Estimación Del Volumen Susceptible De Derrame y Tasa De Descarga En Sistemas De Transporte De Hidrocarburos LíQuidos Para Fugas y Roturas | AIChE

Estimación Del Volumen Susceptible De Derrame y Tasa De Descarga En Sistemas De Transporte De Hidrocarburos LíQuidos Para Fugas y Roturas

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El cálculo del volumen de derrame y la tasa a la cual se descarga este volumen son insumo para el cálculo del riesgo y de las consecuencias que una rotura o fuga en sistemas de transporte de hidrocarburos puede tener sobre las personas, el ambiente, la reputación y/o la afectación económica. Información de gran importancia a la hora de definir los planes de emergencia y priorizar las actividades de mantenimiento e intervenciones de gran magnitud sobre la infraestructura.

Desde CENIT se han trabajado diferentes modelos para la estimación del volumen de derrame, que incluyen los modelos habituales, considerando los siguientes aspectos y limitaciones: 1) con modelos especializados en modelación de flujo a presión, los cuales no son muy acertados al momento de modelar fugas o roturas de tuberías, generando sobrestimaciones. 2) con modelos que simulan la tubería como un tanque con orificio y no tienen en cuenta las perdidas por fricción. Buscando mejorar estas limitaciones se estructuró y desarrolló un modelo que calcula el volumen susceptible de derrame en dos módulos.

El primer módulo incluye el cálculo del volumen dinámico de derrame, es decir, el volumen que es liberado por las bombas antes de apagarse. El cálculo, basado en el método de la honda de presión negativa, tiene en consideración las curvas de bombas, la topografía de la línea, las características de la tubería, las perdidas por fricción en la línea y las características del orificio. Los resultados obtenidos de este primer módulo corresponden a tasas de descarga más aproximadas a la realidad.

El segundo módulo, estima el volumen estático susceptible de derrame (es decir el volumen contenido dentro de la tubería) y su tasa de descarga. El volumen se calcula como el disponible a derramar por vasos comunicantes. La tasa de descarga se estima por medio del método de Featherstone, el cual permite tener en consideración las perdidas por fricción que se presentan entre los puntos altos y el sitio de drenaje o fuga. Este cálculo se realiza iterativamente lo cual permite conocer el perfil de descarga con el tiempo hasta que se vacía la tubería.

Entre las ventajas identificadas con este nuevo desarrollo se tiene: 1) Cambio en las tasas dinámicas de descarga a lo largo de la línea al considerar las curvas de las bombas y las perdidas por fricción, 2) volúmenes de drenaje más acertados al considerar el volumen a drenar por vasos comunicantes y no el lleno de línea, 3) tasas de descarga que tiene en consideración las perdidas por fricción, 4) uso de ecuaciones de descarga por orificio diferentes a Bernoulli, más representativas del fenómeno que sucede en la realidad. El poder obtener cada vez información mas certera en relación al volumen y la tasa de derrame, permite disminuir la sobrestimación de las consecuencias y por ende del nivel de riesgo, permitiendo una mejor asignación de los recursos.

En ese sentido, se presenta un caso de aplicación asociado a la priorización de mantenimiento de válvulas de seccionamiento; el cual, mediante la priorización de alternativas por métodos multicriterio, permitió definir el orden de prioridad de cada par de válvulas para efectuar su mantenimiento.

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