un consumo de : 99.786 PCH

Ubicación

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Sistema de Alta Presión: de 300 PSIG.Sistema de Regulación de Presión: De 300 PSIG hasta 200 PSIG.Sistemas de Media Presión: de 200 PSIGSistemas de Baja Presión: desde 60 PSIG. Hasta la Presión de utilización por el usuario quién tendrá diferentes opciones de los Puentes de Regulación para poder elegir de acuerdo a sus requerimientos.

Presiones de Diseño

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N° USUARIOS HORNO CALDERO QUEMADOR GENERADOR

1 1.00 1.00 1.00 1.00

5 0.70 0.50 0.92 0.42

25 0.40 0.37 0.80 0.80

100 0.20 0.35 0.76 0.77

200 0.15 0.30 0.56 0.75

1000 0.14 0.29 0.56 0.68

Caudal de Simultaneidad

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PLANO DE RED DE DISTRIBUCION DE GAS NATURAL1: 5000Escala

ÁREA DE EXPANSIÓN

UBICACION ESC. 1 : 100.000

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LDQSKPP ×××=−

82.4

82.12

22

1

Donde:K = Constante en función de las unidades y la viscosidad cinemática del Gas NaturalS = Densidad ficticia del Gas NaturalQ = Caudal del tramo ( m3/h )D = Diámetro interior del tubo ( mm )L = Longitud del tramo ( mts. )

ECUACION DE RENOUARD

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ECUACION DE WEYMOUTH

5.067.2870.0 FDQ ××=

Donde:Q = Caudal ( m3/h )D = Diámetro interior del tubo ( mm )

LPP

F2

22

1 −=

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ECUACION DE PANHANDLE

6182.2

5391.022

218675.0 D

LPP

Q ×⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡ −×=

Donde:P12 = Presión inicial del Gas NaturalP22 = Presión final del Gas Natural D = Diámetro interior del tubo ( mm )L = Longitud ( mts. )

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Y M

ED

ICIO

N

PRM-02

RE

GU

LA

CIO

NP

UE

NT

E D

E

Y M

ED

ICIO

N

PRM-01

RE

GU

LA

CIO

NP

UE

NT

E D

E

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Derivacion TA DN 6" a 4":

Derivacion TA DN 6" a 6":

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Nº CIRCUITO CATEGORIA Nº USUARIOS CARGA PCH LONGITUD DIAMETRO TUBERIA (MTS) TUBERIA (PULG.)

1 ARTESANAL 117 24,646.38 2,777.70 22 PEQ. INDUSTRIA 115 81,213.00 3,632.48 43 INDUSTRIAL 16 28,248.00 1,799.55 44 ARTESANAL 256 54,236.16 4,910.03 25 INDUSTRIAL 32 56,496.00 1,315.46 46 PEQ. INDUSTRIA 28 19,773.60 1,279.34 47 PEQ. INDUSTRIA 59 41,665.80 2,513.37 48 INDUSTRIAL 46 81,213.00 1,700.65 49 ARTESANAL 98 20,762.28 3,931.67 210 PEQ. INDUSTRIA 82 57,908.40 2,513.31 4

Longitud Línea Matríz Secundaria de Alimentación 2,867.82 6

Total Longitud Tubería de Acero Red Secundaria 29,241.38

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Obras Civiles Sistema Primario $US.- 216.347,82

Obras Mecánicas Sist. Primario $US.- 1’104.983,01

Obras Civiles Sist. Secundario $US.- 552.058,73

Obras Mecánicas Sist. Secundario $US.- 1’493.826,64

TOTAL $US.- 3’367.216,20

Resumen de Costos