tesis calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y...

of 115 /115
Propiedades de los gases. Un gas, es definido como un fluido homogéneo de viscosidad y densidad baja, que no tiene Ningún volumen definido, pero se amplía para completamente rellenar el espacio donde es colocado. Generalmente, el gas natural es una mezcla de gases de no hidrocarburo e hidrocarburo. Los gases de hidrocarburo que normalmente son encontrados en un gas natural son metano, etano, propano, butano, pentano, y las pequeñas cantidades de hexano y más componentes pesados. Los gases de no hidrocarburo (impurezas), incluyen el dióxido de carbono, el sulfuro de hidrógeno, y el nitrógeno. El conocimiento y relación de la presión, volumen y temperatura (PVT), y otras propiedades químicas de los gases son indispensable para el desarrollo de un yacimiento de petróleo o gas. Entre las propiedades podemos encontrar: Peso molecular del gas. Gravedad específica. Densidad del gas. Viscosidad del gas. Factor de compresibilidad del gas. 1

Upload: juan-carlos

Post on 31-Jan-2016

223 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

tesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural

TRANSCRIPT

Page 1: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Propiedades de los gases.

Un gas, es definido como un fluido homogéneo de viscosidad y densidad baja, que no tiene Ningún volumen definido, pero se amplía para completamente rellenar el espacio donde es colocado. Generalmente, el gas natural es una mezcla de gases de no hidrocarburo e hidrocarburo. Los gases de hidrocarburo que normalmente son encontrados en un gas natural son metano, etano, propano, butano, pentano, y las pequeñas cantidades de hexano y más componentes pesados. Los gases de no hidrocarburo (impurezas), incluyen el dióxido de carbono, el sulfuro de hidrógeno, y el nitrógeno.

El conocimiento y relación de la presión, volumen y temperatura (PVT), y otras propiedades químicas de los gases son indispensable para el desarrollo de un yacimiento de petróleo o gas.

Entre las propiedades podemos encontrar:

• Peso molecular del gas.

• Gravedad específica.

• Densidad del gas.

• Viscosidad del gas.

• Factor de compresibilidad del gas.

• Factor volumétrico de formación del gas.

• Volumen específico.

• Compresibilidad isotérmica del gas.

1

Page 2: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Peso molecular del gas.

Es la unión de los pesos moleculares de cada elemento que conforman el gas natural.Las unidades del peso molecular son: Kg/Kmol ó Lb/lbmol.

El gas natural, es una mezcla de componentes y es por ello que el peso molecular del gas se obtiene sumando la fracción molar de cada componente por su respectivo peso molecular.

Gravedad específica. Es la relación de la densidad de una sustancia a la densidad de una sustancia de referencia.Para efectuar la relación entre ambas sustancias, es necesario que ambas se encuentren a la misma presión y temperatura.

Densidad del gas.

Es la relación entre la masa y el volumen de una sustancia en estudio.

Viscosidad del gas.

Es la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad del esfuerzo cortante, que se aplica a una porción de fluido para que adquiera movimiento (viscosidad dinámica).

Hay distinto tipos de viscosidad, siendo las de mayor estudio la dinámica y la cinemática, siendo ésta última la resistencia que se genera al fluir un fluido bajo el efecto de la gravedad.

La viscosidad de los gases tendrá el siguiente comportamiento:

• A bajas presiones, un aumento de la temperatura aumentará la viscosidad del gas.

2

Page 3: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

• A altas presiones, un aumento de la temperatura disminuye la viscosidad.

• A cualquier temperatura, si se aumenta la presión la viscosidad aumenta.

• La viscosidad será mayor, a medida que el gas posea componentes más pesados.

Factor de compresibilidad del gas

Es un factor de corrección introducido en la ecuación general de los gases y será obtenido experimentalmente dividiendo el volumen real de moles de un gas a presión y temperatura, por el volumen ideal ocupado por la misma masa de gas a iguales condiciones de presión y temperatura.

Factor volumétrico de formación del gas

Es un factor que relaciona el volumen de gas en el yacimiento a presión y temperatura con el volumen de la misma masa de gas en superficie a condiciones normales presión.

Volumen específico

Es definido como el volumen ocupado por una masa de gas, es decir, el volumen dividido entre la masa. Para un gas ideal es el inverso de la densidad.

Factores para su formación:

•Ausencia de aire.

•Restos de plantas y animales.

•Gran presión de las capas de la tierra.

•Altas temperaturas.

3

Page 4: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Gas Natural (GN)

El gas natural es el resultado de una mezcla en proporciones variables de compuestos gaseosos de naturaleza orgánica e inorgánica. Los compuestos orgánicos lo constituyen compuestos parafínicos también denominados alcanos. Este grupo de compuestos orgánicos aporta normalmente más del noventa por ciento en volumen en el análisis normal de una muestra de gas natural ordinario y está formado por los siguientes componentes: metano, etano, propano, normal butano, normal pentano, iso-pentano, hexanos y heptanos plus. El segundo grupo de componentes que forman el gas natural, lo constituyen los componentes inorgánicos; estos aportan normalmente menos del diez por ciento en volumen en una muestra de gas y están representados por el dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno.

El gas natural se encuentra en las cavidades microscópicas o intersticiales, las cuales unidas pueden formar grandes acumulaciones de gas, permanece en el estado gaseoso, bajo presión atmosférica y temperatura ambiente. Para que se inflame, es preciso que sea sometido a una temperatura superior a 620°C. Además, es incoloro e inodoro, quemando con una llama casi imperceptible. comercializado.

El poder calorífico del gas natural es variable de acuerdo a su composición, estando comprendido generalmente entre 37.656 y 39.748 cal/m3, a menos que se trate de un gas con importante contenido de inertes o por el contrario de hidrocarburos pesados, siendo así de menor a mayor poder calórico respectivamente.

Se puede encontrar “gas natural asociado” cuando está acompañado de petróleo, o bien como “gas natural no asociado” cuando son yacimientos exclusivos de gas.

Composición básica

4

Page 5: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

La composición básica del gas natural indica que es una mezcla de hidrocarburos constituido principalmente por metano, que se encuentra en yacimientos. Se considera que el gas natural es uno de los combustibles más limpios, que produce principalmente C02 en forma de gas, vapor de agua y pequeñas cantidades de óxidos de nitrógeno cuando se quema.

El componente predominante es el metano. Los otros hidrocarburos, tanto gaseosos, como líquidos se consideran acompañantes. Sin embargo, por medio del porcentaje real del análisis de la muestra del gas se puede calcular la cantidad de líquidos susceptibles de extracción y las posibilidades de comercialización.

Al momento de manejar operaciones donde se encuentre presente este gas, se deben tomar las precauciones y medidas de seguridad correspondientes. El sulfuro de hidrógeno, junto al dióxido carbónico le confiere las propiedades ácidas al gas natural, y en muchos casos hay que tratar el gas natural, a través del proceso de endulzamiento para eliminar estos componentes.

El gas natural puede contener pequeñas cantidades de helio, el cual, por su incombustibilidad, es de mucha utilidad en la aeronáutica para llenar globos aerostáticos. En algunos yacimientos de gas natural puede existir la presencia de pequeños porcentajes de hidrocarburos, que pueden contener hasta un 90% de CO2, gas que tiene una gran utilidad en la

fabricación de bebidas gaseosas; además, en la industria química y en otras aplicaciones industriales se utiliza para producir “hielo seco”.

Tipos de Yacimientos

Yacimientos de Gas Asociados

Es aquel que, en el reservorio, esta disuelto en petróleo o bajo la forma de capa de gas. En este caso, la producción de gas es determinada directamente por la producción de petróleo. En el caso de que no haya condiciones económicas para la extracción, el gas natural es reinyectado en el yacimiento, a fin de evitar el acumulo de gases combustibles próximos a los pozos de petróleo.

Yacimientos de Gas No Asociado

5

Page 6: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Estos yacimientos pueden ser definidos como aquellos en que el gas puede estar libre o junto a pequeñas cantidades de petróleo, como es el caso de yacimientos de gas condensado, así como se observa en la siguiente imagen.

En los yacimientos, generalmente, el gas natural asociado se encuentra como gas húmedo ácido, mientras que el no asociado puede hallarse como gas húmedo ácido, húmedo dulce o seco, aunque la principal diferencia es que el gas asociado tiene que ser sometido primeramente al proceso de separación gas petróleo, mientras que en el no asociado este proceso no es necesario.

Características del gas natural

Dado que el gas natural es una mezcla de hidrocarburos, la cual varía en cantidades relativas, las propiedades físicas de una mezcla dependerán de las propiedades individuales de sus componentes y su grado de contribución a la mezcla.

Durante el transporte, tratamiento, procesamiento y almacenamiento del gas natural, pueden existir condiciones, por ejemplo de presión y temperatura muy variables. El conocimiento de las propiedades físicas de tales sustancias, bajo estas condiciones variables es indispensable tanto para el diseño de los equipos o sistema, como para su manejo y distribución.

Para poder realizar un análisis de propiedades físicas de una mezcla cualquiera, es necesario determinar previamente su composición y las diferentes propiedades de cada componente, y así poder establecer los diversos parámetros de cálculo que permitan, con ayuda de ecuaciones y tabla, conocer las propiedades de la mezcla total. Las propiedades físicas más usadas para el procesamiento del gas natural son: peso molecular, punto de congelación, punto de ebullición, densidad, temperatura y presión crítica, calor de vaporización y calor específico.

Producción, recolección y acondicionamiento del gas natural

Las corrientes de gas se envían a través de gasoductos de recolección hacia los centros de tratamiento y compresión, posteriormente, es endulzado en los múltiples de segregación, ubicados en los centros De tratamiento, las corrientes de energético y acondicionado, son separadas en flujos de gas rico

6

Page 7: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

y pobre. Dependiendo del contenido de hidrocarburos condensables, el gas más rico se destina a plantas de extracción profunda de líquidos, el más pobre se envía a plantas de inyección para facilitar la recuperación de flujo remanente, y el restante, conjuntamente con el gas residual de las plantas de extracción, se destina a la venta, como gas metano, en el mercado interno a través de la red de gasoductos.

Procesamiento y tratamiento del gas natural.

El objetivo del procesamiento del gas natural es eliminar los contaminantes, incluyendo los componentes corrosivos (agua y gases ácidos, sobre todo el sulfuro de hidrógeno por su carácter contaminante), los que reducen el poder calorífico, (como dióxido de carbono y nitrógeno) y los que forman depósitos sólidos a bajas temperaturas, (nuevamente agua y dióxido de carbono), para después separar los hidrocarburos más pesados que el metano, que constituyen materias primas básicas para la industria petroquímica.

Las etapas normales en el procesamiento del gas natural son las siguientes:

Deshidratación que consiste en la eliminación de agua, usualmente con absorbentes sólidos.

El endulzamiento (eliminación del sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono con soluciones absorbentes)

La recuperación criogénica de etano e hidrocarburos más pesados (condensación de estos componentes a bajas temperaturas, y destilación fraccionada de los líquidos condensados).

Otras etapas complementarias son el fraccionamiento de los hidrocarburos recuperados y la conversión del ácido sulfhídrico a azufre en forma líquida o sólida, también la extracción de los líquidos del gas natural, es un proceso de gran importancia, como lo es también la compresión del gas, además del transporte y almacenamiento. La eficiencia de todos estos procesos está totalmente relacionada con la eficiencia del proceso de separación gas- petróleo.

El tratamiento del gas natural es el conjunto de operaciones que se realizan para dejar el fluido en condiciones de entrada a la planta de fraccionamiento, en las cuales se realiza la partición de la mezcla. El tratamiento de gas se hace para acondicionarlo de manera que pueda ser utilizado en las operaciones de reinyección, combustible o como materia prima.

7

Page 8: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

De acuerdo a las características del gas producido, este se realiza por medio de tres procesos: separación, deshidratación y endulzamiento; siendo factible hablar de la planta universal, en la cual lo que acontece en una de las partes del sistema afecta por igual a los otros equipos o subsistemas que integran el conjunto. El hidrógeno sulfurado y mercaptanos, que pueden contener ciertos gases naturales y la totalidad de los gases manufacturados y de destilería, son compuestos de azufre corrosivo, que es necesario extraer a fin de evitar el daño de los equipos de movimiento y utilización del gas. Esa extracción se efectúa mediante procesos especiales, siendo el más difundido el proceso que se efectúa en torres de absorción con dietanolamina.

El dióxido de nitrógeno que contienen algunos gases naturales también es eliminado en el proceso antes mencionado, pudiendo encontrarse en proporciones muy variables, existiendo yacimientos en que supera el 50%. Al igual que el nitrógeno que también puede existir ofrece el inconveniente de la reducción del poder calorífico ya que se trata de gases inertes y de la disminución de rendimiento en procesos de extracción de gasolina.

El contenido de agua o vapor de agua en el gas, así como el contenido de hidrocarburos condensables ante un aumento de presión o disminución de temperatura, resulta inconveniente para la conducción del gas (CH4) por tuberías ya que provocaría obstrucciones de importancia. Es por

ello que el gas natural debe someterse siempre que sea necesario a deshidratación y extracción de líquidos. La humedad del gas al condensar da origen a la formación de hidratos que pueden taponar las tuberías. Para que tal formación se produzca se requiere una presión elevada y una baja temperatura. A cada valor de la presión corresponde una temperatura por debajo de la cual puedan formarse hidratos si existe humedad. A mayor presión es también mayor aquella temperatura, por ello este inconveniente es más común a mayores presiones. Para evitarlo debe procederse a deshidratar el gas, es decir, bajar su punto de rocío hasta temperaturas inferiores a 0oC. Ello se hace mediante procesos que emplean como absorbedores agentes sólidos o líquidos.

También se logra impedir la formación de hidratos mediante la inyección en el gas de sustancias inhibidoras tales como metanol. En lo que respecta a los hidrocarburos condensables, ellos se extraen en forma de gasolina y gas licuado, en plantas especiales que puedan utilizar diversos procesos, tales como compresión, enfriamiento, absorción con kerosén, etc.

Otro proceso al que se somete el gas natural es la odorización, a fin de hacer posible la detección en caso de fugas.

8

Page 9: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Principales usos del gas natural.

El gas natural es una fuente de energía versátil que puede ser utilizada en ámbitos muy variados, se puede emplear como combustible para abastecimiento de calor, generación de electricidad y de fuerza motriz; como materia prima en las industrias siderúrgica, químicas, petroquímicas y de fertilizantes. En el área de transporte se utiliza como sustituto del diesel, de la gasolina y del alcohol. Estos factores permiten el uso del producto en diversos segmentos, en concordancia con las determinaciones ambientales y contribuyendo eficaz y eficientemente con el control de los procesos, seguridad y calidad. Por ende, el gas natural participa directa o indirectamente en la vida de toda la población.

Uso doméstico.

El gas natural utilizado en las residencias recibe el nombre de gas residencial o doméstico. Es un mercado en franca expansión, especialmente en los grandes centros urbanos de todo el país. Las compañías distribuidoras estadales tienen planes actuales y futuros para realizar una ampliación de sus redes.

El gas natural, comúnmente es aplicado para cocinar, lavar, secar ó calentar el agua. Además, los electrodomésticos se mejoran cada día con el fin de emplear el gas natural de forma más económica y segura. Los costos de mantenimiento de los materiales que funcionan con gas son generalmente más bajos que los de otras fuentes de energía.

Uso industrial.

Utilizado como combustible ,el gas natural proporciona una combustión limpia, libre de agentes contaminantes, ideal para procesos que exigen la quema en contacto directo con el producto final, como por ejemplo, en la industria de cerámicas y en la fabricación de vidrio y cemento. El gas natural también puede ser utilizado como reductor siderúrgico en la fabricación de aceros y en sus formas más variadas, como materia prima en la industria petroquímica, principalmente para la producción de metanol y en la industria de fertilizantes, para la producción amoniaco y urea. Puede ser igualmente utilizado para el reciclado de residuos para la incineración, el

9

Page 10: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

secado, la deshumidificación , la calefacción, la climatización y la cogeneración.

Generación de electricidad.

Las compañías de electricidad y los proveedores independientes de energía emplean cada vez más el gas natural para alimentar sus centrales eléctricas. Generalmente las centrales que funcionan con gas natural tienen menores costos de capital, se construyen más rápidamente, funcionan con mayor eficiencia y emiten menos polución que las centrales que utilizan otros combustibles fósiles. Los avances tecnológicos en materia de diseño, la eficacia y la utilización de turbinas de ciclo combinado, así como en los procesos de cogeneración, fomentan el empleo de gas natural en la generación de energía.

Las centrales de ciclo combinado utilizan el calor perdido para producir más electricidad, mientras que la cogeneración del gas natural produce al mismo tiempo potencia y calor que son útiles tanto como para la industria como para los usuarios comerciales. Estas cogeneración reduce muy fuertemente las emisiones de gases contaminantes a la atmosfera. Este proceso se utiliza actualmente en diversas industrias del mundo entero, ya que garantiza economía y seguridad operativa Si se analizan con cuidado las propiedades del GNV se puede constatar que este posee muchas de las características ideales de un combustible de uso automotor. Hoy en día ya existen termoeléctricas operativas y otras se encuentran en construcción.

