Analiza los riesgos de las personas ubicadas en la Franja de Seguridad1 de un gaseoducto si aumenta con el tiempo. Esa interrogante es relevante porque se presupone que el nivel de riesgo al cual están expuestas las personas ubicadas en áreas aledañas a las instalaciones de un proyecto de inversión no debe aumentar sino disminuir o mantenerse estable. El análisis de riesgos debería conllevar a que se considere un horizonte de mediano o largo plazo en el cual va a cambiar el entorno y, por consiguiente, también los riesgos. Sin embargo, aunque se les exija a las empresas la realización de análisis de riesgos para la ejecución de sus proyectos, hay riesgos cuya mitigación corresponde al Estado, y para los cuales las acciones de mitigación a implementar (por ejemplo, una política educativa), demorarán varios años en mostrar resultados. En ese sentido, se propone un modelo explicativo de la situación problemática en el cual se grafican las variables de la investigación y las relaciones que habría entre ellas. Así, por ejemplo, se plantea que el aumento en el número de personas ubicadas en áreas vulnerables provocaría el aumento del número de personas en la Franja de Seguridad, o que la inversión en educación reduciría el número de personas ubicadas en áreas vulnerables, o que factores como el aumento del narco-terrorismo también aumentarían la probabilidad de afectación a un ducto de gas natural, entre otras relaciones. Cabe precisar que el estudio toma como referencia el área de costa del ducto de gas natural de Camisea y plantea un horizonte de evaluación de 50 años (del 2016 al 2066). / Tesis

El siguiente trabajo toma como premisa la necesidad de contar con juntas soldadas de calidad para la unión de tuberías que transportan gas natural. La importancia de este trabajo va relacionado a la necesidad de masificar el uso de este hidrocarburo como fuente principal de energía para la población. Se realiza la comparación entre los procedimientos SMAW y mixto GTAW/SMAW para una tubería API 5L X52M de 152 mm. de diámetro y 7.11 mm. de espesor. Estas son dimensiones requeridas para obtener la presión de diseño de 19 bares. El estudio realizado consta de cuatro capítulos. El primer capítulo abarca las teorías fundamentales para la elaboración de este, entre ellos resalta la Norma API 1104, la cual ha sido fundamental para establecer los criterios de aceptación a los dos procedimientos comparados. El segundo capítulo abarca la metodología realizada para poder obtener el WPS preliminar de ambos procedimientos. Se justifica la selección de los electrodos de aportes, corriente, temperatura de precalentamiento, entre otras variables esenciales más. Todo lo anterior considerando las mejores prácticas, recomendaciones de fabricantes y la Norma API 1104. El tercer capítulo toca en mayor profundidad los requisitos establecidos para calificar los procedimientos de soldadura. Se identifica el número de probetas y ensayos a realizar a cada uno de estos. Asimismo, se procede con la soldadura de los cupones el corte de probetas para someterlos a los ensayos requeridos. Finalmente, en el cuarto capítulo se analiza los resultados obtenidos del ensayo y se concluye si las discontinuidades son aceptables o no. Asimismo, se realiza el cálculo y comparación de costos asociados para obtener una junta soldada.

El sistema de distribución de agua potable en la ciudad de Lima posee aproximadamente 40 años de antigüedad, causa por la cual en los últimos años se han presentado aniegos en diversos puntos de la capital peruana. La corrosión y falta de mantenimiento han provocado pérdidas económicas al Estado que ascienden hasta 10 millones de soles por tubería dañada. Además, las conexiones clandestinas se presentan como un problema latente en la comunidad limeña al ocasionar pérdidas económicas de hasta 2 millones 400 mil soles anualmente. El presente trabajo, motivado por la problemática descrita, tiene como objetivo principal el desarrollo de un sistema de inspección de tuberías. Este sistema debe integrar un conjunto de sensores que permitan extraer información relevante para una posterior reconstrucción tridimensional de la tubería inspeccionada y un procesamiento digital de imágenes de la superficie interna de la tubería. En el desarrollo de la presente tesis se muestra el detalle del diseño electrónico y mecánico del sistema mencionado. Finalmente, se concluye que el diseño descrito es económicamente viable ya que otros robots comerciales ofrecen características inferiores por costos iguales o más elevados que los estimados para este sistema.

