Simulación y validación de la reparación de ductos en servicio por la deposición directa de soldadura

LUIS DANTE MELENDEZ MORALES (2023, [Tesis de doctorado])

El transporte de hidrocarburos por ductos enterrados es la forma más segura, confiable y económica para su suministro, estos pueden extenderse grandes longitudes territoriales e inclusive atravesar países con tal de satisfacer la demanda energética. No obstante, los ductos pueden sufrir daños provocados por el ambiente, su operación o bien provocados por terceros, siendo necesario que sean intervenidos reemplazando las secciones dañadas. Las regulaciones nacionales y tratados internacionales desalientan la liberación de grandes cantidades de gas natural a la atmósfera, por demás de que un paro de suministro conlleva a desabasto energético, multas y a costosas operaciones asociadas con la rehabilitación del ducto, forzando a soldar envolventes y accesorios sin detener la operación de los ductos, esto se conoce como “soldadura en servicio”. La soldadura en servicio es un proceso tecnológico, por el cual se puede efectuar la interconexión y la reparación de ductos mientras están en operación, previo a realizar estas actividades, se requiere que dos riesgos sean evaluados: agrietamiento por hidrógeno y quemada pasante. Las simulaciones actuales y validaciones evalúan estos riesgos de forma independiente, pero debido a su interdependencia estos riesgos deben evaluarse en conjunto. Un método de reparación que no es normalmente empleado, pero con un alto potencial debido a su simplicidad y versatilidad, es la deposición directa de soldadura. En la presente investigación, se realizó una simulación numérica fluido-termo-mecánica acoplada con validación experimental, de la reparación de un tubo con flujo presurizado conteniendo un defecto interno por la deposición directa de soldadura. Por medio de la cual, es posible predecir el comportamiento estructural del ducto mientras se realiza la reparación.

La simulación numérica se efectuó con el apoyo del software ANSYS versión académica 22R2, siendo esta una herramienta de última generación capaz de contribuir en la predicción de mecanismos complejos como lo es la soldadura en servicio, incrementando con ello la seguridad y confiabilidad de estas operaciones. Cabe hacer mención, que la regulación nacional prohíbe la reparación de defectos internos por la deposición directa de soldadura, esto se debe principalmente a la falta de investigaciones validadas que respalden su viabilidad. Los resultados demostraron la efectividad de emplear este método de reparación para restaurar la resistencia mecánica de los ductos. Las inspecciones por pruebas no destructivas superficiales, subsuperficiales y volumétricas, evidenciaron que no ocurrió agrietamiento inmediatamente al finalizar la reparación y retardada (posterior a por lo menos 12 horas después de haberse finalizada la reparación, tiempo suficiente para permitir la difusión de hidrógeno atómico a hidrógeno molecular). Las curvas de tendencia de temperatura mostraron buena aproximación teniéndose una diferencia máxima de 5.09% entre los resultados numéricos y experimental. Los resultados numéricos y experimentales de la deformación perimetral a lo largo de la longitud de la tubería mostraron un comportamiento similar con una diferencia significativa del 17.7% entre los valores numéricos atribuidos a la falta de información de entrada para las propiedades de la soldadura. El análisis estructural efectuado en este estudio emplea la estimación del riesgo de quemada pasante bajo presión interna, determinado por la ocurrencia de abultamiento radial localizado. Los resultados numéricos indican que no ocurre deformación plástica relevante. Se hace una fuerte recomendación para que las evaluaciones de análisis térmico empleen la morfología actual del defecto y no solo consideren el espesor remanente del tubo. De acuerdo con la revisión bibliográfica realizada y recientemente publicada, este tipo de simulación numérica acoplada con validación experimental de la reparación de ductos en servicio por deposición directa de soldadura para la reparación de defectos internos contemplando la prevención de quemada pasante y agrietamiento por hidrógeno no ha sido realizada con anterioridad.