Combustible automotor.

El gas natural surge como alternativa para combustible automotor por su bajo costo y el considerable rendimiento de este combustible, en especial en lo que se refiere al transporte público. Esto sin contar con los ahorros colaterales desprendidos del incremento de vida útil de elementos como bujías, sistemas de escape, carburador y aceites lubricantes que la utilización del GNV (Gas Natural Vehicular) proporciona. El bajo costo del gas natural hace la gran diferencia, es un combustible muy seguro debido a que es más liviano que el aire y se disipa rápidamente eliminando la posibilidad de acumulaciones o formación de mezclas explosivas. Es un hidrocarburo cuya composición es gas metano predominantemente, y cualquier fuga es fácilmente detectable por estar olorizado con mercaptanos. Es por ello que la seguridad del GNV como combustible automotor ha sido comprobada. Durante la combustión de hidrocarburos líquidos, se emana ciertos

10

Page 11: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

residuos sólidos y gases tóxicos, como el hollín, CO2, SOX Y NOX. El

sector transporte es la principal fuente de estos gases y presentan un incremento continuo de contaminación atmosférica.

La sustitución de la gasolina y otros combustibles líquidos para automóviles por el gas natural como carburante, disminuye en gran magnitud la emisión de estos gases tóxicos y la generación de partículas sólidas. El automotor que emplea GNV, no contamina el aire, es un sistema económico y ecológico.

Algunos De Los Beneficios De Contratar Gas Natural .

El gas natural es más ligero que el aire y tiene el mismo olor que el gas L.P.

Al ser más ligero que el aire el gas natural no se acumula. Es decir, que si por alguna circunstancia se llega a tener una fuga, el gas no provocaría accidentes de tipo explosivo ni por intoxicación.

Figura 1. Densidad GN vs GLP

El transporte del gas natural es más seguro.

El gas natural se entrega por tubería, por lo que no existen camiones, ni personal extraño a los residentes que esté manipulando el combustible cada vez que se requiera. El ducto va, en su mayoría, subterráneo a 70 cms mínimo por debajo de los servicios regulares lo que evita que exista un deterioro y/o accidente en la línea. De igual manera los ductos van a una presión de ¼ de lo que soporta la tubería por lo que el mismo sistema va protegido.

El gas natural es más amigable con el medio ambiente.

11

Page 12: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Este combustible es más amigable con el medio ambiente ya que emite menos contaminación (CO2) y a la vez es más conveniente con sus equipos ya que no produce hollín que pueda tapar sus salidas y/o manchar ropa y otros elementos expuestos al mismo.

No hay manipulación en la entrega de gas natural, se paga lo que se consume.

Dado que el gas natural se traslada por tubería y no hay manipulación en cargas y entregas, se evitan los malos manejos y se garantiza que se cobra únicamente lo que se consuma.

Supervisión y mantenimiento de ductos 24 hrs 365 días.

Para su tranquilidad contamos con supervisión y mantenimiento del total de nuestros sistemas las 24 hrs los 365 días del año. Contamos con un servicio de atención a clientes que puede auxiliarlos en cualquier momento al comunicarse a nuestro número

Permisos (Procedimientos para uso del gas natural)

Antes debemos entender que de acuerdo a la tipo de suministro se otorgara el permiso por la Comisión Reguladora de Energía (CRE), de los cuales se clasifica de la siguiente manera.

Permisos a solicitud de parte. Son aquellos permisos solicitados a la CRE por las partes interesadas para la prestación del servicio de transporte, almacenamiento y distribución de gas natural.

Permisos para usos propios. Son aquellos permisos solicitados a la CRE por usuarios finales o sociedades de autoabastecimiento para el transporte o almacenamiento de gas natural con fines de autoabastecimiento.

Procedimiento para transportar gas natural.

Las etapas del trámite de obtención de permisos para la prestación del servicio de transporte

son las siguientes:

• Entrega de solicitud;

• Revisión de la documentación;

• Requerimiento de información adicional, en su caso; Aceptación a trámite.

• Aviso al público; Evaluación del proyecto;

12

Page 13: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

• Modificaciones al proyecto, en su caso; Resolución de la CRE, y

otorgamiento del permiso.

El procedimiento para solicitar y, en su caso, obtener un permiso de transporte de gas natural se resume en tres fases, cada una de las cuales abarca a más de una de las etapas mencionadas.

La primera fase consiste en reunir todos los requisitos de información y documentación, para la presentación de la solicitud ante la CRE. Una vez recibida la solicitud, la CRE la revisa para verificar que esté completa y, en caso de detectar omisiones o deficiencias, le requiere al solicitante integrar la información necesaria.

Una vez satisfechos los requisitos de la etapa de revisión, comienza la segunda fase con la

aceptación a trámite de la solicitud. La CRE publicará en el DOF un aviso que consta de un

extracto del proyecto, con el fin de recibir objeciones o comentarios.En forma paralela, se dará inicio al proceso de análisis y evaluación de la información y documentación, mismo que se realizará con base en el cumplimiento de todos los requisitos, tanto del solicitante como del proyecto.

En la última fase y como resultado de la evaluación, se podrán requerir modificaciones al proyecto. Una vez satisfechos todos los requisitos y modificaciones que resultaran necesarias, se presentará el proyecto de resolución a la consideración del Pleno de Comisionados de la CRE. Éste emitirá su resolución y, en su caso, otorgará el permiso correspondiente.

Entrega de solicitud

La solicitud deberá presentarse acompañada de un escrito libre dirigido a la atención del

Secretario Ejecutivo de la CRE en original y dos copias, y firmada por el representante legal del solicitante que cuente con facultades para realizar actos de administración en nombre y por cuenta del mismo.

Además, la información de la solicitud deberá ser presentada en medio magnético/electrónico compatible con Microsoft Office MR. Los documentos legales, contables u otros, que por su naturaleza no puedan ser presentados en medios magnéticos, están exentos de este requerimiento.

13

Page 14: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

La información y la documentación deberán presentarse en idioma español, en caso contrario, será necesario presentar la traducción correspondiente (no es necesario que ésta haya sido realizada por perito traductor).

Los interesados deberán agregar a su solicitud, el original del pago de derechos por concepto del análisis y evaluación de la solicitud y, en su caso, la expedición del título de permiso relacionado con el transporte de gas natural, de conformidad con el artículo 57, fracción IV y relativos de la Ley que modifica la Ley Federal de Derechos, publicada en el DOF el 31 de diciembre de 1998. El monto de los derechos es actualizado semestralmente.

Lugar de entrega

Las solicitudes serán presentadas en la oficialía de partes de la CRE, de lunes a viernes de 9:00 a 18:00 horas.

Para efectos de trámites y comunicaciones relativos a la solicitud de permisos, los solicitantes deberán dirigirse al Secretario Ejecutivo de la CRE.

Revisión de la documentación

Durante la revisión se verificará que la solicitud contenga la información requerida en los

Artículos 32 (para permisos de transporte de acceso abierto) 101 (para permisos de transporte para usos propios) del Reglamento.

Información adicional

Si la solicitud resultara incompleta, el Director General de Gas Natural de la CRE lo comunicará al solicitante. En este caso, el solicitante contará con un plazo de un mes para presentar la información adicional requerida. De no hacerlo, su solicitud será desechada de conformidad con los artículos 33 y 102 del Reglamento.

Aceptación a trámite

Cuando la solicitud cumpla con todos los requisitos, la CRE la aceptará a trámite, hecho que notificará al solicitante por medio de una comunicación oficial.

Aviso al público.

Después de cumplir con la revisión, la CRE publicará un extracto del proyecto en el DOF, conforme al artículo 34 del Reglamento en el término de diez días y establecerá un plazo de dos meses para recibir objeciones o comentarios con relación al proyecto propuesto

Evaluación del proyecto.

14

Page 15: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Simultáneamente con la publicación del extracto del proyecto, la CRE realizará la evaluación de la solicitud presentada en un plazo de tres meses, considerando los puntos descritos en el artículo 35 del Reglamento.

Modificaciones al proyecto.

Como resultado de la evaluación, la CRE podrá requerir a los solicitantes la modificación del proyecto, para lo cual señalará un plazo no mayor a tres meses, conforme al artículo 36 del Reglamento.

Resolución de la CRE.

Una vez evaluado el proyecto propuesto, se enviarán los proyectos de resolución y de título de permiso a la consideración del Pleno de la CRE, que resolverá sobre el otorgamiento del permiso. La CRE responderá oficialmente al solicitante de tres formas posibles:

Otorgamiento del permiso Negación del permiso, o Requerimiento de modificación al proyecto.

Otorgamiento del permiso

Una vez satisfechos todos los requerimientos, la CRE otorgará el permiso y publicará en el DOF una descripción del objeto del permiso y el nombre y domicilio del solicitante, de conformidad con el artículo 37 del Reglamento.

15

Page 16: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

NORMATIVA.

NOM-002-SECRE-2002, Aprovechamiento de gas natural y gas licuado de petróleo por ductos.

Campo de aplicación

Aplicable a las instalaciones de aprovechamiento que conduzcan gas natural desde la salida del medidor o de una estación de regulación y medición, hasta la válvula de seccionamiento anterior a cada uno de los aparatos de consumo.

El propietario o usuario de la instalación de aprovechamiento es responsable de cumplir los requisitos establecidos en esta Norma. El propietario o usuario puede llevar a cabo por sí mismo la construcción de su instalación de aprovechamiento y lo demás que conlleve para ponerla en servicio, convertirla o modificarla; o puede contratar a un tercero (instalador o contratista), para dichos efectos. En cualquier caso, el único que puede verificar el cumplimiento de esta Norma es la autoridad competente o una unidad de verificación acreditada y aprobada en términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización.

La presente Norma Oficial Mexicana se complementa con las normas siguientes:

• NOM-001-SECRE-2010, Especificaciones del gas natural.16

Page 17: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

• NOM-003-SECRE-2002, Distribución de gas natural y gas licuado de petróleo por ductos.

• NMX-B-010-1986, Industria siderúrgica tubos de acero al carbono sin costura o soldados, negros o

galvanizados por inmersión en caliente para usos comunes.

• NMX-B-177-1990, Tubos de acero con o sin costura, negros y galvanizados por inmersión en caliente. NMX-B-179-1983, Productos siderúrgicos, tubos de acero con o sin costura, series dimensionales.

• NMX-E-043-SCFI-2002, Tubos de polietileno para conducción de gas natural y gas licuado de petróleo.

• NMX-X-021-SCFI-2007, Industria del gas-Tubos multicapa de Polietileno-Aluminio-Polietileno (PE-AL-PE)

para la conducción de gas natural (GN) y gas licuado de petróleo (GLP)-Especificaciones y

métodos de ensayo.

• NMX-X-044-SCFI-2008, Industria del gas-Tubos multicapa de policloruro de vinilo clorado-aluminio- policloruro de vinilo clorado para la conducción de gas natural (gn) y gas licuado de petróleo (glp)- Especificaciones y métodos de prueba.

• NMX-H-022-1989, Conexiones roscadas de hierro maleable clase 1.03 MPa (150 psi) y 2.07 MPa (300psi)

• NMX-W-018-SCFI-2006, Productos de cobre y sus aleaciones.- Tubos de cobre sin costura para conducción de fluidos a presión, especificaciones y métodos de prueba.

• NMX-W-101/1-SCFI-2004, Productos de cobre y sus aleaciones-Conexiones de cobre soldables-

Especificaciones y métodos de prueba.

• NMX-W-101/2-SCFI-2004, Productos de cobre y sus aleaciones-Conexiones soldables de

latón- Especificaciones y métodos de prueba.

• NMX-X-002-1-1996, Productos de cobre y sus aleaciones-Conexiones de latón roscadas y con abocinado a 45°-Especificaciones y métodos de prueba.

• NMX-X-031-SCFI-2005, Industria del gas-Válvulas de paso-Especificaciones y métodos de prueba.

• NMX-X-032-SCFI-2006, Industria del gas-Reguladores para gas natural-Especificaciones y métodos de prueba.

Definiciones en Norma

17

Page 18: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Caída de presión: la pérdida de presión ocasionada por fricción u obstrucción al pasar el gas a través de tuberías, válvulas, accesorios, reguladores y medidores.

Caída de presión máxima permisible: la caída de presión permitida en la instalación de aprovechamiento para el funcionamiento óptimo de todos los equipos de consumo trabajando a sus condiciones de flujo máximo.

Combustión: el proceso químico de oxidación rápida entre un combustible y un comburente que produce la generación de energía térmica y luminosa acompañada por la emisión de gases de combustión y, en ciertos casos, de partículas sólidas.

Comisión: la Comisión Reguladora de Energía.

Corrosión: la destrucción del metal por la acción electroquímica de ciertas sustancias.CSST: Tubería de Acero Inoxidable Corrugado (Corrugated Stainless Steel Tubing).

Dictamen de verificación: el documento que emite la Unidad de Verificación en el que se hace constar la evaluación de la conformidad de la norma.

Distribuidor: el titular de un permiso de distribución en los términos del Reglamento de Gas Natural.

Equipos o sistemas de consumo: los equipos, máquinas, aparatos, enseres e instrumentos, ya sean industriales, comerciales o domésticos, que utilizan gas natural como combustible.

Estación de regulación: la instalación destinada a reducir y controlar la presión del gas natural a una presión determinada.

Gas o gas natural: la mezcla de hidrocarburos compuesta primordialmente por metano, conforme a la NOM-001-SECRE vigente.

Gas inerte: gas no combustible, no tóxico, no corrosivo.

Instalación de aprovechamiento (la instalación): el conjunto de tuberías, válvulas y accesorios apropiados para conducir gas natural desde la salida del medidor en instalaciones de aprovechamiento tipo doméstico y comercial y para instalaciones de aprovechamiento tipo comercial e industrial que requieran una estación de regulación y medición desde la salida de ésta,

18

Page 19: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

hasta la válvula de seccionamiento anterior a cada uno los equipos de consumo.

Instalación de aprovechamiento tipo industrial: la instalación que suministra gas a empresas donde se realizan procesos industriales o para elaborar productos que sirvan como materia prima para otros procesos.

Línea de desvío o puenteo: la tubería o arreglo de tuberías que rodea a un instrumento o aparato, con el objeto de desviar el flujo de gas de él pero sin interrumpir la operación del resto de la instalación.

Máxima Presión de Operación Permisible (MPOP): es la máxima presión a la cual se puede permitir la operación de la instalación de aprovechamiento para el correcto funcionamiento de los aparatos de consumo en condiciones de máxima demanda.

Medidor: el instrumento utilizado para cuantificar el volumen de gas natural que fluye a través de él.

Metro cúbico estándar: aquel metro cúbico medido a las condiciones normales de presión (101,325 kPa) y temperatura (288.15K).

Práctica internacionalmente reconocida: especificaciones técnicas, metodologías o lineamientos documentados y expedidos por autoridades competentes u organismos reconocidos internacionalmente, que tienen relevancia en el mercado internacional de la industria del gas natural.

Presión: la fuerza ejercida perpendicularmente sobre una superficie.

Presión atmosférica: la presión que ejerce una columna de aire sobre la superficie de la tierra.

Presión manométrica: la presión que ejerce un gas sobre las paredes del recipiente que lo contiene.

Presión de trabajo: la presión manométrica a la que opera la instalación de aprovechamiento, o parte de ella, a las condiciones normales de operación.

Prueba de hermeticidad: procedimiento utilizado para asegurar que una instalación de aprovechamiento, o una parte de ella, no tiene fuga.

Regulador: instrumento utilizado para disminuir, controlar y mantener una presión determinada aguas abajo de su instalación.

19

Page 20: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Tubería enterrada: es aquella colocada bajo la superficie y dentro del terreno natural. Se considera enterrada aun cuando la superficie del terreno natural dentro del cual está colocada sea cubierta por un piso artificial.

Tubería Multicapa: tubo producido mediante la extrusión de capas de polietileno con un refuerzo de aluminio soldado a tope, unido entre las capas interior y exterior con un adhesivo.

Tubería oculta: tramo de tubería que queda dentro de fundas, trincheras, ranuras o huecos colocado en muros, pisos, techos, etc., el cual es cubierto posteriormente en forma permanente para ocultarlo de la vista. No se considera oculto el tramo que sólo atraviese transversalmente un muro o losa.

Tubería visible: es aquella colocada de modo tal que su recorrido se encuentra permanentemente a la vista. Las que corran dentro de ductos o trincheras destinadas exclusivamente a contener tuberías también se consideran visibles.

Unidad de Verificación (UV): la persona que realiza actos de verificación en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización (LFMN).

