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• Johnjairo Edu Romero Espino

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¿COMO AFECTA LA CAPACIDAD DE RESISTENCIA DE LAS TUBERIAS PETROLERAS EN EL MAR? Brenda Aracely Alarcón Arancibia, Guadalupe Valeria Alvarado Huarez, Araceli Fernández Mendoza , Wendy Arakaki , Luis Dávila Asignatura: Resistencia de Materiales I Facultad de Ingeniería Ambiental Universidad Nacional de Ingeniería ___________________________________________________________________________________________

Resumen El siguiente trabajo de investigación es un estudio sobre la investigación sobre la capacidad de resistencia que presentan las tuberías empleadas en la industria petrolera, cuyo objetivo es reducir y eliminar en lo posible cualquier tipo de falla o deformación que es generado ante la combinación de diversas cargas porque si no se conoce que en una tubería se fundamenta en dos factores principales: el conocimiento del material (capacidad de resistencia) y el conocimiento de las condiciones de esfuerzo (carga) a los que va a estar sujeta las tuberías para que no se produzca el vertimiento del petróleo ,específicamente , en el mar por la contaminación que se dará. El petróleo vertido se va extendiendo en una superficie cada vez mayor hasta llegar a formar una capa muy extensa, con espesores de sólo décimas de micrómetro. De esta forma se ha comprobado que 1 m 3 de petróleo puede llegar a formar, en hora y media, una mancha de 100 m de diámetro y 0,1 mm de espesor. Palabras Clave: Contaminación marina; tuberías petroleras; capacidad del material ___________________________________________________________________________________________

INTRODUCCIÓN La contaminación por petróleo crudo o refinado puede ser generada accidental o deliberadamente, muchos de estos accidentes suelen suceder por el descuido de las industrias petroleras y el mal diseño de las tuberías que trasladan el petróleo, es por eso que el diseño de tuberías de revestimiento y producción ha evolucionado en los últimos años, con el fin de proporcionar el mejor aprovechamiento sobre estas y fortalecer la práctica de protección a los recursos hidrológicos, en especial de mares y lagos. De esta manera se ha ocasionado la respuesta a los retos de alcanzar mayores profundidades sin tener riesgos de derrames, y que a su vez representa un reto en el diseño para alcanzar mayores presiones y temperaturas. Como parte de los insumos que demanda un pozo, las tuberías representan un alto porcentaje en el costo del mismo. Se tienen estimaciones generales de que varía del 15 al 30% de la inversión total. Las bases de todo proceso de ingeniería recaen en los fundamentos técnicos. Estos, bien aplicados y orientados con la premisa de minimizar costos, conducen a definir las especificaciones de los materiales y parámetros de operación óptimos para aplicar un pozo. Como parte de este proceso, el diseño de las tuberías es una actividad que debe ser recurrente en la práctica. Cada pozo presenta un comportamiento diferente para su operación y construcción. Cuando se diseñan las

tuberías de revestimiento y de producción, uno de los parámetros que mayormente se toman en cuenta es el esfuerzo a la cedencia del acero, ya que es una de las variables directas en las ecuaciones de resistencia de los materiales en fenómenos como tensión, compresión, presión interna, y colapso del tubo.

METODOLOGÍA Se pueden incluir figuras para la descripción. La Presentación del Problema debe ser 4 a 8 párrafos y de 4 a 8 líneas cada uno. Describir con detalle la metodología empleada, incluyendo materias primas, materiales, equipos usados, programas aplicativos, etc., que incluyan figuras, fotos del prototipo desarrollado, diagramas de bloque, de flujo o de fases, tablas comparativas, cuadros sinópticos, mapas mentales o conceptuales, planeamiento experimental, etc.

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RESULTADOS 1.Contaminación por petróleo La contaminación por petróleo se produce por su liberación accidental o intencionada en el ambiente, provocando efectos adversos sobre el hombre o sobre el medio, directa o indirectamente. La contaminación involucra todas las operaciones relacionadas con la explotación y transporte de hidrocarburos, que conducen inevitablemente al deterioro gradual del ambiente. Afecta en forma directa al suelo, agua, aire, y a la fauna y la flora. Una gran parte del petróleo (entre uno y dos tercios) se evapora. El petróleo evaporado es descompuesto por fotooxidación en la atmósfera. Del crudo que queda en el agua:  

Una parte sufre fotooxidación; Otra parte se disuelve en el agua, siendo esta la más peligrosa desde el punto de vista de la contaminación, y lo que queda forma el "mousse": emulsión gelatinosa de agua y aceite que se convierte en bolas de alquitrán densas, semisólidas, con aspecto asfáltico. Se ha calculado que en el centro del Atlántico hay unas 86 000 toneladas de este material, principalmente en el mar de los Sargazos que tiene mucha capacidad de recoger este tipo de material porque las algas, muy abundantes en esa zona, quedan enganchadas al alquitrán.

Figura.1.1 Proceso del vertimiento del petróleo Para evitar estos acontecimientos se realizan los ensayos en el diseño de las tuberías tanto para las tuberías de perforación, revestimiento y producción. La importancia de reconocer la capacidad de resistencia de las tuberías ha sido materia de muchas y fuertes discusiones, de extensos estudios y de diversas pruebas de laboratorio, que han permitido evolucionar en el conocimiento del comportamiento mecánico de las tuberías.

