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

Using the Epanet Toolkit v2.00.12 with different programming environment

Oscar Tomas Vegas Niño Fernando Martínez Alzamora Joan Carles Alonso Campos Velitchko Tzatchkov (2018, [Libro])

Water utilities are betting heavily on the use of computer applications such as Computer-Aided Drafting (CAD), and Geographic Information Systems (GIS), along with other computing tools and specialized software for modeling water supply systems in both freeware or licensed software forms. Many of the computer applications associated with the use of models need to have a hydraulic simulator that will provide a network response to any given scenario according to the defined hydraulic and water-quality variables. Epanet, on top of covering this need as an independent application that has its own graphical interface for constructing a network model and analyzing its results, permits the connection of its Toolkit to any other graphical interface, thus opening a broad field of possibilities for any technician or researcher that wants to go beyond what the application currently offers. The Epanet Toolkit can be integrated into any native programming environment or licensed software programs such Excel, AutoCad, ArcGIS, etc. or their freeware versions such as OpenOffice, gvSIG, QSIG etc. As a matter of fact, this is what some commercial programs developed by companies or universities have done with the aim of designing and analyzing water distribution networks. The Epanet toolkit library has many functions that help us to retrieve and modify certain parameters of a network model before and after carrying out a hydraulic simulation. This permits us step-by-step control of its simulation process. Little information exists in the technical literature, however, concerning the how to use of all these functions. More information is needed on how to use the Toolkit in the most common programming environments and how to resolve the most frequent problems.

Simulación hidráulica Programas de computación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estudio experimental con modelos físicos para generación de criterios de peligro por inundación y para caracterización de efectos del arrastre de sólidos sobre estructuras de cruce en ríos de zonas urbanas

JUAN ANTONIO LOPEZ OROZCO MANUEL MARTINEZ MORALES Cecia Millán-Barrera (2015, [Documento de trabajo])

El objetivo de este estudio es generar nomogramas de vulnerabilidad por inundaciones, aplicado a peatones, para la construcción de mapas de peligro integrales que consideren tirante máximo, velocidad máxima, estabilidad al vuelco y estabilidad al deslizamiento. De igual manera, se evalúan los efectos del flujo en el peatón en un módulo de una calle a escala real (1:1) variando los parámetros.

Ríos Control de inundaciones Simulación Zonas urbanas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Consideraciones agronómicas para el diseño de invernaderos típicos de México

Jorge Flores Velazquez WALDO OJEDA BUSTAMANTE (2015, [Libro])

El despunte de la agricultura protegida, en el mundo, ha puesto de manifiesto, por un lado, las bondades de esta técnica de producción, y por otro, la necesidad de profundizar en la investigación relacionada con los procesos que suceden de manera inherente al desarrollo del cultivo. Los procesos fisiológicos del cultivo, tales como fotosíntesis o respiración son procesos estrechamente relacionados con las condiciones ambientales, las cuales pueden o no ser adecuadas para lograr las mejores cosechas. México es uno de los países que más ha crecido en superficie para cultivar en invernadero. Un aspecto muy importante en un invernadero es el control del clima y uno de los métodos principales para ventilar en invernaderos es el que utiliza las fuerzas de presión y temperatura. El presente trabajo muestra el funcionamiento del sistema de ventilación natural en invernaderos típicos de México usando la dinámica de fluidos computacional.

Invernaderos Diseño Construcción Producción agrícola INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Síntesis de sistema Cturbo/ZnO/CuO con aplicación en degradación de colorante por fotocatálisis

Jose Manuel Riega Medina (2022, [Tesis de maestría])

La contaminación del agua por compuestos orgánicos tóxicos es un problema

que ha sido estudiado y abordado de diferentes formas. Para dar una solución a

esta problemática, se han propuestos diversos métodos y mecanismos de descontaminación.

Dentro de estos, la fotocatálisis heterogénea se presenta como una

solución amigable con el medio ambiente y de bajo costo energético. Por otro lado,

la síntesis de alótropos del carbono con fotocatalizadores, ha demostrado mejorar

la actividad de estos para fotodegradar compuestos orgánicos. Adicionalmente, el

ordenamiento turboestrático del carbono, compuesto de grafeno y grafito exfoliado,

se presenta como un material promisorio ya que tiene propiedades muy parecidas

al grafeno de pocas capas [1].

