El presente trabajo de tesis está enfocado en desarrollar una metodología para el estudio de los efectos del terreno sobre tuberías de gas enterradas (gasoductos), basado en la problemática encontrada de las cargas inesperadas sobre las instalaciones de gas debido al suelo en proyectos al interior del país, como lo es Camisea. Para lograr este objetivo, se utilizó el modelo constitutivo de Drucker - Prager para representar el terreno, así como también las propiedades de cohesión y ángulo de fricción para definir su comportamiento mecánico. El estudio está basado en el análisis por elementos finitos de diferentes modelos que incluyen terreno y tubería bajo los efectos de diferentes cargas: peso propio del terreno, carga vertical sobre la superficie del terreno, carga oblicua sobre la superficie del terreno y presencia de una falla o plano de deslizamiento al interior del terreno pasando por la posición donde está enterrada la tubería. Para tal estudio, se usó el software ANSYS en sus versiones 14 y 14.5. Asimismo, se trabajó una parte en conjunto con el Centro Internacional de Métodos Numéricos para la Ingenería (CIMNE), quienes apoyaron en el estudio desde su sede en Cataluña, Barcelona. Ellos desarrollaron el modelo de plasticidad de Drucker – Prager en el software COMET y mostraron algunas simulaciones que permitieron estudiar el comportamiento del suelo cuando existen deformaciones plásticas en el mismo. Una vez realizadas las simulaciones y el análisis de las mismas, se pudieron obtener conclusiones que podrán servir como directrices en investigaciones futuras sobre el tema. Se encontró que las cargas sobre el terreno tienen poca o nula influencia sobre la tubería si esta se encuentra enterrada a una profundidad adecuada; además, se observó un aumento de la magnitud de los esfuerzos en presencia de una falla en el terreno, que fue representada como un plano de deslizamiento del mismo.

Se ha elaborado un business consulting para la empresa Pluspetrol Peru Corporation S.A., la cual es socio y operador del proyecto de gas Camisea (lote 88 y 56), y tiene el mayor aporte de gas natural para uso industrial, vehicular y doméstico, así mismo contribuye en la generación del 40% energía eléctrica del territorio nacional. Para ello, se ha realizado una evaluación sobre la empresa y su modelo de negocio, y ha sido necesario efectuar un análisis del contexto del mercado de los hidrocarburos en el Perú, así como un análisis interno y externo propio de la empresa, para lo cual se han utilizado los análisis PESTEL y FODA, que permitieron identificar principalmente las oportunidades y fortalezas que tiene esta empresa en el desarrollo energético del Perú. Se realizó el diagnóstico empresarial, en el que se observó el mapa de procesos, identificando a su unidad de negocio Planta Malvinas como la de mayor impacto en la compañía, se identificaron los problemas principales y la causa raíz, para así realizar una propuesta de valor que le permita a Pluspetrol operar en un escenario rentable y sostenible que le permita tener un impacto positivo en las personas, el medio ambiente, su reputación y la gestión de activos/producción. Para ello, se han utilizado las herramientas de análisis 7Ms, Diagrama de Ishikawa, Matriz de Criticidad y Priorización de Problemas, Diagrama de Pareto. Es a partir de este punto que se presentaron propuestas de solución para lograr optimizaciones y eliminar desperdicios en las locaciones remotas o “clusters” del lote 88 y 56, a través de la remotización de sus operaciones, lo que se ha denominado como Lean Cluster. La principal propuesta se basa en la eliminación de procesos que requieren la presencia permanente de personal operativo en las locaciones para que se mantenga continua la producción desde los pozos de gas, ya sea por un alto índice de falla en los equipos o por su impacto que puede tener en el medio ambiente o comunidades. Es así que se presenta un estatus actual (Cluster As Is) y el estatus deseado (Cluster To Be). / This business consulting has been prepared for the company Pluspetrol Peru Corporation S.A., which is a partner and operator of the Camisea gas project (Blocks 88 and 56), which has the largest contribution of natural gas for vehicular and domestic use, and also contributes in the generation of 40% electrical energy in the national territory. To do this, a presentation has been made about the company and its business model, and it has been necessary to carry out an analysis of the hydrocarbon context in Peru, as well as, an internal and external analysis of the company, for which the PESTEL and SWOT analysis, which allows us to mainly identify the opportunities and strengths that this company has in the energy development of Peru. Likewise, a business diagnosis is carried out, in which the process map is observed, and major problems are identified along with their root causes, in order to make a value proposition that allows Pluspetrol to continue having a positive impact on people, the environment, its reputation and asset/production management. For this, some important tools have been used such as 7Ms, Ishikawa Diagram, Problem Criticality and Prioritization Matrix, Pareto Diagram. It is from this point that solution proposals are presented to achieve optimizations and eliminate waste in the remote locations or “clusters” of blocks 88 and 56, through the remotization of their operations, which has been called Lean Cluster. The main proposal is based on the elimination of some processes, which require the permanent presence of operational personnel at the locations to maintain continuous production from the gas wells, either due to a high rate of equipment failure or due to its impact it can have on the environment or communities. This is how a current status (Cluster As Is) and the desired status (Cluster To Be) are presented.

