Informe de Seminario para optar al grado de Licenciado en Historia

Presenta el tratamiento químico mediante sustancias demulsificantes que se aplicaron al petróleo crudo en los tanques de almacenamiento de la Estación 11 del Oleoducto Norperuano conocido como Terminal Bayovar en el departamento de Piura. Se realizaron ensayos de caracterización de acuerdo a las normas ASTM y API, para determinar la gravedad API, el porcentaje de agua y sedimentos, la cantidad de sal, y el porcentaje de azufre. Asimismo, se analizó la capacidad de las sustancias químicas demulsificantes para remover el agua del crudo, en función de los parámetros dosificación, tiempo y temperatura.

No description available.

Doctor en Sistemas de Ingeniería / This thesis is compused by two research projects developed at Empresa Nacional del petroleo, ENAP. In the first part of this thesis we present an optimization framework for determining the optimal schedule for a fleet of tankers delivering refined petroleum products for ENAP, a state-owned company in Chile. The scheduling process addresses the distribution task of satisfying the demand for multiple products to multiple clients while minimizing the overall cost. These clients have different storage capacities and are located near ports along the coast. The optimization model is an exact one, based on defining each leg of each trip for each tanker. It was however a very large scale MIP model unsolvable using a commercial code (Node Model). We generated an approximate model based on a set of feasible routes for each tanker. This model make the problem more tractable and provides good feasible solutions (Routes model). The best solution is used as a hot start for the original Node Model, allowing its solution with very low residual gaps in moderate computer times. This two-step approach was implemented and has been used at ENAP since 2015. A graphical user interface provides a friendly format for the schedulers. The new system replaces the manual process that was used in the past. It has been a milestone change at ENAP and it is currently saving 8-9% of the total operational cost for the maritime distribution system. In the second part of this work we describe the creation, development, implementation and impact of a system optimizing the distribution of petroleum products by pipeline at ENAP. Scheduling used to be done by hand, based on experience and on the need to satisfy physical constraints in the pipeline, supply constraints in and out of the refinery and demand constraints from clients. The complexity of the problem and the need to cut down on operating costs suggested turning to optimization, specifically integer programming. The positive results of the project owe a lot to the constant interaction between schedulers, deciders, and the optimization team, and to the insights provided by the schedulers that allowed to limit the model's complexity. The resulting system is easy to use for schedulers thanks to a graphical user interface (GUI), and its solution requires little computer time. It is used once a month for planning the next month operations and negotiating delivery dates and amounts with the clients based on the solution suggested by the model. Operating cost savings are of the order of 10%. The system has also been used to evaluate an alternative distribution approach. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Conicyt, Programa de Atracción e Inserción de Capital Humano Avanzado, 7813110023

La detección y localización de fugas en ductos de transporte de crudo de petróleo es un tema de suma relevancia debido a que estos eventos conllevan a cuantiosas pérdidas a nivel económico, contaminación ambiental y conflictos sociales. Este estudio propone el diseño de un sistema de detección y localización de fugas basado en el Filtro de Kalman Extendido aplicado a un modelo no lineal en tiempo discreto con ruido de medición y proceso correlacionado. Se desarrolla la solución numérica del modelo matemático para el transporte de crudo de petróleo en el Tramo I del Oleoducto Norperuano (ONP), considerando; el perfil hidráulico, las características físicas del ducto y las propiedades del crudo transportado, empleando el método de características (MOC), método que facilita la implementación del modelo sobre un controlador industrial. La simulación del algoritmo de detección de fugas considera las mediciones de los sensores de presión y flujo en los extremos del oleoducto, y junto al filtro diseñado garantizan un error porcentual en la ubicación de fuga igual a 0.918 % (169.27 metros) y un error porcentual en la magnitud igual a 1.028 % (4.53 xx 10-3 mm3/ss). Asimismo, se realizaron pruebas para magnitudes de fuga repentina del 1%, 2%, 5% y 10% con respecto al flujo nominal transportado en diferentes ubicaciones dentro del recorrido. Se concluye el trabajo con una propuesta de implementación del sistema de detección de fugas sobre un controlador PLC CompactLogix, de Allen Bradley, y las consideraciones para la interconexión con el sistema SCADA existente en la operación del Oleoducto Norperuano (ONP).