Usuario o Propietario: la persona que hace uso y es responsable de la instalación de aprovechamiento de gas natural.

Válvula: el dispositivo utilizado para controlar o bloquear el suministro de gas aguas abajo de su instalación.

Materiales y accesorios

Las tuberías podrán ser de acero negro, galvanizado, al carbón, inoxidable liso o corrugado, cobre, polietileno, multicapa (PE-AL-PE), policloruromulticapa (CPVC-AL-CPVC) de conformidad con lo siguiente:

Las tuberías de acero a utilizar deberán cumplir con las normas NMX-B-010-1986, NMX-B-177-1990, NMX-B-179-1983.

En las tuberías de acero que operen a presiones mayores a 50 kPa se deberá determinar el espesor de pared o MPOP de acuerdo con la NOM-003-SECRE vigente, Distribución de gas natural y gas licuado de petróleo por ductos.

Las tuberías de acero inoxidable a utilizar deberán cumplir con las normas oficiales mexicanas. En ausencia de éstas, deberán cumplir con normas

20

Page 21: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

mexicanas, normas, códigos y estándares internacionales, y a falta de éstas con las prácticas internacionalmente reconocidas aplicables según corresponda.

La tubería a emplear deberá ser de aleaciones de acero inoxidable serie 300.

La tubería a emplear no deberá superar una presión de trabajo de 50 kPa (7.25 psi).

Las tuberías de cobre a utilizar deberán ser de tipo rígido y flexible tipo L o K de acuerdo con la Norma NMX-W-018-SCFI-2006.

Las tuberías de cobre no deben superar una presión de trabajo de 410 kPa (60 psi).

Las tuberías de polietileno a utilizar deberán cumplir con la norma NMX-E-043-SCFI-2002.

Las tuberías de polietileno de media densidad no deben superar una presión de trabajo de 410 kPa(60 psi).

Las tuberías de polietileno de alta densidad no deben superar una presión de trabajo de 689 kPa(100 psi).

No se debe usar tubería de polietileno cuando la temperatura de operación del material sea menor de 244 K, ni mayor que 333 K.

Las conexiones soldables deben unirse mediante la técnica de arco eléctrico o con soldadura oxiacetilénica. Se permite la soldadura oxiacetilénica sólo para unir tuberías hasta 50 mm de diámetro.

Las válvulas deben cumplir con la norma NMX-X-031-SCFI-2005.

Las juntas aislantes y recubrimientos anticorrosivos deben cumplir con las normas oficiales mexicanas. En ausencia de éstas, deberán cumplir con normas mexicanas, normas, códigos y estándares internacionales, y a falta de éstas con las prácticas internacionalmente reconocidas aplicables según corresponda.

Las conexiones de transición pueden ser soldables, roscadas, a compresión o bridadas, pero debe existir compatibilidad entre ambos materiales.

21

Page 22: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Las conexiones para tubería de cobre rígido deben cumplir con la norma NMX-W-101/1-SCFI-2004 y NMX-W-101/2-SCFI-2004.

Las conexiones para tubería flexible deben cumplir con la norma NMX-X-002-1-1996.

Las conexiones con abocinado a 45 grados deben cumplir con la norma NMX-X-002-1-1996.

Las válvulas roscadas y soldables deben cumplir con la norma NMX-X-031-SCFI-2005.

Las conexiones de transición pueden ser soldables, roscadas, a compresión o bridadas, pero deben tener compatibilidad mecánica.

Las uniones en cobre rígido deben ser soldadas por capilaridad con soldadura de punto de fusión no menor a 513 K.

Las uniones de tubería de polietileno se deben hacer por termofusión, electrofusión o medios mecánicos de acuerdo con normas mexicanas, normas, códigos y estándares internacionales y, a falta de éstas, con las prácticas internacionalmente reconocidas aplicables según corresponda. No está permitido aplicar calor con flama directa.

Las conexiones de transición pueden ser soldables, a compresión o bridadas, pero deben tener compatibilidad mecánica. No está permitido unir tubería de polietileno con conexiones roscadas.

Los reguladores deben cumplir con la norma NMX-X-032-SCFI-2006

Instalación y construcción

De acuerdo con su ubicación, se clasifican en tuberías visibles, enterradas y ocultas.

Material Oculta Enterrada VisibleTuberías Polietileno NO

1SI NO

Cobre SI SI SIAcero negro, galvanizado y al carbón SI SI

4SI

Acero inoxidable liso y corrugado SI SI 8

SIMulticapa PE-AL-PE y CPVC-AL-CPVC

SI SI SI 2A

ccesorios y uniones

Polietileno NO SI NO

Cobre7 SI SI SIAcero negro, galvanizado y al carbón SI SI SIAcero inoxidable liso y corrugado SI NO

8SI

22

Page 23: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Multicapa PE-AL-PE y CPVC-AL-CPVC

NO SI SI 2Válvulas SI

3 SI 3

SI

Cuando sea imprescindible instalar las tuberías dentro de muros, éstas pueden quedar ahogadas o encamisadas. En dichos casos debe elaborarse un croquis de detalle o plano para identificar la ubicación de estas instalaciones

No se considera oculto el tramo que se utilice para atravesar muros y losas, siempre que su entrada y salida sean visibles, el espacio anular debe ser sellado y se debe usar un “pasamuros” o funda.

Cuando en un muro la trayectoria de una tubería sea horizontal, la ranura en el muro se debe hacer, como máximo, a 10 centímetros al nivel de piso terminado.

Cuando se instalen manómetros, éstos deben ir precedidos de una válvula de bloqueo.

Cuando se instalen reguladores con válvula de alivio instalados en recintos cerrados, la ventila de éstos deberá de dirigirse al exterior.

Las tuberías enterradas deben estar a una profundidad mínima de 45 centímetros con respecto al nivel de piso terminado. En instalaciones residenciales este valor podrá ser de 30 cm siempre y cuando para la instalación residencial la tubería no cruce calles, andadores o caminos de paso vehicular.

En los sitios donde sean previsibles esfuerzos o vibraciones por asentamientos o movimientos desiguales, se debe dar flexibilidad a la tubería mediante rizos, curvas u omegas.

No se permite ningún tipo de accesorio o unión roscada enterrado ni bridas roscadas o soldadas enterradas, a menos que éstos queden alojados en registros o se instalen en forma superficial.

En caso de que la tubería esté expuesta a daños mecánicos, ésta se deberá proteger adecuadamente, y para tubería que opere a más de 689 kPa se deberá utilizar tubería de acero.

Cuando las tuberías crucen azoteas, pasillos o lugares de tránsito de personas, éstas deben protegerse de manera que se impida su uso como apoyo al transitar y queden a salvo de daños.

23

Page 24: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Las tuberías que tengan uniones y que atraviesen cuartos sin ventilación directa al exterior, sótanos, huecos formados por plafones, cajas de cimentación, entresuelos, por abajo de cimientos y de pisos de madera o losas, deberán de estar encamisadas. El encamisado debe ser ventilado directamente al exterior por ambos extremos. Se deben seleccionar materiales adecuados cuando exista la posibilidad de que la tubería pueda sufrir daños mecánicos.

Las tuberías de gas deben quedar separadas de otros servicios conducidos mediante tuberías, racks o cables por una distancia mínima de 2 cm, con conductores eléctricos con aislamiento con una distancia mínima de 3 cm y con tuberías que conduzcan fluidos corrosivos o de alta temperatura con una distancia mínima de 5 cm. Las tuberías de gas no deben cruzar atmósferas corrosivas sin protecciones adicionales.

Se deben adoptar las medidas de seguridad que se establecen en esta Norma para evitar la posibilidad de un siniestro en las instalaciones que utilicen tuberías para conducir fluidos que combinados con el gas natural pudieran representar un riesgo previsible.

Cuando los equipos de consumo no se hayan instalado, se debe bloquear la tubería destinada a conectar dichos equipos. Las tuberías se deben bloquear con tapones del tipo soldable o mecánico. En el caso de equipos con fuga, éstos no deberán ser conectados a la instalación de aprovechamiento hasta que no hayan sido reparados.

Cuando las tuberías se localicen sobre losas, se permite la instalación en firme, o bien ahogadas en la parte superior de la losa sin estar en contacto directo con el acero de refuerzo, siempre que no sea planta baja de edificios de departamentos. En casas particulares, cuando los equipos de consumo se encuentren alejados de los muros, se permite la instalación de tuberías en losas si el piso de la planta baja es firme sin celdas, cajas de cimentación o sótanos; se debe elaborar un plano detallado para identificar la ubicación de la instalación de las tuberías.

Sólo se permite la instalación de tuberías para usos comerciales o residenciales en el interior de recintos, cuando estén destinadas a abastecer equipos de consumo. En caso contrario, deben estar encamisadas y ventiladas al exterior.

24

Page 25: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

En el caso de instalaciones de tipo doméstico (incluyendo edificios), comercial e industrial, las tuberías pueden ser enterradas en patios y jardines.Se debe efectuar una transición de polietileno a metal antes de la penetración a cualquier construcción cerrada y cualquier parte de la tubería expuesta al exterior debe estar protegida contra daños mecánicos.

La tubería visible se debe pintar en su totalidad en color amarillo.

La tubería, conexiones, accesorios y componentes de acero de la instalación de aprovechamiento que estén enterrados, se deben proteger contra la corrosión de acuerdo con lo establecido en el Apéndice II, Control de la corrosión externa en tuberías de acero enterradas y/o sumergidas, de la Norma NOM-003-SECRE vigente.

Las uniones entre válvulas de control y equipos de consumo deben realizarse mediante conectores rígidos o flexibles. En caso de los conectores flexibles, éstos no deben exceder una longitud de 1,5 m.

Queda prohibido el uso de mangueras para unir tramos de tubería.

En tubería de acero y cobre rígido no se permite realizar dobleces.

En tubería de cobre flexible, polietileno y multicapa PE-AL-PE los dobleces no deben presentar daño mecánico visible y su radio de curvatura mínimo deberá ser de 5 veces el diámetro exterior del tubo. Sólo se permiten dobleces con un ángulo mayor de 45° cuando la tubería se encuentre soportada en toda la extensión del doblez por una superficie plana o, con tubería de cobre flexible, cuando se utilicen para conectar un aparato de consumo de gas.

En todos los casos, el doblez debe realizarse sin aplicación de fuentes térmicas a la tubería y realizarse con herramental adecuado para tal fin.

Cuando se soporte la tubería, se deben utilizar placas adecuadas para evitar penetrar, romper o perforar la tubería con el soporte, lo anterior de conformidad con la normatividad y/o la práctica internacionalmente reconocida aplicable.

Las tuberías no enterradas ni ahogadas deben estar soportadas por seguridad y en el caso de tuberías metálicas se deben aislar de los dispositivos de sujeción por medio de una pieza aislante entre las abrazaderas, soportes o grapas y la tubería.

25

Page 26: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Los dispositivos de sujeción de las tuberías pueden ser abrazaderas, soportes o grapas, y deben estar espaciados para prevenir o amortiguar vibración excesiva.

El espaciamiento entre dispositivos de sujeción para tuberías con trayectos horizontales y verticales no debe exceder los valores indicados en la tabla siguiente:

Espaciamiento máximo entre soportes

Diámetro nominal(mm (Pulg.)

Espaciamiento (m)

12,7 (1/2) 1,2

15,9 (5/8) y 19 (3/4) 1,8

25 (1) y mayores 2,4

La tubería debe estar anclada para evitar esfuerzos indebidos en los equipos de consumo que tenga conectados y no debe estar soportada por otra tubería.

Las abrazaderas, soportes o grapas deben ser instalados de manera que no interfieran con la expansión y contracción de la tubería entre anclas.

Todo equipo de consumo de gas se debe localizar en forma tal que se tenga fácil acceso al mismo y a sus válvulas de control y cuidar que las corrientes de aire no apaguen los pilotos o quemadores.

Los equipos de consumo instalados dentro de recintos o cuartos cerrados se deben ubicar en sitios que dispongan de una ventilación adecuada, tanto en la parte inferior como en la superior de la construcción, que dé directamente al exterior, patio o ducto de ventilación.

Todos los calentadores de agua, calderetas, entre otros, ubicados dentro de cuartos cerrados deben tener chimeneas o tiro inducido que desaloje al exterior los gases producto de la combustión. Se prohíbe instalar calentadores de agua dentro de cuartos de baño, recámaras y dormitorios.

Para los equipos de consumo de uso comercial e industrial que se instalen en recintos cerrados (nichos, cuartos de máquinas, cocinas industriales, entre otros), se debe instalar una chimenea con tiro directo, inducido o forzado hasta el exterior, para desalojar los gases producto de la combustión y proveer los medios adecuados que permitan la entrada permanente de aire

26

Page 27: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

del exterior, en cantidad suficiente para que el funcionamiento del quemador sea eficiente de acuerdo con las especificaciones del fabricante.

Soldadura

La soldadura debe ser realizada por un soldador calificado utilizando procedimientos calificados. Ambos, los soldadores y los procedimientos, deben cumplir además los requerimientos de esta sección. Para calificar el procedimiento de soldadura, la calidad de la soldadura deberá determinarse por pruebas destructivas.Los procedimientos de soldadura aplicados a una instalación de aprovechamiento se deben conservar, e incluir los resultados de las pruebas de calificación de soldadura.

Calificación del procedimiento de soldadura. Antes de que se realicen las soldaduras de campo en una tubería de acero se debe contar con un procedimiento de soldadura calificado de acuerdo con lo establecido en el API-1104. La calificación del procedimiento debe efectuarla un inspector de soldadura calificado. El procedimiento de soldadura y el reporte de su calificación deberán estar disponibles para referencia o consulta cuando la unidad de verificación lo solicite.

Procedimiento de soldadura. El procedimiento debe contar con alcances y limitaciones definidas para cada aplicación.

Calificación de soldadores. Los soldadores serán calificados de acuerdo con la sección 6 del API-1104.

Preparación para soldar. Antes de iniciar cualquier proceso de soldadura, las superficies a soldar deben estar limpias y libres de cualquier material que pueda afectar la calidad de la soldadura. La tubería y sus componentes deben estar alineados para proporcionar las condiciones más favorables para la deposición de la soldadura en la raíz del área a soldar. Dicha alineación se debe conservar mientras la soldadura de fondeo está siendo depositad.

Los requerimientos de pre y postcalentamiento de la tubería se deben establecer con base en sus propiedades mecánicas y metalúrgicas, los cuales deberán estar incluidos en el procedimiento de soldadura correspondiente.

Inspección y prueba de soldaduras. Se debe realizar una inspección visual de la soldadura para asegurar que se aplique de acuerdo con el procedimiento mencionado en el inciso 8.4 y que sea aceptable de acuerdo con el inciso

27

Page 28: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

8.8.1. Asimismo, las soldaduras en una tubería que va a operar a una presión que ocasione esfuerzos tangenciales iguales o mayores al 20% (veinte por ciento) de la RMC, se deben probar no destructivamente de acuerdo con el inciso 8.9. Cuando la tubería tenga un diámetro nominal menor de 152 mm, no serán requeridas las pruebas no destructivas para aquellas soldaduras que son visualmente inspeccionadas y aceptadas.

Criterios de aceptación o rechazo de una soldadura. Los criterios de aceptación o rechazo de una soldadura visualmente inspeccionada o inspeccionada con cualquier método de prueba no destructiva, se determinarán de acuerdo a lo establecido en el API-1104.

Pruebas no destructivas. Para las pruebas no destructivas a soldaduras se permite utilizar los métodos radiográficos, por ultrasonido, líquidos penetrantes, partículas magnéticas o cualquier otro método que indique con precisión y claridad las discontinuidades y/o los defectos en la soldadura, que pueden afectar la integridad de la misma de acuerdo a lo establecido en el API-1104

Los procedimientos para pruebas no destructivas se deben establecer con el objeto de registrar con precisión y claridad los defectos, para asegurar la aceptabilidad de la misma.

Cuando se utilicen métodos radiográficos, todas las soldaduras de campo, tanto en línea regular como en obras especiales, empates y doble junta, se deben radiografiar al 100% con la técnica de inspección de pared sencilla en ductos de 8” de diámetro y mayores, y con la técnica de doble pared sólo cuando no sea posible aplicar la técnica de pared sencilla.

Prueba de hermeticidad.

La prueba de hermeticidad debe realizarse a las instalaciones de aprovechamiento desde la salida del medidor o de la estación de regulación y medición hasta las válvulas de control de los aparatos de consumo. En caso de ampliaciones y/o modificaciones a las instalaciones de aprovechamiento, la prueba de hermeticidad debe acotarse a dicha ampliación y/o modificación.

La prueba de hermeticidad debe realizarse sólo con aire o gas inerte.

En la realización de la prueba de hermeticidad a instalaciones de aprovechamiento, se debe observar lo siguiente:

28

Page 29: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Presión de trabajo de las instalaciones de aprovechamiento

Presión de prueba

Tiempo Instrumento

Hasta 2,5 kPa (0,36 psi)

1,5 (uno coma cinco) veces la presión de trabajo

10

min

Manómetro de Bourdon con precisión ± 10% del valor de la presión de prueba y rango máximo de2 (dos) veces el valor de la prueba.Columna de agua, cuya calibración será única.