Hydrocarbon transportation by buried pipelines is the safest, most reliable, and economical way for its supply; these can extend long territorial distances and even cross countries with the purpose of satisfying the energy demand. However, the pipelines can suffer damages caused by their environment, their operation, or provoked by third parties, making necessary interventions to replace the damaged sections. National regulations and international agreements discourage the release of large quantities of natural gas into the atmosphere; moreover, a stop in its supply entails an energetic shortage, fines, and expensive operations associated with the pipeline rehabilitation, forcing to weld sleeves and fittings without stop the pipeline operation, this is known as “In-Service Welding”. In-Service welding is a technological process for which interconnection and repair of pipelines can be made while they are in operation; before making it, two main risks need to be assessed: hydrogen cracking and burn-through. Current simulations and validations assess these risks independently, but due to their interdependence, these risks need to be assessed in conjunction. A repair method not normally used but with high potential due to its simplicity and versatility is the direct deposition of the weld. In the present research, a fluid-thermo-mechanical coupled numerical simulation with experimental validation was done of a repair on a pipe with pressurized flow having an internal defect by direct deposition of the weld. It is possible predict the structural behavior of a pipeline while the reparation is performed.

The numerical simulation was done with the support of ANSYS software academic version 22R2, the latest generation tool able to contribute to the prediction of complex mechanisms, as is in-service welding, increasing the security and confidence of these operations. It is worth mentioning that national regulation forbids the reparation of internal defects for direct deposition of the weld; the main reason is the lack of validated investigations supporting its viability. The results demonstrated the effectiveness of using this repair method to restore the mechanical strength of pipelines. Surface, sub-surface, and volumetric non-destructive inspections evidenced no cracking immediately to finish the repair and delayed (after at least 12 hours of having finished the repair, time enough to allow the hydrogen diffusion from atomic hydrogen to molecular hydrogen). Temperature tendency curves showed good approximations, having a maximum difference of 5.09 % between numerical and experimental. Perimeter deformation along the pipe length between numerical and experimental results displayed a similar behavior with a significant difference of 17.7% against numerical values attributed to the lack of input data for weld properties. The structural analysis performed in this study used the approach of the risk of burn-through under internal pressure determined by the occurrence of localized radial bulging. Numerical results indicated no relevant plastic strain occurs. It is strongly recommended that thermal analysis assessments using the actual defect morphology be performed, not only considering the remaining thickness of the pipe. According to the bibliographic revision performed and recently published, this kind of coupled numerical simulation of in-service repair or pipelines by direct deposition for repairing internal defects considering the prevention of burn-through and hydrogen cracking has not been done.

Ducto Soldadura en servicio Quemada pasante Agrietamiento por hidrógeno Reparación de soldadura Simulación numérica Pipeline In-service welding Burn-through Hydrogen cracking Weld repair Numerical simulation INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS

MÉTODOS ÓPTICOS PARA LA DETECCIÓN DEL FENÓMENO FOTOACÚSTICO Y SU APLICACIÓN EN LA RECONSTRUCCIÓN DE IMÁGENES

Yanier Ojeda (2023, [Tesis de doctorado])

"El efecto fotoacústico es un fenómeno físico aplicado en la imagenología biomédica. Desarrollar métodos innovadores para la detección de señales ultrasónicas inducidas mediante la absorción de pulsos láser es determinante para ampliar el rango de operación de las pruebas fotoacústicas. En este trabajo, motivados por su sensibilidad y ancho de banda, se exploraron un conjunto de métodos ópticos para la detección de ultrasonido. Se evaluó un método de campo completo basado en un sistema Schlieren que permitió capturar una instantánea del campo de presiones que se propagó desde la muestra hacia el medio circundante."

Fotoacústica Schlieren Ultrasonido Tomografía Imágenes Óptica CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA OPTICA FÍSICA OPTICA FÍSICA

Conflictos por el agua y alternativas en los territorios indígenas de México

JOSE LUIS MARTINEZ RUIZ DANIEL MURILLO LICEA Luisa Paré (2017, [Libro])

Se presentan los análisis y reflexiones de investigadores, representantes de organizaciones civiles y de comunidades y pueblos indígenas en torno a los conflictos y alternativas de gestión en los territorios indígenas de México. Consta de diez capítulos y seis recuadros. No obstante el énfasis y las particularidades de los casos o experiencias en torno a la gestión de los recursos hídricos que cada autor o autores expone, se puede observar al hacer la lectura completa del libro que ciertos ejes temáticos o problemáticas confluyen y se entrelazan, a saber: el impacto socio-ambiental en los ecosistemas y poblaciones indígenas en las cuencas donde se proyectan y construyen las obras hidráulicas, en especial las megaobras; el cuestionamiento al modelo económico neoliberal marcado por impulsar actividades productivas que depredan el medio ambiente y afectan las condiciones materiales de vida de las comunidades; el surgimiento de movimientos sociales de resistencia y defensa del agua y del territorio; propuestas de manejo de los recursos hídricos desde lo local, a partir de concebir a la cuenca como parte de una unidad territorial y en el que los elementos culturales, como la cosmovisión y los saberes locales alimentados por un patrimonio cognitivo ancestral, son parte de la concepción del territorio.

