UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y DE ENERGÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA “INCIDENCIA DE LAS CATEGORÍAS DE CONSUMO DE GAS NATURAL EN EL DISEÑO, INSTALACIÓN Y PUESTA EN SERVICIO DE LA RED DE SUMINISTRO DE 4737 M 3 /MES. INDUSTRIA MADERERA RENDA-CHINCHA” TRABAJO DE SUFICIENCIA PROFESIONAL PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO MECÁNICO EDGARD PEDRO CHAVESTA AYASTA Callao, Mayo 2017 PERÚ 1 Índice de Contenidos INTRODUCCIÓN 3 I. Objetivos 4 1.1. Objetivo General 4 1.2. Objetivos específicos 4 II. ORGANIZACIÓN DE LA EMPRESA O INSTITUCIÓN 5 2.1. Reseña Histórica 5 2.2. Declaraciones Estratégicas 5 2.3. Organigrama 6 2.4. Función específica dentro de la organización 8 III. ACTIVIDADES DESARROLLADAS POR LA EMPRESA 9 IV. DESCRIPCION DETALLADA DEL PROYECTO DE INGENIERIA 11 4.1. Descripción del tema 11 4.2. Antecedentes 11 4.3. Planteamiento del Problema 14 4.4. Justificación 14 4.5. Marco Teórico 15 4.5.1. Antecedentes de estudio 15 4.5.2. Bases teóricas 16 4.5.3. Marco Normativo 26 4.6. Fases del Proyecto 27 4.6.1. FASE I: Ingeniería preliminar 28 4.6.2. FASE II: Diseño de la red de suministro 37 2 4.6.3. FASE III: Montaje e instalación de red interna y Acometida de suministro. 48 4.6.4. FASE IV: Habilitación de la red y puesta marcha del servicio. 57 V. EVALUACION TÉCNICO-ECONOMICO 62 5.1. Evaluación técnica del consumidor (Simulación de facturación) 62 5.2. Elaboración de la propuesta económica 64 5.3. Tiempo de recuperación de la inversión 65 VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 67 6.1. Conclusiones 67 6.2. Recomendaciones 67 VII. REFERENCIALES 69 VIII. ANEXOS Y PLANOS 71 A-2 Cronograma de ejecución de proyecto (GANTT) 71 A-3 Ficha técnica de quemador de combustión para horno secador 71 A-4 Acta de aprobación del proyecto 71 3 INTRODUCCIÓN En la actualidad, el gas natural viene siendo una de las fuentes de energía que más se afianza como propuesta alternativa de energía limpia y eficiente. De igual manera el Perú no es ajeno a esta realidad, debido a nuestra aun temprana incursión en lo que a Gas Natural se refiere. Es así que nos encontramos en fase de consolidar procesos de adecuación tanto en planificación, como en ejecución de proyectos de distribución del gas natural. Basado en la evaluación de las categorías de consumo se buscó un modelo alternativo del diseño de la red de suministro de gas natural, que satisface la norma técnica actual, NTP 111 010, sino que además haga viable desde el punto de vista económico la ejecución del mismo. En tal sentido el informe de experiencia laboral titulado: “Incidencia de las categorías de consumo de gas natural en el Diseño, Instalación y Puesta en Servicio de la Red de Suministro de 4737 m3/mes. Industria Maderera Renda-Chincha”, soluciona esta problemática; por lo que el proyecto se desarrolló en 4 meses siguiendo las fases siguientes: Fase I Ingeniería preliminar, Fase II Diseño de la red de suministro, Fase III Montaje e instalación de la acometida y red interna de suministro, Fase IV Habilitación de la red y puesta marcha del servicio. Este proyecto surgió de la necesidad que tienen medianas y pequeñas industrias actualmente ubicadas en la región Ica, las cuales han venido presentando una problemática referida a la determinación de su categoría de consumo y el costo de m3 que la empresa concesionaria pueda brindar, siendo por ello el tiempo de recuperación de inversión un tema recurrente para la toma de decisión del cambio de matriz energética para estos consumidores, por ello se busca alivianar los costos de inversión en una red interna de gas natural, sin que esta deje de satisfacer los parámetros regulares de diseño, pero que a su vez pueda reducir el impacto económico sobre estas pequeñas y medianas industrias en la implementación del consumo de gas natural. 4 I. OBJETIVOS 1.1. Objetivo general Lograr la viabilidad técnico económico del proyecto de suministro de 4737 m3/mes de gas natural para la Industria Renda, mediante la incidencia de las categorías de consumo en el diseño, instalación y puesta en servicio de la red de suministro. 1.2. Objetivos específicos  Determinar la categoría de consumo equivalente de gas natural de la planta industrial RENDA para definir el costo del suministro y el derecho de conexión, como parte de la ingeniería preliminar del proyecto.  Calcular los diámetros de la red interna de gas natural basados en los parámetros definidos en la categoría de consumo para la aprobación del diseño proyectado.  Ejecutar el montaje e instalación de la red interna de suministro de gas natural, basado en procedimientos normalizados y de diseño definido.  Realizar los protocolos de prueba a la red de suministro de gas natural, previo a la puesta en marcha de los equipos térmicos de consumo para la firma posterior de acta de habilitación de la red de suministro de gas natural. 5 II. ORGANIZACIÓN DE LA EMPRESA O INSTITUCIÓN 2.1. Reseña Histórica ISSA PERU SAC, fue fundada en el Perú en el año 2012, asumiendo el rol de empresa contratista de la empresa concesionaria de gas natural en el departamento de Ica, a través de Grupo de energía de Bogotá S.A. E.S.P, quien es uno de los principales accionistas de la distribuidora CONTUGAS, específicamente en las localidades de Pisco y Chincha generando 90 empleos directos, 20 empleos indirectos. ISSA PERU SAC, fue premiada como la “Mejor Firma Instaladora 2012” gracias a la gestión para entregar desarrollo a las regiones y su enfoque al cliente, que le han permitido ser una empresa reconocida y posicionada en el Perú. Así mismo ISSA PERU SAC desde el año 2016, cuenta con filiales en Lima y Arequipa, siendo contratista actualmente de GAS NATURAL FENOSA, y en Lima trabajando en proyectos residenciales a través del FONDO DE INCLUCION SOCIAL ENERGETICO, quien cuenta como administrador temporal a OSINERGMIN, y a nivel nacional desarrollando proyectos de instalaciones industriales de distinta índole. ISSA PERU SAC se encuentra catalogada con el estatus de categoría IG3, lo que la faculta para diseñar, construir, reparar, mantener o modificar cualquier tipo de instalaciones internas residenciales, comerciales y/o industriales de gas natural, según lo establecido en las Normas Técnicas Peruanas 111.011 y 111.010 y, el Reglamento aprobado por Decreto Supremo 042- 99-EM y sus modificaciones. Por otro lado, cuenta como aliado estratégico a su casa matriz en Colombia ISSA S.A.S que es una empresa del eje cafetero enfocada en la industria de la construcción, fruto de la necesidad de crear propuestas novedosas, métodos constructivos y servicios para obras civiles comerciales, industriales y de vivienda. 2.2. Declaraciones Estratégicas 6 Misión ISSA PERU SAC es una empresa dedicada a la asesoría, diseño, comercialización y construcción de redes internas y externas de gas natural, con una permanente búsqueda del mejoramiento continuo de los procesos y servicios, contamos con un equipo humano competente y generación de valor para nuestros accionistas. Visión Ser reconocido en el año 2020 como una de las principales empresas en las regiones gasificadas del Perú, por la prestación de un servicio de Calidad en la Instalación de redes de gases combustibles y otros servicios públicos. Políticas ISSA PERU SAC desde el primer momento en el que fue constituida asumió el compromiso de brindar un servicio seguro y eficiente a miles de peruanos. Desde entonces hemos venido creciendo y contribuyendo a la comercialización y construcción de redes internas de gas natural, permitiendo de esta forma el uso de energía limpia de forma segura y responsable a miles de hogares, comercios e industrias a lo largo de todo el Perú. 2.3. Organigrama 7 Figura N° 2.1 ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL DE ISSA PERU SAC Fuente: Departamento de Calidad de ISSA PERU 8 2.4. Función específica dentro de la organización Actualmente dentro de la compañía asumo el cargo de Director de Proyectos de Ingeniería de la Sede de Lima, así mismo tengo como responsabilidad, el velar por el buen desarrollo y gestión de los proyectos de instalación existentes y proyectos futuros, ya sean estos ejecutados en Lima, como también en provincia. Figura N° 2.2 ORGANIGRAMA ISSA PERU SAC – SEDE LIMA 9 Fuente: Departamento de Calidad de ISSA PERU III. ACTIVIDADES DESARROLLADAS POR LA EMPRESA Actualmente en el Perú, ISSA PERU SAC se encuentra atendiendo principalmente el mercado de instalaciones para el suministro