En la presente tesis se sintetizó el carbono turboestrático (Cturbo) por una variante

del método dry ice. La caracterización por Difracción de Rayos X (DRX) y espectroscopía

Raman, mostró la estructura del carbono y los defectos presentes en la red

grafítica. Con la Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y Microscopía Electrónica

de Transmisión (MET) se observó el apilamiento turboestrático del carbono junto

con planos de grafeno y grafito exfoliado. Las propiedades texturales mostraron que

el Cturbo es un material mesoporoso con un área superficial de 634 m2/g. La prueba

de adsorción del Anaranjado de Metilo (AM) en el Cturbo determinó que el modelo

de Freundlich es el que mejor describe el tipo de adsorción entre estos. El sistema

Cturbo/ZnO/CuO se sintetizó por los métodos de calcinación y coprecipitado. La

caracterización por DRX mostró las tres fases presentes. El área superficial del sistema

aumenta con el aumento de la cantidad de Cturbo presente. En la MEB y MET

se observó las partículas de ZnO y CuO dispersas sobre el Cturbo. El ancho de banda

prohibida del sistema disminuye con el aumento de Cturbo. Las pruebas de fotocatálisis

bajo radiación ultravioleta (UV), mostraron que el Cturbo, en el sistema, aumenta

la degradación del AM en comparación a cuando se realizó la prueba solo con los

óxidos.

Este estudio presenta un nuevo método para sintetizar el ordenamiento turboestrática

del carbono y una posible aplicación de este como sustrato para mejorar las

propiedades fotocatalíticas del ZnO y CuO.

Síntesis de materiales Contaminación CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA QUÍMICA FÍSICA OTRAS OTRAS

Interfaces hápticas para identificar marcadores digitales del Trastorno del Espectro Autista

Haptic interfaces to identify digital markers of Autism Spectrum Disorder

GLORIA IVONNE MONARCA PINTLE (2023, [Tesis de doctorado])

El uso de herramientas de cribado durante la infancia es de suma importancia para identificar a niños que pueden Trastorno del Espectro Autista (TEA); sin embargo, las pruebas que existen en la actualidad se basan en cuestionarios y observaciones contestadas por los padres por lo que el resultado puede ser subjetivo. Además, la mayoría de las pruebas de cribado se enfocan en el área social y de comunicación, dejando a un lado las características sensoriales, un área donde los padres notan las primeras señales de un desarrollo atípico. En los últimos años, ha crecido el interés por identificar marcadores digitales del TEA que puedan apoyar el cribado de dicho trastorno, usando tecnología que pueda ser usada en cualquier lugar y momento para agilizar el proceso de cribado. Hasta el momento, la investigación en torno a marcadores digitales del TEA relacionados con el procesamiento táctil, ha sido poco explorada debido a que la investigación se ha centrado en explorar otros comportamientos, como la atención visual, movimientos motores, y voz. El crecimiento de las interfaces hápticas abre la posibilidad de explorar el procesamiento táctil e identificar marcadores digitales del TEA. En esta tesis exploramos si las interfaces hápticas pueden ser usadas para promover y recolectar interacciones táctiles que revelen marcadores digitales del TEA. Para tener un mejor entendimiento de las interfaces hápticas, en este trabajo de tesis exploramos dos interfaces hápticas. Una interfaz háptica pasiva llamada BendableSound, la cual cuenta con una retroalimentación por textura y espacio; y una interfaz háptica activa llamada Feel and Touch, la cual es un juego móvil que utiliza patrones vibrotactiles para retroalimentar las interacciones de los niños. Los resultados muestran que las interfaces hápticas tienen la capacidad recolectar interacciones táctiles y revelar marcadores digitales que pueden estar asociados al TEA. En el caso pasivo, participaron 37 niños neurotípicos (NT) y 22 niños con TEA quienes interactuar con BendableSound; los resultados muestran que existen diferencias entre los niños NT y TEA en cuanto al ancho de las interacciones táctiles, la fuerza que aplican y el tiempo que utilizan para realizar interacciones táctiles. En el caso activo, participaron 36 niños NT y 19 niños con TEA quienes interactuaron con Feel and Touch; los resultados muestran que existen diferencias entre los niños NT y TEA en cuanto a la ...