En el presente trabajo se desarrolla un controlador de matriz dinámica (DMC) para el control de presión, en una planta piloto a escala de laboratorio para el transporte de fluidos que emula el comportamiento dinámico de un oleoducto, el cual posibilita aumentar la efectividad del sistema de control, así como reducir las roturas de los ductos, las fugas y los daños al medio ambiente. Se realiza una revisión del estado del arte de los sistemas de control de presión en oleoductos. Se efectúa la descripción de la planta piloto para el transporte de fluidos de la PUCP y la identificación del comportamiento dinámico de la presión en esta planta. Se diseña el controlador DMC en base al modelo matemático derivado, además se generan acciones de control y se realizan simulaciones para evaluar el desempeño del sistema. Se realiza un estudio comparativo para analizar la robustez y eficiencia del controlador DMC desarrollado vs PID. Los resultados de las simulaciones realizadas muestran que el controlador DMC diseñado exhibe un buen desempeño en el control de la presión en la planta objeto de estudio y, por consiguiente, constituye una solución eficiente y confiable para el control preciso de presión en oleoductos industriales reales, lo que posibilitará aumentar la eficiencia y la seguridad en el transporte de combustibles. / In this thesis, a Dynamic Matrix Controller (DMC) is developed for pressure control, in a laboratory-scale pilot plant for the transport of fluids that emulates the dynamic behavior of an oil pipeline, which makes it possible to increase the effectiveness of the control system, as well as reducing pipeline breaks, leaks and environmental damage. A review of the state of the art of pressure control systems in oil pipelines is carried out. The description of the pilot plant for the transport of fluids and the identification of the dynamic behavior of the pressure in this plant is developed. The DMC controller is designed based on the derived mathematical model, control actions are also generated and simulations are carried out to evaluate the performance of the control system. A comparative study is carried out to analyze the robustness and efficiency of the developed DMC vs PID controller. The results of the simulations carried out show that the designed DMC controller exhibits good performance in pressure control of the plant under study, and therefore, it constitutes an efficient and reliable solution for precise pressure control in real industrial oil pipelines, which will make it possible to increase efficiency and safety in oil transportation.

Este trabajo tiene como objetivo fundamental el desarrollo de un sistema de supervisión para una planta piloto de transporte de fluidos. El diseño se basó en las funciones básicas de un sistema SCADA, y aprovechar los beneficios que brindan estos sistemas. La planta piloto representa a pequeña escala, una red de tuberías para el transporte de fluidos, la cual ha sido implementada para emular el transporte de petróleo, ésta planta se encuentra ubicada en el Laboratorio de Control y Automatización de la Pontificia Universidad Católica del Perú. En este trabajo se realizaron trabajos experimentales en la instalación de la planta piloto, que permitieron familiarizarse con su instrumentación y funcionamiento, para luego poder identificar su comportamiento dinámico, principalmente la variación del flujo en sus tuberías representado mediante un modelo matemático, posteriormente se diseñó y simuló el sistema de supervisión en correspondencia con los requerimientos establecidos, finalmente se implementó el sistema de supervisión diseñado en la planta piloto. La implementación del sistema diseñado permitió supervisar el transporte de fluidos en la planta piloto, cumpliendo de manera satisfactoria los requerimientos en el contexto de un sistema SCADA. Se alcanzó el objetivo de la tesis, teniendo como resultado que el sistema de supervisión implementado permite controlar la operación de la planta piloto, recopilar información de las variables en tiempo real, así como detectar fallos en la tubería de transporte de fluidos y generar alertas o alarmas al operador.

El fenómeno de un transitorio en oleoductos Ante un cambio en el régimen de operación en la instalación se generan ondas de presión, las cuales pueden originar la rotura de las cañerías del sistema y el consecuente derrame del fluido, causando perjuicios económicos y daño ecológico, posiblemente irreversible. El trabajo aquí desarrollado es de aplicación directa en estaciones de bombeo, oleoductos y acueductos, de características físicas variables. Se estudia en particular el efecto causado por el funcionamiento defectuoso o la operación incorrecta de válvulas, o bien la parada simultánea de una o más bombas de la estación de bombeo, durante el transporte a granel de petróleo crudo desde una estación marítima hacia el buque tanque. La utilización de métodos numéricos permite modelar la instalación física y simular el funcionamiento de las estaciones de embarque en su conjunto, encontrando, en forma aproximada, cuales serían los medios físicos a aplicar, o las condiciones de operación a observar, para evitar la rotura en alguna sección o tramo de la tubería de embarque, como así también la protección de los elementos contra posibles daños o roturas de las bombas o sistemas de control. En el trabajo se incluyen las ecuaciones simplificadas de Michaud y Joukowsky acopladas a las de Saint Venant, y las condiciones de estabilidad numérica, implementándose el Método de las Características para la solución del sistema de las ecuaciones hiperbólicas. Se simula el efecto de un transitorio en las bombas, determinando la incidencia de la inercia de las masas en rotación y los efectos de la rugosidad en el flujo del fluido, así como el rozamiento entre el fluido y la tubería para diferentes condiciones físicas. Como complemento, se modela una válvula del tipo de ruptura, cuya característica son ocho pétalos actuando en la sección de corte, y en el caso particular de doble acción, sugiriéndose su instalación como medio de prevención efectiva ante una sobre presión en la línea de transporte de fluido a granel. Los algoritmos de cálculo están en código FORTRAN 90 para la simulación numérica, estableciéndose las condiciones de trabajo y de contorno físicas reales e implícitamente las de estabilidad del sistema. Para la simulación del movimiento del fluido en el tramo de instalación de las válvulas de regulación y de éstas en particular, las válvulas de pétalo y compensada, se utiliza la respuesta del movimiento generado por 'frames', utilizando Mathematica ®3.0 y 3D Studio ®4.0; la información posteriormente es procesada con Adobe Photoshop ®4.0 y Adobe Premier®4.2. / Transients in engineering systems: pipelines, valves and pumps. Waves of pressure are generated with changes in the operation regime of the system which can cause the breaking of the pipe and the consequent spilling of the fluid, causing economic and ecological damage, possibly irreversible. The work here presented is of direct application to pumping stations for water and oil pipelines with variable physical characteristics. The effects studied include those caused by faults or incorrect operation of valves and the sudden stoppage of the pumping station, during the transport of crude oil, from a coastal storage to a ship. The use of numerical methods allows modeling the physical installation and simulating the operation of the oil pumping stations as a whole, finding the physical constraints to apply, or the operational conditions to observe, in order to avoid damages to the system components, and also to study safety elements that could avoid damages to the system. The calculation method proposed by Allievi is used, coupled with Saint Venat's equations and the simplified equations of Michaud and Joukowsky. The Method of Characteristics is also implemented for the solution of the system of the hyperbolic equations, with due consideration of the stability limits. The effect of the water hammer on the pumps is simulated, determining the incidence of the polar moment inertia of the rotating masses and of surface roughness on the flow, as well as the friction between the fluid and the pipe for different physical conditions. In addition, an eight-petal check valve is modeled, of the double-acting type, and its installation is recommended as a means of preventing spillage of fluid in case of a pipe break. The calculation algorithms for the numerical simulations are written in FORTRAN 90 Code and Mathematica ®3.0 Code, using as databases the technical specifications for the different types of valves and pumps and the installation data mentioned above. For the numerical simulation, the operating and boundary conditions are set as per the physical system, and system stability conditions are also included. For the flow simulation in the system section containing the regulation valves, and in particular the petal and compensated valves, the output of the generated motions of frames is used, applying Mathematica ®3.0, Corel ®7.0 and 3D Studio ®4.0. Later on the digital information is processed with Adobe Photoshop ®4.0 and Adobe Premier®4.2.