Superior a 2,5 kPa (0,36 psi) y hasta 50 kPa (7,2 psi)

1,5 (uno coma cinco) veces la presión de trabajo

30

min

Manómetro de Bourdon con precisión ± 10% del valor de la presión de prueba y rango máximo de2 (dos) veces el valor de la prueba.Columna de agua o mercurio, cuya calibración será única.

Superior a 50,0 kPa (7,2 psi) y hasta 689 kPa (99.9 psi)

1,5 (uno coma cinco) veces la presión de trabajo

8 horas

Registro gráfico o digital y se debe considerar la variación de la temperatura al inicio y final de la prueba (PV= RT).

Superior a 689 kPa (99.9 psi).

1,5 (uno coma cinco) veces la presión de trabajo

24 horas

Registro gráfico o digital y se debe considerar la variación de la temperatura al inicio y final de la prueba (PV= RT).

29

Page 30: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

La instalación de aprovechamiento debe ser purgada antes de ponerla en servicio para expulsar el fluido utilizado en la prueba de hermeticidad.

En caso que las reparaciones consistan en el reemplazo de un tramo de tubería o cambio de accesorio, se debe realizar una prueba de hermeticidad con jabonadura en las uniones y/o empates correspondientes a la presión de operación. Sólo el Distribuidor puede realizar estas pruebas con gas natural, además que también se podrá realizar esta comprobación siempre y cuando no exista una desconexión previa de algún equipo o accesorio de la instalación.

Las pruebas de hermeticidad que se realicen a instalaciones que operen con una presión de trabajo superior a 689 kPa deberán ser atestiguadas por una UV.

Para instalaciones de aprovechamiento tipo industrial que se encuentren en operación se debe realizar una prueba para la detección de fugas (en las uniones, bridas, accesorios o cualquier otro componente de la instalación), a la presión de operación, mediante un instrumento para detección de fugas. En estos casos dicha prueba sustituye a la prueba de hermeticidad.

Puesta en servicio

Monitorear con un instrumento para detección de fugas o jabonadura todas las conexiones entre los equipos de consumo existentes y la instalación de aprovechamiento.

En el caso de instalaciones de aprovechamiento tipo doméstico, se debe monitorear que los apara tos existentes sean apropiados para uso de gas natural, que presenten adecuada combustión o que la presión dinámica en el quemador de cualquier aparato o equipo de consumo sea la adecuada.

El monitoreo para detección de fugas en la conexión del medidor con la propia instalación de aprovechamiento es responsabilidad del distribuidor, toda vez que el medidor es parte del sistema de distribución.

30

Page 31: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Conceptos básicos para el Cálculo de una Red de Aprovechamiento de GN

Propiedades de los gases

El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir, que las moléculas del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamaño del diámetro real de las moléculas.

• Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.

• Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión.

• Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea.

• Se dilatan, la energía cinética promedio de sus moléculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases.

PRESIÓN

Es la fuerza ejercida por unidad de área. En los gases esta fuerza actúa en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente.

La presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos que están en la superficie terrestre. Se origina del peso del aire que la forma. Mientras más alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de

31

Page 32: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

él, por consiguiente la presión sobre él será menor. La presión puede expresarse en diversas unidades, tales como: Kg/cm (cuadrado), psi, cm de columna de agua, pulgadas o cm de Hg, bar y como ha sido denominada en términos internacionales, en Pascales (Pa).

TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor, y el calor a su vez es una forma de energía que podemos medir en unidades de calorías. Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno frío, el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo frío.La temperatura de un gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas del gas. A mayor energía cinética mayor temperatura y viceversa.

CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa, usualmente en gramos. De acuerdo con el sistema de unidades SI, la cantidad también se expresa mediante el número de moles de sustancia, esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular.

VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo.

DENSIDAD

Es la relación que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros.

Clasificación de los gases.

Gas Real

Los gases reales son los que en condiciones ordinarias de temperatura y presión se comportan como gases ideales; pero si la temperatura es muy baja o la presión muy alta, las propiedades de los gases reales se desvían en forma considerable de las de gases ideales.

Concepto de Gas Ideal y diferencia entre Gas Ideal y Real.

Los Gases que se ajusten a estas suposiciones se llaman gases ideales y aquellas que no, se les llaman gases reales, o sea, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros.

32

Page 33: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Las moléculas de un gas se encuentran animadas de movimiento aleatorio y obedecen las leyes de Newton del movimiento. Las moléculas se mueven en todas direcciones y a velocidades diferentes. Al calcular las propiedades del movimiento suponemos que la mecánica newtoniana se puede aplicar en el nivel microscópico. Como para todas nuestras suposiciones, esta mantendrá o desechara, dependiendo de sí los hechos experimentales indican o no que nuestras predicciones son correctas.

El número total de moléculas es grande. La dirección y la rapidez del movimiento de cualquiera de las moléculas pueden cambiar bruscamente en los choques con las paredes o con otras moléculas. Cualquiera de las moléculas en particular, seguirá una trayectoria de zigzag, debido a dichos choques. Sin embargo, como hay muchas moléculas, suponemos que el gran número de choques resultante mantiene una distribución total de las velocidades moleculares con un movimiento promedio aleatorio.

El volumen de las moléculas es una fracción despreciablemente pequeña del volumen ocupado por el gas. Aunque hay muchas moléculas, son extremadamente pequeñas. Sabemos que el volumen ocupado por una gas se puede cambiar en un margen muy amplio, con poca dificultad y que, cuando un gas se condensa, el volumen ocupado por el gas comprimido hasta dejarlo en forma líquida puede ser miles de veces menor. Por ejemplo, un gas natural puede licuarse y reducir en 600 veces su volumen.

No actúan fuerzas apreciables sobre las moléculas, excepto durante los choques. En el grado de que esto sea cierto, una molécula se moverá con velocidad uniformemente los choques, la energía cinética que se convierte en energía potencial durante el choque, queda disponible de nuevo como energía cinética, después de un tiempo tan corto, que podemos ignorar este cambio por completo.

Leyes de los gases ideales

La Ley de Boyle-Mariotte

Formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión:

PV=k

33

Page 34: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la constante k para poder hacer uso de la ley: si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:

P1V1=P2V2

Donde:

P1 = presión inicial

V1= presión final

P2 = volumen inicial

V2 = volumen final

La Ley de Charles y Gay-Lussac.

Es una de las leyes de los gases ideales. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con la energía cinética (debida al movimiento) de las moléculas del gas. Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor velocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.

La ley fue publicada primero por Louis Joseph Gay-Lussac en 1802, pero hacía referencia al trabajo no publicado de Jacques Charles, de alrededor de 1787, lo que condujo a que la ley sea usualmente atribuida a Charles. La ley de Charles es una de las leyes más importantes acerca del comportamiento de los gases, y ha sido usada en muchas aplicaciones diferentes, desde para globos de aire caliente hasta en acuarios. Se expresa por la fórmula:

34

Page 35: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Donde:

V= es el volumen

T= es la temperatura absoluta (es decir, medida en Kelvin)

K= es la constante de proporcionalidad.

Además puede expresarse como:

Donde:

V1=Volumen inicial

T1= Temperatura inicial

V2=Volumen final

T2=Temperatura final

La presión atmosférica: es el peso que ejerce el aire sobre la superficie terrestre y es uno de los principales factores de la meteorología y que tiene un gran poder de influencia sobre la vida en la tierra.

La presión puede expresarse en diversas unidades, tales como: Kg/cm (cuadrado), psi, cm de columna de agua, pulgadas o cm de Hg, bar y como ha sido denominada en términos internacionales, en Pascales (Pa).

Ley de Avogadro

Esta ley relaciona la cantidad de gas (n, en moles) con su volumen en litros (L), considerando que la presión y la temperatura permanecen constantes (no varían).

El enunciado de la ley dice que el volumen de un gas es directamente proporcional a la cantidad del mismo.

Esto significa que:

35

Page 36: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Si aumentamos la cantidad de gas, aumentará el volumen del mismo.

Si disminuimos la cantidad de gas, disminuirá el volumen del mismo.

Esto tan simple, podemos expresarlo en términos matemáticos con la siguiente fórmula:

Donde:

V=Volumen inicial.

n= numero de moles.

K=constante del gas

Que se traduce en que si dividimos el volumen de un gas por el número de moles que lo conforman obtendremos un valor constante.

Esto debido a que si ponemos más moles (cantidad de moléculas) de un gas en un recipiente tendremos, obviamente, más gas (más volumen), así de simple

Fluidos

Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas moléculas hay una fuerza de atracción débil. Los fluidos se caracterizan por cambiar de forma sin que existan fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma "original" (lo cual constituye la principal diferencia con un sólido deformable). Un fluido es un conjunto de partículas que se mantienen unidas entre sí por fuerzas cohesivas débiles y/o las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases. En el cambio de forma de un fluido la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen.

Los líquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propios. Las moléculas no cohesionadas se deslizan en los líquidos, y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos están conformados por los líquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales).

36

Page 37: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Propiedades de los Fluidos.

La posición relativa de sus moléculas puede cambiar de forma abrupta.

Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los líquidos son fluidos igual que los gases.

Tienen viscosidad, aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los líquidos.

Compresible: Esta propiedad de los fluidos les permite mediante un agente externo al cambio de su velocidad y volumen, esta características son muy usadas para la industria como palancas de presión.

Distancia Molecular Grande: Esta es unas características de los fluidos la cual sus moléculas se encuentran separadas a una gran distancia en comparación con los sólidos y esto le permite cambiar muy fácilmente su velocidad debido a fuerzas externas y facilita su compresión.

Clasificacion.

Los fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes características que presentan en:

Newtonianos.

Es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. La curva que muestra la relación entre el esfuerzo o cizalla contra su tasa de deformación es lineal y pasa por el origen, es decir, el punto [0,0]. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua en contraposición al pegamento, la miel o los geles que son ejemplos de fluido no newtoniano.

Fluido no-newtoniano.

Un fluido no newtoniano es aquel fluido cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no-newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano.

Aunque el concepto de viscosidad se usa habitualmente para caracterizar un material, puede resultar inadecuado para describir el comportamiento mecánico de algunas sustancias, en concreto, los fluidos no newtonianos. Estos fluidos se pueden caracterizar mejor mediante otras propiedades

37

Page 38: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

reológicas, propiedades que tienen que ver con la relación entre el esfuerzo y los tensores de tensiones bajo diferentes condiciones de flujo, tales como condiciones de esfuerzo cortante oscilatorio.

Flujo laminar

Al movimiento de un fluido cuando éste es ordenado es decir se mueve sin entremezclarse y cada partícula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada línea de corriente. El flujo laminar es típico de fluidos a velocidades bajas o viscosidades altas.

Flujo turbulento

Es aquel en el cual las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos no coordinados por lo cual no es posible predecir al 1005 el movimiento de sus partículas.

El principio de Bernoulli,

También denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente. Esta expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:

• Energía Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.

• Energía Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea.

• Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.

Formula de Barlow.

38

Page 39: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Para determinar el espesor minimo del tubo dadas las condiciones que tendrá nuestra tubería utilizaremos la formula de Barlow la cual esta expresada por:

P= 2 s t / d0

Donde:

P = presión.

s = resistencia mínima de sedencia.

t = espesor de pared.

d0 = diámetro interno de la tubería.

Fórmula General Para El Flujo De Gas.

El desarrollo matemático de la fórmula general para el flujo de gas natural a través de las tuberías está dada por :

Los supuestos y condiciones en relación con el flujo a través de una longitud de tubería son:

Q = Flujo, ft ³/h a una presión y temperatura bases de

P0 y T0

T = temperatura base de un ft ³ de gas, (° F)

P0 = presión base de un ft ³ de gas (lb/in²)

K = constante 1.6156

P1 = presión de entrada, lb/in ²

P2 = presión de salida lb/in ²

39

Page 40: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

d = diámetro interior del tubo (in)

S = gravedad específica del gas

T = temperatura del flujo de gas (° F)

L = longitud de la tubería, (mi)

f = coeficiente de fricción.

La ecuación general se expresa en varias formas dependiendo de los factores (tales como el coeficiente de fricción y bases de temperatura y presión) que se incluyen con la constante K para dar una constante diferente, K,. Un común forma de la ecuación general modificada es

Ecuación de Cox

La formula de Cox es una formula derivada de la ecuación general para el flujo de gas ,usada en el diseño de tubería de gas con un propósito de aprovechamiento del fluido, la presión de entrada debe ser mayor a 29.4 KPa y el coeficiente de fricciona ser constante. Principalmente es usada para encontrar la caída de presión .

Esta fórmula es la que usaremos para calcular nuestra tubería en alta presión.

Ecuación de Cox:

40

Page 41: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Donde:

K = constante 52.335

P1 = presión de entrada

P2 = presión de salida

d = diámetro interior del tubo

S = gravedad específica del gas

L = longitud de la tubería

La ecuación de Dr. Poole

Es una ecuación utilizada para determinar la caída de presión que se produce en tuberías de pequeño diámetro a baja presión la cual está dada por:

H= Pérdida de carga en Milímetros de Columna de Agua

S= Densidad del Gas (Natural 0,65)

L= Longitud de Cañería

Q= Caudal en m³

D= Diámetro (en Cm).

Esta fórmula nos servirá para determinar si la carga es adecuada en los tramos de tubería que trabajan con baja presión de lo contrario los equipos trabajaran de forma inestable.

41

Page 42: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Mecánica A Seguir Para Surtir Un Cliente

Levantamiento: Es necesario realizar un levantamiento al interior del inmueble del cliente sobre la instalación de gas con la que cuenta, esto para poder conocer las condiciones, equipos, diámetros, trayectorias, etc. y así determine la necesidad que requiere el proyecto y si es posible aprovechar su instalación.

Contrato: Un ejecutivo comercial se pondrá en contacto para proporcionarle la información necesaria para que el cliente conozca los beneficios que va a tener al usar gas natural

Instalación: Una vez teniendo el contrato firmado por ambas partes, se podrá iniciar los trabajos de instalación la cual será 100% apegada a la NOM-002-CCRE-2010.

Entrega de Gas: El departamento de atención a clientes se comunicara con usted para informarle la logística que manejara el departamento de construcción para la

Entrega de Gas Natural.

Medición: Se realizará en m3 y se registrará a través de medidores certificados para gas natural: El 1er día de cada mes acudirá un representante del departamento de medición quien se encargará de realizar la toma de lectura.

Facturación: Llegará los primeros tres días de cada mes

42

Page 43: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Calculo de la Red De Aprovechamiento para Empresa Lamitubo.

Filosofía de Operación

La Instalación de Aprovechamiento tiene como finalidad la conducción del Gas Natural proveniente de la Estación de Regulación y Medición (ERM), regulando la presión para acondicionarla a las necesidades del cliente hasta los equipos de consumo, llegando a estos con una serie de arreglos de tubería y accesorios (codos, tees, reducciones, etc.), diseñados y seleccionados específicamente para cumplir con las condiciones requeridas de flujo, velocidad y presión óptimas para el funcionamiento adecuado de cada uno de los equipos que consumirán el combustible. Además estos cuentan con válvulas y elementos de seguridad instaladas en zonas específicas para su fácil acceso al momento de necesitar hacer un paro del suministro del gas natural ya sea por operaciones de mantenimiento de los equipos o en alguna contingencia.

Ubicación de la Instalación de Aprovechamiento de Gas Natural

Gracias a esto podemos conocer la presión atmosférica de la zona y el costo del GN en el estado o zona.

43

Nombre del cliente(empresa):Lamitubo.

Direccion:Amomolulco Santiago Tianguistenco No. Km.1

Colonia: Ocoyacac,52740

Ciuda:Ocoyacac ,Estado de Mexico Presion barométrica: 2585 MSNM =0.764 kg/cm

Page 44: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Levantamiento.

El levantamiento consiste en visitar las instalaciones del cliente para definir la ubicación de la Estación de Regulación y Medición(ERM) tomando en cuenta la red de distribución con la que se cuenta, se ubican los equipos que se alimentaran de GN para saber su localizacion y consumo ,además se hace una inspección de la tubería instalada por el cliente para ver si puede ser aprovechada y se define la trayectoria de nuestra red de tubería a instalar basándonos en la norma para poder definir el material a utilizar mediante calculo de diámetros y el costo del proyecto .

Trayectoria de la red de aprovechamiento y equipos de consumo

En el caso de este cliente la tubería a instalar será completamente nueva , la ubicación de la ERM y la trayectoria de nuestra tubería quedan de la siguiente manera :

44

Page 45: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Los equipos de consumo son los siguientes:

CONSUMO TOTAL

ID Equipos a conectar BTU/hr (unit.)

m3/hr (unit.)

