DISEÑO DE UN SISTEMA PARA AUTOMATIZAR LAS VÁLVULAS DEL GASODUCTO REGIONAL RIOHACHA-MAICAO DE PROMIGAS S.A.

DISEÑO DE UN SISTEMA PARA AUTOMATIZAR LAS VÁLVULAS

DEL GASODUCTO REGIONAL RIOHACHA-MAICAO DE

PROMIGAS S.A.

Gelvis Melo Freile, Universidad de La Guajira

César Rivera Romero, Universidad de La Guajira

Ferneys Rodriguez Gómez, Universidad de La Guajira

RESUMEN

Con el objetivo de aprovechar  oportunidades de mejora para la operación y la supervisión de las variables del gasoducto regional Riohacha-Maicao de PROMIGAS S.A E.S.P, se planteó crear una solución genérica viable y practica  apoyados en un proceso de innovación tecnológica que consiste en diseñar un sistema automatizado que incluye todos los niveles de la pirámide de la instrumentación. El diagnostico se emitió basándose en la información recopilada mediante reuniones, entrevistas con el personal técnico de PROMIGAS S.A E.S.P  y visitas de campo a las distintas instalaciones del gasoducto antes mencionado, obteniendo como resultado de la investigación que la forma de operación actual presenta debilidades para la atención de casos de contingencia tales como, rotura del gasoducto, cierre de las válvulas de seccionamiento por terceras personas o cualquier otro tipo de  eventualidad. Se propone implementar un sistema automatizado que permita la operación y el control de las válvulas seccionadoras de forma local y remota, el  monitoreo constante de la presión a lo largo del gasoducto y  la detección de roturas por caídas de presión respecto al tiempo. Los parámetros técnicos de este diseño se encuentran dentro de los estándares actuales de automatización, control y comunicación. Este proyecto tiene como propósito implementar estrategias de optimización, supervisión y control que integren de manera priorizada minimizar el impacto ante rotura, preservar la integridad del sistema de transporte y  maximizar la confiabilidad del suministro.

Palabras claves: Sistema automatizado, operación, supervisión, gasoducto, válvulas de seccionamiento.

DESIGN AUTOMATION SYSTEM FOR VALVES

REGIONAL PIPELINE OF RIOHACHA-MAICAO

PROMIGAS S.A.

ABSTRACT

In order to take advantage of opportunities to improve the operation and supervision of the variables of regional pipeline Riohacha-Maicao of PROMIGAS SA ESP, it was proposed to create a generic solution viable and practical supported in a process of technological innovation is to design a system automated including all levels of the pyramid of instrumentation. The diagnosis was issued based on information gathered through meetings, interviews with technical personnel PROMIGAS SA ESP and field visits to the various facilities of the aforementioned pipeline, resulting from the research that the form of current operation has weaknesses for care contingency cases such as pipeline rupture, closing isolation valves by third parties or any other eventuality. It is proposed to implement an automated system that allows the operation and control of the sectioning valves locally and remotely, the constant monitoring of the pressure along the pipeline and detecting breakage pressure drops over time. The technical parameters of this design are within the current standards of automation, control and communication. This project aims to implement optimization strategies, monitoring and control integrated prioritized manner to minimize the impact breakage, preserve the integrity of the transport system and maximize the reliability of supply.

Keywords: automated system, operation, monitoring, pipeline shut-off valves.

INTRODUCCIÓN

 En la actualidad PROMIGAS S.A E.S.P, es una de las organizaciones colombianas con mayor estimulo e inversión  en el tema de innovación tecnológica, manteniéndose siempre a la vanguardia en monitoreo, lectura y control de datos, de todas las variables que maneja en el proceso de transporte de gas natural.

 La presente investigación fue desarrollada para proponer un sistema para la automatización de las válvulas de seccionamiento del gasoducto regional Riohacha-Maicao de PROMIGAS S.A. E.S.P, que cumpliera con la satisfacción de las necesidades actuales y  los requerimientos técnicos, ambientales, legales y de calidad de  la compañía.

