Ante la problemática observada con respecto a la cantidad de energía disipada por la fractura frágil, la rapidez con la que se genera y las consecuencias que posteriormente esto conlleva, se desarrollará el siguiente proyecto de tesis. Esta tiene como objetivo realizar una evaluación y un análisis a una tubería sujeta a presión, con el fin de reducir el riesgo de fractura frágil. Adicionalmente se determinará si la tubería puede continuar en servicio. Un riesgo de fractura frágil se puede presentar debido al cambio de las condiciones de operación; es decir, cuando cambia la temperatura del proceso (disminuyendo la temperatura a la que fue diseñada), cuando es necesaria una temperatura mínima para una prueba hidrostática, cuando el equipo ha sido sometido a condiciones que puedan causarle fragilidad; y por último, cuando se usa una presión mayor a 55 MPa (8 ksi) en o cerca a la temperatura ambiente con una pared igual o mayor a 50 mm (2 in). A partir de la API 579 se presentan procedimientos y un análisis de las nuevas condiciones de operación, realizándose ensayos no destructivos para evaluar las condiciones en las que se encuentra la tubería y poder cumplir con los criterios de evaluación a los que estará sometido este componente. Para el presente proyecto de tesis, se considera una temperatura de exposición crítica de -18 °C a la que estará expuesta la tubería, la que pasará por diferentes niveles de .evaluación con la finalidad de dar condiciones de operación que reduzcan el riesgo de fractura frágil. En el primer capítulo del presente documento se detallan definiciones para que el lector pueda entender y comprender los procedimientos y términos que se presentan. El segundo capítulo presenta los procedimientos para realizar la evaluación junto con las gráficas respectivas y los alcances de los mismos, el tercer capítulo es el desarrollo de la evaluación a la tubería en mención y por último, se muestran las observaciones, recomendaciones y las conclusiones respectivas.

En resumen, en el presente documento de tesis se ejecutó la aplicación de una metodología de evaluación de la capacidad para el servicio, brindada por la institución API en la su norma API 579-1/ASME FFS-1 2007, a una tubería de acero A 53 grado B que presente pérdida localizada de material; esto después de haberla dañado de forma conveniente para que presente el defecto en mención. En el primer capítulo, se desarrolló y cumplió con el primer objetivo específico del proyecto de tesis, el cual era estudiar los fundamentos teóricos, como por ejemplo qué es la entidad reguladora API, cuál es el alcance de la norma involucrada y sobre todo cuáles son los mecanismos de daño que causan una pérdida localizada de material, todo lo cual era necesario conocer para la adecuada comprensión y desarrollo de la metodología de evaluación. En el segundo capítulo del documento de tesis, se cumplió con otro de los objetivos, el cual era estudiar y desarrollar la metodología de evaluación, la cual brinda un procedimiento a seguir para poder inspeccionar cualquier tubería que esté dentro del alcance de la norma. Sobre esta base, en el capítulo 3, este procedimiento fue aplicado al componente adquirido para el presente trabajo de tesis, el cual fue la tubería de acero A 53 grado B. Hay que mencionar que previo a la aplicación de la evaluación de la capacidad para el servicio (o evaluación FFS) a la tubería, esta debía presentar algún tipo de pérdida localizada, por lo que también se describió el procedimiento que se siguió para dañar la tubería con el objetivo que presente el defecto mencionado anteriormente. Finalmente, se concluye el presente documento de tesis con el capítulo 4, en el cual se desarrolló el ensayo hidrostático practicado a la tubería involucrada. Este ensayo permite validar la evaluación de la capacidad para el servicio (o evaluación FFS) que se desarrolló en el capítulo 3 y de esa forma respaldar todo el trabajo desarrollado en esta tesis cumpliendo así el objetivo principal de la tesis, el cual era aplicar una metodología de evaluación FFS a la tubería dañada.