The use of screening tools during infancy is crucial to identify children who are likely to have Autism Spectrum Disorder (ASD); however, the current screening tests are based on questionnaires and observations that parents answer bases on their observations; however, the results might be subjective. In addition, most screening tests focus on the assessment of social and communication skills, disregard sensory skills, an area where parents often notice the first signals of ASD. In recent years, there has been growing interest in identifying digital markers of ASD that can support screening, particularly those that that can be used at any time and any place to speed up the screening process. So far, research on digital markers of ASD related to tactile processing has been little explored due to the lack of tools to assess it. The growth of haptic interfaces opens the possibility to explore tactile processing and identify digital markers of ASD. In this thesis, we propose to investigate the use of haptic interfaces to promote and collect tactile interactions that can reveal digital markers of ASD. To have a better understanding of haptic interfaces, in this thesis work we explore two types of haptic interface. A passive haptic interface called BendableSound, which features texture and spatial feedback; and an active haptic interface called Feel and Touch, which is a mobile game that uses vibrotactile patterns to provide feedback on children’s interactions. The results show that haptic interfaces have the potential to collect touch interactions and reveal digital markers that may be associated with ASD. In the first case, 37 neurotypical (NT) children and 22 children with ASD participated and interacted with BendableSound; the results show that there are differences between NT and ASD children in the width of tactile interactions, the force they apply, and the time they use to perform tactile interactions. In the second case, 36 NT children and 19 children with ASD participated and interacted with Feel and Touch; the results show that there are differences between NT and ASD children in terms of the tilt they produce on the mobile when performing tactile interactions, the total acceleration they produce, and the closeness to the center of the screen of their tactile interactions. The results of this thesis indicate that haptic interfaces have the ability to gather touch interactions and uncover digital markers associated with ASD. The findings of this ...

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Sitios Ramsar de la Bahía de La Paz: Amenazas y estrategias para su conservación

Ramsar Sites of La Paz Bay: Threats and strategies for their conservation

Janette Magalli Murillo Jiménez José Juan Pérez Navarro María Concepción Lora Vilchis MARIA DEL ROCIO MARCIN MEDINA LAURA CARREON PALAU Jorge A. Del Angel_Rodríguez Jose Luis Ortiz Galindo Jesús Echevarría Haro (2022, [Artículo])

"En 2017–2018 la Secretaría de Marina del Gobierno de México (SEMAR) realizó actividades de dragado en la Bahía y Ensenada de La Paz, Baja California Sur. Paralelamente ocurrieron afectaciones severas en el sitio Ramsar “Humedales Mogote-Ensenada de La Paz”. Los dragados y el mal manejo de los residuos generaron preocupación ciudadana por el sitio y los organismos que ahí habitan, lo que se manifestó en protestas tanto mediáticas, como legales ante SEMARNAT por algunas organizaciones de la sociedad civil. Esta situación propició la organización de un Foro-Taller realizado el 3 de octubre de 2019, con el fin de evaluar la problemática de los humedales tanto de la Ensenada como de la Bahía de La Paz, ambos incluidos en la Convención Ramsar. El presente trabajo resume los resultados de este evento y refleja la gran preocupación por los sitios Ramsar, tanto de la sociedad civil, como de las diferentes instancias gubernamentales. Estos resultados se integraron en un documento entregado en febrero de 2020 solo a autoridades de SEMARNAT, CONANP y Congreso del Estado de Baja California Sur, previo a la pandemia. Durante el taller se observó una amplia gama de problemas, originados en gran medida por los habitantes y reforzados por el incumplimiento de los compromisos adquiridos por México ante la Convención Ramsar, patente en la desatención de los sitios Ramsar, en particular de los Humedales Mogote-Ensenada de La Paz, donde no hay una normatividad específica que indique la responsabilidad de la gestión de estos ecosistemas. En contraste, el humedal de Balandra cuenta con protección especial al formar parte de una ANP. La conclusión general más importante del evento fue que sólo una sociedad bien organizada, informada de los servicios ambientales que estos sitios proveen, y consciente de su valor como ecosistemas, podrá defender la sustentabilidad de estos sitios."