El objetivo del presente trabajo fue elaborar el procedimiento de soldadura, calificar el procedimiento de soldadura, calificar al soldador y elaborar un programa de inspección para la fabricación de líneas de tuberías de acero de 2” SCH160, según ASTM A106 grado B y ASTM A53 grado B, unidas por soldadura utilizadas en estaciones de descomprensión de gas natural. Para la elaboración del procedimiento de soldadura, se utilizó el código de fabricación ASME B31.8-2018 y las recomendaciones de la norma API 1104-2018. El procedimiento de soldadura fue realizado, para el tipo de junta a tope, con el proceso TIG; además, para su calificación se utilizaron ensayos no destructivos como el visual, partículas magnéticas y ensayos destructivos: tracción, doblado de cara, doblado de raíz, Nick break y el ensayo de impacto Charpy. Este último ensayo fue necesario debido a la baja temperatura de operación de estas tuberías que llegan hasta los -20°C por lo que era necesario asegurar su tenacidad y su comportamiento de transición dúctil-frágil a tal temperatura. Todos los resultados fueron analizados bajo los criterios de aceptación según la norma API 1104. Para la calificación del soldador, se realizó según la norma API 1104-2018; además, se definió realizar su calificación en la posición de soldadura 6G mediante una inspección radiográfica al 100 % de la junta. Para el plan de puntos de inspección se hace referencias a todas las normas y códigos que se encontraron dentro del alcance para el trabajo actual. El procedimiento de soldadura propuesto, cumplió con los requerimientos de calificación de la norma API 1104 según lo estipulado por el código ASTM B31.8. Los soldadores fueron calificados como aptos tras no presentarse defectos en los ensayos de radiografía de la junta al 100%. El programa de inspección se realizó conforme a las especificaciones, normas y códigos del alcance del presente

La presente investigación posee como uno de sus objetivos principales, realizar el diseño del sistema de agua potable para el pueblo joven Las Mercedes, utilizando el software Watercad. Con este estudio se busca saber a mayor precisión el estado actual de las redes de tubería de agua de la zona de estudio, las cuales ya han cumplido su tiempo de vida útil y que requieren un nuevo diseño. Además, de un incremento de población que hacer que la demanda de agua sea mayor a la que se ejecutó en el proyecto. Todo esto nos lleva a evaluar la problemática redactada, justificándose en lo técnica, económico, social y ambiental. El proyecto es de carácter es descriptivo, ya que tiene como uno de los objetivos más resaltantes, especificar la situación analizada de las redes de tubería de agua.

El Perú tiene un déficit de soldadores calificados; en consecuencia, el país no se da abasto de soldadores ante la alta demanda de profesionales que se requieren para todos los proyectos; unos de estos es el desarrollo de los gaseoductos y oleoductos que se realizan en el país para una mejora energética. Por ello, las empresas encargadas de realizar los proyectos optan por contratar mano de obra extranjera aumentando los precios del proyecto; además, la falta de soldadores capacitados en el país conlleva a un retraso en la entrega de los proyectos. Los objetivos de la presente tesis son la elaboración del diseño mecánico, electrónico y de control del sistema automatizado de soldadura orbital para tuberías de 360 mm a 920 mm. Se utiliza la metodología VDI 2221 donde se desarrolla la Idealización, Desarrollo Conceptual y Desarrollo Avanzado. La presente tesis plantea el diseño del tractor soldador que se desplace por medio de un sistema de sujeción alrededor de la tubería; además, el sistema de sujeción debe permitir el acople de esta sobre un vehículo que lo desplace sobre los diferentes ductos. El resultado es el diseño de un tractor automatizado de bajo costo en comparación con los que se ofrecen en el mercado; esto se logró por medio de la integración de diferentes componentes mecánicos obtenidos del mercado nacional e internacional. Por otro lado, el sistema de sujeción es un diseño innovador que permite montar y desmotar todo el sistema de la tubería con facilidad reduciendo en un 90 % la asistencia de un operario. Además, se garantiza la resistencia del sistema de sujeción gracias al excelente desarrollo de las simulaciones de elementos finitos en comparación con otros trabajos realizados. En estas simulaciones se realizaron múltiples análisis estáticos, dinámicos, de pandeo y nodal lo que permitió reducir el peso de algunos componentes y validar la resistencia mecánica de los mismos. Por otro lado, se implementó un sistema electrónico, el cual permite accionar los actuadores para realizar las diferentes operaciones y detectar la junta de soldadura por parte del tractor. Finalmente, debido a que se conoce el modelo dinámico de los subsistemas, se desarrollaron sistemas de control PID en cascada para el tractor soldador lo cual le permite posicionarse automáticamente sobre la junta de soldadura. Por lo tanto, se concluye que es viable la implementación de la presente tesis para sistemas automatizados de soldadura orbital de ductos.