La presente tesis plantea como hipótesis que la regulación ambiental del transporte de petróleo crudo por ductos, así como las estrategias de enforcement aplicadas por el Organismo de Evaluación y Fiscalización Ambiental – OEFA en el periodo comprendido entre marzo del 2011 y setiembre del 2018 adolecieron de fallas que no favorecieron la prevención de los impactos negativos derivados de los derrames de petróleo crudo en el marco de la operación del Oleoducto Norperuano a cargo de Petróleos del Perú – Petroperú S.A. En ese sentido, de la revisión de fuentes bibliográficas respecto de los temas teóricos y técnicos aplicables, así como del análisis cuantitativo y cualitativo de los derrames de petróleo que se produjeron entre marzo del 2011 y setiembre del 2018, se corroboró parcialmente dicha tesis, en la medida que observaron factores intrínsecos y extrínsecos que condicionan la consecución de los objetivos de la regulación ambiental e influyen en la eficacia de su enforcement, así como falencias asociadas a: los rangos de multa para las infracciones vinculadas a los derrames de petróleo crudo; la vigencia del PAMA del ONP; la configuración de la obligación de adoptar medidas de prevención; y la obligación de descontaminar las áreas afectadas como consecuencia de los derrames de petróleo crudo. Es así que la presente tesis pretende aportar un enfoque de análisis sustentado en los conceptos teóricos propios de la regulación y el conocimiento objetivo y detallado de la problemática de los derrames de petróleo crudo y aportar información que permita reformular la regulación ambiental de la materia, así como la estrategia de enforcement aplicada por el OEFA para alcanzar el objetivo de una fiscalización ambiental eficiente, que favorezca la reducción de la cantidad de derrames de petróleo crudo. / Tesis

En la presente investigación analizamos la figura de protección del medio ambiente, contenida en el artículo 87 de la Ley N° 26221, Ley Orgánica que norma las actividades de Hidrocarburos en el territorio nacional, bajo ese supuesto encontramos evidencia de la existencia de zonas grises en su implementación ante la falta de un contenido reglamentario, las cuales esperamos exponer y analizar. En relación con lo antes expuesto, dicha norma faculta al Ministerio de Energía y Minas a resolver contratos de actividades de hidrocarburos ante el incumplimiento de disposiciones ambientales. En atención a ello, el objetivo de esta investigación es analizar la viabilidad legal de aplicar el artículo 87 en el Oleoducto Norperuano. Por tal motivo, el presente trabajo parte de analizar el rol del Ministerio de Energía y Minas como entidad contratante, así como las singularidades en torno al Contrato de Concesión Definitiva para el Transporte de Hidrocarburos por el Oleoducto Norperuano. Asimismo, se estudia los alcances de dicha norma en el marco de las competencias del Ministerio de Energía y Minas como entidad contratante y se evalúa la posibilidad de resolver el contrato del Oleoducto Norperuano. Posteriormente, se desarrollan algunas consideraciones para un posible contenido reglamentario del artículo 87. Finalmente, se concluye que no es posible aplicar el artículo 87 debido a que no existen las condiciones legales necesarias para ello.