45

Page 46: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

EQ1 HORNO DE CURADO 11,650,000.00

45.49

EQ2 HORNO DE SECADO 11,650,000.00

45.49

EQ3 BOILER G-60.1 45,000.00 1.24

EQ4 PARILLA 6 Q 120,000.00 3.31

EQ5 PARILLA 4 Q Y BAÑO MARIA 90,000.00 2.48

EQ6 BOILER G-60.2 45,000.00 1.24

EQ7 BOILER G-60.3 45,000.00 1.24

EQ8 HORNO DE CURADO 21,650,000.00

45.49

EQ9 HORNO DE SECADO 21,650,000.00

45.49

EQ10

HORNO DE SECADO 31,650,000.00

45.49

TOTAL8,595,000.00

236.94

El consumo de gas estimado corresponde a condiciones estándar, es decir a 20 °C y a 1.0 Kg/cm2 de presión absoluta, la instalación de aprovechamiento actual tendrá un consumo total al 100%de = 236.94 m3/hr.

El cliente utiliza sus equipos para diferentes procesos en sus instalaciones. El cliente tiene trabajando sus equipos en promedio 16 horas al día, durante 5 días de la semana, al 80% de eficiencia teniendo un consumo diario estimado de 3032.83 m3/día por lo tanto se considera que a estos equipos se les estará suministrando gas en promedio 260 días al año. Por lo tanto el consumo será de :

Consumo = 28604.16 MMBTU al año

Consumo = 2383.68 MMBTU al mes

Calculo de Estación de Regulación y Medición.(ERM)

Para realizar el calculo de nuestra ERM es primordial determinar el diámetro de tubería que tendrá nuestro arreglo mecánico ,esto nos permitirá la correcta selección de nuestros equipos de regulación y medición al igual que el buen servicio al cliente y una medición exacta para motivos de cobro. Al

46

Page 47: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

hacer el calculo de una ERM es necesario conocer el consumo real de operación que maneja el cliente de esta forma se puede seleccionar los componentes adecuados para el arreglo mecánico. El cliente opera sus equipos al 80% esto nos da un consumo de 189.55 m³/h.

Nos ayudaremos de la ecuación de continuidad de la mecánica de fluidos para obtener los diámetros y velocidades tomando en cuenta no exceder los 20 m/s mencionados en la norma.

Q=V(a)

Donde:

Q= Flujo

V= velocidad

a = Area

Primero necesitamos conocer nuestra presión aproximada en la línea de distribución y la presión que se estima entregar en la red de aprovechamiento las cuales son:

Pin max 6.86 Bar 7.0Kg/cm² 99.56 Psig 686.7 kpa

Pin min 4.90 Bar 5.0Kg/cm² 71.12 Psig 490.5 kpa

Pout max 2.94 Bar 3.00Kg/cm² 42.67 Psig 294.3 kpa

Pout min 1.96 Bar 2.00Kg/cm² 28.45 Psig 196.2 kpa

Por lo tanto tenemos que:

47

Page 48: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Qact in= 32.6558 ACMH Qactout=68.106 ACMH

Conociendo nuestro flujo podemos determinar el diámetro requerido tomando en cuenta una velocidad nominal de 18m/s esto para estar holgados de la velocidad permitida por norma y aumentar la vida útil de la tubería.

Dentrada= 0.09 pulgadas Dsalida=1.4pulgadas

Se selecciona un diámetro de 2” para el diseño mecanico de la ERM, tomando en cuenta esta selección podemos calcular la velocidad de entrada y salida de este mismo.

vin= 4.48 m/s14.69 ft/s

vout= 9.34 m/s30.639 ft/s

Teniendo conocimiento de las presiones , diámetro y velocidad podemos seleccionar nuestro accesorios para la ERM.

Reguladores

Los reguladores son usados para reducir la presión tanto en las ERM como

en las líneas de transporte de GN hasta los puntos de consumo, son muy variadas pero todos funcionan bajo el mismo principio dentro de cada clasificación se deberá seleccionar el regulador según la presión que tendrá a la entrada y la presión deseada en la linea ,operan mediante una fuerza originada bajo el diafragma ejercida por la presión regulada del gas, la cual trata de mover el diafragma hacia arriba, otra fuerza originada por el resorte trata de mover el diafragma hacia abajo, según cual sea la fuerza mayor, si la del gas o la del resorte. Si la presión regulada aumenta, la fuerza que ejerce el gas bajo el diafragma también aumenta y llega un momento en que se hace mayor que la fuerza que ejerce el resorte y entonces el diafragma se mueve hacia arriba.

48

Page 49: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Para tener el regulador correcto es importante seleccionar el resorte que limitara el movimiento del diafragma para tener una presión regulada exacta y constante , el proveedor de los reguladores ofrece una tabla para seleccionarlo.

Por ultimo se selecciona el orificio de entrada al regulador según tomando en cuenta tu presión de entrada y salida, la presión de entrada a nuestra ERM es de 5kg/cm ².

49

Page 50: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

La presión de entrada es de aproximadamente 72 PSIG y la presión será de aproximadamente 29 PSIG por lo tanto se selecciona el regulador Itron Modelo CL34-2-IM,con las siguientes características :

Itron Modelo CL34-2-IM Orificio 1/4", se selecciona un y resorte color plata de 29 - 60 PSIG

Medidores

La función de un medidor de GN, es medir volumétricamente el gas entregado a los equipos de consumo. Principalmente, los equipos de medición de consumo de gas se clasifican en medidores de tipo diafragma, y medidores de tipo rotativo .

Los medidores de tipo rotativo, dependen de dos lóbulos en forma de ocho. Los lóbulos giran al pasar el gas, de manera que, durante su operación, cada uno de ellos aísla entre él y el cuerpo un volumen fijo de gas, que es evacuado a través de la salida del contador.

Los medidores rotativos son adecuados para medir caudales importantes de gas, por ello su aplicación es mas en el campo industrial que en el residencial.

Los contadores de diafragma, cuantifican el volumen de gas que pasa a través del mismo, mediante el llenado y vaciado periódico de cámaras de medición provistas de diafragmas, se utilizan preferentemente en instalaciones residenciales, donde se manejan bajos caudales y bajas presiones, el volumen ocupado es indicado por el contador que lo expresa en m³/h.

Selección del medidor

50

Page 51: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Condiciones base.

Dichas condiciones son en las cuales se mide el gas natural correspondientes a 1 kg/cm2 y a una temperatura de 20 °C.

Condiciones de Medición.

Son las mediciones que se realizan a una presión regulada por lo que siempre el sistema de regulación siempre se antepondrá al del medidor y estará calculado para mantener la presión regulada en un valor estable a los efectos de no introducir errores en la medición.

Volumen Corregido.

Volumen del gas natural considerado como si estuviese en las condiciones base de medición.También es llamado Volumen estándar.

Volumen No-Corregido o sin Corregir.

Volumen de gas natural que ha pasado a través del medidor a las condiciones de flujo. También conocido como volumen actual.

Los parámetros requeridos para la selección de un medidor son, el flujo máximo y mínimo de operación, la presión máxima de operación, y la caída máxima de presión de diseño permitida en el medidor, para calcular el medidor el proveedor nos pide la condición real de de flujo medido (volumen corregido) la cual está dada por:

QR=QS×PO

P1

Dónde:

QR = Consumo en condiciones reales.

QS =Consumo estándar.

51

Page 52: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

P0 =Presión a condiciones estándar del gas = 1ATM =

101.325 KPa.

P1= Presión absoluta del gas a las condiciones de salida del

regulador.La presión barométrica en la empresa a alimentar es de = 74.95 Kpa.

La presión de suministro será de 28.45 Psi = 2Kg/cm2 (presión manométrica como máxima regulada a la salida del regulador), equivalen a 196.20 KPa.

P1 = 74.95 Kpa + 196.20 Kpa = 271.15 Kpa.

Calculo del Gasto Real:

Qs = 189.55 m3/hr (Consumo de todos los equipos).

QR=(189 .55 m3/ hr ) 101. 325 KPa271 .15 KPa

QR=70 . 8322m3 /hr

Según la siguiente tabla provista por el proveedor podemos determinar que medidor utilizaremos tomando en cuenta que el medidor debe trabajar a un flujo máximo del 75% para asegurar la cuantificación de una variación o expansión de los equipos de consumo.

52

Page 53: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Según la tabla y nuestro flujo máximo conforme la condición real de medición se usara un medidor G65 el cual nos permite un flujo máximo de medición de 100m ³/h y trabajara a un 70.8%.

Por último se tomara en cuenta un by pass en la ERM para cuestiones de mantenimiento, y manómetros para saber la presión de entrada y salida dentro del arreglo mecánico. La estación queda de la siguiente manera:

53

Page 54: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

FILTRO Y2"Ø

MEDIDOR 2"ØTIPO PISTON G-65

INSERTO¼"Ø

INSERTO¼"Ø

INSERTO½"Ø

FLUJO

INSERTO 12"

INSERTO 14"

CODO 90°2"Ø

CODO 90°2"Ø

FLUJO

FLUJO

FLUJO

VALVULA DE 2" Ø

2" Ø

2" Ø

2" Ø

2" Ø

2" Ø

INSERTO¼"Ø

TEE2"x2"x 2" Ø

VALVULADE 2" Ø

VALVULA DE 2" Ø

TEE 2"x2"x2"Ø

SALIDA

REGULADORITRON

CL34--2-IM2"Ø

2"ØENTRADA

PS= 2KG/CM²

El material necesario para la construcción de la ERM es:

MATERIAL CUANTIFICADO

MATERIAL EXTRA U CONCEPTO

1.8 0.7 ml Tuberia Ac c., ced. 40 con costura de 2"Ø, ASTM A53 GRADO B

54

Page 55: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

2 Pza Tee soldable Ac. c., ced. 40 de 2"Ø

2 Pza Codo soldable de 90º x 2"Ø en Acero al carbon, ced. 40, Radio Largo

1 Pza Codo roscable de 90º x 1/2"Ø en acero al carbon, Ced. 40

2 1 Pza Cople soldable de acero al carbón de 1/2" de Ø ced 80

4 1 Pza Cople soldable de acero al carbón de 1/4"Ø, Ced 80

3 1 Pza Niple corrido de ½" de Ø X 3 de largo en AC cedula 40.

4 1 Pza Niple corrido de ¼" de Ø X 2" de largo en AC cedula 40.

2 Pza Tapón macho Solido roscable de 3000 lbs de 1/2" de Ø en AC

1 Pza Tapón macho Solido roscable de 3000 lbs de 1/4" de Ø en AC

14 Pza Brida cuello soldable (WN) Ac.c. 2"∅ RF ANSI 150

3 Pza Valvula de 2"Ø de esfera de paso completo con bridas tipo RF en ANSI 150

2 Pza Válvulas de 1/2"Ø de esfera de paso completo Roscable de Bronce para gas

4 Pza Válvulas de 1/4"Ø de esfera de paso completo Roscable de Bronce para gas

1 Pza Valvula de seguridad angular Vayremex, calibrada a 2.9 kg/cm² con conexión de entrada roscada macho de 1/2"∅ y conexión de salida roscada hembra de 3/4"∅

14 2 Pza Junta Flexitallic de 2" Ø en ANSI 150

48 4 Pza Espárragos tropicalizados de 5/8"Ø X 3 1/2" de largo con 2 tuercas de 1 1/16"

1 Pza Filtro Tipo "Y" Bridado de acero al carbon 2"Ø en ANSI 150 (con conexiones de purga de 1/2"ø)

1 Pza Regulador Itron Modelo CL34-2-IM, Orificio 1/2", Resorte 29 - 60 PSIG Color Silver, Conexiones bridadas de 2"Ø tipo RF

1 Pza Medidor Tipo Piston Rotativo Modelo G-65, con conexiones bridadas de 2"Ø ANSI 150 RF.

8 2 Pza Tornillo de 5/8"Ø x 2" de largo Ac. c. con su respectiva rondana de presion alta resistencia

1 Pza Manometro de 2 1/2" de caratula, Rango de 0-11 kg/cm² con conector inferior de 1/4"Ø NPT

2 Pza Manometro de 2 1/2" de caratula, Rango de 0-4 kg/cm² con conector inferior de 1/4"Ø NPT

3 Pza. Cerrojo de 1/2" R10

6 Pza. Bisagra de 1/2" tobular

4 Pza. Abrazadera tipo U con ronda y tuerca para tuberia de 2"Ø

1 Pza. Tubular cuadrado de 1" x 1 1/2" con tramo de 6 metros

3 Pza. Angulo de 1/8" x 1 1/2" con tramo de 6 metros

2 Pza. Solera de 1/8" x 1" con tramo de 6 metros

1 Pza. Canal tipo U de 4" con tramo de 6 metros

1.5 Pza. Malla tipo extruida 1 x 10mts (Rollo con 10 m2)

El costo del material para la ERM considerando el gabinete en el que será resguardada es de $106,821.00 mxn.

Calculo de la Red de Aprovechamiento.

La red de aprovechamiento se calcula tomando en cuenta el consumo de los equipos al 100% y determinando el diámetro de tubería por la formula de Barlow, después se determinara el diámetro y velocidad en cada punto de cálculo dentro de la red de aprovechamiento, estos puntos son generados por:

55

Page 56: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

• Cambio de diámetro.

• Cambio de material.

• División del flujo.

Cálculo de la tubería Red de Aprovechamiento.

Los materiales a utilizar son acero cobre y PEHD para tramos enterrados, los diámetros internos de los diferentes materiales se presentan en la siguiente tabla.

ACERO PEHD COBRE

Inches " cm " cm " cm

1/2 0.622 1.5799 0.6570 1.66878 0.545 1.3843

3/4 0.824 2.0930 0.8630 2.19202 0.785 1.9939

1 1.049 2.6645 1.0790 2.74066 1.025 2.6035

1 1/4 1.38 3.5052 1.3610 3.45694 1.265 3.2131

1 1/2 1.61 4.0894 1.5540 3.94716 1.505 3.8227

2 2.067 5.2502 1.9430 4.93522 1.985 5.0419

2 1/2 2.469 6.2713 2.469 6.27126

3 3.068 7.7927 2.8620 7.26948 2.945 7.4803

4 4.026 10.2260 3.6820 9.35228 3.945 10.02792

6 6.065 15.4051 5.4210 13.76934

8 7.981 20.2717 7.0590 17.92986

10 10.02 25.4508 8.8000 22.352

12 12 30.4800 10.4340 26.50236

Aplicando la fórmula para determinar la presión máxima de diseño en tuberías de acero al carbón, dada en la norma NOM-003-SECRE-2002.

Los tubos de acero que se utilizan para la conducción de gas deben cumplir con la Norma Mexicana NMX-B-177-1990. El espesor mínimo de la tubería se calcula de acuerdo con la Ecuación de Barlow.

La ecuación de Barlow .

56

Page 57: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Es una fórmula conservadora que se usa para determinar la tensión tangencial en recipientes a presión de pared delgada. Esta fórmula aparece n el código internacionalmente aceptado ASME para Tuberías a Presión, B31 (B31.8, Edición 1995).

Aplicación de la formula de BARLOW para espesores de tubería de los tramos ERM-A.

t= P×D2×S×F×E×T

Donde:

T = Espesor del tubo en cm.

P = Presión manométrica de diseño en Kpa.

D = Diámetro exterior de la tubería en cm.

S = Resistencia mínima de cedencia en Kpa.

F = Factor de diseño.

T = Factor de corrección por temperatura del gas

La presión de salida del regulador será de 2 Kg/cm2, tomaremos de ejemplo una tubería de Acero Cédula 40 de 2" de diámetro.

57

Page 58: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

El diámetro exterior de la tubería de 2 pulgadas nominal en tubería de acero cédula 40 es de 60.3 mm equivalente a 6.03 cm obtenido de la siguiente tabla.

La resistencia mínima de cedencia para la tubería seleccionada es de 241.38 Mpa equivalentes a 2,461.32 Kg/cm2, (USAS B31.2-1968).

El factor de diseño considerado es de 0.40

Para la tubería de acero longitudinal por resistencia eléctrica, el valor de E es de 1.0

El factor de corrección por temperatura es de 1.0

Sustituyendo tendremos:

t=(2 Kg /cm2 )×6 . 03 cm

2×(2 ,461 .32 Kg /cm2)×0 .4×1 t=0 . 0063 cm≈0 . 063 mm

Por lo tanto, si el espesor estándar de un tubo de 2” de acero cédula 40 es de 3.9 mm el espesor requerido para la presión dada de diseño resulta menor, por lo que la instalación cumplirá con los parámetros de diseño para espesores de pared del tubo.

Calculo de diámetro de tubería presión media.

La fórmula para calcular los diámetros y demostrar que la tubería instalada es la correcta es la ecuación de COX aplicable a tuberías de menos de 4” y presión media.

