Modelo De Perfil 2019.docx

ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA MCAL. ANTONIO JOSÉ DE SUCRE BOLIVIA

TRABAJO DE GRADO

DISEÑO DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN CONVENCIONAL DE GAS NATURAL PARA ABASTECER AL DISTRITO IV DEL MUNICIPIO DE ARBIETO

MARGARITA BALDERRAMA ROJAS

COCHABAMBA, 2018

ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA MCAL. ANTONIO JOSÉ DE SUCRE BOLIVIA

TRABAJO DE GRADO

DISEÑO DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN CONVENCIONAL DE GAS NATURAL PARA ABASTECER AL DISTRITO IV DEL MUNICIPIO DE ARBIETO.

MARGARITA BALDERRAMA ROJAS

Modalidad:

Proyecto

de

Grado

presentado como requisito parcial para optar el título en Licenciatura en Ingeniería Petrolera.

TUTOR: ING. GABRIELA UGARTE SEVERICHE

COCHABAMBA, 2018

ÍNDICE DE CONTENIDO 1.

INTRODUCCIÓN..................................................................................... 1

2.

ANTECEDENTES ................................................................................... 2

3.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................... 3

3.1.

IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA ....................................................... 3

3.2.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ......................................................... 3

4.

OBJETIVOS ............................................................................................ 4

4.1.

OBJETIVO GENERAL ............................................................................. 4

4.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Y OBJETIVOS OPERATIVOS ................... 4

5.

JUSTIFICACIÓN. .................................................................................... 6

5.1.

JUSTIFICACIÓN TÉCNICA ..................................................................... 6

5.2.

JUSTIFICACIÓN SOCIAL ....................................................................... 6

5.3.

JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA .............................................................. 6

6.

ALCANCE ............................................................................................... 6

6.1.

ALCANCE GEOGRÁFICO ...................................................................... 6

6.2.

ALCANCE TEMPORAL ........................................................................... 7

7.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA. ............................................................ 7

8.

PROGRAMA DE ACTIVIDADES ............................................................ 9

9.

TEMARIO TENTATIVO ........................................................................... 9

10.

CRONOGRAMA DE TRABAJO ........................................................... 12

11.

BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………….……… 13 ANEXOS

i

ÍNDICE DE FIGURAS

ii

ÍNDICE DE TABLAS

TABLA 1: OBJETIVOS ESPECÍFICOS Y OBJETIVOS OPERATIVOS .............................. 4 TABLA 2 :CONTENIDO DE LA FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ........................................ 7 TABLA 3: CRONOGRAMA DE DISEÑO DE LA INGENIERÍA DEL PROYECTO ............. 12

iii

1. INTRODUCCIÓN El gas natural es una mezcla de hidrocarburos parafínicos livianos compuestos principalmente de metano con una pequeña cantidad de propano y butano. El metano se usa como combustible tanto en viviendas como en industrias y como materia prima para obtener diferentes compuestos en la industria química orgánica. El gas es transportado a través de tuberías denominados gasoductos, Redes Primarias, también conocidos como líneas de distribución y recolección de gas, cuyos diámetros dependen del volumen de gas a ser transportados y una caída de presión admisible. La demanda de gas natural en Bolivia se ve incrementada debido al creciente consumo en las industrias, el crecimiento de las manchas urbanas esto debido al fenómeno migratorio desde las áreas dispersas asía los centros poblados como ser las grandes ciudades del eje central del país, ciudades intermedias, capitales, provinciales y los nuevos municipios que se han creado a consecuencia de advenimiento de las autonomías y de la descentralización político administrativas implementadas desde hace dos décadas en el territorio de lo que hoy es Estado Plurinacional de Bolivia. El Municipio de Arbieto tiene un notorio crecimiento en el número de sus habitantes debido a que en estos últimos tiempos ha influido la migración y el ansia de crear nuevas urbanizaciones en varias áreas territoriales en el Municipio que los ocupa. Actualmente para poder cubrir la demanda de gas natural para su consumo se realizan proyectos donde se ve necesaria la implementación de Redes de distribución de Gas Natural Domiciliario redes secundarias en el distrito IV del municipio de Arbieto. La actual administración del Gobierno tiene un objetivo ambicioso dentro el llamado proceso de cambio diseñado para cubrir las demandas y necesidades de la población que antes del advenimiento del Gobierno vivía en la marginación y pobreza extrema hoy en día es posible alcanzar este caro anhelo de contar con estos servicios básicos como agua potable y alcantarillado, contar con redes de energía eléctrica y ahora plasmar en realidad el hecho de que en cada domicilio tengan que mover un llave de 1 de 13