La industria del gas natural peruano ha sido relevante en el crecimiento económico del país de los últimos diez años debido a que provee de energía económica, ecológicamente amigable y segura a diversas industrias del país. Esta investigación tiene como objetivo el establecer las estrategias que permitan a la industria del gas natural peruano un crecimiento sostenido y socialmente responsable para los próximos diez años. Para concretar ese objetivo se realizó un análisis del entorno externo e interno con el fin de identificar los factores de éxito de la industria, sus amenazas y oportunidades, sus fortalezas y debilidades y plantear estrategias y objetivos. Se destacan como oportunidades el crecimiento sostenido del país y la necesidad mundial de sustituir el petróleo por alternativas más económicas y eco-amigables. Sin embargo, los altos índices de corrupción del país así como los conflictos sociales plantean retos impostergables al Estado, la industria y la sociedad para minimizar esas amenazas. Asimismo el análisis reveló que la industria tiene capacidad de exportación y reservas probadas para los próximos veinte años, sin embargo, los precios internacionales del gas han bajado y el consumo interno residencial y vehicular aún es uno de los más bajos de la región, por lo que existe el reto de la industria y del Estado en fomentar el crecimiento del mercado interno y en el uso responsable del recurso gas natural. En base al análisis anterior se plantearon siete objetivos de largo plazo y nueve estrategias que buscan incrementar y fortalecer la demanda interna y externa, incentivar la inversión en la industria y promover las buenas practicas de gobierno corporativo y de responsabilidad social. Finalmente se plantean los objetivos de corto plazo, las políticas y los indicadores de gestión que permiten evaluar y controlar la implementación de las estrategias y realizar los ajustes necesarios de ser convenientes / Peruvian natural gas industry has been relevant in the country's economic growth over the last ten years because of inexpensive, environmentally friendly and safety energy supplies for various industries. This research aims to establish strategies for the peruvian natural gas industry in order to obtain sustained economic growth and socially responsible polities for the next twenty years. To realize this objective, an analysis of the external and internal environment to identify the success factors of the industry, its threats and opportunities, strengths and weaknesses and propose strategies and objectives has been made. Opportunities are highlighted as sustained growth of the country and the worldwide need to replace oil with cheaper and eco-friendly alternatives. However, high levels of corruption in the country and social conflicts reveals an urgent challenge to the State, industry and society in order to minimize these threads. Furthermore, the analysis revealed that the industry has excellent export capabilities and proven gas reserves for the next twenty years. However, international gas prices are going down and residential and vehicular consumption are still one of the lowest in the Latin American, therefore there is a challenge of the industry and the State in order to promote growing of the domestic market and in the responsible use of natural gas resource. Based on the above analysis there was raised seven long-term goals and nine strategies that aim to increase and strengthen internal and external demand, encourage investment in the industry and promote best practices of corporate governance and social responsibility. Finally there was raised short-term objectives, policies and performance indicators to assess and monitor the implementation of the strategies and make adjustments if appropriate

La producción de petróleo y gas ha estado consolidándose en el mundo. A 2014 Europa depende de Rusia, Alemania, y los Países Árabes para su desarrollo energético e industrial; y en América, EE.UU., Brasil, México, y Venezuela generan la mayor producción de crudo. Para el Sector de Operación y Mantenimiento en Petróleo y Gas, esta consolidación constituye una oportunidad de focalizar sus esfuerzos para abarcar un mercado que cada vez se hace más exigente en términos de eficiencia operacional. La reciente reducción de los precios de petróleo establece como prioridad la necesidad de optimizar los costos y por ello elementos como la tecnología, la investigación, y desarrollo se hacen cruciales para mantener la eficiencia operativa del Sector. Conscientes de esta necesidad, se desarrolla el plan estratégico para el Sector de Operación y Mantenimiento en Petróleo y Gas con la finalidad de: (a) fortalecerlo, (b) ampliar mercado a otros países de América, (c) generar un nivel técnico y tecnológico a partir de procesos de investigación y desarrollo que le permita ser más competitivo, (d) lograr el liderazgo del mercado latinoamericano, y (e) generar impactos positivos en las comunidades que seguirá siendo un aspecto de especial atención en el desarrollo del Sector. En este sentido las estrategias van dirigidas a cumplir con estos propósitos y por ello estas tratan de: (a) incrementar el mercado a través de alianzas y cubrimiento de nuevos países, (b) mejorar las condiciones de trabajo con el mejoramiento de los procesos incorporando tecnología y vinculando a la empresa privada en proyectos de investigación y desarrollo, y (c) crear esquemas de sustentabilidad de las operaciones trabajando con la comunidad para mejorar sus condiciones de vida. Con estas propuestas se espera contribuir en el posicionamiento de Colombia como protagonista competitivo en el Sector de Operación y Mantenimiento