de Gas Natural, GLP, GNL y GNV. Así mismo ISSA PERU SAC, se encuentra desarrollando sus operaciones en 3 departamentos del Perú, y en cada uno de ellos desarrolla diversos proyectos, enfocados principalmente al tendido de redes de suministro de energía. SEDE ICA: En el departamento de Ica se trabaja directamente con la concesionaria del servicio de gas natural CONTUGAS, atendiendo a las provincias de Ica, Pisco, Chincha, Nazca y Marcona. Por otro lado, también se ejecutan proyectos de instalación del suministro en el rubro de las categorías de consumidores, residenciales, comerciales, industriales y GNV. SEDE AREQUIPA: En el departamento de Arequipa la empresa actualmente trabaja como contratista de la empresa concesionaria de la región GAS NATURAL FENOSA. Actualmente el proyecto se encuentra en la etapa del tendido de redes externas (Troncales y anillados de polietileno), sin embargo, las redes internas residenciales ya iniciaron a ser instaladas en el cercado de la ciudad, en la cual nos encontramos atendiendo a estos potenciales futuros usuarios del servicio. SEDE LIMA: En la capital, la empresa viene desarrollando proyectos a modo de empresa independiente, es decir actualmente no cuenta con contrato vigente con la concesionaria de servicio CALIDDA, sin embargo, nos encontramos desarrollando proyectos residenciales, comerciales e industriales a modo independiente. En el rubro residencial en Lima, ISSA se encuentra adscrita a un convenio firmado con OSINERGMIN, como órgano encargado de administrar el fondo de inclusión social energético FISE a través del programa de promoción BONO GAS, atendiendo a usuarios residenciales en sus instalaciones, a través del subsidio que le ofrece este fondo. 10 Así mismo se cuenta con un área de desarrollo en ingeniería y proyectos, para la atención de clientes de diversas categorías en cuanto a consumo, y ejecutando estos proyectos en cualquiera de las regiones en las que ISSA se encuentra operando. 11 IV. DESCRIPCION DETALLADA DEL PROYECTO DE INGENIERIA 4.1. Descripción del tema Es sabido que la evaluación de todo proyecto de ingeniería, se encuentra estrechamente ligado a la posibilidad de un recurso económico disponible para la ejecución del mismo, y que este depende de gran forma del estudio previo que se haga para obtener su viabilidad. Un proyecto de gas natural, no es ajeno a todo lo antes expuesto, por lo que definir una propuesta técnica implica un previo análisis de las variables que la definen. Una de las variables más importantes en la definición de un futuro consumidor de gas natural, es la de conocer el tipo de categoría en cuanto a su consumo equivalente futuro en gas natural, ya que esta define, no solo el tipo de diseño en la red al que habrá que ajustarse y la norma de aplicación, sino que además define costo que se tendrá que pagar en el suministro de gas, lo que deviene como consecuencia en la evaluación de rentabilidad por parte del futuro usuario, para la toma de decisión en cuanto a la inversión que se ha de hacer a este tipo de proyectos. RENDA es una industria de madera ubicada en el departamento de Ica, provincia de Chincha, cuya evaluación, diseño, ejecución y puesta en marcha será parte de nuestro estudio, para mostrar las implicancias en la propuesta técnica económica que un consumidor de este tipo puede llegar a tener. 4.2. Antecedentes Basados en las experiencias de instalaciones ya realizadas en Lima a través de la concesionaria CALIDDA, se ha podido conocer que es posible definir para consumidores de categorías A o B, instalaciones cuyas acometidas lleven un gabinete de regulación y medición y no una estación de regulación y medición, con lo cual la propuesta económica de una red de suministro reduce su valor 12 de manera considerable, y a su vez viabiliza su aprobación, debido a que estos montos reducen los tiempos de recuperación de la inversión. Industrias de Categoría B CERVECERIA ALDON MUEHLEBACH S.A.C Dirección: CA. 28 de Julio 361 V.M.T Fecha de ejecución: 16/04/2015 Potencia térmica de consumo: 325.64 KW Figura N° 4.1. CERVECERIA ALDON MUEHLEBACH S.A.C. Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU FABRILAC S.A.C Dirección: Av. Sta. Rosa N°122 Los Olivos Ejecución: 10/10/2014 Potencia térmica de consumo: 196 KW Figura N° 4.2. FABRILAC S.A.C Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU 13 AGUA & GYM Dirección: Av. Debussy 120 San Borja Ejecución: 24/07/2015 Potencia térmica de consumo: 493 KW Figura N° 4.3. AGUA & GYM Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU Industria RENDA, es una empresa especializada en el procesamiento y comercialización de productos obtenidos de la madera, razón por la cual llevan inmersos en sus procesos distintos mecanismos para el tratado de esta materia prima; uno de ellos se encuentra contenido en su horno de secado, el cual venía siendo proveído de energía obtenida de la combustión de la materia residual de la madera o viruta, lo cual a pesar de ser un mecanismo aparentemente funcional, no satisfacía las diferentes necesidades y estándares de calidad requeridas por la compañía RENDA, esto debido al alto volumen de combustible sólido, su ineficiente combustión, los tiempos de arranque y calentamiento entre otros. Por este motivo industria RENDA, opta por buscar alternativas de energía, limpia y eficiente, y a solicitud de la misma se desarrolla 2 propuestas técnico económicas, la primera referida a la adecuación del horno secador y cámara de combustión (La cual no forma parte del presente informe), y la segunda del 14 proyecto de instalación del suministro de gas natural (La cual es materia de nuestro presente informe). Para el desarrollo de la propuesta de instalación del suministro de gas natural se hace necesario determinar en base al consumo actual de energía, el consumo futuro en gas natural, este consumo define la categoría y esta a su vez su tarifa de consumo y la posibilidad de un diseño de red con un menor costo de inversión. 4.3. Planteamiento del Problema ¿En qué medida la categorización de consumo de gas natural, incide en el diseño, instalación y puesta en servicio de la red de suministro de 4737 m3/m en la industria maderera RENDA ubicada en Chincha? 4.4. Justificación Justificación Económica Todo proyecto por sí mismo atraviesa por diferentes instancias desde su promoción hasta la conclusión del mismo. Sin embargo, es indudablemente importante el estudio de ingeniería preliminar para la viabilidad y aprobación del mismo; este análisis en todo tipo de proyectos se encuentra estrechamente vinculados al aspecto económico, así como al análisis de utilidad que le pueda representar al solicitante. En el caso particular de los proyectos de suministro de gas natural en industrias y comercios, este análisis preliminar se hace casi siempre en base al tiempo de retorno de inversión que los proyectos involucran, por lo que si bien es cierto un diseño define en gran forma los costos de inversión, esta inversión se justificara en la obtención del beneficio que se pueda recibir por este servicio, es decir el costo que este nuevo combustible representa en comparación con alguno anterior, o el registro de comparación con algún otro. Siendo las categorías de consumo las que definen en el caso del gas natural, el valor a pagar por el volumen de gas a consumir, resulta ser de mucha utilidad que las categorías 15 guarden estrecha correspondencia con la inversión a realizarse a nivel técnico, es decir las tarifas de consumo deben guardar relación estrecha con la inversión que implique la instalación del suministro, de esa forma se conseguirá hacer viable económicamente este tipo de proyectos, para el presente informe hará viable económicamente el proyecto de suministro de gas natural para la industria maderera RENDA. Justificación Social El presente trabajo propone dar a conocer la manera en la cual los criterio para definir el diseño de una red, deben de ir ligados a la categoría del consumidor, con lo cual se ayuda de gran manera al desarrollo de un sector que a causa de los costos de inversión de la instalación no cuentan con el uso de este tipo de energía, fortaleciendo de esa manera el desarrollo y bienestar, no solo del empresario sino además se podrá conseguir a mediano o largo plazo la mejora económica de los sectores sociales dependientes de él. 4.5. Marco Teórico 4.5.1. Antecedentes de estudio En la actualidad existen una gran variedad de estudios que abordan la problemática del gas natural como fuente proveedora de energía en nuestro país. A continuación, haremos referencia a algunos estudios que nos han antecedido, los que nos servirán como punto referencial de partida para nuestro análisis.  