El efecto de la corrosión por picadura empieza en la superficie de la tubería llegando a perforarla y ocasionar fugas. Debido a ello en el presente proyecto se definen los conceptos de este tipo de corrosión, la metodología de evaluación de las picaduras en tuberías a presión, y el desarrollo de ejemplos prácticos para evitar los efectos de la corrosión por picadura. En la evaluación se tiene como base el capítulo 6 de la Norma API 579, la cual permite determinar la integridad física de la tubería y además la Norma ASME B31.3 que aporta las condiciones para el desarrollo del ensayo hidrostático y con ello validar los cálculos realizados. La evaluación de la corrosión por picadura se realiza mediante dos niveles de evaluación. Estos se basan según el tipo de picadura como son el de picadura generalizada, picadura localizada, picadura localizada en un área local delgada o picadura generalizada con un área local delgada. Cada nivel cuenta con limitaciones para realizar la evaluación. Para el dimensionamiento de las picaduras se tienen los procesos de inspección visual y de ensayos no destructivos, teniendo cada uno como objetivo la definición de las dimensiones de la picadura. Los niveles de evaluación se enfocan en determinar los nuevos parámetros de operación de la tubería dañada como es la Máxima Presión de Trabajo, la cual debe ser mayor a la de Presión de Diseño o de Operación, y a su vez el daño ocasionado en la tubería que debe de cumplir con los criterios que aprueban la fisonomía de la picadura. Los resultados de la evaluación determinarán si se tiene la aptitud para continuar en servicio conteniendo el daño encontrado. Para luego con el cálculo de la vida remanente, la cual tiene como variable la velocidad de corrosión por el medio al cual está expuesta la tubería, tiene como fin calcular el tiempo de operación o el tiempo de una próxima inspección o la reparación o cambio de la sección dañada y tener como objetivo una visión acertada del estado del componente y confirmar la fiabilidad del componente dañado durante su uso.

Los siniestros que se han presentado en los sistemas de transporte del yacimiento de gas en Camisea - Perú, evidencian la alta susceptibilidad de los ductos de presentar fallas durante el servicio, lo cual exige la urgente necesidad de estudiar los fenómenos físicos que envuelven a este tipo de fallas y proponer soluciones ingenieriles. Por ello, el presente trabajo tiene como objetivo el desarrollo de un modelo basado en normas internacionales y simulación numérica para la evaluación del fenómeno de fractura en tuberías soldadas de gasoductos. Para lograr el cumplimiento del objetivo planteado, inicialmente se realiza el estudio del estado de la cuestión de la mecánica de la fractura para el análisis del comportamiento de fisuras y de los procedimientos de evaluación de gasoductos en servicio. A continuación, se procede a analizar el comportamiento de fisuras superficiales en tuberías considerando diferentes ubicaciones (interior y exterior) y orientaciones (axial y transversal) de las mismas. Luego, se evalúa las particularidades que caracterizan a una unión soldada, identificando a las tensiones residuales como la particularidad más influyente en el comportamiento de una fisura. Posteriormente, se realiza simulaciones para evaluar el comportamiento a la fractura en tuberías soldadas mediante la determinación de factor de intensidad de tensiones. Los resultados obtenidos por simulación son comparados con resultados de métodos analíticos. Finalmente, se emplea procedimientos propuestos por el estándar API 579 para evaluar la integridad estructural de un caso de estudio construido a partir de información técnica del primer incidente de falla ocurrido en la línea de transporte de LGN del proyecto de Camisea, donde los resultados de la evaluación indican que si una carga variable, producto de la fluctuación de la presión y del desalineamiento de la tubería, alcanza los 1.48 (105) ciclos, una fisura inicial de 0.9 mm lograría la penetración completa del espesor de pared del componente. / Tesis

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. / Tesis

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.