en Petróleo y Gas puesto que se incrementaría la productividad y por ende la rentabilidad de las compañías de producción de petróleo y gas. / The production of oil and gas has been consolidating in the world. In 2014, Europe depended on Russia, Germany, and the Arabian Countries for its energy and industrial development; and in America, USA, Brazil, Mexico, and Venezuela generated the largest oil production. For the Operation and Maintenance in Oil and Gas Industry, this consolidation is an opportunity to focus their efforts to cover a market that is becoming more demanding in terms of operational efficiency. The recent decline in oil prices prioritizes the need to optimize costs and thus elements such as technology, research and development become crucial to maintain operational efficiency of the Industry. Recognizing this need, the strategic plan for the Operation and Maintenance in Oil and Gas Industry in order to develop is: (a) strengthen, (b) expand market to other countries in America, (c) generating a technical and technological level from processes of research and development to enable you to be more competitive, (d) achieve leadership in the Latin American market, and (e) generate positive impacts on communities will remain an area of particular focus in the development of this Industry. For this reason, strategies are directed to accomplish these objectives and these strategies are: (a) increase the market through partnerships and developing new countries, (b) improve working conditions with process improvement incorporating technology and linking private enterprise in research and development, and (c) creating operation’s sustainability schemes working with the community to improve their living conditions. These proposals are expected will contribute to the positioning of Colombia as a competitive player in the Operation and Maintenance in Oil and Gas Industry because productivity would increase and thus the profitability of companies producing oil and gas.

The purpose of this consultation report was to examine the opportunities available to TgP for achieving its overarching strategic objectives, particularly its aims of bolstering corporate reputation and creating shared value for the communities which are impacted by the firm’s operations. The scope of this examination was confined primarily to opportunities in the Huamanga province, due to the fact that there is pre-existing infrastructure there which is currently underutilized. To identify the best opportunity available in the area, analyses are conducted on the external, industry, and internal levels for TgP. From this, the opportunity for TgP to transport natural gas to the Huamanga region was identified. To determine the best method by which to execute on this opportunity, the existing literature was reviewed and complemented with quantitative and qualitative analysis. The chosen method is to transport natural gas to Huamanga via a polyethylene pipeline approximately 6.3 Km long and 8 inches in diameter. While the implications and projected revenues of this proposal are rather minimal in the scale of TgP’s overall operations, the project is likely to constitute a community outreach victory regarding Huamanga. In short, this is a triumph for all parties involved, as the community benefits from access to natural gas, while TgP benefits from making use of idle infrastructure and capabilities, and the government benefits from the furthering of their Massification initiative. The results and specific recommendations of this report are not generalizable, as the solution is purpose-built for the area. However, this may also serve as a pilot proposal for similar socially-driven ventures in other regional communities if executed successfully. / El propósito de este informe de consultoría fue el de examinar las oportunidades disponibles para que TgP logre sus objetivos estratégicos, particularmente sus objetivos de reforzar la reputación corporativa y crear valor compartido para las comunidades que colindan con las operaciones de la empresa. El alcance de este estudio se limitó principalmente a las oportunidades en la provincia de Huamanga, debido a la presencia una infraestructura preexistente que en la actualidad esta no es utilizada. Para identificar la mejor oportunidad disponible, los análisis se realizaron a nivel externo, industrial e interno de TgP. A partir de esto, se identificó la oportunidad para TgP de transportar gas natural a la región de Huamanga. Para determinar el mejor método disponible para la ejecución de dicha oportunidad, la literatura existente fue revisada y complementada con los análisis cuantitativo y cualitativo. El método elegido es el de transportar gas natural a Huamanga a través de una tubería de polietileno de aproximadamente 6.3 km de largo y 8 pulgadas de diámetro. Si bien las implicaciones y los ingresos proyectados de esta propuesta son bastante mínimos en la escala de las operaciones generales de TgP, es probable que el proyecto constituya una victoria de alcance comunitario con respecto a Huamanga. En resumen, se trata de un triunfo para todas las partes involucradas, ya que la comunidad se beneficia del acceso al gas natural, mientras que TgP se beneficia de la infraestructura inutilizada y el gobierno se beneficia de la promoción de su iniciativa de Masificación de energía. Los resultados y las recomendaciones específicas de este informe no son generalizables, ya que la solución está especialmente diseñada para la región. Sin embargo, esto también puede servir como una propuesta piloto para iniciativas sociales similares impulsadas en otras comunidades regionales si se ejecuta con éxito.