Conflictos por agua Pueblos indígenas Aspectos culturales CIENCIAS SOCIALES

Participación y apropiación de la modernización y tecnificación del riego en Chihuahua, México

Participation and appropriation of modernization and technified irrigation in Chihuahua, Mexico

Maria Dolores Olvera Salgado WALDO OJEDA BUSTAMANTE GREGORIO BAHENA DELGADO OSCAR ALPUCHE GARCÉS (2014, [Artículo])

En México, el riego se realiza en 6,5 millones de hectáreas con infraestructura hidroagrícola, necesaria en el 66% del país que presenta condiciones de aridez. La recurrente sequía y el compromiso de entrega de agua, establecido en el tratado de 1944 entre México y Estados Unidos de Norteamérica, obligaron al país a tecnificar y modernizar el riego, para hacer eficiente el uso del agua. Con el uso de indicadores técnicos y socioeconómicos, se determinó su efecto de manera comparativa a partir de la percepción y participación de los productores. En el proceso de tecnificación y modernización del riego, se encontraron diferencias productivas y socioeconómicas significativas de acuerdo con el tamaño de la superficie tecnificada y el tipo de sistema de riego seleccionado.

Riego por aspersión Modernización Distritos de riego INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Resolución de disputas comerciales y flujos de Inversión Extranjera Directa (IED) hacia los Estados Mexicanos

MITZI MAGALI MORENO VARGAS MANUEL DE JESUS GOMEZ ZALDIVAR (2018, [Artículo])

En este trabajo se analiza la relación existente entre los flujos de IED que reciben los distintos estados del país, y el estado de derecho en las entidades, para el periodo 2007-2015. El estado de derecho en las entidades se aproxima con una medida de eficiencia de su sistema de justicia; específicamente, se mide el número de días que toma resolver disputas comerciales en cortes locales. En principio, un menor tiempo en la resolución judicial de las disputas debería incentivar que las entidades reciban mayores flujos de IED; esto debido a que los procesos judiciales tienen costos, potencialmente importantes para las empresas. Los resultados muestran una relación negativa y significativa entre el número de días que toma resolver las disputas comerciales y la cantidad de inversión extranjera directa que recibe el estado

In this work, we analyze the relationship between FDI flows and a rule of law indicator in Mexican states, during the period 2007-2015. The states’ rule of law is a measure of the efficiency in their justice system; specifically, it measures the number of days that takes to solve commercial disputes in local courts. In principle, we expect that the shorter the time it takes to resolve commercial disputes should encourage entities to receive higher flows of FDI. Long, drawn-out court disputes are costly for firms, which in turn may translate into lower growth rates due to the negative impact of these costs on their levels of investment. The results show a negative and significant relationship between the number of days it takes to resolve commercial disputes and the amount of direct foreign investment the state receives

CIENCIAS SOCIALES Inversión extranjera directa Sistema de Justicia Datos de panel

Remoción de macronutrientes en el tratamiento de aguas residuales porcícolas

Macronutrients removal in the treatment of swine wastewater

VIOLETA ERENDIRA ESCALANTE ESTRADA MARCO ANTONIO GARZON ZUÑIGA SERGIO VALLE CERVANTES (2012, [Artículo])

Se presentan los resultados de una comparación realizada entre los procesos biológicos más utilizados para el tratamiento de efluentes porcícolas. Estos procesos son: digestores anaerobios, reactor anaerobio de flujo ascendentes, filtros anaerobios, reactor secuencial en lote, sistemas lagunares y biofiltros. Se concluye que una buena opción de tratamiento podría ser un sistema combinado de filtros sumergidos anaerobios con filtro percolador aireado, ya que los filtros anaerobios requieren un menor tiempo de retención hidráulico para la reducción de la materia orgánica y por otra parte, los biofiltros aerados pueden alcanzar eficiencias de remoción de nitrógeno mayores a las de otros sistemas (lagunas, variantes de lodos activados, etcétera). Sin embargo, aunque existen algunos estudios sobre el seguimiento de los mecanismos para la remoción de nitrógeno en biofiltros, se requiere realizar estudios adicionales al respecto. Se propone que una posible estrategia sería estudiando el efecto de la relación C/N y de la tasa aireación en estos sistemas de tratamiento.