paso para contar con GLP para diferentes usos intra-domiciliarios (ducha, calefacción, cocinas a gas) y para uso industrial. 2. ANTECEDENTES El gas natural es un recurso de carácter estratégico en la región latinoamericana y a nivel mundial, últimamente tiene un posicionamiento muy importante en la matriz energética frente a otros tipos de combustibles y fuentes de energía Es un beneficio equitativo para todos los bolivianos de acuerdo con la NCPE (Art. 20º señala que toda persona tiene derecho al acceso universal y equitativo a los servicios básicos de agua potable, alcantarillado, electricidad, gas domiciliario, postal y telecomunicaciones.) y la Ley 3058 de hidrocarburos (Art. 14º). Se va promoviendo el cambio de la matriz energética atreves de la masificación del uso del gas natural e incentivando el reemplazo del GLP y gasolina, priorizando que este energético limpio y económico llegue primero a los bolivianos con prioridad a familias de escasos recursos económicos. Mediante una entrevista con el sub alcalde de Arbieto se pudo identificar y constatar la necesidad de poder acceder a una red de distribución de gas natural y así tener un suministro de forma continua y a un bajo costo, ya que por la distante ubicación del Municipio el abastecimiento de garrafas de gas licuado de petrolero (GLP) sería insuficiente además de tener un costo elevado de hasta 30 bolivianos en las tiendas locales, lo cual causa un impacto económico negativo a los habitantes de la comunidad y en algunos casos optan por usar leña como combustible para cocinar sus alimentos. Con lo antes mencionado se realizó una visita a YPFB Redes de Gas Cochabamba donde evidentemente la zona de Llave Mayu del distrito IV perteneciente al municipio de Arbieto de la provincia Esteban Arce no cuenta con un sistema de distribución de Gas Natural, motivo por el cual planteamos realizar o proponer el siguiente proyecto: “DISEÑO DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN CONVENCIONAL DE GAS NATURAL MEDIANTE REDES PARA LA COMUNIDAD DE LLAVE MAYU (DISTRITO IV) - MUNICIPIO DE ARBIETO”. 2 de 13

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA A continuación, se plantea el problema, en el cual guiará el proceso de investigación del proyecto. 3.1. IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 

El Distrito IV del Municipio de Arbieto actualmente presenta un incremento demográfico en su población debido además, por los fenómenos migratorios en la región por ende también el importante crecimiento en la infraestructura del centro poblado de la comunidad, incrementando el número de viviendas en Llave mayu, consecuentemente tiene la urgente necesidad de contar con los servicios básicos como agua potable y saneamiento básico, red de energía eléctrica, red distribución de gas domiciliaria en concordancia con el art. 20 de la CPE.



La ubicación de la comunidad y las características de la topografía territorial no son óptimas para el abastecimiento de gas licuado mediante la distribución por vía carretero.



Los constantes conflictos de tipo políticos - sociales ocasionan problemas de transporte de garrafas a la Comunidad.



Debido al programa de construcción de servicios de Redes de Gas Natural impulsada e implementada por el supremo Gobierno del Estado Plurinacional de Bolivia en todo el territorio nacional por lo que, haciéndose eco de esta intención gubernamental, las autoridades locales de la población de Llave Mayu del Municipio de Arbieto ven la urgente necesidad de implementar este servicio de vital importancia para el bienestar y el bien vivir de este Municipio.

3.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA El Diseño de un Sistema de Distribución Convencional de Gas Natural permitirá el abastecimiento de este Hidrocarburo en el Distrito IV del Municipio de Arbieto. 3 de 13

4. OBJETIVOS 4.1. OBJETIVO GENERAL Diseñar un Sistema de Distribución Convencional de Gas Natural para abastecer el requerimiento del Distrito IV del Municipio de Arbieto. 4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Y OBJETIVOS OPERATIVOS Para el logro de los objetivos específicos del proyecto se tienen que seguir los siguientes objetivos operativos: TABLA 1: OBJETIVOS ESPECÍFICOS Y OBJETIVOS OPERATIVOS

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

OBJETIVOS OPERATIVOS  Determinar la ubicación geográfica del área de estudio.