Repsol S.A. es una empresa energética global, tiene como objetivo al 2050 cero emisiones netas y sus estrategias van alineados a esa transformación. Actualmente opera en más de 30 países teniendo como casa matriz España. En el Perú sus actividades abarcan, exploración, refinamiento del crudo, transporte de productos de hidrocarburos como combustible, gas natural, GLP, a través de sus diferentes unidades de negocio. La presente consultoría se enfoca en el área de Tanques y Terminales de la Refinería la Pampilla, tiene el objetivo de reducir los errores operativos en las transferencias de productos en el área en mención, así tener impactos positivos en la rentabilidad, imagen de la empresa y su responsabilidad social. Durante la consultoría se realizó un análisis del área a través de la matriz FODA, revisión de sus manuales de procedimientos, entrevistas al equipo. Se identificaron los principales problemas: transferencia de productos entre tanques no programados, transferencia de volúmenes incorrectos y transferencia de productos incompatibles. De acuerdo con cifras proporcionadas por el área de programación y control en el 2020 se han registrado pérdidas económicas relacionadas a errores operativos evitables, que ascienden a la suma de US$ 182,210 y US$ 168,000 por regalos de calidad y reprocesos de productos respectivamente. A partir de los problemas mencionados se indagaron las causas raíz a través de la herramienta de Ishikawa y el método del ciclo de Deming para posteriormente plantear ocho alternativas de solución, así priorizar y elegir que alternativas a implementar. Se utilizó la matriz de decisiones estratégicas en su versión adaptada teniendo en consideración los factores de innovación, costo, impacto y tiempo, cada una con puntuación y porcentaje. En conjunto con la gerencia se decidió implementar las alternativas: realizar los diagramas de los principales sistemas de tanques y terminales, identificación y rotulación de los sistemas de tuberías y válvulas, actualización de los esquemáticos de la sala de control y procedimiento de comunicación y actuación. La implementación de esta propuesta logra disminuir los errores operativos en un 80% con un beneficio de 280,000 dólares por año, así mismo también colabora a reducir impacto ambiental y provee de mayor eficiencia y seguridad al proceso productivo. / Repsol S.A. is a global energy company, its goal is zero net emissions by 2050 and all their strategies are aligned to this transformation. It currently operates in more than thirty countries with Spain as its headquarters. In Peru, its activities include exploration, oil refining, transportation of hydrocarbon products such as fuel, natural gas, and LPG, through its different business units. This consultancy focuses on the area of Tanks and Terminals of the La Pampilla Refinery, and its main objective is to reduce operational errors in the transfer of products in the area, thus having positive impacts on the profitability, image of the company, and social responsibility. During the consultancy, an analysis of the area was conducted through SWOT, revision of its procedure’s manuals, and interviews with the team. The main problems were then identified: transfer of products between unscheduled tanks, transfer of incorrect volumes, and transfer of incompatible products. According to figures provided by the programming and control area, in 2020 the economic losses related to avoidable operational errors were of US $ 182,210 and US 168,000 for quality gifts and product reprocesses. Based on the problems, their root causes were sought through the Ishikawa tool and the Deming cycle method to later propose eight solution alternatives, thus prioritizing, and choosing which alternatives to implement. The strategic decision matrix was used in its adapted version considering the factors of innovation, cost, impact, and time, each with a score and percentage, together with management it was decided to implement the following alternatives: make the diagrams of the main systems of tanks and terminals, identification and labeling of the piping and valve systems, updating of the control room schematics and communication and action procedure. The implementation of this proposal manages to reduce operating errors by 80% with a benefit of $ 280,000 per year, likewise, it also helps to reduce environmental impact and provides greater efficiency and increase of safety to the operational procedure.