Chávez (2005) sostiene entre sus principales conclusiones: “El uso del gas natural permite a la planta ser más competitivo y productivo no solo por el ahorro de combustible, que en este caso es alrededor del 40%, sino también por grandes beneficios que tiene este combustible como son: la disponibilidad y continuidad de suministro, la flexibilidad de su uso, la alta 16 eficiencia en su combustión y su mejor comportamiento con el medio ambiente” (p. 230).  Robles (2006) da a conocer también entre sus conclusiones se puede apreciar que: “El migrar a gas natural significa un ahorro en costo de combustible y al no requerir almacenamiento disminuye los gastos de logística, ya que no ingresa el camión de combustible al interior de planta, evitando riesgos de contaminación” (p. 74).  Ramírez (2013) en su trabajo presentado, menciona respecto a instalación de una red de gas natural: “Se reduce un 65% en el costo de hidrocarburos” (p. 193), lo que conlleva a una mayor eficiencia en cuanto a los recursos.  Quispe (2014) da a conocer al respecto entre sus principales conclusiones: “…el estudio muestra un proyecto rentable desde el punto de vista financiero, con una Tasa de Retorno de 60.46% y un Valor Actual Neto de USD 3’961,817” (p. 91). 4.5.2. Bases teóricas Definición del Gas Natural El gas natural es un combustible fluido (gas), compuesto mayormente de metano (aproximadamente un 90 %), y en menor cantidad de etano, propano y butano. Su combustión no genera sustancias toxicas, lo que lo convierte en un combustible limpio y armonioso con el medio ambiente. Su poder calorífico superior es de 9500 Kcal/m3, siendo este menor al poder calorífico del GLP, motivo por el cual el flujo del gas natural deberá ser calculado al momento de sustituir a este u otro combustible. 1 Por otro lado, el gas natural cuenta con una densidad relativa promedio de 0.611, valor que nos muestra su ligereza en comparación al aire, lo que permite su fácil dispersión en caso de fugas.2 1 INDECOPI-2014, Norma Técnica Peruana 111.011 PP 21. 2 TAHARA FUKUHARA. Manual de instalaciones Internas residenciales y comerciales. GAS NATURAL DE LIMA Y CALLAO S.A. -2009. PP 11. 17 Primeros antecedentes de uso en el Perú El gas natural hoy en día es considerado uno de los combustibles más eficientes y limpios en nuestro país y en el mundo. Sin embargo, es poco conocido que este sistema energético en nuestro país data de muchos años atrás, remontándonos a los años de 1930. De acuerdo con El Comercio (2014) En 1930 la Internacional Petroleum Company (IPC), que explotaba los recordados pozos petroleros de la Brea y Pariñas (en Talara) decidió distribuir este combustible por tuberías a sus campamentos, poco después lo hizo extensivo a la población. Lo más curioso es que la distribución de este recurso era gratuita, pues para la IPC el gas natural representaba casi un estorbo en su interés por obtener petróleo, que era lo que el mundo compraba y aún sigue demandando.3 Gas de Camisea El gas de Camisea sin duda en el Perú ha significado el inicio de una nueva era energética para todos, y la gran posibilidad de utilizar este recurso para un desarrollo sostenible de nuestro país. En un artículo publicado en un portal web de nombre “un regalo de dios” (Villacorta, 2012), en él se destaca la manera en la cual el gas natural de Camisea pasa por varias etapas hasta convertirse en la gran realidad que es hoy, haciendo hincapié en que nuestro país a pesar de tener la gran oportunidad de conseguir la llamada independencia energética, actualmente no viene llevando acabo las políticas necesarias para conseguirla. En este artículo se escribe: La historia del gas de Camisea es ampliamente conocida en el Perú. En julio de 1981 la compañía Anglo-Holandesa Royal Dutch Shell firmó un contrato de prospecciones petrolíferas en los Lotes 38 y 42. En el mes de marzo de 1984, Shell descubre gas de Camisea en el pozo exploratorio San Martín 1, en el denominado Lote 42, que posteriormente se conformarían en los Lotes 88A y 88B. Shell continúa con las exploraciones e informa del descubrimiento de gas 3 EL COMERCIO.PE, 2014.Disponible en http://elcomercio.pe/economia/peru/talara-primera- ciudad-que-tuvo-gas-natural-y-petroquimica-noticia-1781622 http://elcomercio.pe/economia/peru/talara-primera-ciudad-que-tuvo-gas-natural-y-petroquimica-noticia-1781622 http://elcomercio.pe/economia/peru/talara-primera-ciudad-que-tuvo-gas-natural-y-petroquimica-noticia-1781622 18 en los pozos de Cashiriari y Mípaya. Las autoridades de la compañía petrolera anunciaron el descubrimiento de 8,8 billones de pies cúbicos de reservas probadas, lo que actualmente se conoce con 8,8 TCF, y 587 millones de barriles de líquidos de gas natural.4 Categorías de Consumidores El Órgano supervisor de la inversión en energía y minería en su página web (2017) menciona: De acuerdo a la normativa, los consumidores regulados están divididos en diversas categorías según su nivel de consumo mensual de gas natural, cuya tabla se muestra a continuación: Tabla N° 4.1. CATEGORÍAS DE ACUERDO AL CONSUMO Fuente: OSINERGMIN- 2017. Página Web institucional Por otro lado, en su presentación llamada REGULACION TARIFARIA DE DISTRIBUCIÓN DE GAS NATURAL EN EL PERU, el Gerente de Gas Natural (e) – GART – OSINERGMIN Miguel Révolo (Octubre 2014), muestra: 4 CONEXIÓN ESAN, disponible en http://www.esan.edu.pe/conexion/actualidad/2012/08/06/gas- camisea-energia/ http://www.esan.edu.pe/conexion/actualidad/2012/08/06/gas-camisea-energia/ http://www.esan.edu.pe/conexion/actualidad/2012/08/06/gas-camisea-energia/ 19 Tabla No 4.2. CATEGORÍAS DE CONSUMIDORES Fuente: Resolución Osinergmin N°140 - 2014 - OS/CD Sin embargo respecto al tema, en la actualidad estos rangos de consumo a pesar que definen la categoría tarifaria de un usuario, no necesariamente definen el tipo de instalación, ya que estos se vienen siendo definiendo en algunos casos de acuerdo a la partida registral, es decir que si una empresa es registrada como industria, quedaría destinada a aplicarse sobre su instalación la norma 111.010 (Sistema de tuberías para instalaciones internas industriales), a pesar que su rango tarifario seguirá basado en su consumo, lo que en muchos casos dificulta la viabilidad de un proyecto, debido a que los costos de inversión serán contrastado siempre con la tarifa de suministro. Al respecto OSINERGMIN en su Informe-No.0130-2014-GART muestra las diferencias tarifarias promedio de acuerdo a consumo. Tabla N° 4.3. TARIFAS MEDIAS DE DISTRIBUCIÓN POR CATEGORÍA TARIFARIA Fuente: Informe-No.0130-2014-GART 20 Modo de distribución de redes externas Se conoce como distribución, al servicio público prestado por el distribuidor que consiste en recibir el gas del transportista, conducirlo y entregarlo al consumidor, a través de un sistema de distribución. Para esquematizar los componentes que intervienen en la distribución de gas natural seco se ha tendido en cuenta la norma Gas Transmission and Distribution Piping Systems ANSI/ASME B31.8, estas son: La red de distribución y otras redes, la estación puerta a la ciudad, las estaciones reguladoras de presión, las acometidas y las conexiones, que son utilizadas para la prestación de servicio en el área de concesión.5 Figura N° 4.4 EL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE GAS NATURAL EN LA CIUDAD Fuente: Gas Natural de Lima y Callao S.A. 2015. Sistema de distribución de gas natural Tuberías de conexión y acometida La tubería de conexión está constituida por un tramo de tubería ramificada de la red externa hasta la válvula de servicio, a partir de ahí los accesorios de regulación, corte y medición; se les denomina acometida. Las tuberías de conexión y acometida para los consumidores finales, se encuentran clasificados de acuerdo al consumo, pero este consumo a su vez se encuentra relacionado directamente con la presión de suministro para cada 5 SANCHEZ PALACIOS, Marcel. Calculo diseño de canalización para gas natural seco. 2004. PP 3 21 uno de ellos; motivo por el cual los parámetros de diseño de cada consumidor no serán los mismos. Figura N° 4.5. TUBERÍA DE CONEXIÓN - INDUSTRIAL Fuente: GAS NATURAL DE LIMA Y CALLAO S.A. 2015. Sistema de distribución de gas natural Figura N° 4.6. TUBERIA DE CONEXIÓN Y ACOMETIDA PARA RED INTERNA COMERCIAL- RESIDENCIAL