La presente investigación se estructuró de la siguiente manera: se planteó la problemática actual en cuanto a control de variables y la operación de las válvulas de seccionamiento del gasoducto regional Riohacha-Maicao  de PROMIGAS S.A E.S.P, se realiza una breve explicación de  lo que es el gas natural, su composición, propiedades, forma de explotación y de transporte y  los distintos usos que se le dan gas natural.  Seguidamente se realizó un resumen que permite contextualizar de manera sencilla  a los lectores del proyecto   acerca del gasoducto regional Riohacha-Maicao. Se desarrollaron los objetivos,  la justificación,  el alcance y la delimitación de la investigación. Se señalaron los antecedentes de la investigación, además de las bases teóricas que contienen conceptos vitales para la investigación  tales como, la automatización, el proceso de automatización, los dispositivos que participan en la automatización, entre otros; de igual forma se señaló la operacionalización de la variable en estudio. Se incluyó la metodología manejada a lo largo del estudio, detallando el tipo y diseño de investigación, la población y la muestra correspondiente, las técnicas utilizadas para la recolección de datos e indicando las fases de la investigación, permitiendo describir de manera ordenada los procedimientos que dieron lugar a lograr el desarrollo del objetivo en cuestión .Se plasmaron resultados de la investigación, en los cuales se incluyeron  la descripción del proceso actual de monitoreo del comportamiento de las presiones del gas y la forma de operación de las válvulas seccionadoras del gasoducto regional RIOHACHA MAICAO, los criterios de diseño de un sistema para la automatización  de las válvulas seccionadoras, se determinó la  solución de automatización adecuada con referencia a control, sistema SCADA y características técnicas de la instrumentación requerida para el funcionamiento automático de las válvulas de seccionamiento del gasoducto describiendo cada uno  de los equipos propuestos para dicha  automatización y al finalizar el capítulo se explica cada una de las  simulaciones desarrolladas en el laboratorio de procesos industriales de la universidad de La Guajira, las cuales permitieron  corroborar  el buen funcionamiento del diseño del sistema automatización para las válvulas seccionadoras  del gasoducto regional Riohacha-Maicao DE PROMIGAS S.A. E.S.P.  Por último, según lo planteado en el análisis de resultados y considerando las normas  y los estándares indicados en la investigación, se realizaron las conclusiones y recomendaciones pertinentes para el presente trabajo de investigación.

ANTECEDENTES HISTORICOS

Desde la antigüedad, el hombre se ha sentido fascinado por las máquinas que se mueven por sí solas, y en la antigua cultura egipcia se las describió por primera vez como autómatas. En la historia clásica, a los autómatas que mostraban un comportamiento similar al ser humano se les consideró animales míticos o dioses. En la Grecia de Aristóteles, aparecieron los primeros mecanismos que se movían a través de dispositivos hidráulicos, poleas y palancas. Pero no fue hasta mucho más tarde cuando el perfeccionamiento de la mecánica permitió construir autómatas complejos. Principalmente se construyeron en cinco áreas: monumentos religiosos e históricos, modelos de astronomía, dispositivos para el entretenimiento, mesas decorativas y androides (hombres mecánicos).  Los primeros estudios sobre regulación automática (la incorporación de realimentación en los procesos) empezaron en el siglo XVIII, y fue Watt en 1769, el que demostró su utilidad al diseñar y aplicar un regulador centrífugo de velocidad, en el control de máquinas de vapor. A partir de este momento se utilizaron masivamente reguladores, pero pronto se detectaron problemas al querer aumentar la precisión. El problema provenía de las oscilaciones que presentaba el regulador en funcionamiento. La solución tardó cierto tiempo, debido a la falta de una teoría sobre control. El primer estudio serio fue realizado por J.C. Maxwell en 1868. Aterrizando estos antecedentes en el tema de nuestra de investigación nos encontramos que, durante  la última década el avance de la ciencia y tecnología ha llevado a que se consolide dentro del campo de la industria de hidrocarburos una multidisciplina o sector operativo indispensable para todo proceso industrial denominado “Instrumentación y control”. Poco a poco esta multidisciplina va automatizando cada vez más los procesos industriales hasta tal punto que llega a optimizar los procesos que se desarrollan dentro de esta industria, lo cual convierte la automatización en  un factor clave para  la industria petrolera y gasífera  al darle la ventaja de controlar variables de operación que determinan en gran manera la afectividad de procesos.  Actualmente la industria gasífera   contrata empresas de servicios con el fin de que estas proporcionen los componentes (Instrumento o herramientas) necesarios para poder iniciar, desarrollar y controlar las diferentes etapas que se abarquen en los distintos procesos de la cadena valor del gas natural desde sus inicios en los yacimientos gasíferos, hasta el final de la misma con la distribución de este hidrocarburo. En la actualidad las compañías de petróleo y gas en el sudeste de Asia, así como Australia y Nueva Zelanda están invirtiendo en soluciones de automatización y software para reducir los costos operativos y mejorar la eficiencia.  El sureste de Asia y el mercado de ANZ llegará a  $ 447,8 millones de USD en 2018 frente a 282,1 millones dólares  en 2011. La tendencia está siendo impulsada por las crecientes demandas de energía que se enfrentan muchos países.

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