En el contexto actual muchas empresas se han visto en la imperiosa necesidad de reducir sus costos operativos y hacer sus procesos más eficientes. Uno de los sectores más impactados en el contexto actual es el sector industrial, adicionalmente al hecho de que muchos de ellos en la región norte de Lima no tienen acceso a las redes de distribución de Gas Natural y se ven obligados a consumir combustibles convencionales para sus procesos productivos. Por otro lado, es necesario también alienarse a las tendencias globales de cuidado del medio ambiente en las cuales los sectores productivos deben hacer un uso más eficiente de la energía. Esto se refleja en la implementación de sistemas de monitoreo y control del uso eficiente de la energía, la innovación tecnológica y cuidado del medio ambiente tomado como línea base los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU. El presente modelo de negocio pretende contribuir al acceso de las empresas industriales que se encuentran fuera de la red de distribución de Gas Natural y que tienen como objetivo incrementar sus índices de rentabilidad mediante la reducción de costos operativos y mejora de su producto terminado, accediendo a combustibles alternativos a los derivados del petróleo que son más económicos y contribuyen a la reducción de la contaminación ambiental. Respecto de los indicadores de retornos de la inversión evaluamos la propuesta en un horizonte de 10 años con una tasa de descuento de 8.06% (OSINERGMIN, 2015), con recursos de la inversión al 100% en capital propio. Como resultado del análisis se obtienen los siguientes indicadores: VAN igual a S/ 2’143,719.47, una TIR igual a 18.75%, un índice de rentabilidad de 1.58, un tiempo de recuperación de la Inversión de 4.61 años y una relación Beneficio Costo de 1.12. / In today's context many companies have found the urgent need to reduce their operating costs and make their processes more efficient. One of the sectors most impacted today by the current situation is the industrial sector, in addition to the fact that many of them in the northern region of Lima do not have access to Natural Gas distribution networks and are forced to consume conventional fuels for their production processes. On the other hand, it is also necessary to alienate global environmental care trends in which productive sectors must make more efficient use of energy. For example, implementing systems for monitoring and controlling the efficient use of energy, technological innovation and environmental care taken as a baseline for the UN Sustainable Development Goals. This business model aims to contribute to the access of industrial companies outside gas's distribution network and that aim to increase their profitability rates by reducing operating costs and improving their finished product, accessing alternative fuels to oil derivatives that are cheaper and contribute to the reduction of environmental pollution. Regarding investment return indicators, we evaluate the proposal over a 10-year horizon with a discount rate of 8.06% (OSINERGMIN, 2015), with investment resources at 100% in equity. As a result of the analysis, the following indicators are obtained: VAN equal to S/ 2'143,719.47, a TIR equal to 18.75%, a profitability index of 1.58, an investment recovery time of 4.61 years.

En la producción química moderna, los procesos de destilación son frecuentemente utilizados como método de separación de líquidos. Modelar una columna de destilación nos permite predecir el comportamiento del sistema. El modelado de sistemas es una importante, y sin embargo a veces descuidada, disciplina de la ingeniería de control. Esta tesis de maestría se centra en el modelado de la columna de destilación a escala de laboratorio situada en el Instituto de automatización de la Universidad Técnica de Ilmenau. Esta columna, utilizada principalmente para la enseñanza y la investigación, separa el etanol y el agua en diez etapas. El modelo teórico del sistema se realiza utilizando el modelo de primeros principios (FPM), principalmente las ecuaciones MESH para representar las ecuaciones altamente no lineales, que incluyen el equilibrio de masa, las relaciones de fase de equilibrio, las ecuaciones de sumatoria y el equilibrio de energía para cada etapa. Para ilustrar cómo se comporta el modelo de la columna de destilación, este trabajo presenta simulaciones de las concentraciones por etapa y de la temperatura a lo largo de la columna. Así mismo, los resultados se comparan con el modelo de McCabe-Thiele y con temperaturas experimentales lo cual muestra buenos resultados. En el caso de la comparación con McCabe-Thiele, ambas fracciones molares líquidas x1McT = 0:035 mol=mol y x1Sim = 0:048 mol=mol son más pequeñas que la