En el presente trabajo se ha realizado el diseño hidráulico de un sistema gravimétrico para transportar 202 m3/h de relave minero desde la planta procesadora de minerales hasta la presa de relaves, aprovechando un desnivel de 226 m. El diseño hidráulico ha sido conceptualizado como recepción, acondicionamiento, transporte y evacuación. La recepción y acondicionamiento del relave se logra con el sistema de recepción, el transporte se realiza a tubería llena presurizada y finalmente se evacúa el relave hacia el sistema de descarga a la presa de relaves con una presión requerida. El relave se ha caracterizado como una pulpa homogénea de 1.5 de densidad específica, 52.5% de concentración en peso y 29% de concentración en volumen, cuyo comportamiento viscoso es de tipo Bingham. Esta pulpa tiene partículas en suspensión de 27 μm en promedio, cuya densidad específica de sólido seco es de 2.7. Respecto al transporte, la línea se ha dividido en dos tramos de tubería con diferente diámetro. El primero comprende los primeros 190 m, con un diámetro nominal de 8 in y 1.9 m/s de velocidad media, mientras que el segundo, va hasta 970 m, con 6 in de diámetro nominal y 3.5 m/s de velocidad media. Al tratarse de un fluido con partículas suspendidas, es importante analizar la velocidad crítica de deposición, es decir, la velocidad a la cual las partículas empiezan a depositarse. Esta ha sido determinada mediante el modelo de Turian y Oroskar, dando como resultado 1.14 m/s y 0.95 m/s en el primer y segundo tramo respectivamente. Con respecto a la caída de presión, se ha usado el modelo de Darby para fluidos Bingham, dando como resultado 976.6 kPa (66.3 m.c.p.), lo cual equivale a 29% del desnivel disponible (226 m.c.p.). Como parte del diseño, se ha considerado la presencia de una estación de choque, la cual disipa la presión cerca del final de la línea y permite que se entre el relave al sistema de descarga a 55 PSIg. / Tesis

En esta tesis se presenta un procedimiento para el análisis de tuberías enterradas sometidas a un deslizamiento de suelo del tipo lateral, mediante la simulación por software de elementos finitos. Para desarrollar el mencionado procedimiento, se realizó inicialmente un estudio de los diferentes modelos analíticos y computacionales relacionados con el análisis de tuberías enterradas. Con el estudio de los métodos analíticos, se seleccionó el método de Kennedy para la realización del análisis de una tubería enterrada que es afectada por un deslizamiento de suelo lateral. Posteriormente, mediante el estudio de los métodos computacionales, se realizó la simulación del mismo problema tratado en el cálculo analítico utilizando el software de elementos finitos ANSYS Mechanical, el problema estudiado considera los efectos del deslizamiento lateral del suelo sobre la tubería enterrada. Los resultados obtenidos mediante simulación fueron comparados con los obtenidos por medios analíticos para su validación. Por lo que el modelo de elementos finitos desarrollado puede ser implementado para la ubicación de zonas críticas en tuberías de gran longitud afectadas por fallas del suelo. Luego de realizada la simulación se procede al análisis de resultados, para lo cual se presentan gráficas que muestran el comportamiento de la tubería a lo largo del tramo analizado. En la simulación se usó un caso real, una tubería enterrada de acero API 5L X70 de diámetro exterior 0,3556m (14”) con un espesor de 0.0048m sometida a un deslizamiento lateral del suelo de 0,7m. Los ángulos de falla estudiados son de 0°,45° y 90° con respecto a la posición inicial de la tubería. Al analizar los resultados, se tiene que la zona crítica a lo largo de la tubería se encuentra en el plano de falla del suelo. / Tesis

La susceptibilidad de un componente de presentar fallas en servicio y los numerosos incidentes ocurridos, como por ejemplo en el gasoducto de Camisea, han generado incertidumbre acerca de la integridad estructural de dichos componentes. Ante la necesidad de contar con fundamentos teóricos y criterios técnicos para la evaluación de la integridad de componentes en servicio, han surgido en el mundo normas que posibilitan la toma de decisiones. API 579 es un norma que describe las técnicas de evaluación para equipos a presión utilizados en la industria petroquímica, cuya finalidad es la de diagnosticar la integridad estructural de un componente cuando presenta algún tipo de defecto mientras que está puesto en servicio. Las técnicas de API 579 pueden ser utilizadas para evaluar recipientes a presión diseñados y construidos con códigos ASME BPVC, como también sistemas de tuberías con ASME B31.3, API 650 y 620. Por ello, el presente trabajo de tesis tiene por objetivo evaluar la integridad de una tubería fisurada, basándose en la norma API 579 y simulación numérica por el método de los elementos finitos (MEF). A partir de la norma se implementan procedimientos de evaluación para el caso específico de una tubería fisurada, complementándose dichos procedimientos con simulación computacional enfocada en la determinación de ciertas variables. Los resultados de la evaluación, a partir de los procedimientos implementados y de los modelos computacionales desarrollados, son contrastados con el trabajo del autor H. Sanzi [12], quien es un investigador dedicado al tema de integridad estructural; obteniendo una diferencia de nomas del 9.5%. Finalmente, se realiza un caso aplicativo tratando de evaluar un modelo con las características del primer incidente ocurrido en la línea de transporte de Camisea, de donde se puedo observar que solo considerando el efecto de la presión interna en un modelo de tubería fisurada, se produciría la fuga del hidrocarburo antes de la propagación de la fisura y ruptura del componente. / Tesis