Como parte del desarrollo del área de instalaciones sanitarias para un proyecto de edificación, se realiza en el presente trabajo de investigación el diseño de una red de agua fría utilizando tuberías de polipropileno (PPR). Esto siendo un estudio adicional al desarrollo del expediente técnico del proyecto “Pabellón de Salas de Cómputo del Colegio”. Este material resulta poco común en nuestro entorno ya que de manera cotidiana se emplean tuberías de PVC. Sin embargo, demostraremos tanto de manera cualitativa como cuantitativa, que el uso del primer material mencionado puede ser beneficioso para futuros proyectos a diseñarse en nuestro país. De manera cualitativa podremos comparar aspectos técnicos, económicos y de proceso constructivo; así como de manera cuantitativa podremos determinar las pérdidas de acuerdo a los cálculos sustentados a continuación. Tomando como referencia a la norma IS.010 del Reglamento Nacional de Edificaciones, se logra el diseño de los diámetros de la red, partiendo de la ecuación de Hazen Williams. Además, a través de una revisión de literatura, conseguimos completar la comparación propuesta. Como conclusión queda establecida la facilidad y recomendación para la aplicación de este material, mediante los criterios evaluados. Finalmente, mediante este documento se fomenta la aplicación de este tipo de tuberías para edificaciones.

El presente trabajo se concentrará en la aplicación de la Generación Distribuida (GD) en el sector servicios, proyectado al rubro de los hospitales, desarrollando un caso específico: el Hospital María Auxiliadora. Dentro del desarrollo de la presente investigación, se ha estructurado su contenido de tal manera que los diferentes capítulos en que se ha dividido, tengan una secuencia lógica. El Capitulo I trata básicamente de la forma como se va a desarrollar el trabajo de investigación; el Capítulo II, aborda el tema de la Generación Distribuida, conceptos relacionados, tecnologías y el panorama de desarrollo en el Perú; el Capítulo III, trata del Hospital María Auxiliadora, abordando su operación desde el punto de vista energético, mostrando sus demandas de energía y procesos; el Capítulo IV, muestra el contexto normativo actual que envuelve a la GD; el Capítulo V, presenta el análisis tarifario a aplicarse en dicha investigación; Capítulo VI, analiza la factibilidad técnica-económica de las alternativas de GD para suplir las demandas del Hospital; el Capítulo VII, contempla la evaluación de impacto ambiental de la alternativa seleccionada; y finalmente en el Capítulo VIII, se muestran las conclusiones y recomendaciones del trabajo de investigación.

El abordaje experimental se presenta como la primera mejor opción para el estudio de fenómenos físicos complejos. Este es el caso de las vibraciones generadas por flujo bifásico gas-líquido en tubo, donde una mezcla inmiscible de dos fluidos fluye en diversas configuraciones espaciales a través de un tubo induciéndole vibraciones. En la práctica, ese fenómeno es parte intrínseca de muchos procesos en industrias como la nuclear, petróleo y gas, refrigeración y generación de potencia. Instalaciones experimentales debidamente diseñadas para el estudio de este fenómeno son necesarias. Así, se presenta el diseño de un banco experimental para la generación de flujo bifásico gas-líquido orientado al estudio de vibraciones inducidas por flujo. Se discuten aspectos hidráulicos y estructurales. Se propone una novedosa metodología para la estimación de la presión de diseño, basada en un análisis fenomenológico. También se presentan criterios provenientes del código ASME B31 y de la práctica industrial para la evaluación de la integridad del tubo como elemento estructural. La metodología y los criterios citados fueron aplicados al caso de un tubo PVC Ø1” Sch.40 con agua y aire simulando las fases líquida y gaseosa, respectivamente. Con los resultados obtenidos, los parámetros de selección de los equipos de bombeo y de aire comprimido fueron discutidos y un dimensionamiento fue realizado. La evaluación de costos arrojó un monto de S/. 120 371.2 para el valor total del proyecto, donde 12.8% representó la mano de obra para las etapas de diseño y construcción. El presente diseño garantiza la experimentación de flujo bifásico gaslíquido con confiabilidad y seguridad. Sus directrices podrían auxiliar en la concepción, diseño y construcción de bancos experimentales para el estudio de flujo bifásico en diversas condiciones. / 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