requerida xB = 0:1, el error es dado porque las concentraciones en las etapas iniciales son más influenciadas por las suposiciones de la alimentación y las condiciones iniciales de la columna. Sin embargo, para el tope de la columna las fracciones molares finales son x10McT = 0:885 mol=mol y x10Sim = 0:890 mol=mol, valores mucho más cercanos al requerido xD = 0:9. Para las fracciones molares de vapor, y1McT = 0:334 mol=mol y y1Sim = 0:384 mol=mol se diferencian en 14% dado que no tienen un punto de inicio compartido. Sin embargo, más importante, para el tope de la columna las fracciones molares finales son y10McT = 0:901 mol=mol y y10Sim = 0:9060 mol=mol, y el promedio del error en la totalidad de la columna es de _error = 0:0028 para los datos disponibles. En el caso de la comparación contra la temperatura experimental, los errores más grandes se encontraron en las etapas del medio, como era esperado, debido a que la temperatura de la alimentación (etapa 5) afecta esa etapa y las cercanas a esta. Sin embargo, esto no afectará los resultados generales de la simulación dado que las temperaturas finales para el fondo de la columna son Tf1Mod = 85:6°C y Tf1Exp = 85:8°C. Y para el tope de la columna, Tf10Mod = 78:5°C y Tf10Exp = 78:7°C, ambos más altos que el punto de ebullición del ethanol y más bajos que el punto de ebullición del agua. Para mejorar las simulaciones, habría que hacer más experimentos en la planta utilizando un cromatógrafo de gases y sensores de temperatura y presión. / In modern chemical production, distillation processes are often used for liquid separation. Modeling a distillation column allows us to predict the system's behavior. System modeling is an important, and yet sometimes neglected, discipline of control engineering. This master's thesis is focused on modeling the laboratory-scale distillation column located in the Institute of Automation and Systems Engineering at the Technical University of Ilmenau. This column, mainly used for teaching and research, separates ethanol and water in ten stages. The theoretical model of the system is found using a rst principle model (FPM), mainly the MESH equations to present the highly nonlinear equations, that include the mass balance, the equilibrium phase relationships, the summation equations, and the energy balance for each stage, resulting in the di erential equations of the system dynamics. To illustrate how the model of the distillation column behaves, this work presents the simulations of the concentrations per stage and of the temperature along the column. As well, the results are compared with the McCabe-Thiele model of the system and with experimental temperatures which show good results. In the case of the comparison with McCabe-Thiele, both initial liquid mole fractions x1McT = 0:035 mol=mol and x1Sim = 0:048 mol=mol are smaller than the required xB = 0:1, the present error is because the concentrations in the initial stages is mostly in uenced by the assumptions of the feed concentration and initial conditions of the column. However, for the top of the column the nal mole fractions are x10McT = 0:885 mol=mol and x10Sim = 0:890 mol=mol, values that are much closer to the required value of xD = 0:9. For the vapor mole fractions, y1McT = 0:334 mol=mol and y1Sim = 0:384 mol=mol di er in 14% since there is no shared starting point. However, more importantly, for the top of the column the nal mole fractions are y10McT = 0:901 mol=mol and y10Sim = 0:9060 mol=mol, and the mean of the error along the column is error = 0:0028 for the available data. In the case of the temperature comparison of the model against experimental available data, the bigger errors in the temperature were given in the middle stages, as expected, since the temperature of the feed (in stage 5) a ects that stage and the ones above and below it. However, this will not a ect the overall simulation results since the nal temperatures for the bottom tray are Tf1Mod = 85:6°C and Tf1Exp = 85:8°C. And for the top tray, Tf10Mod = 78:5°C and Tf10Exp = 78:7°C, both higher than the ethanol boiling point and lower than the water boiling point. In order to improve the simulations, more experiments should be made in the plant using a gas chromatograph and temperature and pressure sensors. / In der modernen chemischen Produktion werden Destillationsprozesse h au g als Methode zur Fl ussigkeitstrennung eingesetzt. Die Modellierung einer Destillationskolonne erm oglicht die Vorhersage des Systemverhaltens. Systemmodellierung ist eine wichtige, aber manchmal vernachl assigte Disziplin der Regelungstechnik. Diese Masterarbeit besch aftigt sich mit der Modellierung der Destillationskolonne im Laborma stab, die sich im Institut Automatisierungs- und