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

Factores que contribuyen al consumo de ultraprocesados en los hogares vulnerables con jefatura femenina de Cuautla, Morelos

MÓNICA VÁZQUEZ ARELLANO (2023, [Tesis de maestría])

El objetivo de la presente investigación es analizar cuáles son los principales factores que contribuyen a promover el consumo de alimentos y bebidas ultraprocesadas (AYBUPs) en hogares vulnerables con jefatura femenina. Para tal fin, se utilizó un enfoque cualitativo basado en el estudio de caso. Las técnicas utilizadas fueron la entrevista semiestructurada y la observación. La investigación se realizó en el municipio de Cuautla. Se examinaron tres factores que inciden en las

elecciones alimentarias de las jefas de familia, a saber: sociodemográficos, económicos y socioculturales. Los resultados indican que la población entrevistada vive en zona de pobreza y marginación social, los problemas principales son la escasez de agua y vivienda adecuada. La mayoría tienen empleos en el sector informal y no cuentan prestaciones sociales. El ingreso familiar está conformado por varias personas, sin embargo, la sobrecarga de trabajo recae principalmente sobre la jefa de familia. Todas las familias presentan miembros con enfermedades crónicas. Su principal criterio de compra es que los alimentos sean baratos. Los ultraprocesados han penetrado en el ámbito de la cultural alimentaria pues su consumo acontece tanto en lo cotidiano como el festivo. La alimentación de estas familias no se centra en los alimentos ultraprocesados aunque algunos se consumen cotidianamente. Además, se observa una tendencia a su incremento pues las mujeres han ido sustituyendo ingredientes o alimentos caseros por el uso de ultraprocesados, este fenómeno se exacerbó en el periodo del confinamiento. Se concluye que los hogares liderados por mujeres son más vulnerables a la compra de alimentos ultraprocesados pues habitan ambientes alimentarios en los que predominan estos alimentos que son de fácil preparación, baratos y que tienen al alcance, este fenómeno puede ser interpretado como un indicador de que en esos hogares se padecen inseguridad alimentaria.

CIENCIAS SOCIALES SOCIOLOGÍA alimentos ultraprocesados, seguridad alimentaria, mujeres trabajadoras, alimentación en el contexto urbano, determinantes sociales de la salud.

Transferencia tecnológica para la adaptación a la crisis climática : un análisis del Proyecto Technology Needs Assessment del UNEP-DTU Partnership

Francisco Javier Pérez Pineda (2021, [Tesis de maestría])

"En los últimos 150 años se han incrementado exponencialmente las emisiones y concentraciones de gases de efecto invernadero (GEI) en la atmosfera, "a medida que la población, las economías y el nivel de vida (con el asociado incremento de consumo) crecen, también lo hace el nivel acumulado de emisiones de este tipo de gases" (ONU, 2020a), dando como resultado un aumento generalizado de la temperatura promedio global y una alteración de los procesos del sistema climático de la Tierra, lo que conocemos comúnmente como cambio climático antropogénico."

Tecnología; Países en desarrollo; Aspectos ambientales; Cambio climático; Aspectos tecnológicos; Desarrollo sostenible; Medio ambiente; Cooperación internacional CIENCIAS SOCIALES CIENCIA POLÍTICA RELACIONES INTERNACIONALES RELACIONES INTERNACIONALES

Efficiency of combating property violence in the Northwest region of Mexico

Martin Flegl Eva Selene Hernández Gress (2023, [Artículo, Artículo])

The situation of violence in Mexico shows an alarming trend as the number of committed crimes increased by 10.9% in 2021 compared to 2020. In fact, 75.6% of the Mexican population perceives the insecurity. Due to the above, it is necessary to strengthen public security to combat this trend. However, the resources allocated to the public security in Mexico are limited. Although there are studies that investigate what causes the violence in Mexico, so far there is no study that measures the efficiency of combating the violence related to budgetary, human, and material resources of the public security. This article investigates the efficiency of combating the property violence in 206 municipalities in the Northwest region of Mexico through the Data Envelopment Analysis. The results show a low efficiency (56.67%) with significant differences between the states in the region. Baja California is the state with the lowest efficiency (17.61%), whereas the highest efficiency is found in Durango (67.25%). For the last, the need to carefully plan changes in the police force and the public security infrastructure was noted to improve the efficiency and the level of security.