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. / Tesis

Esta tesis trata de la aplicación de recubrimientos al interior de tuberías, ya que es una tarea complicada de realizar por una persona, pues muchas veces es un lugar inaccesible o muy incómodo para lograr un trabajo de calidad. Para esto se han creado maquinas capaces de pintar el interior de las tuberías; sin embargo, el avance de estas máquinas es manual, es decir, depende del operario y de esta manera no se logra una velocidad constante y por ende un espesor de recubrimiento uniforme. El objetivo de este trabajo ha sido diseñar un sistema neumático que proporcione avance constante a equipos de aplicación de recubrimientos al interior de tuberías. Este equipo es neumático debido a que para usar los equipos de pintado siempre debe haber una fuente de aire a presión. El sistema diseñado jala un cable que está unido al equipo de pintado mediante un rodillo de potencia y un rodillo loco. El rodillo loco proporciona la fuerza normal necesaria para que el rodillo de potencia, el cual es accionado por un motor neumático, jale el cable por fricción. El motor neumático es de 0.36 kW y desarrolla una velocidad máxima de 40 rpm, características que son transmitidas mediante un acople flexible al árbol de transmisión y este las transmite al rodillo de potencia mediante un prisionero. El diámetro del rodillo de potencia ha sido dimensionado para que a una velocidad de 32 rpm, el equipo de pintado tenga una velocidad de avance de 3 m/min, la cual es la velocidad normalmente recomendada por los fabricantes de equipos de pintado para interior de tuberías. Cabe resaltar que la velocidad del motor se regula en campo variando la presión y el caudal de aire que ingresa mediante un regulador de presión y uno de caudal, logrando así la velocidad de 32 rpm requerida. Por diseño, el sistema requiere de 1.49 W para sacar de inercia a los equipos de pintado, este es el punto que requiere de mayor potencia. Dado que el motor seleccionado es de una potencia mucho mayor, las variaciones de carga que aparecen durante el funcionamiento no afectan la velocidad de trabajo del motor, lográndose de esta manera la velocidad constante requerida para el equipo de pintado. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Presenta el análisis de flexibilidad de un sistema de tuberías de la unidad Flexicoking (FCK), del Proyecto Modernización de la Refinería Talara, desarrollando el análisis de deformaciones térmicas o también conocido como Análisis de Flexibilidad. Este análisis tiene por objeto de estudio las deformaciones que se generan al someter los sistemas de tuberías a grandes gradientes de temperatura. Por ende, este análisis es esencial en sistemas de tuberías que trabajan con fluidos a altas temperaturas (como las plantas de térmicas, de vapor o generación de energía), fluidos con bajas temperaturas (plantas de refrigeración). / Trabajo de suficiencia profesional

