DISEÑO DE UN SISTEMA PARA AUTOMATIZAR LAS VÁLVULAS DEL GASODUCTO REGIONAL RIOHACHA-MAICAO

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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.

DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

El gas natural es una energía de origen fósil, compuesta principalmente por metano y etano, y en menor proporción por propano, butanos, pentanos e hidrocarburos más pesados. Es considerado una de las principales fuentes de energía, en la mayoría de los hogares en el mundo es usado para la cocción de alimentos, pero, este no es el único uso del gas natural. En el sector industrial y petroquímico es utilizado como combustible o materia prima. Como combustible se emplea en varios tipos de equipos, por ejemplo: hornos, secadores y calderas. En las industrias de cerámicas, cemento, metales, y otras donde se requieren hornos, el aprovechamiento energético y el ahorro en el consumo son notorios cuando se utiliza gas natural. Como materia prima se utiliza en las industrias que requieren metano (principal componente del gas natural) en sus procesos. Algunos de los subproductos del metano son: Monóxido de carbono, Hidrógeno, Metanol, Ácido acético, Anhídrido acético, entre otros. También es muy usado en las plantas de generación térmica, debido a que las generadoras que utilizan gas natural como fuente de energía generan menos emisiones en comparación con aquellas que utilizan carbón. Para que el gas natural pueda ser aprovechado o utilizado, debe recorrer una serie de procesos que inician con el proceso de producción, el cual consiste en la extracción del gas de acuerdo con las características propias de cada yacimiento. Por medio de diferentes equipos y métodos se extrae el gas desde el subsuelo hasta la superficie. Después de extraer el gas, es necesario procesarlo de tal manera que cumpla con los requerimientos necesarios para su uso final y los estándares regulatorios. En general el procesamiento consiste en la remoción de agua, partículas sólidas, hidrocarburos pesados, compuestos de azufre y de nitrógeno, dióxido de carbono, entre otros. Una vez procesado, el gas natural es comprimido, para que este fluido pueda ser transportado por gasoductos hacia las ciudades para su consumo domiciliario, industrial o vehicular. Los gasoductos son la forma más conocida y usada de transporte del gas natural a gran escala. Los gasoductos pueden unir distancias de hasta 3000 kilómetros, aproximadamente, y suelen tener una red de ductos o ramales que se conectan al ducto principal con el fin de abastecer a las poblaciones cercanas a la trayectoria del mismo. Sin embargo en algunas ocasiones, por temas de distancia y costo, se utilizan otras formas de transporte como los buques metaneros o los gasoductos virtuales.

En Colombia hay varios campos de producción de gas natural, las cuencas de la Guajira y de los Llanos Orientales son las de mayor producción. El gas natural se transporta desde las zonas de producción hasta las zonas de consumo por medio del Sistema Nacional de Transporte (SNT). Según el decreto 1493 de 2003 del Ministerio de Minas y Energía, el SNT "es el conjunto de gasoductos localizados en el territorio nacional, excluyendo conexiones y gasoductos dedicados, que vinculan los centros de producción de gas del país con las Puertas de Ciudad, Sistemas de Distribución, Usuarios No Regulados, Interconexiones Internacionales o Sistemas de Almacenamiento".

Promigas S.A E.S.P es una de las empresas privadas más antiguas en el sector del gas natural en América Latina. Desarrolla mercados de energía en Colombia y Latinoamérica, principalmente en transporte y distribución de gas natural; distribución y comercialización de energía eléctrica; soluciones integradas para la industria y generación de energía; y recientemente ha incursionado en el negocio de gas natural licuado GNL.