Systemtechnik der Technischen Universit at Ilmenau be ndet. Diese Kolonne, die meistens zu Lehr- und Forschungszwecken eingesetzt wird, trennt Ethanol und Wasser in zehn Stufen. Das theoretische Modell des Systems wird unter Verwendung des ab-initio-Modellen (FPM) erstellt, haupts achlich der MESHGleichungen zur Darstellung der hochgradig nichtlinearen Gleichungen, die die Massenbilanz, die Gleichgewichtsphasenbeziehungen, die Summationsgleichungen und die Energiebilanz f ur jede Stufe umfassen. Um zu veranschaulichen, wie sich das Modell der Destillationskolonne verh alt, werden in dieser Masterarbeit Simulationen der Konzentrationen pro Stufe und der Temperatur entlang der Kolonne vorgestellt. Au erdem werden die Ergebnisse mit dem McCabe-Thiele-Modell des Systems und mit experimentellen Temperaturen verglichen, die gute Ergebnisse zeigen. Beim Vergleich mit McCabe-Thiele sind beide anf anglichen Fl ussigkeitsmolanteile x1McT = 0:035 mol=mol und x1Sim = 0:048 mol=mol kleiner als die geforderte xB = 0:1, der vorliegende Fehler ist darauf zur uckzuf uhren, dass die Konzentrationen in den Anfangsstufen haupts achlich von den Annahmen der Zulaufkonzentration und den Anfangsbedingungen der Kolonne beein usst werden. F ur den Kopf der Kolonne betragen die endg ultigen Molfraktionen jedoch x10McT = 0; 885 mol=mol und x10Sim = 0; 890 mol=mol, Werte, die viel n aher am erforderlichen Wert von xD = 0; 9 liegen. F ur die Dampfmolanteile y1McT = 0:334 mol=mol und y1Sim = 0:384 mol=mol unterscheiden sich um 14%, da es keinen gemeinsamen Startpunkt gibt. Wichtiger ist jedoch, dass f ur den oberen Teil der S aule die endg ultigen Molenbr uche y10McT = 0:901 mol=mol und y10Sim = 0:9060 mol=mol sind und der Mittelwert des Fehlers entlang der S aule error = 0:0028 f ur die verf ugbaren Daten ist. Beim Temperaturvergleich des Modells mit den verf ugbaren experimentellen Daten wurden die gr o eren Fehler bei der Temperatur in den mittleren Stufen angegeben, wie erwartet, da die Temperatur des Vorschubs (in Stufe 5) diese Stufe und die dar uber und darunter liegenden beein usst. Dies hat jedoch keinen Ein uss auf die Gesamtsimulationsergebnisse, da die Endtemperaturen f ur die untere Schale Tf1Mod = 85:6°C und Tf1Exp = 85:8°C sind. Und f ur die obere Schale sind Tf10Mod = 78; 5°C und Tf10Exp = 78; 7°C, beide h oher als der Ethanol-Siedepunkt und niedriger als der Wasser- Siedepunkt. Um die Simulationen zu verbessern, sollten weitere Versuche in der Anlage mit einem Gaschromatographen und Temperatur- und Drucksensoren durchgef uhrt werden.

El elevado costo de los combustibles líquidos en la actualidad y la alta contaminación producto de su combustión, hace necesario buscar nuevas alternativas energéticas. En consecuencia, el gas natural se presenta como la mejor alternativa para reducir costos energéticos con bajo impacto ambiental. Estos fundamentos son los que conllevan a la búsqueda de alternativas de solución al suministro energético diferenciado tal como el Gas Natural Comprimido (GNC). En el presente documento se realiza el estudio Másico, Energético, Exergético y de Costos (EXCEM por sus siglas en Ingles) de una Unidad de Compresión de Gas Natural (UCGN), componente principal de una Estación de Carga de GNC) con el Objetivo de determinar los costos de producción del GNC y su variación respecto de variables operativas del equipo. Para esto se eatableció la siguiente hipotesis: “El incremento de la Eficiencia Exergética de la Unidad de Compresión de Gas Natural de una Estación de Carga de GNC reduce del costo de producción de GNC.” Basados en esto se plantea como objetivo principal determinar la relación existente entre la Eficiencia Exergética de la UCGN en una Estación de carga de GNC y el costo de producción de GNC. Para llegar al objetivo principal se plantean como objetivos secundarios identificar los subsistemas energéticos de la UCGN, así como sus Flujos de Energía mediante una metodología de evaluación aplicable a sistemas energéticos (EXCEM) para que a través del establecimiento de las Bases Teóricas que gobiernan el funcionamiento de la UCGN se puedan determinar sus principales parámetros de funcionamiento y cuantificar los procesos de conversión de Energía y como estos influyen en los costos asociados a la producción de GNC. Los resultados de este estudio se basan en tres puntos de operación los cuales permiten determinar un análisis de sensibilidad del Costo Exergético de GNC y la Eficiencia Exergética de la UCGN en donde se demuestra que la hipótesis planteada en esta tesis es correcta. Finalmente, como conclusión principal se establece que la reducción del Costo de producción de GNC para un ciclo de trabajo es proporcional al incremento de la eficiencia exergética del sistema.