58

Page 59: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Haremos el ejemplo para el tramo ERM - A con la finalidad de demostrar que el diámetro determinado en estos tramos son los correctos, haciendo uso de la Ecuación siguiente:

Dónde:

Q = Flujo de volumen en m3/hr (20° C y 2.0 Kg/cm2)

P 1 =Presión inicial absoluta en Kg/cm2. (abs)

P 2= Presión final absoluta Kg/cm2. (abs)

D = Diámetro interior de la tubería en cm.

S =Densidad relativa del Gas Natural a 20 ºC (0.6).

Le =Longitud total equivalente en m. (por tramo)Pbar Presión barométrica de la zona = 0.764 Kg/cm2 = 10.88 Psia

Tramo ERM–A, tubería de 2” de Ø de acero al carbón cédula 40.

P1 = 28.45 Psi P1=28 . 45 Psi(1 Kg/cm2

14 .2233 Psi )=2Kg/cm2

P1abs = P1 + Pbar = 2 + 0.764 = 2.764 Kg/cm2

La presión de salida de cada tramo se calcula con la siguiente fórmula, a la longitud equivalente se le suma un factor de 0.6 por cada codo en el tramo a calcular:

P2=P1−( Le∗0 .530 )

59

D=5√ Q2∗S*Le

( P12−P2

2 )∗(52 . 335)2Q = 52 . 335 √ (P12−P2

2 )*D5

S*Le

Page 60: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

P2=28 . 45−- ( 1. 7∗0 .530 )=28 . 418 Psi

P2=28 . 418 Psi(1 Kg/cm2

14 . 2233 Psi )=1. 9982 Kg/cm2

P2 abs=0 .764+1 . 9982= 2 .762 Kg/cm2

Ahora se calcula el diámetro requerido en la tubería con el flujo actual para este tramo:

La tubería debe ser de un diámetro mayor o igual al 1.516” , se selecciona tubería de 2” Ø de Acero al carbón cedula 40, tiene 2.375 pulg (60.325 mm) de diámetro externo y 0.154 pulgadas. (3.911 mm) de espesor, por lo que su diámetro interno es de 2.067 pulgadas (52.50 mm), por lo tanto dicha tubería satisface el diámetro de tubería requerido.

Calculo de velocidad dentro de la tubería.

Ahora demostraremos la velocidad con la fórmula de la ecuación de continuidad para los diferentes diámetros..La velocidad en cada tramo se calculó con la siguiente ecuación:

60

D=5√ Q2∗S*Le

( P12−P2

2 )∗(52 . 335)2

D=5√(236 .4 )2∗(0 .6 )∗(1 .7 )

[ (2 . 764 )2−(2 .762 )2 ]∗(52 . 335)2=5√57002 .6592

30 .2708=5√846 .88=3 .216 cm

D=1 .266 pu lg adas

Page 61: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Q= A⋅v →v=Q

A

Dónde:

Q =Flujo de volumen en (m3/hr)

v =Velocidad del fluido en (m/seg).

A =Área del diámetro interior del tubo A=π⋅D2

4 en (m2).

v= Q

( π⋅D2

4 )= 4⋅Q

π⋅D2

v=4∗(236 .9

m3

hr )( 1hr3600 seg )

3 .1416×(0 .0525)2=11.33 m/seg

De acuerdo a este último cálculo se indica que la velocidad del gas dentro de la tubería no rebasa el límite establecido de 20 m/s, la siguiente tabla muestra los valores obtenidos por las formulas anteriormente usadas.

TRAMO ERM-A AC

p1 =Presión manométrica de entrada

2 kg/cm2 28.4466 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.76kg/cm2

Abs39.306 psia

p2 = Presión manométrica de 2.00 kg/cm2 28.418 psi

61

Page 62: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

salida en el tramo (requerida)

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.76kg/cm2

Abs39.278 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

1.70 m 5.577 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

88.311 m3/hr10,166,41

0BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

236.94 m3/hr 8,595,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

3.216 cm 1.2661 in

V = velocidad real 11.33 m/s 37.179 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

5.25 cm 2 in

Se utilizara una tubería de acero 2” para el tramo ERM-A con una velocidad real de 11.33 m/s.

TRAMO A-B PEHD

p1 =Presión manometrica de entrada

2.00 kg/cm2 28.418 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.76kg/cm2

Abs39.278 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.95 kg/cm2 27.755 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.72kg/cm2

Abs38.614 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

39.80 m 130.577 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

88.375

m3/hr10,333,59

8BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

236.94

m3/hr 8,595,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

3.062 cm 1.2055 in

V = velocidad real 12.83 m/s 42.104 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

4.94 cm 2 in

Se utilizara una tubería de polietileno 2” para el tramo A-B con una velocidad real de 12.83 m/s.

TRAMO B-C AC

p1 =Presión manometrica de entrada

1.95 kg/cm2 27.755 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.71kg/cm2

Abs38.614 psia

p2 = Presión manometrica de 1.91 kg/cm2 27.160 psi62

Page 63: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

salida en el tramo (requerida)

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.67kg/cm2

Abs38.019 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

35.70 m 117.126 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

89.893 m3/hr10,318,07

0BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

236.94 m3/hr 8,595,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

3.094 cm 1.2180 in

V = velocidad real 11.54 m/s 37.845 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

5.25 cm 2 in

Se utilizara una tubería de acero en 2” para el tramo B-C con una velocidad real de 11.54 m/s.

TRAMO C-D AC

p1 =Presión manometrica de entrada

1.91 kg/cm2 27.16 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.67kg/cm2

Abs38.019 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.88 kg/cm2 26.718 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.64kg/cm2

Abs37.578 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

26.51 m 86.975 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

35.054 m3/hr 3,946,382 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

90.97 m3/hr 3,300,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

2.130 cm 0.8385 in

V = velocidad real 7.41 m/s 24.323 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

4.09 cm 1 1/2 in

Se utilizara una tubería de acero en 1 1/2” para el tramo C-D con una velocidad real de 7.41 m/s.

TRAMO D-EQ1 AC

p1 =Presión manometrica de entrada

1.88 kg/cm2 26.72 psi

P1 = Presión de entrada en el 2.64 kg/cm2 37.58 psia

63

Page 64: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

tramo de tubería Abs

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.87 kg/cm2 26.59 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.63kg/cm2

Abs37.446 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

7.90 m 25.919 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

17.733 m3/hr 1,957,117 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

45.49 m3/hr 1,650,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

1.635 cm 0.6438 in

V = velocidad real 8.83 m/s 28.984 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

2.66 cm 1 in

Se utilizara una tubería de acero en 1” para el tramo D-EQ1 con una velocidad real de 8.83 m/s.

TRAMO D-EQ2 AC

p1 =Presión manometrica de entrada

1.88 kg/cm2 26.718 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.64kg/cm2

Abs37.578 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.84 kg/cm2 26.115 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.60kg/cm2

Abs36.974 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

36.20 m 118.766 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

17.733 m3/hr 1,982,084 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

45.49 m3/hr 1,650,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

1.625 cm 0.6397 in

V = velocidad real 8.86 m/s 29.082 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

2.66 cm 1.0 in

Se utilizara una tubería de acero en 1” para el tramo D-EQ2 con una velocidad real de 8.83 m/s.

TRAMO C-E AC

p1 =Presión manometrica de entrada

1.91 kg/cm2 27.160 psi

64

Page 65: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.67kg/cm2

Abs38.019 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.78 kg/cm2 25.327 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.54kg/cm2

Abs36.186 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

110.00 m 360.892 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

56.246 m3/hr 6,575,646 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

145.97 m3/hr 5,295,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

2.577 cm 1.0147 in

V = velocidad real 11.90 m/s 39.028 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

4.09 cm 2 in

Se utilizara una tubería de acero en 2” para el tramo C-E con una velocidad real de 11.90 m/s.

TRAMO E-F CU

p1 =Presión manometrica de entrada

1.78 kg/cm2 25.327 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.54kg/cm2

Abs36.186 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.74 kg/cm2 24.745 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.50kg/cm2

Abs35.604 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

34.90 m 114.501 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

1.004 m3/hr 108,116 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

2.48 m3/hr 90,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

0.519 cm 0.2044 in

V = velocidad real 1.42 m/s 4.675 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

1.58 cm 1/2 in

Se utilizara una tubería de cobre en 1/2” para el tramo E-F con una velocidad real de 1.42 m/s.

TRAMO E-G AC

p1 =Presión manometrica de entrada

1.78 kg/cm2 25.327 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.54kg/cm2

Abs36.186 psia

p2 = Presión manometrica de 1.78 kg/cm2 25.255 psi

65

Page 66: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

salida en el tramo (requerida)

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.54kg/cm2

Abs36.114 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

4.30 m 14.108 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

58.091 m3/hr 6,164,392 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

143.49 m3/hr 5,205,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

2.668 cm 1.0503 in

V = velocidad real 12.28 m/s 40.296 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

4.09 cm 1 1/2 in

Se utilizara una tubería de acero en 1 1/2” para el tramo E-G con una velocidad real de 12.28 m/s.

TRAMO G-H PEHD

p1 =Presión manometrica de entrada

1.78 kg/cm2 25.255 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.54kg/cm2

Abs36.114 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.74 kg/cm2 24.750 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.50kg/cm2

Abs35.609 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

30.30 m 99.409 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

58.206 m3/hr 6,239,432 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

143.49 m3/hr 5,205,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

2.635 cm 1.0374 in

V = velocidad real 8.45 m/s 27.733 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

4.94 cm 2 in

Se utilizara una tubería de polietileno en 2” para el tramo G-H con una velocidad real de 8.45 m/s.

TRAMO H-I PEHD

             

p1 = Presión manometrica de 1.74 kg/cm2 24.750 psi

66

Page 67: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

entrada

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.50kg/cm2

Abs35.609 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.74 kg/cm2 24.683 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.50kg/cm2

Abs35.543 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

4.00 m 13.123 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

2.892 m3/hr 301,969 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

7.03 m3/hr 255,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

0.807 cm 0.3177 in

V = velocidad real 2.13 m/s 6.984 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

2.19 cm 3/4 in

Se utilizara una tubería de polietileno en 3/4” para el tramo H-I con una velocidad real de 2.13 m/s.

TRAMO I-J CU

p1 =Presión manometrica de entrada

1.74 kg/cm2 24.683 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.50kg/cm2

Abs35.543 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.74 kg/cm2 24.675 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.50kg/cm2

Abs35.534 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

0.50 m 1.640 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

2.897 m3/hr 301,474 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

7.03 m3/hr 255,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

1.001 cm 0.3940 in

V = velocidad real 4.11 m/s 13.485 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

1.58 cm 1/2 in

Se utilizara una tubería de cobre en 1/2” para el tramo I-J con una velocidad real de 4.11 m/s.

TRAMO J-EQ3 CU

p1 = Presión manometrica de 1.73 kg/cm2 24.675 psi

67

Page 68: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

entrada

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.50kg/cm2

Abs35.534 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.72 kg/cm2 24.498 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.49kg/cm2

Abs35.358 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

10.60 m 34.777 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

0.511 m3/hr 53,455 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

1.24 m3/hr 45,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

0.399 cm 0.1572 in

V = velocidad real 0.73 m/s 2.380 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

1.58 cm 1/2 in

Se utilizara una tubería de cobre en 1/2” para el tramo J-EQ3 con una velocidad real de 0.73 m/s.

TRAMO J-K CU

p1 =Presión manometrica de entrada

1.73 kg/cm2 24.67 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.4983kg/cm2

Abs35.534 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.73 kg/cm2 24.670 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.4982kg/cm2

Abs35.529 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

0.30 m 0.984 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

2.387 m3/hr 248,250 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

5.79 m3/hr 210,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

0.872 cm 0.3431 in

V = velocidad real 3.39 m/s 1/2 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

1.58 cm 1/2 in

Se utilizara una tubería de cobre en 1/2” para el tramo J-K con una velocidad real de 3.39 m/s.

68

Page 69: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

TRAMO K-EQ4 CU

p1 =Presión manometrica de entrada

1.73 kg/cm2 24.670 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.50kg/cm2

Abs35.529 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.73 kg/cm2 24.632 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.50kg/cm2

Abs35.491 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

2.30 m 7.546 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

1.364 m3/hr 141,990 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

3.31 m3/hr 120,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

0.606 cm 0.2387 in

V = velocidad real 1.93 m/s 6.348 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

1.58 cm 1/2 in

Se utilizara una tubería de cobre en 1/2” para el tramo K-EQ4 con una velocidad real de 1.94 m/s.

TRAMO K-EQ5 CU  

p1 =Presión manometrica de entrada

1.73 kg/cm2 24.670 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.50kg/cm2

Abs35.529 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.72 kg/cm2 24.432 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.48kg/cm2

Abs35.292 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

14.27 m 46.818 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

1.023 m3/hr 107,095 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

2.48 m3/hr 90,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

0.526 cm 0.2071 in

V = velocidad real 1.45 m/s 4.761 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

1.58 cm 1/2 in

Se utilizara una tubería de cobre en 1/2” para el tramo K-EQ5 con una velocidad real de 1.45 m/s.

69

Page 70: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

TRAMO H-L PEHD

p1 =Presión manometrica de entrada

1.74 kg/cm2 24.750 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.50kg/cm2

Abs35.609 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.67 kg/cm2 23.725 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.43kg/cm2

Abs34.584 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

61.50 m 201.772 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

56.140 m3/hr 6,024,183 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

136.46 m3/hr 4,950,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

2.605 cm 1.0257 in

V = velocidad real 8.15 m/s 26.746 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

4.94 cm 2 in

Se utilizara una tubería de polietileno en 2” para el tramo H-L con una velocidad real de 8.15 m/s.

TRAMO L-M AC

p1 =Presión manometrica de

entrada1.67 kg/cm2 23.72 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.43kg/cm2

Abs34.584 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.63 kg/cm2 23.186 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.39kg/cm2

Abs34.046 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

32.31 m 106.004 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

57.804 m3/hr 5,943,321 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

136.46 m3/hr 4,950,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

2.650 cm 1.0434 in

V = velocidad real 12.22 m/s 40.097 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

4.09 cm 1 1/2 in

70

Page 71: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Se utilizara una tubería de acero en 1 1/2” para el tramo L-M con una velocidad real de 12.22 m/s.

TRAMO M-EQ8 AC

p1 =Presión manometrica de entrada

1.63 kg/cm2 23.186 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.39kg/cm2

Abs34.046 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.63 kg/cm2 23.161 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.39kg/cm2

Abs34.021 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

1.50 m 4.921 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

19.573 m3/hr 1,951,693 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

45.49 m3/hr 1,650,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

1.803 cm 0.7099 in

V = velocidad real 9.78 m/s 32.099 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

2.66 cm 1 in

Se utilizara una tubería de acero en 1” para el tramo M-EQ8 con una velocidad real de 9.78 m/s.

TRAMO M-N AC

p1 =Presión manometrica de entrada

1.63 kg/cm2 23.19 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.39kg/cm2

Abs34.046 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.61 kg/cm2 22.938 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.38kg/cm2

Abs33.798 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

14.90 m 48.885 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

39.145 m3/hr 3,929,180 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

90.97 m3/hr 3,300,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

2.278 cm 0.8969 in

V = velocidad real 8.28 m/s 27.154 ft/s

D = Diametro comercial 4.09 cm 1 1/2 in

71

Page 72: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

propuestoSe utilizara una tubería de acero en 1 1/2” para el tramo M-N con una velocidad real de 8.28 m/s.

TRAMO N-EQ9 AC

p1 =Presión manometrica de entrada

1.61 kg/cm2 22.938 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.38kg/cm2

Abs33.798 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.61 kg/cm2 22.913 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.37kg/cm2

Abs33.773 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

1.50 m 4.921 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

19.716 m3/hr 1,951,704 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

45.49 m3/hr 1,650,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

1.810 cm 0.7126 in

V = velocidad real 9.86 m/s 32.335 ft/s

D =Diametro comercial propuesto

2.66 cm 1 in

Se utilizara una tubería de acero en 1” para el tramo N-EQ9 con una velocidad real de 9.86 m/s.

TRAMO N-EQ10 AC

p1 =Presión manometrica de entrada

1.61 kg/cm2 22.938 psi

P1 =Presión de entrada en el tramo de tubería

2.38kg/cm2

Abs33.798 psia

p2 =Presión manometrica de salida en el tramo (requerida)

1.60 kg/cm2 22.703 psi

P2 =Presión de salida en el tramo de tubería

2.36kg/cm2

Abs33.563 psia

Le =Longitud equivalente de la tubería

14.10 m 46.260 ft

q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. act)

19.716 m3/hr 1,963,915 BTU/hr

Q =Gasto volumétrico circulando por la tubería (c. std)

45.49 m3/hr 1,650,000 BTU/hr

D =Diámetro interior de la tubería en el tramo

1.734 cm 0.6828 in

V = velocidad real 9.86 m/s 32.335 ft/s

D = Diametro comercial 2.66 cm 1 in

72

Page 73: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

propuestoSe utilizara una tubería de acero en 1” para el tramo N-EQ10 con una velocidad real de 9.86 m/s.