Fuente: GAS NATURAL DE LIMA Y CALLAO S.A. 2015. Sistema de distribución de gas natural Instalación de redes internas de gas natural 22 Las instalaciones de redes internas de gas natural podrían ser clasificadas también de acuerdo al consumidor, y la definición del diseño de las mismas deberán se enmarcadas de acuerdo a la normativa que para cada una de ellas comprenda. (NTP 111.010 Instalaciones Industriales y la NTP 111.011 Instalaciones Comerciales y Residenciales). Es muy importante para el presente estudio tomar en consideración que la definición del tipo de instalación no solo modificara el diseño de la red, sino que además define el costo final de la misma. Figura N° 4.7. ESQUEMA DE DISEÑO DE RED INTERNA COMERCIAL- RESIDENCIAL Fuente: GAS NATURAL DE LIMA Y CALLAO S.A. -2009. Manual de instalaciones Internas residenciales y comerciales Figura N° 4.8. ESQUEMA DE DISEÑO DE RED INTERNA INDUSTRIAL Fuente: (CEDEGAS), 2007 Diseño de instalaciones Internas Industriales Tabla N° 4.4 PRESIONES MAXIMAS DE SUMINISTRO 23 CLASIFICACION PRESION MAXIMA DE SERVICIO TIPO DE INSTALACIÓN Baja presión BP Hasta : RESIDENCIAL 5 KPa 0.05 kg/cm 2 50 mbar 0.725 lb/in 2 Media Presión A Entre COMERCIAL 5 y 40 kPa 0.05 y 0.4 kg/cm 2 50 mbar y 400 mbar 0.725 lb/in 2 y 7.8 lb/in 2 Media Presión B Entre INDUSTRIAL 40 Y 400 kPa 0.4 y 4 kg/cm 2 400 mbar y 4 bares 7.8 y 58.01 lb/in 2 Fuente: INSTITUTO DE PETROLEO Y GAS, 2014. Manual de curso IG Materiales Tuberías Las tuberías que forman parte de las instalaciones internas han de ser de materiales con las características mecánicas adecuadas a la función que han de desempeñar y que no sufran deterioros ni por el gas distribuido ni por el medio ambiente con el que están en contacto. Si esto no se cumple, deberán estar protegidos por un recubrimiento industrial adecuado. Por ello, las tuberías que formen parte de las instalaciones internas, con las limitaciones que más adelante se expondrán, podrán ser de los siguientes materiales:  Cobre  Acero  PEALPE A continuación, se desarrollan las características y limitaciones de cada uno de estos materiales. Tuberías de cobre Las tuberías de cobre para gas natural deberán ser conforme a la NTP 342.052, ó ASTM B 88M/ ASTM B 88, con referencia principalmente a las tuberías tipo A y B (tipo K y L respectivamente), o norma técnica equivalente. 24 Las tuberías de cobre de tipo G deberá cumplir con lo establecido en la NTP 342.525 o ASTM B 837 o norma técnica equivalente. Estas tuberías no deben utilizarse cuando el gas suministrado tenga un contenido de sulfuro de hidrógeno superior en promedio a 0,7 mg por cada 100 litros estándar de gas natural seco. Tabla N° 4.5. DIMENSIONES DE LOS TUBOS DE COBRE TUBERÍAS DE COBRE TIPO K Fuente: Manual DINCORSA Tabla N° 4.6. DIMENSIONES DE LOS TUBOS DE COBRE TUBERÍAS DE COBRE TIPO L Fuente: Manual DINCORSA 25 Tuberías de acero Se utilizarán tubería de acero negro y tubería de acero negro galvanizado con o sin costura conforme a las siguientes normas técnicas reconocidas: ANSI/ASME B 36.10, ASTM A 53 ó ASTM A 106, o norma técnica equivalente. Tabla N° 4.7. DIMENSIONES DE LOS TUBOS DE ACERO ASTM A53 Fuente: Manual DINCORSA 26 Tuberías Pe Al Pe Las tuberías de Pe Al Pe son tubos multicapas que está conformada por tres capas, polietileno, aluminio y polietileno. La característica de este material está definida en la NTP –ISO-17484-1. Figura N° 4.9. TUBERÍAS DE PE AL PE Fuente: Departamento de ingeniería y proyectos ISSA PERU 4.5.3. Marco Normativo Para el desarrollo de la ingeniería y la construcción de cada etapa del proyecto, se tendrá como parámetros lo indicado en las normas y Especificaciones Técnicas vigentes, así como las especificaciones Técnicas Diseño, Construcción e Instalación de la concesionaria CONTUGAS. Por lo expuesto las normas consideras son: Norma Técnica Peruana NTP 111-010, NTP 111- 011 Sistema de Tuberías para las Instalaciones Internas. Normas Técnicas Peruanas adicionales  NTP 342.522:2002 Cobre y aleaciones de cobre. Desde Parte 1 hasta parte 20  NTP 342.052:2000 Cobre y aleaciones de cobre. Tubos redondos de cobre sin costura, para gas y agua 27  CEN UNE-EN 746-1:1997 Equipos de tratamiento térmico industrial: Parte 1: Requisitos comunes de seguridad para equipos de tratamiento térmico industrial  CEN UNE-EN 746-2:1997 Equipos de tratamiento térmico industrial: Parte 2: Requisitos de seguridad para la combustión y los sistemas de manutención de combustibles Normas Técnicas Internacionales  ANSI: American National Standard Institute  API: American Petroleum Institute  ASME: American Society of Mechanical Engineers  ASTM: American Society for Testing and Materials  AWS: American Welding Society 4.6. Fases del Proyecto El proyecto se desarrolló en 4 fases que van desde la ingeniería preliminar propuesta, hasta la puesta en servicio del suministro de gas natural, estas etapas muestran además el diseño y la ejecución del mimo. Las fases se muestran en el siguiente diagrama: 28 4.6.1. FASE I: Ingeniería preliminar  Determinación del estado y ubicación de los equipos de consumo. Para la determinación del estado y ubicación de los equipos se realizó una visita técnica a la planta de la industria Renda, llegando a determinar que operaban 2 equipos de consumo, como son: Una Cocina semi Industrial de 2 hornillas a GLP y un horno de secado que viene funcionando con madera residual del proceso al que se dedican. Con ello se determinó que la ubicación del ambiente de cocina y el equipo en sí, se encuentran aptos para recibir el servicio de gas natural, es decir cumple con los requisitos establecidos en las normas NTP 111.022 (6.2 Métodos para la ventilación de espacios confinados) y 111.023 (5.2 Tipos de artefactos y su relación con los métodos de evacuación de los productos de combustión). De esta misma forma se define que el horno de secado de madera que actualmente cuenta con un suministro de energía proveniente de la madera residual, deberá de ser reemplazado por un quemador a gas natural, por lo que deberá proceder a modificar además la ubicación de la cámara de combustión, intercambiador de calor y chimenea con el que contaban.  Propuesta de adecuación de la cámara de combustión del horno de secado Mediante esta propuesta se buscó no solamente poder proporcionarle el servicio a su horno a leña, sino además mejorar el sistema de secado de madera con el que venía trabajando, ya que al instalarle un quemador con llama de gas que actué directamente dentro de la cámara de combustión, no solo se puede graduar de manera óptima la cantidad de energía entregada al recito, sino que además reduce de manera automática los tiempos de espera de encendido y apagado, reduce además los costos de personal para el transporte de madera residual, y genera un sistema que mejora sus tiempos de producción, reduciendo también las emisiones de CO, que se tenía debido al sistema anterior. 29 Resumen de adecuación del intercambiador de calor (Migración de combustible madera residual a Gas natural) Figura N° 4.10. ESQUEMA DE ADECUACIÓN DE CÁMARA DE COMBUSTIÓN Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU  Determinación de las categorías de consumo y presentación de solicitud de factibilidad. Una vez determinada la posibilidad de instalar el suministro de gas natural, se le notificó a la gerencia general de la Industria Renda, que es necesario presentar la solicitud de factibilidad de suministro a la empresa concesionaria, para ello deberá llenar un formato de solicitud emitido por la empresa concesionaria y hacer llegar plano de ubicación del predio en mención. Este último requisito fue elaborado por parte nuestra en harás de agilizar la gestión (Plano de ubicación se adjunta en los anexos). Así mismo esta solicitud es muy importante ya que en ella se muestra los datos de consumo actual de energía en los equipos, esta nos da a conocer la categoría de consumidor de gas natural, siendo en este caso un consumidor de tipo B. Consumo CSI y Quemador de Horno de secado = 84 Balones GLP 45 Kg La conversión de este suministro de GLP a GN nos arroja 4737 m3/mes en GN.  Firma de contrato de suministro y derecho de conexión 30 Una vez determinado el consumo de los equipos a instalar, se define el pago a realizar por derecho de conexión el cual asciende a la suma de $ 5008.77. (Respuesta de solicitud de factibilidad de suministro de adjunta en los anexos) Con lo cual se obtiene la siguiente respuesta de parte de la concesionaria para el derecho de conexión Tabla N°4.8. RESPUSTA DEFACTIBILIDAD DE SUMINISTRO Fuente: CONTUGAS Una vez cancelado el monto se procede a firmar un contrato de suministro con la empresa concesionaria CONTUGAS, y con ello se puede continuar con la evaluación de nuestra propuesta.  