Una tubería es un elemento cilíndrico hueco compuesto generalmente de acero, con una geometría definida por el diámetro y el espesor del cuerpo que lo conforma. Para fines prácticos, se define mediante una geometría homogénea e idealizada. Es decir, un diámetro nominal y un espesor nominal constante en toda su longitud. Sin embargo, la realidad es que no existe una tubería perfecta geométricamente. Adolecen de ciertas imperfecciones como la ovalidad y la excentricidad. 

Tipos de tuberías petroleras

El uso de tuberías en un pozo es de vital importancia. Constituyen el medio por el cual garantizan el control del mismo y se aseguran las instalaciones para el mejor aprovechamiento y mantenimiento del pozo. Es importante mencionar que dentro de la ingeniería de perforación las tuberías juegan un papel fundamental y cumplen diversas funciones. Por ello, se maneja una clasificación tanto por su objetivo como por la función que deben de cumplir al ser utilizadas en el interior de un pozo.  Clasificación por su objetivo •

Tuberías de revestimiento

Son tuberías que constituyen el medio con el cual se reviste el agujero que se va a perforar. Con ello se asegura el éxito de las operaciones llevadas a cabo durante las etapas de perforación y terminación del pozo. El objetivo de las tuberías de revestimiento es proteger las zonas perforadas y aislar las zonas problemáticas que se presentan durante la perforación

La capacidad de resistencia de una tubería se define como aquella aptitud o condición que ofrece una tubería para reaccionar y evitar cualquier tipo de falla o deformación, ante la acción combinada de cargas. una falla en las tuberías es una condición mecánica que refleja la falta de resistencia del material ante la situación y exposición de una carga. Con ella propicia la deformación del tubo. Las cargas a las que hacemos referencia son nominalmente cargas de presión, cargas axiales, ambientales y mecánicas

Las principales fallas de las tuberías son básicamente colapso, tensión, estallamiento y corrosión.

El comportamiento de falla se da por la propiedad del material para soportar una deformación elástica. El material alcanza la fluencia cuando experimenta una carga que le provoca una deformación permanente .

2. Las tuberías petroleras 

Tuberías

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https://www.mendozaconicet.gob.ar/portal/enciclopedia/terminos/Conta mPetr.htm http://www.contaminacionpedia.com/causasefectos-contaminacion-petroleo/ http://www4.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hiper texto/11CAgu/160VerPe.htm

Figura. 2 Comportamiento elástico

CONCLUSIONES Presentar entre 3 y 6 conclusiones, cada una de un párrafo de 5 a 8 líneas. La conclusiones se derivan o son consecuencia de los resultados obtenidos, así como del proceso seguido y la metodología empleada.

AGRADECIMIENTOS Esta parte es opcional, solo considérelo cuando valga la pena resaltar a una persona natural o jurídica (institución) que le ha facilitado ayuda económica y/o le ha entregado otras informaciones relevantes para la realización del proyecto.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFÍCAS Considerar como referencias bibliográficas todas las citas bibliográficas que ha usado en su proyecto. [1] A. Medina, P. Díaz y R. Torres, Microelectrónica, Ed. Prentice Hall, 2005. [2] J. Breckling. The Analysis of Directional Time Series: Applications to Wind Speed and Direction, Lecture Notes in Statistics. Springer, Vol. 61, 2006. [3] S. Zaña, C. Zuo, Diseño de un Sistema de Levitación Supercondutivo, California University, www.uc.edu/zana/papers/levit

http://oilproduction.net/files/OilProduction%20%20capacidad-de-resistencia-de-tuberias.pdf http://materconstrucc.revistas.csic.es/index.php/m aterconstrucc/article/viewFile/336/384 3

ANEXO N° 4: INDICACIONES ADICIONALES    

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El informe se presenta en doble columna y debe tener entre 6 a 10 páginas, sin incluir anexos. Tamaño de hoja: A4. El tipo de la letra es Arial. El tamaño de la letra: Título: 16 y en negritas. Nombre de autores, asignatura, facultad y universidad: 10 Título de cada sección: 11, en mayúsculas y en negritas. Texto general: 10. Todas las figuras, tablas, deben estar centradas y explicados en el texto. Deben tener una leyenda numerada y explicativa en 1 ó 2 líneas. Todas las ecuaciones debe estar centradas y numeradas. La redacción debe realizarse en tercera persona. Ejemplo: se diseñó, se analizó, se probó, se construyó. No debe redactar en primera persona: diseñé, diseñamos, analicé, analizamos, construí, construimos. Márgenes: Superior: entre 1,5 y 2,0 cm y en Página inicial: 3,0 cm aproximadamente Inferior: entre 1,0 y 1,5 cm Izquierda: entre 1,0 y 1,5 cm Derecha: entre 1,0 y 1,5 cm Separación entre columnas: entre 0,75 y 1,0 cm Se utilizará el Sistema Internacional de Unidades.

El día del Concurso los estudiantes deben traer impresos 2 originales del proyecto, los mismos que se entregarán a los miembros del Jurado.