El presente trabajo de tesis busca mostrar una forma de calefacción diferente llamada Calefacción por Suelo Radiante, que consiste en instalar tuberías de un material termoplástico, denominado PEX, en el interior del suelo; por estas tuberías circula agua caliente la cual eleva la temperatura del suelo y por ende de la habitación. Por ello, el objetivo principal de esta tesis es diseñar un SUELO RADIANTE para poder mejorar la calidad de vida de las personas en el poblado de Langui. El “Suelo Radiante” será diseñado para el pueblo de Langui, ubicado en el departamento del Cuzco, a una altura de aproximadamente 4000msnm. La tesis ha sido estructurada en cuatro capítulos, en el primero, se describe la situación que hay en el poblado de Langui y los problemas que generan en la salud de las bajas temperaturas. En el segundo capítulo se muestra las diferentes formas de transferencia de calor involucradas en el diseño del sistema a instalar, tales como la conducción, convección y radiación; también se muestran algunas consideraciones para obtener el confort térmico, además se muestran las partes que constituyen el Suelo Radiante, sus distintas formas constructivas, ventajas y desventajas. En el tercer capítulo se muestra el procedimiento de diseño para poder calcular y seleccionar los distintos componentes que se encuentran en Suelo Radiante, basándonos de la Metodología enseñada en los cursos de Proyecto de Ingeniería Mecánica 1 y 2, para finalmente poder cotizar los elementos y conocer el precio real de la instalación (sin mano de obra, solo materiales y componentes) que son mostrados en el cuarto capítulo. Al final del trabajo realizado en la presente tesis se ha podido concluir que el sistema si funciona ya que se ha podido instalar y hacer algunas pruebas de funcionamiento en la zona, aunque si bien es cierto la construcción no estaba contemplada en la tesis pero se ha podido realizar, además que dicho sistema resulta amigable con el medio ambiente ya que no se emplea combustibles fósiles, si no, se emplean únicamente energías renovables. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Busca llevar a un sector de Villa María del Triunfo, mediante la canalización de tuberías de Polietileno a 5 bar de presión, un combustible alternativo, limpio y económico como es el Gas Natural para ser usado en redes internas residenciales y comerciales de la zona y el diseño de manera aplicativa de una red comercial que opera a 340mbar realizando un análisis de su costo / beneficio. Para ello asegura la construcción de una red comercial en cobre, aplicando toda la normatividad vigente para el uso comercial del gas natural; garantiza el caudal necesario para la implementación de una red comercial y analiza el costo beneficio para el cliente como resultante del cambio de combustible GLP por gas natural; asegura la correcta instalación de las redes externas de polietileno para la alimentación con gas natural a cada vivienda del sector denominado 1400 malla 01,02,03 y 04, cumpliendo para esto el manual de construcción de CALIDDA, la NTP 111.021 y la DS 040;2008; y ofrece a todos los clientes potenciales el suministro de gas natural, con un plan de financiamiento de hasta 8 años para el caso de clientes residenciales y de hasta 1 año para los clientes comerciales con un ahorro aproximado del 70% y 60% respectivamente. En conclusión, la presente monografía técnica presenta una descripción completa del proceso de asignación, construcción, gasificación, construcción de la red interna comercial, conversión de los equipos, habilitación de la red y un análisis costo beneficio del uso del gas natural en una red comercial.. / Trabajo de suficiencia profesional

El presente trabajo de investigación permite establecer un modelo analítico lineal de una junta mecánica semirrígida Victaulic estilo 77, utilizada para unir codos de radio mayor (1.5D, 3D, 5D) con tuberías rectas de acero al carbono en servicios de transporte a presión de pulpa minera. En la industria minera peruana el traslado de pulpa mediante tuberías es ampliamente utilizado, permitiendo aislar la pulpa de entornos sensibles. Sin embargo, la pulpa genera abrasión y consecuentemente desgaste en cambios de dirección, especialmente en codos. El reemplazo de estos últimos elementos casi siempre se realiza en parada de planta donde el tiempo para su sustitución es limitado. El presente trabajo, mediante el modelo antes descrito, permite garantizar un diseño de disposiciones de tuberías confiables bajo la norma ASME B31.3, donde es posible utilizar codos con uniones Victaulic estilo 77 sin ningún tipo de soporteria para algunos casos presentados, ahorrando tiempo valioso en el desmontaje y montaje. Gracias al modelo se puede establecer el nivel de flexibilidad de este tipo de juntas comparando su comportamiento con uniones de tubería rígida y flexible, lo que permite concluir que este tipo de conexión se apega más al comportamiento de una unión flexible, próxima a un tipo de unión articulada. Adicionalmente, con los resultados se obtienen recomendaciones de ubicación y cantidad de soportes para tuberías rectas e instalaciones que involucran codos de radio superior. Estas recomendaciones permiten diseñar los soportes estructurales típicos donde realmente son necesarios.

El polipropileno es un material con características únicas, ya que su composición hace que sea un plástico muy resistente y que sus aplicaciones sean muy diversas. El sistema de tuberías de polipropileno viene siendo usado desde 2008 y ha revolucionado las bases de la fontanería por lo que es utilizado actualmente en un 60% de las obras de construcción. En este caso se evaluará los beneficios de las tuberías de polipropileno en comparación a las tuberías de PVC mediante un análisis comparativo entre el trazado y diseño para ambos sistemas. Por un lado, se contrastará las condiciones del trazado y diseño de los dos sistemas de tuberías. Por otro lado, se comprará cálculo de pérdidas de presión que se generan en ambos sistemas. La metodología se ampara en los pilares de una investigación cuantitativa. Se realizará el trazado y diseño utilizando las consideraciones para cada tipo de tuberías en el caso del pabellón de aulas de informática de un colegio en el distrito de La Molina. Los resultados que se obtuvieron muestran que existe un beneficio de utilizar menores accesorios con las tuberías de `polipropileno, sin embargo, en el este dato no ha influido en el cálculo de caída de presión, ya que sí se considera el coeficiente de rugosidad. Por otra parte, las dimensiones de los diámetros con polipropileno en este sistema fueron mayores que el de PVC, ya que se utiliza unidades de medida como es el métrico. Por lo tanto, se concluye que las condiciones de trazado y dimensionamiento con polipropileno generan mayores facilidades maximizando recursos en comparación de las tuberías de PVC. Asimismo, se presentaron algunas recomendaciones para trabajos futuros para profundizar el tema de la investigación.