Pre diseño de la red Habiéndose definido ya la ubicación y consumo de los equipos de consumo, así como la categoría de consumo del usuario, y tomando en consideración los costos por derecho de conexión, procedimos a analizar la mejor propuesta con un diseño preliminar para nuestro potencial cliente. Para ello y en base al recorrido realizado en la visita, y basado en los planos arquitectónicos entregados por el cliente (Se adjunta planos), se traza el recorrido de la red, con ello se define la longitud del trazo en un formato isométrico. (Se adjunta en los anexos). Se procedió al cálculo preliminar para definir los diámetros de la red, y su vez definir el material a utilizar de acuerdo al recorrido y basado en las normas que se mencionan. Formulas Aplicables 31 Para los cálculos de los diámetros de la red de gas natural se emplearon las fórmulas de Renouard Cuadrática (Media presión) y Renouard Lineal (baja presión) formulas aplicables para el diseño de Tuberías según NTP 111.011 y la 111.010, estas se describen a continuación: ∆P = 22,759. d. L. Q 1.82. D -4,82 Así mismo para el cálculo de las velocidades de circulación se utilizará la siguiente formula. Donde: PA y PB = Presión absoluta en ambos extremos del tramo, en Kg/cm2. s = Densidad Relativa del gas L = Longitud del tramo en metros, incluyendo la longitud equivalente de los accesorios que la componen. Q = Caudal en m3/h (en condiciones estándar). D = diámetro en mm. Estas fórmulas se utilizan mediante una planilla de cálculo que se muestra a continuación: 32 C ob re Pr es io n Re gu la do r: 34 0 m ba r Ca id a de l M ed id or : 1. 5 m ba r 10 13 m ba r Pr es ión In ici al: Pr es ió n In ic ia l: 33 8. 5 m ba r 0. 6 A rt ef ac to P (K w) tip o LR (m ) Q (M 3/ h) C od os 9 0° C od os 45 ° Te e a 18 0° Te s a 9 0° L( Eq ui ) (m ) L to ta l (m ) D (p lg ) D (m m ) Ve lo ci da d (m /s ) ∆p (m ba r) Pr es ió n Fin al (m ba r) 14 7.0 0 A 0.1 0 13 .30 0 0 0 0 0.0 0 0.1 0 2" C u 50 .37 0 1.3 7 0.0 01 14 7.0 0 A 88 .20 13 .30 17 0 0 0 12 .92 10 1.1 2 1" C u 26 .04 0 5.2 1 18 .32 1 11 7.0 0 A 16 .00 10 .59 9 0 0 1 8.3 6 24 .36 1" C u 26 .04 0 4.1 6 2.9 36 21 .2 58 AP RO BA DO Ar te fa ct o P (K w ) tip o LR (m ) Q( M 3/h ) Co do s 90 ° Co do s 45 ° Te e a 18 0° Te s a 90 ° L( Eq ui ) (m ) L to ta l (m ) D( pl g) D( m m ) Ve lo cid ad (m /s ) ∆p (m ba r) Pr es ió n Fin al (m ba r) 14 7.0 0 A 0.1 0 13 .30 0 0 0 0 0.0 0 0.1 0 2" C u 50 .37 0 1.3 7 0.0 01 14 7.0 0 A 88 .20 13 .30 17 0 0 0 12 .92 10 1.1 2 1" C u 26 .04 0 5.2 1 18 .32 1 30 .00 A 40 .00 2.7 1 8 0 1 0 5.3 1 45 .31 3/4 " C u 19 .95 0 1.8 1 1.6 56 19 .9 77 AP RO BA DO R ED I N TE R N A C O N S TR U ID A C O N M A TE R IA L : CM -R ED RE D- T1 CM -R ED RE D- T1 QUEMA DOR Tr am o CSI T1 -C SI ca ida de pr es ion ac um ula da T1 -E RS 31 8. 52 P at m : P re lat iva de l g as : CÁ LC UL OS P AR A CO M ER CI OS - RE NO UA RD C UA DR AT IC A DI RE CC IO N : CA RR ET ER A PA NA M ER IC AN A SU R -C HI NC HA B AJ A Tr am o 31 7. 24 ca ida de pr es ion ac um ula da Ar te fac to Tr am o P (K w) Tip o LR (m ) Q (M 3 /h ) Co do s 90 ° Co do s 45 °T es a 1 80 ° Te s a 90 ° L (E qu i) (m ) L To ta l (m ) D (m m ) D (p lg) Ve loc ida d (m /s ) Δp (m ba r) Pr es ión F ina l RE G- T2 30 0. 00 A 1. 50 27 .1 5 0 0 0 0 0. 00 1. 50 26 .0 40 1" Cu 13 .7 1. 27 6 T2 -Q UE M AD OR 1 15 0. 00 A 2. 50 13 .5 7 1 0 0 1 2. 28 4. 78 26 .0 40 1" Cu 6. 86 1. 15 1 2. 42 7 AP RO BA DO Ar te fac to Tr am o P (K w) Tip o LR (m ) Q (M 3 /h ) Co do s 90 ° Co do s 45 °T es a 1 80 ° Te s a 90 ° L (E qu i) (m ) L To ta l (m ) D (p lg) D (m m ) Ve loc ida d (m /s ) Δp (m ba r) Pr es ión F ina l CM -R ED 14 7. 00 A 0. 10 13 .3 0 0 0 0 0 0. 00 0. 10 2" Cu 50 .3 70 1. 37 0. 00 1 RE D- T1 14 7. 00 A 88 .2 0 13 .3 0 17 0 0 0 12 .9 2 10 1. 12 1" Cu 26 ..0 40 5. 21 18 .3 21 T1 -C SI 30 .0 0 A 40 .0 0 2. 71 8 0 1 0 5. 31 45 .3 1 3/ 4" Cu 19 .9 50 1. 81 1. 65 6 19 .9 77 AP RO BA DO CSI 31 8. 52 Ca ida d e pr es ión a cu m ula da CÁ LC UL OS PA RA CO ME RC IO S - RE NO UA RD CU AD RA TIC A 20 .5 7 Ca ida d e pr es ión a cu m ula da QUEMA DOR Figura N° 4.11. PLANILLA DE CÁLCULO PARA DETERMINACIÓN DE LOS DIÁMETROS. Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU 33 Como se puede apreciar en esta planilla de cálculo simplificada se añade a modo de datos, el equipo a instalar, los tramos de la red, la potencia que define la carga que soporte este recorrido, la longitud de la red que define las pérdidas de presión, la cantidad de codos y T, el diámetro del tramo, en base a estos datos las fórmulas de velocidad y caída de presión, nos darán como resultado la aprobación o desaprobación de cada recorrido, referido a ello la NTP 111.010 menciona “Los tramos de la red interna comprendidos entre dos etapas de regulación se calcularán con una caída máxima del 50 % de la presión regulada al comienzo de esos tramos” y en la misma menciona además “En todos los puntos de la instalación la velocidad de circulación del gas deberá ser siempre inferior a 30 m/s, para evitar vibraciones y ruidos excesivos en el sistema de tuberías”, con lo cual al cumplir con estos requisitos quedara aprobado. Del mismo modo determinamos la acometida y el tipo de medidor, para lo cual en base al caudal máximo se define la posibilidad de utilizar un medidor de diafragma o un medidor rotativo, este último si se tuviera que utilizar una estación de regulación. Basados en las especificaciones técnicas del proveedor, se procede a calcular: Gravedad especifica = 0.6 Poder calorífico superior = 11.05 KW – h /m3 = 9500 Kcal/ m3 (Según NTP 111.011 – 2014) Cálculo de Caudal Q instalado (m3/h) = Pot. Instalada (Kw) / Poder calorífico GN (KW – h /m3) Tabla N° 4.9. CALCULO DE CAUDAL EN m3/h Cantidad Artefactos Pot. Total(kw) Caudal T(m 3 /h) 1 QUEMADOR RIELO 117.00 10.59 1 COCINA SEMI INDUSTRIAL 2Q 30.00 2.71 TOTAL, DEL PROYECTO 147.00 13.30 34 Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU Selección del regulador El proyecto se diseñó en dos etapas de regulación y considerando la proyección de consumo futuro:  Regulador de primera etapa: (Regulación en el medidor) Regulador: B50 - 90° Caudal de diseño = 13.9 m3/h Presión de entrada = 4 bar Presión de salida = 340 mbar  Regulador de Segunda etapa: (Quemador Rielo de baja presión) Regulador: B20 - 180° Caudal de diseño = 10.59 m3/h Presión de entrada = 4 bar Presión de salida = 340 mbar Selección del Medidor Potencia instalada = 147.00 KW Q instalado= Pot. Instalada / Poder calorífico GN = 147 /11.05 Q instalado= 13.30 m3/h Presión de trabajo=340 mbar Considerando el siguiente rango de caudales máximos: Tabla N° 4.10. SELECION DE MEDIDOR DE DIAFRAGMA Rango de caudal máximo (m3/hora) Acometida De 0 hasta 8.0 inclusive AcCCG4 Mayor a 8.0 hasta 13.4 inclusive AcCG6 Mayor a 13.4 hasta 21.4 inclusive AcCCGRM 10 Mayor a 21.4 hasta 33.5 inclusive AcCCGRM 16 Mayor a 33.5 hasta 53.60 inclusive AcCCGRM 25 X Mayor a 53.60 ERM (*) 35 Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU De acuerdo al rango anteriormente mencionado se instalará un medidor de diafragma G 25, esto tomando en consideración un incremento de consumo futuro de hasta 53.6 m3/h a presión de 340 mbar. Así mismo con ello se puede observar que de acuerdo al análisis y ya conociendo la categoría de consumo es posible instalarle un medidor de diafragma G25, este se instala en un recito tipo gabinete, lo que generara un ahorro considerable en la instalación de este usuario, sin embargo y solo con fines didácticos se realizó la evaluación económica, para ambos casos (Estación de regulación y Gabinete), en ellas se podrá apreciar la diferencia sustancial.  