El desarrollo integral del sector de gas natural en el Perú es uno de los objetivos centrales dentro de la política energética del país, principalmente porque es una de las fuentes de energía que el país tiene en cantidad suficiente, permitiendo el desarrollo de una economía a través de su uso masivo y adecuado en el mercado interno. En consecuencia el país dejará de ser deficitario y dependiente del petróleo, constituyendo el gas natural como una energía puente entre el petróleo y las energías renovables de uso futuro que están en vías de desarrollo. Las ventajas económicas y medioambientales que tiene el gas natural frente a otros hidrocarburos fortalecerán el desarrollo económico y social del país. En ese sentido, el presente plan estratégico para el gas natural busca: (a) consolidar al gas natural como una fuente alternativa de energía primaria dentro de la matriz energética nacional, (b) reducir significativamente la dependencia que tiene el país del petróleo importado, (c) contribuir con la reducción de los Gases de Efecto Invernadero (GEI) que afectan el medio ambiente, y (d) contribuir con el desarrollo de la industria petroquímica en el país. El estudio se inicia con una visión general de la actual situación del sector de gas natural en el país y su proyección que tienen dentro de la economía del país. En este primer capítulo se busca determinar la situación actual del sector de gas natural. En el segundo capítulo se presenta la visión, misión, valores y código de ética; que regirán el desarrollo del plan estratégico en todas sus siguientes etapas, en los siguientes dos capítulos, se presentan los resultados de los análisis externos e interno, que servirán como insumos importantes para la determinación de las estrategias y acciones a implementar. Posteriormente, se desarrolla el plan estratégico haciendo uso de las distintas matrices como herramientas de análisis para determinar las estrategias con sus respectivas etapas de implementación y de acciones de control. Finalmente, se muestran todas las conclusiones del trabajo de investigación realizado y las recomendaciones que a criterio de los autores deberían ser consideradas en el desarrollo de la propuesta estratégica. Entre los principales resultados destaca la gran oportunidad que tiene el país de aprovechar el gas natural para el desarrollo de su economía a través de su uso adecuado y sostenido en las distintas actividades económicas del país, transfiriendo sus beneficios económicos y medioambientales a todos los peruanos, en especial a los más necesitados a través de políticas de estado que involucren su promoción. El desarrollo industrial es otro de aspecto destacado, que asegurar la sostenibilidad del suministro del gas natural contribuirá significativamente con el desarrollo de la industria en general y el impulso a la naciente industria petroquímica. / The natural gas industry development in Peru is one of the most important objectives of the country energy policy, mainly because it's one of the sources of energy that the country has sufficient and allows it to develop its economy through massive and appropriate use in the domestic market. Also we will stop being a deficit country dependent on petroleum and contributing as an energy bridge between petroleum and renewables future use that are developing. The economic and environmental advantages that have natural gas over other hydrocarbons allow economic and social development of the country. In that sense, this strategic plan for natural gas seeks: (a) consolidate natural gas as an alternative source of primary energy in the national energy matrix, (b) significantly reduce the dependence of the country on imported petroleum, (c) contribute to the reduction of greenhouse gases (GHG) that affect the environment, and (d) contribute to the development of the petrochemical industry in the country. The study begins with an overview of the current status of the natural gas sector in the country and its projection within the country's economy, in this first chapter it is determined the current status of the natural gas sector. In the second chapter it is presented the vision, mission, values and code of ethics that will rule the development of the strategic plan in all its following stages, in the following two chapters, we present the results of the external and internal analysis, which will serve as important inputs to determine the strategies and actions to implement. Subsequently, the strategic plan is developed using different matrices as analysis tools to identify strategies with their respective stages of implementation and control actions. Finally, we show all of the research findings and recommendations made at the discretion of the authors should be considered in the development of the strategic proposal. Among the principal results is the great opportunity for the country to take advantage of natural gas to develop its economy through adequate and sustained use in different economic activities of the country, arriving with all its economic and environmental benefits to all Peruvians, especially for the most needed through state policies involving promotion. Industrial development is another important aspect, ensuring the sustainability of the supply of natural gas will contribute significantly to the development of the industry in general and encourage the emerging petrochemical industry.