Análisis Envolvente de Datos Delincuencia Eficiencia Municipios Seguridad pública CIENCIAS SOCIALES CIENCIAS SOCIALES Data Envelopment Analysis Delinquency Public security

El impacto de la educación en la intención emprendedora: efecto del entorno universitario

ANEL FLORES NOVELO ANA LAURA BOJORQUEZ CARRILLO CARLOS DANIEL CANCHE MONTIEL (2020, [Artículo])

Este trabajo presenta un modelo tendiente a explicar las relaciones que afectan a la Intención Emprendedora (EI) con respecto al Entorno Universitario (EU), tomando como punto de partida la Teoría del Comportamiento Planificado. Se trabajó bajo el método cuantitativo. La muestra estuvo conformada por estudiantes de licenciatura en áreas económico administrativas de la Universidad Autónoma de Yucatán (UADY) (n=271). Los resultados muestran que a nivel estadístico parece ser que el EU tiene un efecto positivo en la IE de manera significativa.

CIENCIAS SOCIALES Intención emprendedora Entorno universitario Educación superior Emprendimiento

Genotyping by sequencing advancements in barley

Naeela Qureshi Mohammad Pourkheirandish (2022, [Artículo])

Genotyping by Sequencing Target Enrichment CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA BARLEY GENOTYPING RESTRICTION ENZYMES SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISM

Prácticas de cuidado y auto-cuidado de la salud en mujeres que participaron en Meta-Salud, una intervención comunitaria para la prevención primaria de las enfermedades crónicas en Hermosillo, Sonora, 2011-2012

KARLA TATIANA ROBLES CORDOVA (2017, [Tesis de maestría])

CIENCIAS SOCIALES Enfermos crónicos Enfermedades crónicas Mujeres

The Scaling Scan: A practical tool to determine opportunities and challenges to sustainably scale innovations

Lennart Woltering (2023, [Libro])

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA INNOVATION ADOPTION SOCIAL INCLUSION ENVIRONMENTAL FACTORS SCALING UP

Economics of crop residue management

Vijesh Krishna Maxwell Mkondiwa (2023, [Artículo])

More than five billion metric tons of agricultural residues are produced annually worldwide. Despite having multiple uses and significant potential to augment crop and livestock production, a large share of crop residues is burned, especially in Asian countries. This unsustainable practice causes tremendous air pollution and health hazards while restricting soil nutrient recycling. In this review, we examine the economic rationale for unsustainable residue management. The sustainability of residue utilization is determined by several economic factors, such as local demand for and quantity of residue production, development and dissemination of technologies to absorb excess residue, and market and policy instruments to internalize the social costs of residue burning. The intervention strategy to ensure sustainable residue management depends on public awareness of the private and societal costs of open residue burning.

Crop Biomass Residue Burning Environmental Effects CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CROPS BIOMASS RESIDUES ENVIRONMENTAL IMPACT CLIMATE CHANGE SMALLHOLDERS TECHNOLOGY ADOPTION

The input reduction principle of agroecology is wrong when it comes to mineral fertilizer use in sub-Saharan Africa

Gatien Falconnier Marc Corbeels Frédéric Baudron Antoine Couëdel leonard rusinamhodzi bernard vanlauwe Ken Giller (2023, [Artículo])

Can farmers in sub-Saharan Africa (SSA) boost crop yields and improve food availability without using more mineral fertilizer? This question has been at the center of lively debates among the civil society, policy-makers, and in academic editorials. Proponents of the “yes” answer have put forward the “input reduction” principle of agroecology, i.e. by relying on agrobiodiversity, recycling and better efficiency, agroecological practices such as the use of legumes and manure can increase crop productivity without the need for more mineral fertilizer. We reviewed decades of scientific literature on nutrient balances in SSA, biological nitrogen fixation of tropical legumes, manure production and use in smallholder farming systems, and the environmental impact of mineral fertilizer. Our analyses show that more mineral fertilizer is needed in SSA for five reasons: (i) the starting point in SSA is that agricultural production is “agroecological” by default, that is, very low mineral fertilizer use, widespread mixed crop-livestock systems and large crop diversity including legumes, but leading to poor soil fertility as a result of widespread soil nutrient mining, (ii) the nitrogen needs of crops cannot be adequately met solely through biological nitrogen fixation by legumes and recycling of animal manure, (iii) other nutrients like phosphorus and potassium need to be replaced continuously, (iv) mineral fertilizers, if used appropriately, cause little harm to the environment, and (v) reducing the use of mineral fertilizers would hamper productivity gains and contribute indirectly to agricultural expansion and to deforestation. Yet, the agroecological principles directly related to soil fertility—recycling, efficiency, diversity—remain key in improving soil health and nutrient-use efficiency, and are critical to sustaining crop productivity in the long run. We argue for a nuanced position that acknowledges the critical need for more mineral fertilizers in SSA, in combination with the use of agroecological practices and adequate policy support.

Manure Crop Yields Smallholder Farming Systems Environmental Hazards CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA BIOLOGICAL NITROGEN FIXATION LEGUMES NUTRIENT BALANCE SOIL FERTILITY AGROECOLOGY YIELD INCREASES LITERATURE REVIEWS