Cotizaciones propuestas La propuesta general se muestra en el ítem 5, sin embargo, el análisis para definir una propuesta de este tipo se hace basado en la categoría de consumo, la que nos definió el pago que realiza por m3 de gas natural, en este caso y de acuerdo a su consumo fue de categoría B, lo que nos arrojó un costo por metro cubico de gas natural equivalente a 0.393 S/./Sm3, al que se le añade el Costo Medio de Transporte con Descuento FDA, las Tarifas únicas de distribución, el Margen de Distribución (Variable), el Margen de comercialización (Fijo), y a pesar de ello se obtuvo una reducción en comparativo al uso de GLP. En el análisis de recuperación de la inversión, la cual repercute de gran forma en la toma de decisiones por parte del cliente, para compensar los márgenes de ahorro que podría significar la instalación de GN, se opta por un diseño alternativo en la acometida (Gabinete, regulador y medidor), con lo cual se reduce la inversión inicial, quedando compensado este gasto con el ahorro que aun representa la migración al uso del gas natural. Por fines didácticos y tomando en consideración la alternativa de usar una estación de regulación y medición primaria (Instalación convencional para una industria de alto consumo), se muestra a continuación el resultado de los costos para ambos casos y los cuadros comparativos de recuperación de la inversión. 36 Descripcion de trabajos a realizar Montos Elaboración de la ingeniería básica y de detalle del proyecto 4,800.00$ Fabricación y montaje del accesorio de ingreso a la estación (AIE) 7,150.00$ Fabricación y montaje de la Estación de Regulación y Medición Primaria (ERMP) 23,850.00$ Fabricación y montaje de la Red Iinterna 9,200.00$ Modificacion de Camara e Intercambiador de calor 8,098.79$ Quemador RIELO 4,312.47$ Costo total en $ sin IGV 57,411.26$ Costo total en S/. sin IGV 189,457.15S/. PROPUESTA ECONOMICA I DE INSTALACION INDUSTRIA RENDA Descripcion de trabajos a realizar Montos Elaboración de la ingeniería básica y de detalle del proyecto 1,540.00S/. Fabricación y montaje de Gabinete, medidor y regulador G25 7,709.04S/. Fabricación y montaje de la Red Iinterna 29,583.00S/. Modificacion de Camara e Intercambiador de calor 26,726.00S/. Quemador RIELO 14,231.15S/. Costo total en S/. sin IGV 79,789.19S/. PROPUESTA ECONOMICA II DE INSTALACION INDUSTRIA RENDA Propuesta de instalación con Estación de regulación y medición Primaria Propuesta de instalación con gabinete y medidor Así mismo y de acuerdo a lo mostrado en las propuestas anteriores, estas repercuten en los tiempos de recuperación de la inversión, siendo los resultados los mostrados a continuación: Ahorro mensual por migración de combustible = S/. 5501.35 Por otro lado, los tiempos de recuperación de la inversión para cada propuesta fueron. Propuesta I – Tiempo de recuperación de la inversión 41 meses Propuesta II – Tiempo de recuperación de la inversión 21 meses Con estos resultados el cliente opto por la segunda propuesta y se procede a la firma de contrato. 37 4.6.2. FASE II: Diseño de la red de suministro  Elaboración de memorias descriptivas (Acometida y red interna) En base al diseño preliminar se realiza un dosier, el que debe contener un resumen descriptivo del proyecto. Las memorias descriptivas inician con los encabezados, los cuales llevan el junto al título, el nombre de la parte de la instalación a describir, pudiendo ser la acometida o la red interna para nuestro caso. ISSA-MD-003 MEMORIA DESCRIPTIVA ACOMETIDA Número de página 37 de 82 INDUSTRIA RENDA Número de Revisión 01 Fecha de Revisión 31/01/2017 Así mismo se detalla los datos generales del proyecto, tal como se muestra. Datos Generales del Proyectos Datos del Cliente PROYECTO ACCESORIO DE INGRESO A LA ESTACION (AIE) PROPIETARIO INDUSTRIAS RENDA SAC CONTACTO Kamo Montaldo Sergio Eid CORREO sergiokamo@industriasrenda.com RUBRO Deshidratación y secado de cajas de madera UBICACIÓN DIRECCIÓN: Carretera Panamericana sur KM 201 DISTRITO: Chincha Baja PROVINCIA: Chincha DEPARTAMENTO: Ica Datos de la Empresa Instaladora NOMBRE ISSA PERU S.A.C. REGISTRO OSINERMING 00759 RESPONSABLE TÉCNICO Edder Demetrio Farfan mailto:sergiokamo@industriasrenda.com 38 REGISTRO OSINERMING 01652 También se hizo hincapié en el amparo normativo con el cual se realizará el proyecto Marco Normativo Manual de Gas Natural para la Industria, código IIN-MA-GI-003. NTP 111.011, versión 2014 Finalmente se resume en breves palabras el proyecto a desarrollar Descripción del Proyecto La Compañía Industrias Renda dedicada a la fabricación, secado y comercialización de parihuelas de madera, tiene su planta ubicada Carretera Panamericana Sur Km. 201 distrito de Chincha Baja, Provincia de Chincha y Departamento de Ica, en la cual utilizan una cámara de secado y una cocina semi industrial para sus procesos, los cuales son suministrados con GLP. La compañía Industrias Renda en aras de mejorar la eficiencia energética de su planta y utilizar un combustible más amigable con el medio ambiente ha proyectado el cambio de la matriz energética de la misma a GAS NATURAL. Para el Suministro de Gas Natural se proyecta la instalación del Accesorio de Ingreso a la Estación (AIE) que va desde la válvula de servicio de Contugas hasta el gabinete G25.  Elaboración de memorias de cálculo del diseño Para iniciar a elaborar la memoria de cálculo es necesario tener presente los parámetros que la rigen: Parámetros de diseño PARAMETROS DE DISEÑO Presión de Diseño 5 barg Presión Máxima de Suministro 5 barg Presión Mínima de Suministro 1.2 barg Presión de operación normal 0.34 barg Presión de Prueba 4 barg Caudal Máximo Autorizado 25 Sm 3 /h 39 La memoria de cálculo es la base fundamental para el diseño de una red de suministro y contiene la secuencia a seguir para determinar la forma física de una instalación (Materiales, Diámetros de las tuberías, ventilaciones, equipos y accesorios a instalar). La memoria de cálculo contiene las ecuaciones o fórmulas utilizadas en el desarrollo del diseño, de acuerdo al diseño preliminar aprobado por el cliente esta instalación se construirá con un gabinete de regulación para la acometida y tubería en material de cobre, amparándonos en su consumo y su categoría de acuerdo a lo establecido por OSINERGMIN (categoría de consumo B). Selección del Medidor de Diafragma y Gabinete Para la selección de un medidor de diafragma o también llamado medidor de paredes deformables, es necesario tomar en cuenta el caudal máximo de suministro, así como las presiones máximas de ingreso al medidor. De acuerdo a los parámetros descritos en la respuesta de solicitud de factibilidad de suministro el caudal máximo a tomar debe de ser de 25 m3/h, y la presión de ingreso en nuestro caso será regulada antes de su ingreso a 340 mbar. Figura N° 4.12. MEDIDOR DE DIAFRAGMA Fuente: Manual de Instalaciones Internas residenciales y comerciales 40 De la tabla Nº 10 y con los parámetros descritos se selecciona el medidor G25 Este medidor debe de considerar las siguientes consideraciones respecto al nicho o gabinete que lo alojara: Figura N° 4.13. MEDIDOR G25 - PROPUESTO PARA EL DISEÑO Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU SAC Gabinete o Nicho metálico Se instaló una caja metálica cuya función es proteger de factores externos y medio ambiente a los equipos y accesorios del centro de medición de gas natural que se interconectan con la línea de suministro, tales como: válvula de servicio, válvula de corte, regulador, manifold y medidor. La caja Metálica del GABINETE G25 está comprendido de tres partes: cuerpo, base y tapa, las cuales dan forma a la caja metálica. Las medidas consideradas son:  Alto: 630 mm.  Ancho: 670 mm.  Profundidad: 330 mm. Figura N° 4.14. GABINETE G25 - PROPUESTO PARA EL DISEÑO 41 Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU SAC Descripción del Gabinete  El cuerpo es el cajón que forma el espacio donde serán instalados los accesorios.  La base está compuesta por los soportes para válvula de servicio y medidor, está pegada con el cuerpo. Para los modelos residenciales constan de un par de ojos chinos para el efecto de diferentes diámetros y separación eje-eje de medidores y para los modelos comerciales consta de un centrador.  La puerta es la tapa de acceso a todo el interior del gabinete, contiene a su vez la cerradura de acceso. Las cerraduras de acceso de los gabinetes metálicos tienen la función de asegurar la puerta de mismo y son de fácil acceso. Rotulado: La parte superior izquierda de la puerta lleva un estampado del logotipo de CONTUGAS en Alto Relieve. La puerta tiene un sistema de ventilación consistente en dos rejillas por cada medidor, una superior y otra inferior, Para los gabinetes comerciales la disposición de rejillas serán dos superiores y dos inferiores, haciendo un total de cuatro por cada tipo. Cada rejilla poseerá una abertura efectiva mayor o igual a 35 cm2. La puerta posee un visor de lectura de 72 x 110 mm por cada medidor para los gabinetes residenciales, 155 x 240 mm para el gabinete comercial G25. La apertura de la puerta es de tipo pivotante lateral, en este caso formará un ángulo de 135° como mínimo entre la posición abierta y cerrada. Para los gabinetes triples y cuádruples, cuyos tipos de puerta son de tipo pivotante horizontal y se definen en los planos, el ángulo entre la posición abierta y cerrada será de 180°. 