Haciendo un resumen del desglose de las tablas nuestra red de aprovechamiento en los tramos de alta presión quedarían asi:

TRAMO ERM-A 8,595,000 88.311 2" AC 1.70 11.332 39.306 39.278 0.028

TRAMO A-B 8,595,000 88.375 2" PEHD 39.80 12.833 39.278 38.614 0.663

TRAMO B-C 8,595,000 89.893 2" AC 35.70 11.535 38.614 38.019 0.595

TRAMO C-D 3,300,000 35.054 1 1/2 " AC 26.51 7.414 38.019 37.578 0.442

TRAMO D-EQ1 1,650,000 17.733 1 " AC 6.20 8.834 37.578 37.474 0.103

TRAMO D-EQ2 1,650,000 17.733 1 " AC 36.20 8.864 37.578 36.974 0.603

TRAMO C-E 5,295,000 56.246 2 " AC 110.00 11.896 38.019 36.186 1.833

TRAMO E-F 90,000 1.004 1/2 " CU 34.90 1.425 36.186 35.604 0.582

TRAMO E-G 5,205,000 58.091 1 1 /2 " AC 4.30 12.282 36.186 36.114 0.072

TRAMO G-H 5,205,000 58.206 2 " PEHD 30.30 8.453 36.114 35.609 0.505

TRAMO H-I 255,000 2.892 3/4" PEHD 4.60 2.129 35.609 35.533 0.077

TRAMO I-J 255,000 2.898 1/2 " CU 0.50 4.111 35.533 35.524 0.008

TRAMO J-EQ3 45,000 0.512 1/2 " CU 10.60 0.726 35.524 35.348 0.177

TRAMO J-K 210,000 2.387 1/2 " CU 0.30 3.387 35.524 35.519 0.005

TRAMO K-EQ4 120,000 1.364 1/2 " CU 2.30 1.936 35.519 35.481 0.038

TRAMO K-EQ5 90,000 1.023 1/2 " CU 14.27 1.452 35.519 35.282 0.238

TRAMO H-L 4,950,000 56.140 2 " PEHD 61.50 8.152 35.609 34.584 1.025

TRAMO L-M 4,950,000 57.804 1 1/2 " AC 32.31 12.222 34.584 34.046 0.538

TRAMO M-EQ8 1,650,000 19.573 1 " AC 1.50 9.784 34.046 34.021 0.025

TRAMO M-N 3,300,000 39.145 1 1/2 " AC 14.90 8.277 34.046 33.798 0.248

TRAMO N-EQ9 1,650,000 19.716 1 " AC 1.50 9.856 33.798 33.773 0.025

TRAMO N-EQ10 1,650,000 19.716 1 " AC 14.10 9.856 33.798 33.563 0.235

TramoBTU´s/hr Standard

Perdida de Presión

(Psi)

Diámetro nominal en pulgadas

Material

Longitud Total

Equivalente (mts)

Velocidad del flujo de

volumen (m/s)

Presión de Entrada

(Psi)

Presión de Salida (Psi)

Flujo de

Volumen (m3/hr) Actuales

73

Page 74: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

En los tramos de baja presión utilizaremos la ecuación de Pole con la cual lograremos obtener el % de pérdida de presión , se busca obtener un valor mayor al 15% para asegurar que el equipo de consumo no tendrá caídas de presión, para esto se suman los porcentajes de la ruta critica de cálculo la cual está determinada por el primer punto de cálculo en baja presión hasta el punto más lejano (critico) de nuestra red en baja presión, en los tramos que se utilicen codos se multiplicara por 0.15 el tramo para obtener el equivalente a la longitud lineal de los codos involucrados en el tramo.

Ecuación de Pole:

%h=Q2 xLxF

Donde:

%h=Caída de presión en valor porcentual

Q=Flujo volumétrico en m3/hr del gas conducido.

Ft=Factor de tubo, constante para mismo tipo y diámetro de

tubería

L=Longitud de la tubería en metros

Tubería de 1/2” de Ø Cobre Ft= 0 .134322530

Haciendo el ejemplo numérico del tramo F-F1 y después de F1-EQ6 podemos observar una ruta crítica calculada para demostrar que cumple con él % de pérdida admisible:

Tramo F-F1

74

Page 75: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

%h=(2. 48m3

hr )2

(0 . 10 ) (0 .134322530 )=0 . 08

Tramo F1-EQ6

%h=(1 . 24m3

hr )2

(0 . 23 ) (0 .134322530 )=0 . 05

Tramo

Gasto (m³/h)

Longitud Equivalente (m)

Codos

Longitud Total (m)

F %

Diámetro Instalado (Pulga)

Material Instalado

F-F1

2.48 0.10   0.100.13432253

0.08

1/2 CRL

                 

F1-EQ6

1.24 0.20 0.03 0.230.13432253

0.05

1/2 CRL

 

RUTA CRITICA L - EQ6

       0.13

   

Como se puede ver en el resultado, la caída de presión es de 0.13% considerablemente baja y no afecta en el suministro de la instalación, se tiene la misma ruta critica para el EQ7

Tramo

Gasto (m³/h)

Longitud Equivalente (m)

Codos

Longitud Total (m)

F %

Diámetro Instalado (Pulga)

Material Instalado

F-F1 2.48 0.10   0.100.13432253

0.08

1/2 CRL

                 

75

Page 76: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

F1-EQ6

1.24 0.20 0.03 0.230.13432253

0.05

1/2 CRL

 

RUTA CRITICA L - EQ6

       0.13

   

A petición del cliente se requieren dos medidores para diferentes secciones de su red de aprovechamiento el cel. volumen medido que recibirá cada uno es el siguiente.

MEDIDOR 1 QR=44 . 44 m3 /hr

MEDIDOR 2 QR=29 . 60 m3 /hr

MEDIDOR 1 G40 MEDIDOR 2 G25

Trabajando a un 68% trabajando a un 74%

Los medidores se seleccionaron usando el mismo procedimiento usado en la

ERM y sus arreglos mecánicos quedarían de la siguiente forma:

76

Page 77: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Finalmente nuestra red de aprovechamiento queda de la siguiente manera.

77

Page 78: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

El material que se utilizara para la construcción de la red de aprovechamiento es el siguiente:

CANTIDAD XTRA TOTAL UNIDAD CONCEPTO

4.00 4.00 MLTUBO DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD DE 3/4" Ø PE-3080 SDR-11

78

Page 79: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

128.00 4.00 132.00 MLTUBO DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD DE 2" Ø PE-3080 SDR-11

34.50 2.00 36.50 MLTUBO DE AC. C. DE 2" Ø CEDULA 40 CON COSTURA ASTM A 53 GRADO B

177.82 4.00 181.82 MLTUBO DE AC. C. DE 1 1/2" ØCEDULA 40 CON COSTURA ASTM A 53 GRADO B

58.40 2.00 60.40 MLTUBO DE AC. C. DE 1" Ø CEDULA 40 CON COSTURA ASTM A 53 GRADO B

0.10 0.10 MLTUBO DE AC. C. DE 3/4" Ø CEDULA 40 CON COSTURA ASTM A 53 GRADO B

55.57 2.00 57.57 MLTUBO DE COBRE RIGIDO TIPO "L" DE 1/2" Ø

6.06.00 PZA

CODO DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD DE 2" Ø X 90° PE-3408 SDR-11

1.0 1.00 PZATEE DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD DE 2" Ø PE-3408 SDR-11

1.0 1.00 PZAREDUCCION CONCENTRICA DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD DE 2" X 1" Ø PEHD 3408

1.0 1.00 PZAREDUCCION CONCENTRICA DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD DE 1" X 3/4" Ø PEHD 3408

1.0 1.00 PZATOMA RISER PE-3408 - AC. C. 3/4 " Ø ROSCADA

4.04.00 PZA

TRANSICION PEHD - AC. C. 2" Ø PE 3408 - CDE 40 SOLDABLE

1.01.00 PZA

CODO SOLDABLE DE 90° DE AC. C. DE 2" Ø CED. 40

19.019.00 PZA

CODO SOLDABLE DE 90° DE AC. C. DE 1 1/2" Ø CED. 40

5.0 5.00 PZACODO SOLDABLE DE 90° DE AC. C. DE 1" Ø CED. 40

4.0 4.00 PZAREDUCCION CONCENTRICA SOLDABLE DE AC. C. DE 2" X 1 1/2" Ø CED. 40

5.0 5.00 PZAREDUCCION CONCENTRICA SOLDABLE DE AC. C. DE 1 1/2" X 1" Ø CED. 40

1.0 1.00 PZAREDUCCION CONCENTRICA SOLDABLE DE AC. C. DE 1 1/2" X 3/4" Ø CED. 40

5.05.00 PZA

BRIDA WN CUELLO SOLDABLE A/C CED.40 DE 2" Ø ANSI 150 RF

24.0 24.00 PZABRIDA WN CUELLO SOLDABLE A/C CED.40 DE 1 1/2" Ø ANSI 150 RF

5.0 5.00 PZABRIDA WN CUELLO SOLDABLE A/C CED.40 DE 1" Ø ANSI 150 RF

5.0 5.00 PZABRIDA CIEGA A/C CED.40 DE 2" Ø ANSI 150 RF

2.02.00 PZA

TAPON MACHO ROSCABLE DE AC. C. DE 3/4" Ø CED. 40

5.05.00 PZA

TAPON MACHO ROSCABLE DE AC. C. DE 1/2" Ø CED. 40

1.01.00 PZA

TEE DE AC. C. DE 2" Ø CED 40

7.0 7.00 PZATEE DE AC. C. DE 1 1/2" Ø CED 40

CANTIDAD EXTRA TOTAL UNIDAD CONCEPTO

2.0 2.00 PZA NIPLE CORRIDO DE 1/2" Ø X 1 1/2" DE LARGO EN AC CEDULA 80

2.0 2.00 PZA NIPLE CORRIDO DE 1/4" Ø X 1 1/2" DE LARGO EN AC CEDULA 80

2.0 2.00 PZA COPLE AC 1/4"Ø SOLDABLE CED. 80

2.0 2.00 PZA COPLE AC 1/2"Ø SOLDABLE CED. 80

79

Page 80: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

2.0 2.00 PZA COPLE AC 3/4 "Ø SOLDABLE CED. 80

2.0 2.00 PZA NIPLE CORRIDO DE 1/4" Ø X 1 1/2" DE LARGO EN AC CEDULA 40

9.0 1.0 10.00 PZA CODO DE COBRE DE 1/2" Ø X 90° TIPO "L"

3.0 3.00 PZA TEE DE COBRE DE 1/2" Ø TIPO "L"

7.0 7.00 PZA REDUCCION BUSHING DE 3/4" X 1/2" Ø DE COBRE TIPO "L"

7.0 7.00 PZA CONECTOR CUERDA EXTERIOR DE COBRE DE 3/4" Ø TIPO "L"

10.0 10.00 PZA CONECTOR CUERDA EXTERIOR DE COBRE DE 1/2" Ø TIPO "L"

5.0 5.00 PZA COPLE DE COBRE DE 1/2" Ø TIPO "L"

4.0 4.00 PZA TUERCA UNION SOLDABLE DE COBRE DE 1/2" Ø TIPO "L"

1.0 1.00 PZAVALVULA BRIDADA TIPO ESFERA DE 1/4 DE VUELTA DE 2" Ø ANSI 150 MARCA

WORCESTER

8.0 8.00 PZAVALVULA BRIDADA TIPO ESFERA DE 1/4 DE VUELTA DE 1 1/2" Ø ANSI 150 MARCA

WORCESTER

5.0 5.00 PZAVALVULA BRIDADA TIPO ESFERA DE 1/4 DE VUELTA DE 1" Ø ANSI 150 MARCA

WORCESTER

2.0 2.00 PZA VALVULA DE BRONCE ROSCABLE TIPO ESFERA DE 1/4 DE VUELTA DE 3/4" Ø

6.0 6.00 PZAVALVULA DE BRONCE ROSCABLE TIPO ESFERA DE 1/4 DE VUELTA DE 1/2" Ø ANSI 150

MARCA WORCESTER1.0

1.00PZA MEDIDOR DE GAS MCA. DRESSER MODELO G-25 DE 1-1/2" Ø SERIE TIPO "C" RM EN

ALUMINIO1.0

1.00PZA MEDIDOR DE GAS MCA. DRESSER MODELO G-40 DE 1-1/2" Ø SERIE TIPO "C" RM EN

ALUMINIO4.0

4.00PZA REGULADOR AMERICAN METER MODELO CR- 2000 CON CONEXIONES DE 3/4" ORIFICIO

DE 1/8", RESORTE YELLOW CROMATE

2.0 2.00PZA CONECTOR FLARE DE 1/2" X 3/8" DE Ø

3.0 3.00PZA CONECTOR FLARE DE 3/4" X 3/8" DE Ø

5.0 5.00PZA MANGUERA TIPO COFLEX C/CONEXIONES ROSCADAS DE 3/8" Ø PARA GAS DE 1 MT. DE

LONGITUD

2.0 2.00PZA FILTRO TIPO "Y" DE EXTREMOS BRIDADOS DE 1 1/2" Ø ANSI 150

0.13 0.13PZA CINTA POLYKEN 980-20-BLK 2X200 FT.

0.13 0.13PZA CINTA POLYKEN 955-20WHI 2X200 FT.

2.02.00

PZA MANOMETRO DE 1/4" DE DIAMETRO DE CARATULA CON RANGO DE 0 -4 KG/CM2 CON CONEXIÓN DE 1/4" NTP

2.02.00

PZA VALVULA DE AGUJA 1/4" NPT MOD 302 HH

6.0 6.00 PZA SEÑALAMIENTO TIPO TACHUELA

132.0 132.00 ML SEÑALAMIENTO TIPO CINTA PREVENTIVA AMARILLA

132.0 132.00 ML CABLE THW CALIBRE 12

40.0 4.0 44.00 PZAESPARRAGOS TROPICALIZADOS DE 1/2" Ø X 3" DE LARGO CON 2 TUERCAS DE 7/8"

(PARA BRIDA DE 1" Ø)

88.0 4.0 92.00 PZAESPARRAGOS TROPICALIZADOS DE 1/2" Ø X 3 1/4" DE LARGO CON 2 TUERCAS DE 7/8"

(PARA BRIDA DE 1 1/2"Ø)

16.0 2.0 18.00 PZAESPARRAGOS TROPICALIZADOS DE 5/8" Ø X 3-1/2" DE LARGO CON 2 TUERCAS DE 1-

1/16" ANSI 150 PARA TUBERIA DE 2"Ø

10.0 3.0 13.00 PZA FLEXITALLIC PARA BRIDA DE 1"Ø ANSI 150

22.0 3.0 25.00 PZA FLEXITALLIC PARA BRIDA DE 1 1/2"Ø ANSI 150

4.0 1.0 5.00 PZA FLEXITALLIC PARA BRIDA DE 2"Ø ANSI 150

El costo del material (tubería y accesorios de diferentes diámetros) para la red de aprovechamiento es de $58,030.34 mxn.

Sin embargo haremos un cálculo más detallado acerca del costo del proyecto para ver el tiempo de recuperación de la inversión si se cambia a Gas Natural en vez de utilizar otro combustible.

Costo total de la Red de Aprovechamiento para la empresa Lamitubo.