En el Laboratorio de Materiales de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) se vienen brindando servicios a la industria desde 1973. Actualmente el Laboratorio de Materiales de la PUCP cuenta con un prestigio ganado a lo largo de su trayectoria y brinda los servicios de los ensayos no destructivos como: Inspección Visual, Líquidos penetrantes, Partículas Magnéticas, Radiografía Industrial y Ultrasonido a las empresas más importantes del medio. En las empresas de rubro alimentario, en especial la empresa Backus tiene la necesidad de supervisar que las juntas soldadas de las tuberías de acero inoxidable, por donde se transporta miles de litros de cerveza, se encuentren bien elaboradas. Es cierto que mediante el uso de la radiografía industr ial se puede corroborar la sanidad de la junta soldada, pero lo que no detecta la radiografía es la posible oxidación (carbonización), que puede presentarse cuando no se realiza un aislamiento adecuado de argón al interior de la tubería antes de proceder a soldar, pero con el Videoscopio Lenox, del laboratorio de materiales de la PUCP, mediante la inspección visual remota si se puede hacer, pero no existe una metodología para la inspección por medio de este equipo. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo desarrollar una metodología para inspeccionar visualmente las juntas soldadas de tuberías de acero inoxidable mayores a 4" de diámetro y con espesores hasta 3mm, empleando el Videoscopio Lenox modelo PVS. Para conseguir el objetivo planteado, la tesis detalla los criterios de aceptación y rechazo de uniones soldadas en tuberías de acero inoxidable, que nos servirá para elaborar las imágenes patrones de discontinuidades no permitidas por el código AWS D18.1. Se preparó 02 prototipos, uno para realizar el so Ideo sin purga con gas argón, el cual permitirá capturar la imagen patrón de la oxidación en una unión soldada al interior de la tubería y el segundo prototipo para realizar el soldeo con previa purga de gas argón, el cual permitirá demostrar que es indispensable purgar las tuberías de acero inoxidable para garantizar la sanidad de la junta soldada, a pesar que sea costoso por el número de metros de tubería que normalmente tienen las empresas de rubro alimentario. Se detalla las características técnicas de cada equipo que conforman el Videoscopio Lenox modelo PVS, así como sus partes más importantes, que permitirá familiarizarse con el equipo antes de usarlo. Finalmente se elabora el procedimiento para el uso del Videoscopio Lenox modelo PVS en la inspección visual remota para tuberías de acero inoxidable mayores a 4" de diámetro y con espesores hasta 3mm y se elaboran las imágenes patrones de discontin uidades no permitidas por el código AWS D18.1 haciendo uso de los prototipos preparados.