42 Selección de Reguladores de Presión Regulador de primera etapa De acuerdo al caudal máximo de 25 m3/h y la presión máxima de red externa asignada, se selecciona un regulador que cumpla con estas especificaciones, y que proyecte en su diseño una ampliación futura de la red. En nuestro caso se seleccionó un regulador de primera etapa OPSO Humcar B50 con capacidad máxima de 50 m3/h con presión de ingreso de 4 bares y salida de 340 mbar. Figura N° 4.15. REGULADOR DE PRESION B50 -PRIMERA ETAPA Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU SAC Así mismo se seleccionó un regulador de segunda etapa OPSO Humcar B20 con capacidad máxima de 20 m3/h con presión de ingreso de 0 hasta 0.5 bar y salida de 23 mbar. Calculo de Velocidades y Caída de Presión Se toma como base la fórmula de Renouard cuadrática indicada en la NTP 111.010 para el Cálculo de las presiones al final de cada tramo. Para el cálculo de las velocidades de circulación se utilizará la siguiente formula. 43 Donde: PA y PB = Presión absoluta en ambos extremos del tramo, en Kg/cm 2 . s = Densidad Relativa del gas L = Longitud del tramo en metros, incluyendo la longitud equivalente de los accesorios que la componen. Q = Caudal en m3/h (en condiciones estándar). D = diámetro en mm. Es necesario tomar en consideración la selección de material de tubería ya definida en la propuesta aprobada por el cliente, en nuestro caso el material fue tubería de cobre TIPO K. Estas ecuaciones se evaluaron a través de una hoja de cálculo simplificada, sin embargo, a continuación, se hace un cálculo a modo de ejemplo, que nos podrá servir de explicación didáctica. Despejamos la presión B nos quedaría √ Siendo esta ecuación quien determina la presión final en un tramo, para realizar el cálculo y determinar la caída de presión en un tramo, es necesario conocer primero, el caudal, la densidad relativa, la longitud de recorrido del tramo y principalmente el diámetro que satisfaga que la caída máxima de presión en el tramo sea menor al 50% de la presión inicial (NTP 111.010), y que la velocidad en cualquier punto de la misma sea inferior a 30 m/s, por lo que el cálculo se debe realizar simultáneamente (Velocidad y caída de presión), y estas ecuaciones giraran alrededor del diámetro interior de la tubería y/o accesorios analizados. 44 Para nuestro caso analizamos el primer tramo CM (Centro de medición) a RED (Reducción) √ Se tiene que la presión en el centro de medición a la salida del medidor fue de 0.3385 bar que representa 33.64 kg/cm2, reemplazando tendríamos: √ ΔP = 0,002 mbar Para este tramo se ha tomado un diámetro nominal de salida del medidor equivalente a 2 pulgadas (50.37 mm de diámetro), en un tramo de 0.3 m, esto debido a que el medidor G25 cuenta con este diámetro de salida, sin embargo, en los siguientes tramos se intentara siempre encontrar el diámetro más adecuado para los requerimientos del diseño. A la par que se calculan las pérdidas de presión es necesario además calcular la velocidad en este tramo, por lo que mostraremos el cálculo que se efectúa a modo de detalle. Una vez plasmado los cálculos anteriormente descritos se consolida el expediente dosier del Proyecto de Instalación de Gas I (PIG I), que contiene la recopilación de la documentación anterior para su presentación y aprobación por parte de la empresa concesionaria CONTUGAS.  Lista de materiales y diagrama de diagrama de Gantt 45 A continuación, se desarrolla un listado de materiales, equipos y accesorios que serán parte de la instalación de la red, estos materiales quedan definidos a través del diseño que realizado previamente. 46 cant COMPRA DE EQUIPOS PROYECTO RENDA 1 QUEMADOR RIELO CON TREN DE GAS ,PRESOSTATO ,FILTRO 209.34 KW, MAS REG EQA 1 GABINETE G25, REGULADOR Y MEDIDOR 1 R. CAMPANA COBRE DE 2 X 1 1/4 (2 1/8 X 1 3/8) SO EPC 16 TUBERIA COBRE TIPO "L" 1 1/4" (1 3/8) X 6 MTS 20 UNION SIMPLE COBRE DE 1 1/4" (1 3/8) SO EPC 50 VARILLA SOLDADURA TW-5P 1 TEE COBRE DE 1 1/4" (1 3/8) SO EPC 3 TUBERIA COBRE TIPO "L" 1" (1 1/8) X 6 MTS 5 UNION SIMPLE COBRE DE 1" (1 1/8) SO EPC 1 CODO CACHIMBO BRONCE 1 X 90 SO-HI TAUMM 1 VALV. BOLA 1 1/4" x 600 CWP BONOMI 2 U. UNIVERSAL BRONCE 1 SO TAUMM 15 UNION SIMPLE COBRE DE 3/4" (7/8) SO EPC 6 CODO COBRE 1" (1 1/8) X 90 SO EPC 1.800 14 CODO COBRE 1 1/4" (1 3/8) X 90 SO EPC 8 CODO COBRE 3/4" (7/8) X 90 SO EPC 2 VALV. BOLA 1" x 600 CWP BONOMI 2 VALV. BOLA 3/4" X 600 CWP BONOMI 1 R. CAMPANA COBRE DE 1 1/4 X 1 (1 3/8 X 1 1/8) SO EPC 1 R. CAMPANA COBRE DE 1 1/4 X 3/4 (1 3/8 X 7/8) SO EPC 2 U. UNIVERSAL BRONCE 3/4 SO TAUMM 2 ADAPTADOR MACHO BRONCE 1" SO-HE TAUMM 2 ADAPTADOR MACHO BRONCE 3/4" SO-HE TAUMM 10 TUBERIA COBRE TIPO "L" 3/4" (1 3/8) X 6 MTS cant MATERIALES ELECTRICOS, INSUMOSPARA RED INTERNA 1 PILOTO DE SEÑALIZACION DE 220 COLOR VERDE 1 PILOTO DE SEÑALIZACION DE 220 COLOR ROJO 4 4 ABRAZADERAS PARA PVC 1/2" 30 30 mts de CABLE ATOMOTRIZ #14 1 UNA CAJA DE PASO PEQUEÑA 70 CABLE AUTOMOTRIZ 10 TUBOFLEX DE PVC 1/2 " 2 UNION PVC DE 1/2" SAP 3 CURVAPVC DE 1/2" SAP 1 BALON DE GAS 45 KG 1 TABLERO ADOSABLE 1 LLAVE TERMICA-GENERAL ELECTRIC 1 BUCHI 3/4 A 1/2 1 NIPLE 3/4*6" 1 NIPLE DE 1/2*6" 4 TARUGO 4 TIRAJONES 2 PINTURA AMARILLA TEKNOGLOS 2 TINER ACRILICO AMARILLO 3 TRAPO INDUSTRIAL 10 LIJAS NUMERO 40 12 UNION DE 1/4 CU 3 UNION DE 1"2 CU 8 UNION DE 3/4 " CU 2 VALVULA BOLA DE 1/4"CU 30 VARILLA DE SOLDAR CU 5% PLATA 6 TEFLON AMARILLO 2 TEE NEGRO 150 LBS 3$ " 2 UNION UNIVERSAL NEGRO 150 LB 3/4" 2 BUSHIN F. NEGROX 150 LBS 3/4"X1/4" 2 BUSHIN F. NEGROX 150 LBS 1"X1/4" 8 NIPLE DE ACERO SCH 40 3/4X3" 1 FILTRO Y AC CABONO 3/4" 2 FIERRO REDONDO LIZO A-36 X 6MTS 3/8" 2 SERVICIO DE CORTE FIERRO LIZO 3/8" 1 MANOMETRO INDUSTRIAL DE BAJA PRESION 0-60 mbar 1 MANOMETRO INDUSTRIAL DE BAJA PRESION 0-400 mbar 1 SIKA BOOM 2 CODOS DE 1 1/4" CU 2 ADAPTADOR DE 3/4" CU 2 ADAPTADOR DE 1 /1/4" CU 2 ADAPTADOR 1" CU 4 CODO COBRE 1 1/4" 2 CODO COBRE 1" 2 CODO COBRE 3/4" 15 PERNOS DE 3/8X1" 1 PINTURA SPEZA CROMADO 6 ARANDELA 3/8 10 TARUGOS 3/8 LISTA DE MATERIALES PARA LA RED INTERNA De la misma forma desarrollamos un cronograma de trabajo, para lo cual se coordinó con la Industria Maderera Renda, para obtener su aprobación de los tiempos de trabajo en la ejecución dentro de la planta, tratando de impactar lo menos posible en su normal producción. (Diagrama Lineal, a solicitud del cliente). Se determinó que el tiempo de ejecución del proyecto sería de 79 días hábiles con las actividades que se muestran a continuación. 47 Figura N° 4.16. DIAGRAMA DE GANT Fuente: Departamento de Ingeniería y Proyectos. 48 Consolidación de expediente dosier del Proyecto de Instalación de Gas Basado en los protocolos y tiempos de establecidos por las empresas concesionarias, se envía el archivo PIG para su revisión, observación o aprobación, con lo cual se podrá proceder con la ejecución del mismo. Para ello la empresa concesionaria en nuestro caso CONTUGAS, a través de su departamento de ingeniería cuenta con un tiempo de 10 días para emitir una respuesta, que de ser una observación esta deberá ser subsanada en el menor tiempo posible, caso contrario el proyecto es rechazado y devuelto con la observación, para volver a iniciar el proceso desde el principio. 4.6.3. FASE III: Montaje e instalación de red interna y Acometida de suministro.  Proceso de habilitación de materiales y montaje de red interna Para iniciar con el montaje de red de tuberías en el interior de la planta, es necesario preparar el material previamente a utilizar, tanto las tuberías de cobre tipo K, los accesorios (Codos, T, reducciones y uniones) y los soportes de estos, estos deberán de estar previamente soldados y pintados.  Proceso de Soldadura Recalibrado de los extremos Si los extremos del tubo se hubiesen deformado por algún motivo, se deberán recalibrar mediante un punzón y un anillo calibrador, tal como se indica en las ilustraciones6 (CEDIC, 2015). 6 CEDIC. Manual de tubo y accesorio de cobre. 