80

Page 81: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

OBRA PEHD DE 2" CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro de Material de 2" 1.00 $14,241.51 $14,241.51Maniobra de carga, descarga y acarreo de tubería de 132.00 $0.69 $91.08PE Ø de 2" hasta una distancia de 20m. Manejo de tubería de PE Ø de 2". Incluye; acarreos, 132.00 $5.58 $736.56Maniobra de carga, descarga y acarreo de accesorios 8.00 $5.35 $42.80de PE Ø de 2" hasta una distancia de 20m.Manejo de accesorios de PE 2"Ø de 8.00 $41.17 $329.36acarreos de bodega al sitio de instalación.Manejo de transición de Acero al Carbón a Polietileno 4.00 $72.64 $290.56Ø de 2" soldable.aplicación primario anticorrosivacolor gris o rojoTermofusión de tubería de polietileno 2" . 18.00 $338.85 $6,099.30Trazo y nivelación manual para establecer ejes, banco 38.75 $6.96 $269.70de nivel y referencias.Suministro e instalación de señalamiento informativo, 155.00 $36.62 $5,676.10preventivo y restrictivo durante la ejecución de los trabajos. Corte de firme de concreto con sierra 155.00 $11.92 $1,847.60profundidad minima de 2.5 cm.Demolición mecánica de firme de concreto armado 38.75 $69.33 $2,686.54con malla de refuerzo, a base de rotomartillo.Acarreo en carretilla de material producto de demolición 5.04 $54.87 $276.54 a pie de camión hasta 20 metros medido en banco.Acarreo total de material producto de la demolición 5.04 $115.41 $581.67con carga manual a camión, descarga y acomodo entiradero oficial autorizado, investigado por elcontratista, medido en banco con abundamiento.Excavación a cielo abierto, por medios manuales a 63.94 $160.04 $10,232.96una profundidad de 2.00 m.Acarreo en carretilla de material producto 83.12 $53.35 $4,434.45de excavación a pie de camión, medido en banco. Acarreo total de material producto de excavación con 83.12 $125.15 $10,402.47carga manual a camión, descarga y acomodo entiradero oficial autorizado .Suministro e instalación de cama de arena; 3.88 $244.93 $950.33espesor de 0.10 m en cepas para tendido de tuberíasColocación de cinta preventiva de línea de gas a 77.50 $4.58 $354.9530 cm a lomo de tubo. Relleno con material producto de excavación espesor 63.94 $34.92 $2,232.78de0.50m de espesor en cepas, compactado a90% de la prueba estándar con compactador tipo bailarina. Instalación de Cable THW - LS/THHW 600V CAL. 12 77.50 $9.65 $747.88Reposición de banqueta de concreto f'c=250 Kg/cm2 38.75 $399.42 $15,477.53agregado de 20 mm. Total PEHD de 2" $78,002.66

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

81

Page 82: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

OBRA ACERO DE 2" CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro de Material; Acero al Carbón Ø de 2". 1.00 $9,957.06 $9,957.06 Maniobra de carga, descarga y acarreo de tubería de 36.50 $3.77 $137.61Acero al Carbón Ø de 2" hasta una distancia de 20m.Manejo, alineación, y presentación de tubería de 36.50 $25.96 $947.54Acero al Carbón Ø de 2" hasta una altura de 7.00m.Maniobra de carga, descarga y acarreo de accesorios 43.00 $5.80 $249.40de Acero al Carbón Ø de 2" hasta una distancia de 20m.Manejo, alineación y presentación de Accesorios de 43.00 $39.44 $1,695.92Acero al Carbón CED-40 Ø de 2" hasta una altura de 7m.Corte y biselado en tubería de Acero al Carbón CED40 Ø de 2". 32.00 $100.64 $3,220.48Soldadura en tubería y accesorios de Acero al Carbón Ø de 2". 16.00 $393.36 $6,293.76Pruebas de laboratorio (Radiografias) . 16.00 $349.09 $5,585.44Total Acero de 2" $28,087.21

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

OBRA ACERO DE 1 1/2" CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro de Acero al Carbón Ø de 1 1/2" 1.00 $17,943.52 $17,943.52Maniobra de carga, descarga y acarreo de tubería de 181.82 $2.71 $492.73Acero al Carbón Ø de 11/2" hasta una distancia de 20m.Maniobra de carga, descarga y acarreo de accesorios 68.00 $3.74 $254.32de Acero al Carbón Ø de 1 1/2" hasta una distancia de 20m.Manejo, alineación, y presentación de accesorios de 181.82 $17.33 $3,150.94Acero al Carbón Ø de 1 1/2" hasta una altura de 7.00m.Corte y biselado en tubería de Acero al Carbón Ø de 2 272.00 $74.75 $20,332.00Soldadura en tubería y accesorios de Acero al 135.00 $348.09 $46,992.15Carbón Ø de1 1/2" .Pruebas de laboratorio (Radiografias) . 136.00 $349.09 $47,476.24Total Acero de 1 1/2" $136,641.90

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

OBRA ACERO DE 1" CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro de Materiales de Acero al Carbón Ø de 1". 1.00 $7,110.77 $7,110.77Maniobra de carga, descarga y acarreo de tubería de 60.48 $2.71 $163.90Acero al Carbón Ø de 1" hasta una distancia de 20m.Maniobra de carga, descarga y acarreo de accesorios 15.00 $3.74 $56.10de Acero al Carbón Ø de 1" hasta una distancia de 20m.Manejo, alineación, y presentación de tubería de 60.48 $17.33 $1,048.121" hasta una altura de 7.00mManejo, alineación y presentación de Accesorios de 15.00 $26.51 $397.65Acero al Carbón CED-40 Ø de 1" hasta una altura de 7.00mCorte y biselado en tubería de Acero al Carbón Ø de 1" 40.00 $74.75 $2,990.00Soldadura en tubería y accesorios de Acero al junta 20.00 $339.74 $6,794.80Carbón Ø de 1" .Pruebas de laboratorio 20.00 $280.01 $5,600.20Total Acero de 1" $24,161.54

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

82

Page 83: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

OBRA PEHD DE 3/4" CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro De Material de Polietileto de 3/4" 1.00 $284.07 $284.07Maniobra de carga, descarga y acarreo de tubería de 4.00 $0.69 $4.69PE Ø de 3/4".Manejo, alineación y presentación de tubería de PE Ø de 3/4". 4.00 $5.58 $9.58Maniobra de carga, descarga y acarreo de accesorios 2.00 $5.35 $7.35de PE Ø de 3/4" hasta una distancia de 20m. Manejo, alineación y presentación de accesorios Ø de 3/4" de PE. 2.00 $41.17 $43.17Termofusión de tubería de PE-3408 Ø de 3/4" SDR 3.00 $317.07 $951.21 Trazo y nivelación manual para establecer ejes, banco 1.50 $6.96 $10.44de nivel y referencias. Suministro e instalación de señalamiento informativo, 7.00 $36.62 $43.62preventivo y restrictivo durante la ejecución de los trabajos.Limpia y desyerbe de terreno por medios manuales. 1.50 $5.33 $8.00Excavación a cielo abierto, por medios manuales a 1.73 $160.04 $161.77una profundidad de 2.00 m.Acarreo en carretilla de material producto de excavación a pie 2.25 $53.35 $120.04de excavación a pie de camión, medido en banco.Acarreo total de material producto de excavación con 2.25 $125.15 $281.59carga manual a camión, descarga y acomodo entiradero oficial autorizado.Suministro e instalación de cama de arena; 0.15 $244.93 $36.74espesor de 0.10 m en cepas para tendido de tuberías.Suministro y colocación de relleno con arena 0.53 $220.44 $220.97cernida en cepas para asentar tubería, compactadocon pisón de mano. Colocación de cinta preventiva de línea de gas a 3.00 $4.58 $7.5830 cm a lomo de tubo.Relleno con material producto de excavación espesor 1.50 $34.92 $36.42de 0.50m de espesor en cepas, compactado a 90%de la prueba proctor estándar con compactador tipo bailarina.Suministro y colocación de pasto alfombra en rollo, 1.50 $74.88 $76.38con tierra lama.Total PEHD de 3/4" $2,303.61

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

Propiedades de los gases.............................................................................................2

Gas Natural (GN)......................................................................................................5

OBRA ACERO DE 3/4" CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro de Materiales de Acero al Carbón Ø de 3/4" 1.00 $1,859.72 $1,859.72Maniobra de carga, descarga y acarreo de tubería de 0.1 $2.71 $0.27Acero al Carbón Ø de 1" hasta una distancia de 20m.Maniobra de carga, descarga y acarreo de accesorios 0.1 $3.74 $0.37de Acero al Carbón Ø de 1" hasta una distancia de 20m.Manejo, alineación, y presentación de tubería de 0.1 $17.33 $1.731" hasta una altura de 7.00mManejo, alineación y presentación de Accesorios de 24.00 $26.51 $636.24Acero al Carbón CED-40 Ø de 1" hasta una altura de 7.00m.Corte y biselado en tubería de Acero al Carbón Ø de 1" 16.00 $74.75 $1,196.00Soldadura en tubería y accesorios de Acero al 8.00 $298.30 $2,386.40Carbón Ø de 1" .Pruebas de laboratorio 8.00 $280.01 $2,240.08Total acero de 3/4" $8,320.82

83

Page 84: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

OBRA COBRE DE 1/2" CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro de Material de CU Ø de 1/2" 1.00 $5,813.92 $5,813.92Maniobra de carga, descarga y acarreo de tubería de 57.57 $2.32 $133.56CU Ø de 1/2" hasta una distancia de 20m.Maniobra de carga, descarga y acarreo de accesorios 44.00 $5.35 $235.40de CU Ø de 1/2" hasta una distancia de 20m.Manejo de accesorios de CU Ø de 1/2" . 44.00 $41.17 $1,811.48Soldadura de Plata en uniones de tubería y JTA 32.00 $10.71 $342.72accesorios de cobre de 1/2". Total acero de 1/2" $8,337.08

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

INJERTOS CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro de Material para injertos 1.00 $819.84 $819.84Maniobra de carga, descarga y acarreo de accesorios 10.00 $3.74 $37.40de Acero al Carbón Ø de 3/4" hasta una distancia de 20m.Manejo, alineación y presentación de Accesorios de 10.00 $26.51 $265.10Acero al Carbón CED-40 Ø de 3/4" Corte y biselado en tubería de Acero al Carbón Ø de 3/4". 20.00 $74.75 $1,495.00Soldadura en tubería y accesorios de Acero al Carbón 5.00 $265.10 $1,325.50 Ø de 3/4" bajo el proceso de soldadura con arco eléctrico.Pruebas de laboratorio 5.00 $280.01 $1,400.05Total de Injertos $5,342.89

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

ERM CANTIDAD $ UNITARIO TOTALGabinete metálico contenedor para Estación de 1.00 $15,076.00 $15,076.00Medición.Obra mecánica de acero. 1.00 $91,745.00 $91,745.00Habilitado e Instalación. 1.00 $5,445.00 $5,445.00Total soporteria y pintura $112,266.00

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

84

Page 85: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Medicion CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro de Material de Medicion 1.00 $484.10 $484.10Manejo e Instalación de Medidor 2.00 $193.33 $386.66Total Medicion $870.76

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

Regulacion CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro de material de Regulación. 1.00 $955.64 $955.64Instalación y ajuste de regulador. 4.00 $434.10 $1,736.40Total Regulacion $2,692.04

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

Señalizacion CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro de Tachuelas 1.00 $517.44 $517.44Instalación de señalización de tubería con tachuelas 6.00 $78.32 $469.92de fierro colado indicativo de gas; construida conel objeto de imponer determinadas restriccionespara futuras excavaciones. Total Señalizacion $987.36

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

Soporteria y pintura CANTIDAD $ UNITARIO TOTALSuministro y aplicación de recubrimiento a dos manos 278.82 $39.38 $10,979.93con pintura esmalte color amarillo anticorrosivo en tuberia.Suministro y aplicación de recubrimiento a dos manos 60.00 $32.95 $1,977.00con pintura esmalte color amarillo anticorrosivo en accesorios.Señalamiento a base de calcomanía que indica la 60.00 $9.01 $540.60dirección del flujo.Suministro e instalación de soporte tipo ménsula para 14.00 $128.57 $1,799.98tubería de Acero al Carbon Ø de 2", a base de ángulo2 taquetes, 2 pijas, abrazadera tipo "U" y de neopreno.Suministro e instalación de soporte tipo ménsula para 101.00 $127.79 $12,906.79tubería de Acero al Carbon Ø de 1 1/2"Suministro e Instalación de soporte tipo Omega para 48.00 $67.19 $3,225.12tubería de cobre Ø de hasta 1 1/2"" y aislante deneopreno. Total soporteria y pintura $16,131.91

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

85

Page 86: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

PUESTA EN SERVICIO CANTIDAD $ UNITARIO TOTALBitácora de obra. 1.00 $1,500.00 $1,500.00Planos as-built. 1.00 $1,500.00 $1,500.00Prueba de hermeticidad con aire a una presión de 150 1.00 $2,500.00 $2,500.00lb/in2 durante 24 hrs. en base a la norma 003, paratubería de acero al carbón y polietileno .Certificación de instalación por parte de la unidad 1.00 $25,000.00 $25,000.00verificadora, incluye visitas al sitio así como la emisiónde certificado y visto bueno de operaciónGestión de trámites, pago de impuestos y permisos 1.00 $15,000.00 $15,000.00para desarrollar la obra.Carburación. 1.00 $72,000.00 $72,000.00Total puesta en servicio. $87,000.00

Incluye mano de obra , equipo, herramienta ,etc.

Sumando los costos totales de cada una de las tablas anteriores podemos determinar el costo del proyecto, por lo tanto:

Concepto TOTAL

Total PEHD de 2" $78,002.66

Total Acero de 2" $28,087.21

Total Acero de 1 1/2" $136,641.90

Total de Injertos $24,161.54

Total PEHD de 3/4" $2,303.61

Total acero de 3/4" $8,320.82

Total acero de 1/2" $8,337.08

Total de Injertos $5,342.89

Total soporteria y pintura $112,266.00

Total Medicion $870.76

Total Regulacion $2,692.04

Total Señalizacion $987.36

Total soporteria y pintura $16,131.91

Total puesta en servicio. $87,000.00

Total final: $511,145.78

86

Page 87: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Comparativa de costos en combustibles fósiles.

Precios Actualizados abril de 2013

Tomando la cantidad de BTU/mes que utilizara la empresa Lamitubo con una eficiencia en sus equipos al 80%,tenemos la cantidad de 1906944000 BTU/mes , para convertirlos a GJoules/mes usamos el siguiente factor:

1BTU = 1.05E-06 GJ

Por lo tanto:

1906944000 BTU/mes= 2002.29 GJoules/mes

Usando el precio por GJoules. de cada combustible podemos determinar el costo de operación con cada combustible dentro de la empresa Lamitubo,el costo de operación queda de la siguiente manera:

DIESEL $286,808.02

LP $247,683.27

COMBUSTOLEO $271,650.68

GN DOMESTICO N/A

GN INDUSTRIAL $174,539.62

Haciendo una diferencia entre el GN que fue el de menor costo en el analizis y su consecuente en relación a menor precio, que en este caso es el Gas LP podemos obtener el ahorro mensual que tendrá la empresa Lamitubo al usar GN .

87

Page 88: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

$247,683.27 mxn/mes LP - $174,539.62 mxn/mes LP = : $73,143.65 mxn.

Teniendo en cuenta el ahorro mensual podemos determinar en cuanto tiempo se recuperara la inversión del proyecto en dado caso que el cliente estuviera operando con Gas LP y decidiera cambiarse a GN.

Costo total de la red de aprovechamiento: $511,145.78 mxn.

Ahorro mensual GN/Gas LP: $73,143.65 mxn.

RECUPERACION DE LA INVERSION= $511,145.78 mxn./ $73,143.65 mxn.= 6.98 meses

Esto nos da como resultado que la inversión en la red de aprovechamiento de GN se recuperaría en aproximadamente 7 meses y le generaría al cliente un ahorro desde el primer año de aproximadamente $366,000.00 mxn.

88

Page 89: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Conclusión.

Tomando de base los cálculos hechos anteriormente podemos concluir que una instalación de gas natural traerá beneficios ambientales ,técnicos y económicos a cualquier empresa que desee usar este energético .

Beneficios ambientales.

El uso del gas natural puede ayudar a evitar muchas de las preocupaciones a nivel ambiental incluyendo la contaminación, la lluvia ácida y las emisiones de gas efecto invernadero dada su composición química y los residuos liberados al ser quemado.

Beneficios técnicos.

Se asegura la acreditación de la red ante la Comisión Reguladora de Energía (CRE) para su operación y funcionamiento

Se incrementa la seguridad de la instalación y sus alrededores de la planta y cualquier fuga se disipara buscando la salida mas próxima a la atmosfera.

Beneficio económico.

Se reducen mas de un 70% el costo de su energético.

89

Page 90: Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

Bibliografía.

Kumar, S.”Produccion de gas en Ingeniería”, Houston, TX, USA, 198T Cap. 3, Gulf Publishing Company

R. V. Smith Ingenieria Practica del Gas Natural. Second Edition Cap 2, Propiedades del Gas Natural Cap 4 Medición del Gas Natural, Cap 5 Flujo del gas natural en tubería circular y conductos anulares. Penn Well Books. Tulsa.

Crane Flujo en válvulas, accesorios y tuberías. Cap 2 Flujo en válvulas y accesorios, Cap 3 Formulas para válvulas accesorios y tuberías. Mc.Graw Hil.

Pérez, R. “Ingeniería del Gas Natural. Propiedades Físicas y Comportamiento de Fases”,Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín, 1980.

McCain, W. D. “Correlación de las propiedades de los fluidos.”, SPERE 1991, Pág. 266.

Cox William, flujo de gas a través de tuberías Am Mach vol. 24, 1902 pág. 401-402

ORMA Oficial Mexicana OM-002-SECRE-2010, Instalaciones de aprovechamiento de gas natural

http://www.cre.gob.mx/articulo.aspx?id=169

Weymouth T.R. Problemas en Ingeniería del Gas Natural, Ingeniería Mecánica vol. 34,1912 pág. 185 a 206

T.W. Johnson and W.B. Berwald Flujo de Gas Natural a través de líneas de transmisión, 1935 (Manual) preparado por y para el comité de investigación en tubería.

90