Efluentes industriales Porcinos Tratamiento de aguas residuales Nitrógeno INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Seguimiento y evaluación en 2,000 hectáreas incorporadas al proyecto de riego por gravedad tecnificado en el distrito de riego 043 estado de Nayarit

FELIPE ZATARAIN MENDOZA CARLOS FUENTES RUIZ (2017, [Documento de trabajo])

Tabla de contenido: Introducción -- 1. Difusión y promoción del proyecto -- 2. Proyectos de nivelación de tierras -- 3. Diseño y evaluación del riego -- 4. Seguimiento del riego en tiempo real -- 5. Medición y cobro volumétrico del agua a nivel parcelario -- Conclusiones.

Introducción -- 1. Difusión y promoción del proyecto -- 2. Proyectos de nivelación de tierras -- 3. Diseño y evaluación del riego -- 4. Seguimiento del riego en tiempo real -- 5. Medición y cobro volumétrico del agua a nivel parcelario -- Conclusiones.

Riego de superficie Riego por aspersión Uso eficiente del agua Capacitación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Sistema ICAM-Riego para Internet

JOSE JAVIER RAMIREZ LUNA Olga Xochitl Cisneros Estrada (2012, [Documento de trabajo])

El objetivo del proyecto ha sido desarrollar el Sistema ICAM-Riego Internet. Dicho sistema pretende cubrir la mayoría de las necesidades en cuanto a accesibilidad y procesamiento de información tanto en distritos como en módulos de riego de México. De igual manera, el proyecto muestra el trabajo realizado en la actualización de los diversos sistemas que conforman el ICAM-Riego emigrando este a la modalidad ICAM-Riego en Internet. Así mismo se han desarrollado sistemas que se complementan con novedosos instrumentos de medición, los cuales permiten obtener información en tiempo real de diversas variables que afectan el entorno agrícola.

Informes de proyectos Procesamiento automatizado de datos Programas de computación Internet Distritos de riego INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Seguimiento y evaluación en 2,000 hectáreas incorporadas al proyecto de riego por gravedad tecnificado en 2014 en el distrito de riego 043 estado de Nayarit

FELIPE ZATARAIN MENDOZA CARLOS FUENTES RUIZ (2016, [Documento de trabajo])

Se presentan los resultados obtenidos en el ciclo agrícola 2015-216, en el programa desarrollado para la tecnificación de 2,000 hectáreas. Para el cumplimiento se llevaron a cabo las siguientes acciones: asistencia técnica y capacitación; diseño y trazo del riego por gravedad; entrega y cobro volumétrico del agua a los usuarios; pronóstico de riego en tiempo real; y evaluación del riego.

Riego de superficie Riego por aspersión Uso eficiente del agua Capacitación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Patrones de manejo y negociación por el agua en parajes tsotsiles de la ladera sur del volcán Tsonte'vits, Chiapas, México

Management patterns and negotiation by water in Tsotsil parajes on the southern slope of Tsonte'vits volcano, Chiapas, Mexico

DANIEL MURILLO LICEA DENISE SOARES (2017, [Artículo])

En el presente artículo se identifican y describen los elementos que aparecen en los patrones de manejo y negociación del agua por población tsotsil de algunos parajes de varios municipios situados en la parte sur del volcán Tsonte’vits, en Los Altos de Chiapas, México. Mediante trabajo de campo directo, recorridos por varios manantiales, observación participante y entrevistas se analizan los sistemas de uso, aprovechamiento y negociación entre parajes para otorgar agua para uso doméstico. Dichos patrones de manejo del agua obedecen a reglas consuetudinarias, a negociaciones interparaje y a un sentido de identidad y de territorialidad tsotsil entre los municipios de la región estudiada.

This article identifies and describes the elements of water management and negotiation used by the Tsotsil population of some

parajes located in the southern part of Tsonte’vits volcano in the highlands of Chiapas, Mexico. Based on direct field work and field trips

to several springs, participant observation, and interviews, this article analyzes the systems that are in use, and the negotiations that occur

among parajes. Such patterns of water management obey rules established by custom, by inter-paraje negotiations, and by the participants’ sense of identity and Tsotsil territoriality among the various municipalities included in the studied region.

Administración del agua Grupos indígenas CIENCIAS SOCIALES