"In 2017–2018, the Government of Mexico’s Navy Secretariat (SEMAR) carried out dredging activities in Bahía and Ensenada de La Paz, Baja California Sur. In parallel there were severe impacts on the Ramsar site “Humedales Mogote-Ensenada de La Paz”. The dredging and the mis management of the waste generated citizen concern for the site and their inhabiting organisms. Consequently, there were protests that were prosecuted both in the media and legally before SEMARNAT by some non-governmental organizations (ONGs). On October 3, 2019, indignation led to the organization of a Forum-Workshop to assess the problem of wetlands in Bahía and Ensenada de La Paz, included in the Ramsar Convention. Here we present a summary of the Workshop results that reflect the great concern for Ramsar sites, both from civil society, and from different government entities. The results were integrated into a document delivered in February 2020 only to the authorities of SEMARNAT, CONANP and to the Baja California Sur State Congress, because the advent of the Covid-19 pandemic prevented the delivery to all other institutions involved, identified as responsible in the Workshop. Participants observed a wide range of problems in these sites originated largely by residents and reinforced by non-compliance with commitments acquired by Mexico towards the Ramsar Convention, evident in the neglect of the Ramsar sites, in particular the Mogote-Ensenada de La Paz wetlands, where no specific regulation indicates the responsibility of the management of these ecosystems. In contrast, it was observed that the wetland of Balandra has special protection by being part of a Natural Protected Area (ANP, by its acronym in Spanish). The most important general conclusion of this event was that only a we- ll-organized society, informed of the environmental services that these sites provide, and aware of their value as ecosystems, will be able to defend the sustainability of these sites."

Gestión participativa, Dragados, Conservación humedales, Servicios Ecosistémicos, Mortandad delfines CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS CIENCIA FORESTAL CONSERVACIÓN CONSERVACIÓN

Biodiversidad en las ciudades: el caso de las epífitas vasculares

Demetria Martha Mondragón Chaparro MARTHA PATRICIA MORA FLORES (2022, [Artículo])

Cada vez más hay un reconocimiento del valor de las ciudades como reservorios de biodiversidad. ¿Qué tanto se resguardan las especies?, dependerá del grupo de organismos que se trate; por ello, nos dimos a la tarea de averiguar cuántas especies de epífitas vasculares se encuentran presentes en la ciudad de Oaxaca de Juárez, México, encontrando solo seis especies, todas pertenecientes al género Tillandsia (Bromeliaceae), siendo T. recurvata la más abundante y mejor distribuida dentro de la ciudad. Ahora queda por investigar, que factores pudieran explicar esta baja diversidad.

BROMELIACEAE CONSERVACION OAXACA PLANTAS EPIFITAS BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) ECOLOGÍA VEGETAL ECOLOGÍA VEGETAL

Congreso IMTA 2014

VÍCTOR JAVIER BOURGUETT ORTÍZ Ariosto Aguilar (2014, [Libro])

En el congreso se presentaron ponencias vinculadas con los proyectos desarrollados en el IMTA en 2014. Algunas de las ponencias fueron: Sistema de captación de agua de lluvia en Cherán, Michoacán -- Diseño de esquemas de remediación de un acuífero granular-fracturado contaminado por cromo -- Plan para el manejo sustentable de la subcuenca Tejalpa en el Nevado de Toluca -- Dictamen técnico, financiero, económico y legal sobre el estado actual de las plantas de tratamiento de agua residual, bajo la operación de Fonatur.

Recursos hídricos Congresos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

¿Ser o no ser endémica?, esa es la cuestión: el caso de Peperomia cordovana

MARIA GUADALUPE RUIZ GOMEZ JORGE ANTONIO GOMEZ DIAZ CESAR ISIDRO CARVAJAL HERNANDEZ AMPARO ROCIO ACEBEY DAVALOS THORSTEN KROMER (2023, [Artículo])

Las especies endémicas tienen una distribución restringida, lo que conlleva un mayor riesgo de extinción en caso de destrucción de su hábitat. Algunas de estas especies pertenecen a grupos poco conocidos, cuya determinación taxonómica requiere del apoyo de un especialista. Por esta razón, en los herbarios frecuentemente se encuentran ejemplares mal identificados, lo cual causa confusión al definir su distribución geográfica necesaria para establecer estrategias de conservación. Aquí tomamos como ejemplo a la especie Peperomia cordovana, la cual no ha sido considerada endémica de Veracruz, porque había sido registrada para otros estados mexicanos con base en ejemplares identificados erróneamente.

CONSERVACION DISTRIBUCION GEOGRAFICA EJEMPLARES DE HERBARIO ENDEMISMO IDENTIFICACION TAXONOMICA BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) TAXONOMÍA VEGETAL TAXONOMÍA VEGETAL