El análisis de flexibilidad es una de las disciplinas del diseño de sistemas de tuberías, se realiza en la etapa final de diseño y comprende principios de concentración de esfuerzos, expansiones térmicas y deformaciones elásticas. Este análisis es crítico en aplicaciones donde el fluido a transportar trabaja a condiciones extremas, como plantas térmicas y generadoras de energía, donde el sistema está sometido a altos gradientes de temperatura que conllevan a la generación de tensiones debido a expansiones o contracciones térmicas. El análisis teórico es de carácter limitativo debido el comportamiento aleatorio del sistema frente a ciertas condiciones de trabajo Por esta razón, los diseñadores optan por la utilización de softwares de análisis como CAEPIPE, CEASAR II, ANSYS, entre otros. Estas herramientas ofrecen resultados confiables; sin embargo, son vistos como “cajas negras”, donde el usuario manipula las variables de entrada. La teoría detrás de estas herramientas de cálculo, muchas veces, son ignoradas por los usuarios. Este trabajo apunta a desarrollar los principios teóricos utilizados para realizar este tipo de análisis, ofrecer herramientas de cálculo sencillas para analistas e investigadores independientes sin acceso a softwares de diseño y mostrar elementos de alivio de tensiones ofrecidos en el mercado actual. La estructura de la trabajo consiste en cuatro capítulos, donde se desarrollarán los principios teóricos básicos de la generación de esfuerzos; el desarrollo de la metodología de diseño de los códigos según ASME; tipos, principios de funcionamiento y criterios de selección de soluciones constructivas para aliviar las tensiones generadas; y, finalmente, el desarrollo de un ejemplo de cálculo que ponga en práctica los conceptos vertidos en los capítulos anteriores, así como, la presentación de casos comunes que complementen las nociones básicas para brindar flexibilidad a sistemas de tuberías.

Esta tesis establece un procedimiento de análisis de las tensiones generadas por la dilatación térmica en tres arreglos de tuberías: una tubería simple enterrada, una tubería con un cambio de dirección de 90° y una tubería enterrada con un cambio de dirección de 90°. Para darle solución a cada uno de los casos se analizan los esfuerzos térmicos por dos vías diferentes: la simulación numérica mediante el programa ANSYS y por teorías de resistencia de materiales. El planteamiento de estos dos métodos da la ventaja de corroborar los valores obtenidos verificando que sean similares entre sí y a la vez analizar los comportamientos complejos de ciertos parámetros en la tubería. Para plantear el análisis por resistencia de materiales se explica los siguientes conceptos: dilatación térmica, esfuerzo térmico, longitud virtual entre apoyos, modelo analítico del terreno, flexión en vigas, vigas sobre fundación elástica y teorías de falla. Junto con los conocimientos anteriores es posible, para cada caso, simplificar el modelo teórico y así obtener valores de tensión crítica por medio del procedimiento realizado con los conceptos estudiados. Luego se plantea el estudio por simulación numérica usando modelos lineales para las tuberías y de resortes para el terreno. Se confirma la validez de la simulación como método de análisis al contratar valores con el planteamiento teórico y obtener porcentajes de similitud del grado del 83 – 98 %. Además es posible analizar con mayor profundidad cada caso ya que la simulación da las herramientas suficientes para ver el comportamiento de la dilatación y fuerza a lo largo de la tubería y obtener los esfuerzos máximos (que varían de 35 a 166 MPa según el arreglo de tubería) para realizar un análisis de fallas.

En este trabajo se presenta el diseño mecatrónico de un sistema automático para la detección de fallas en tuberías ferromagnéticas de un diámetro de 18 pulgadas. El diseño del sistema permite identificar distintos tipos de fallas tales como corrosión y fisuras superficiales e internas. El método que usa el sistema para la detección de fallas en tuberías ferromagnéticas es la “Dispersión de flujo magnético” o “Magnetic flux leakage”. La dispersión de las líneas de flujo magnético se debe a las fallas antes mencionadas las cuales generan un aumento en la lectura de los sensores de efecto Hall. El sistema diseñado trabaja desplazándose a través de la tubería y a la vez sensa constantemente diferentes parámetros, como corriente en los motores y sensores que permiten la geo localización del sistema, para asegurar su correcto funcionamiento. En el momento en el que el sistema detecta una falla en la tubería, basada en algoritmos que se explican en este trabajo, este se encarga de almacenar tanto las lecturas de los sensores de efecto Hall, imágenes de la falla y la localización de la falla para su posterior análisis. El trabajo abarca la selección de sensores y actuadores; diseño de planos mecánicos, eléctricos, diagramas de flujo. Por último se concluye con el desarrollo del marco teórico necesario para el desarrollo del sistema y simulaciones que muestran los resultados que el sistema obtendría al detectar una falla dentro de las tuberías.