Describir el área geográfica de la zona de estudio.

 Analizar las características topográficas de la zona de estudio.  Identificar calles, avenidas puentes y cruces que puedan obstruir la construcción de la red  Recabar información del área demográfico del INE para la zona de estudio.

Determinar consumo

el

caudal

de

 Calcular la demanda de GN para el usuario industrial.  Calcular la demanda de GN para el usuario GNV.  Calcular la demanda de GN para el usuario Comercial.  Calcular la demanda de GN para el usuario Doméstico.  Determinar el caudal demandado total para el sistema de distribución.

4 de 13

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

OBJETIVOS OPERATIVOS  Estudiar normas para el sistema de distribución de Gas Natural (DS 1996, ASME B31.8, API 6D, API5L Y API 1104).  Identificar la matriz de suministro de Gas Natural.

Determinar tipo de instalación de

 Establecer los parámetros de Diseño (P, V, T) para el

los equipos.

sistema de distribución de Gas Natural.  Seleccionar los equipos requeridos para el sistema de distribución de Gas Natural.  Seleccionar las capacidades de los equipos elegidos para el sistema de distribución de Gas Natural. 

Realizar cálculos de diámetro de tubería, velocidad del flujo, caudal, presiones y caída de presión del sistema de distribución de Gas Natura,

 Realizar una comparación de los cálculos con referente a los parámetros de diseño.  Realizar una comparación con los diferentes tipos de Dimensionar las instalaciones para el sistema de distribución de Gas Natural.

simuladores para un sistema de distribución de gas natural y seleccionar el más adecuado.  Validar

el

análisis

hidráulico

del

sistema

de

distribución seleccionado y calculado con el simulador seleccionado.  Elaborar memoria de cálculo.  Elaborar plano de planta (layout) del sistema de distribución de Gas Natural por Redes. Fuente: [Elaboración propia]

5 de 13

5. JUSTIFICACIÓN. 5.1. JUSTIFICACIÓN TÉCNICA La red de distribución de GN permitirá un continuo suministro de este combustible eliminando el transporte terrestre y el incómodo traslado de las garrafas de GLP que por múltiples factores muchas veces no llegan abastecer la demanda de las poblaciones. De acuerdo con normas (DS 1996 y ANEXOS, ASME B31.8) preestablecidas se realizará el diseño y dimensionamiento de la red de distribución de gas natural. 5.2. JUSTIFICACIÓN SOCIAL La construcción de una red de distribución permitirá a la comunidad adquirir los beneficios de manera gratuita según el Artículo 20 de la Constitución Política del Estado, ya que este artículo establece que toda persona tiene derecho a los servicios básicos, la red de distribución que regala a cada morada es de 22 metros, si fuera muy alejado y sobre pasa esas dimensiones entonces se exigirá la cancelación de la tubería requerida hasta llegar al punto que requiere su instalación. 5.3. JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA Los beneficios de una red de distribución de gas natural permitirán facilitar y abaratar los costos que además redundan en la economía de la población reduciendo el gasto en comparación con lo que gastaban comprando GLP engarrafado. 6. ALCANCE 6.1. ALCANCE GEOGRÁFICO La comunidad de Llave Mayu perteneciente al distrito IV del municipio de Arbieto de la provincia Esteban Arce del departamento de Cochabamba - Bolivia, se encuentra a 9.5 km al sudeste del centro de la ciudad de cercado.

6 de 13

6.2. ALCANCE TEMPORAL El presente proyecto será realizado durante el periodo de estudio del primer y segundo semestre de la gestión 2018. 7. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA. En la tabla 2 se vera un resumen del contenido de la fundamentación teórica TABLA 2 : CONTENIDO DE LA FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

OBJETIVOS

FUNDAMENTO

ACCIONES

ESPECÍFICOS

TEORICO

 Determinar la ubicación geográfica del área de

información

estudio.

geográfica

 Analizar Describir

el

área

geográfica de la zona de estudio.

 Sistema

las

características topográficas de la zona de estudio.  Identificar

calles,

avenidas cruces

puentes que

y

puedan

obstruir la construcción de la red  Recabar información del área Determinar el caudal de consumo

demográfico

del

INE para la zona de estudio.  Calcular la demanda de GN

para

el

industrial.

7 de 13

usuario



de

 Calcular la demanda de GN para el usuario GNV.  Calcular la demanda de GN

para

el

usuario

Comercial.  Calcular la demanda de GN

para

el

usuario

Doméstico. Determinar

el

caudal

demandado total para el sistema de distribución.  Estudiar normas para el sistema de distribución de

Gas

Natural

(DS

 Sistema  Normas ASME.

6D, API5L Y API 1104).

 Normas API.

suministro Determinar

tipo

de

Natural.

instalación

de

los

 Establecer

de

Gas

los

(P, V, T) para el sistema de distribución de Gas Natural.  Seleccionar los equipos para

el

sistema de distribución de Gas Natural.

8 de 13

 Parámetros

de

diseño.  Estación Distrital de

parámetros de Diseño

requeridos

de

Distribución

1996, ASME B31.8, API  Identificar la matriz de

equipos.

 Gas Natural

Regulación Medición.

y

Seleccionar

las

capacidades de los equipos elegidos para el sistema de distribución de Gas Natural.  Realizar diámetro

cálculos de

velocidad caudal,

de

tubería,

del

flujo,

presiones

y

caída de presión del sistema de distribución

Dimensionar instalaciones

cálculos

realizados mediante un

las para

los

análisis hidráulico con el

el

simulador CYPECAD y

sistema de distribución de

SYNERGEE

Gas Natural.

 Generar la memoria de cálculo.  Elaborar planos de las redes en AutoCAD  Elaborar el layout del sistema de distribución de

Gas

Natural

por

Redes. Fuente: Elaboración propia, 2019

8. PROGRAMA DE ACTIVIDADES 9. TEMARIO TENTATIVO 1.

GENERALIDADES 9 de 13

de

weymouth  Ecuación

renuar

cuadrático  Ecuación de mallas cerradas  Simuladores

de Gas Natura,  Validar

 Ecuaciones

1.1.

INTRODUCCIÓN

1.2.

ANTECEDENTES

1.3.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.3.1.

Identificación del problema

1.3.2.

Formulación del problema

1.4.

OBJETIVOS

1.4.1.

Objetivo general

1.4.2.

Objetivos específicos y Objetivos operativos del proyecto

1.5.

JUSTIFICACIÓN

1.5.1.

Justificación técnica

1.5.2.

Justificación social

1.5.3.

Justificación económica

1.6.

ALCANCE

1.6.1.

Alcance geográfico

1.6.2.

Alcance Temporal

2.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

2.1.

GAS NATURAL GN

2.2.

SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

2.3.

Sistema de Distribución

2.4.

Estación Distrital de Regulación y Medición

2.5.

Normas de Diseño

3.

INGENIERÍA DEL PROYECTO

3.1.

DESCRIPCIÓN DEL ÁREA GEOGRÁFICA DE ESTUDIO

3.2.

DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE CONSUMO

3.3.

DETERMINACIÓN DEL TIPO DE INSTALACIONES DE LOS EQUIPOS

3.4.

DIMENSIONAR LAS INSTALACIONES PARA EL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE GAS NATURAL

4.

PRESUPUESTO DEL PROYECTO

4.1.

ANÁLISIS TÉCNICO 10 de 13

4.2.

CUADRO DE COSTOS

5.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1.

CONCLUSIONES

5.2.

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFÍA ANEXOS .

11 de 13

10. CRONOGRAMA DE TRABAJO TABLA 3: CRONOGRAMA DE DISEÑO DE LA INGENIERÍA DEL PROYECTO FEBRERO

MARZO

ABRIL

MAYO

JUNIO

JULIO

AGOSTO

SEPTIEMBRE

OCTUBRE

NOVIEMBRE

ACTIVIDADES S1

S2

S3

S4

S1

S2

S3

S4

S1

S2

S3

S4

S1

S2

S3

S4

S1

S2

S3

ELABORACIÓN DEL PERFIL Investigación Bibliográfica Elaboración del Perfil de Tesis Defensa y Aprobación del Perfil DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN Objetivo 1 Objetivo 2 Objetivo 3 Objetivo 4 REDACCIÓN DEL DOCUMENTO REVISIÓN POR TRIBUNAL DEFENSA DE TESIS

12 de 13

S4

S1

S2

S3

S4

S1

S2

S3

S4

S1

S2

S3

S4

S1

S2

S3

S4

S1

S2

S3

S4

11. BIBLIOGRAFÍA

13 de 13