2015. PP 68 49 Figura N° 4.17. RECALIBRADO DE LAS TUBERÍAS DE COBRE Fuente: Manual de tubo y accesorios de cobre Limpieza de las partes en contacto La superficie exterior del tubo y la superficie interior del accesorio deben estar perfectamente limpias y desengrasadas para facilitar la acción del desoxidante o decapante7 Figura N° 4.18. LIMPIEZA DE LAS PARTES EN CONTACTO Fuente: Manual de tubo y accesorios de cobre Procedimiento de aplicación de la soldadura Es recomendable seguir el procedimiento que se indica: Procurar mantener suficientemente alta la temperatura de la unión para provocar la fundición del material de aporte. Aproximar el hilo o la varilla del material de aporte al borde del accesorio. 7 CEDIC. Manual de tubo y accesorio de cobre. 2015. PP 70 50 Apartar la llama del hilo de la varilla durante la aportación. Continuar calentando la cañería de Cobre y el accesorio, manteniendo siempre el movimiento oscilante de la llama de uno a otro lado, a objeto de facilitar la penetración del material de aporte en los intersticios de la unión. Cerciorarse que al alcanzar la temperatura adecuada, el material de aporte penetre rápidamente en los intersticios de la unión, entre la cañería de Cobre y el accesorio, a este fenómeno se denomina capilaridad8 Aplicación de la Pintura El objetivo de aplicar un recubrimiento es proporcionar una película de protección y/o decoración para la superficie que se pinta. El éxito de toda aplicación de pintura depende de varios parámetros, entre los que figuran los siguientes: • Preparación de la superficie • Espesor de la película aplicada • Métodos de aplicación • Condiciones durante la aplicación International Protective Coatings recomienda que todos los instrumentos de medida sean calibrados sobre acero liso de acuerdo con la norma ISO 2808, Método 6 Una vez la tubería preparada para el montaje se procede primero a ubicar la soportaría a lo largo del recorrido de la red, para ello se hace necesario el uso de andamios y guardas de seguridad, para trabajos de altura, se procede con el anclaje en paredes y techos de la planta. Ya colocado los anclajes, se inicia el montaje por tramos de la red a través de abrazaderas, las que mantendrán fija la tubería a lo largo de todo el recorrido. Elementos de Sujeción de Tuberías 8 PROCOBRE. Manual de Instalación de gas Natural. 2004. PP 116 51 El diseño de los elementos de sujeción mencionados, es decir, las abrazaderas y el soporte guía, ha de ser tal que cumplan las siguientes condiciones: El anclaje de la abrazadera ha de poder realizarse directamente a la pared, bien por empotramiento o bien atornillada con tacos de expansión. El anclaje del soporte-guía se realizará por empotramiento en la pared o techo. El sistema de fijación de la abrazadera a la tubería no ha de poder realizarse manualmente ni por presión, sino que para su montaje y desmontaje deberá utilizarse una herramienta adecuada (destornillador, llave fija, etc.). El diseño de la abrazadera ha de ser tal que en ningún caso pueda producirse contacto de la tubería con la pared, techo o soporte. En el caso de abrazaderas múltiples, su diseño deberá asegurar, además, que no existe contacto entre tuberías. Así mismo deberán de estar fabricados con material metálicos como el acero galvanizado, el cobre, el latón etc. Figura N° 4.19. ELEMENTOS DE SUJECIÓN Fuente: Manual de tubo y accesorios de cobre Figura N° 4.20.a. PROCESO DE MONTAJE DE LA RED INTERNA 52 Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU Figura N° 4.20.b. PROCESO DE MONTAJE DE LA RED INTERNA Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU Figura N° 4.20.c. PROCESO DE MONTAJE DE LA RED INTERNA 53 Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU Figura N° 4.20.d. PROCESO DE MONTAJE DE LA RED INTERNA Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU Figura N° 4.20.e. PROCESO DE MONTAJE DE LA RED INTERNA Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU 54 Figura N° 4.21. DISTANCIAS A CONSIDERAR EN EL MONTAJE DE LA RED Fuente: Cruce con otros servicios NTP 111.011  Instalación de acometida Para esta labor se hace necesario tomar en consideración algunos criterios de construcción citados a continuación: Ubicación de gabinetes respecto a cajas eléctricas y otros puntos eléctricos. La ubicación de gabinetes deberá de ser analizada antes de su ejecución teniendo en cuenta el cumplimiento de la Normativa Peruana NTP 111.011 y las recomendaciones de este manual. Hay que aclarar que esta distancia no solamente incluye cajas de luz sino también tomacorrientes, interruptores, bombas de agua, transformadores y algún elemento eléctrico que tenga la posibilidad de generar una chispa. 55 Figura N° 4.22. DISTANCIAS MÍNIMAS ENTRE ACOMETIDAS. Fuente: NTP 111.011- 2014  Montaje de la tubería de conexión. Para iniciar el tendido de las tuberías de conexión es necesario tomar en cuenta: Distancias mínimas de separación a interferencias TIPO DE INTERFERENCIA DISTINTA MINIMA ( m ) Edificación (con habitabilidad) 1.00 Edificación (sin habitabilidad, para desplazamiento) 0.50 Tubería de agua 0.30 Tubería de desagüe 0.30 Buzón de desagüe 0.30 Línea telefónica 0.30 Cámara de Registro (Para telefonía y televisión) 0.30 Línea de televisión por cable 0.30 Cruce de línea de media y baja tensión enterrada con tubería de conexión, en cruce 0.30 Cruce de línea de Media y Baja tensión enterrada con tubería de conexión, en paralelo 0.50 Línea de alta tensión enterrada 1.00 Torres de alta tensión 10.00 Puesta a tierra de torres de alta tensión 10.00 Puesta a tierra de torres de media tensión 5.00 56 Árbol* Variable Fuente: Informe Técnico “Tratamientos Forestales en Arborización Urbana y su Implicancia en Redes de Distribución de Gas Natural en Lima y Callao “, Autor: Ing. Forestal Braulio Andrade Adaniya, Lima Septiembre 2007 Figura N° 4.23. DISTANCIAS MÍNIMAS DE LAS VENTANAS DE EMPALME Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos de ISSA PERU SAC Figura N° 4.24 DISTANCIAS EN ZANJA TÍPICA. Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos de ISSA PERU SAC  Presentación de expediente PIG II 57 Para la presentación de este expediente fue necesario adjuntar las actas pruebas de hermeticidad realizadas luego de la ejecución de los trabajos del tendido de las redes, así como los certificados de materiales. Así mismo se actualizan las memorias descriptivas, las memorias de cálculo, los planos y firmas de conformidad de cada especialista (Ing. Civil, Ing. Mecánico, Ing. Eléctrico, Especialista IG3). Este expediente es presentado a la empresa concesionaria de gas natural CONTUGAS, teniendo como tiempo estimado de revisión 10 días hábiles, luego del cual nos da aprobación, y se podrá programar la habilitación del servicio de la red. 4.6.4. FASE IV: Habilitación de la red y puesta marcha del servicio.  Solicitud de programación para la habilitación. Para la programación de habilitación es necesario contar con la aprobación previa de la concesionaria, a quien se le debe notificar mediante carta de solicitud dirigida a la empresa concesionaria CONTUGAS. El tiempo de programación de habilitación se realiza en un máximo de 5 días hábiles a partir de la entrega de la carta, la notificación se lleva a cabo mediante carta de respuesta.  Pruebas de hermeticidad Previo a la habilitación del servicio es necesario verificar el estado actual de la red, por lo que se realiza una prueba de hermeticidad de la misma, basada en la norma técnica peruana 111.010, la misma que al respecto menciona “Finalizada la construcción del sistema de tuberías, deberá ser probada para verificar su hermeticidad, utilizando como fluidos el aire, nitrógeno o cualquier gas inerte, en ningún caso, oxígeno o un gas combustible. El propósito es localizar y eliminar toda pérdida en la instalación. La prueba deberá efectuarse aumentando la presión gradualmente y tomando las medidas de seguridad que corresponda”. Para nuestro caso se utilizó aire proveído por un compresor de 2 HP para una presión de prueba de 1.5 veces la presión máxima admisible de operación (MAPO) por un lapso no menor 2 horas. En nuestro caso la 58 presión de prueba de hermeticidad fue de 7 bares en la acometida y de 4 bar en la red interna, esto debido a que la presión máxima de la acometida es de 4 bares y en la red interna de 340 mbar de presión. Luego de ello se realiza la firma del acta de hermeticidad que contiene: Identificación de la instalación comprobada en el plano correspondiente  Resultados de las pruebas de comprobación, que incluye presiones antes y después de las pruebas, duración, resultados.  Nombre y fecha de la empresa que efectúa la prueba.  Nombre y fecha del verificador o inspector. Figura N° 4.25. PRUEBA DE HERMETICIDAD Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU  Colocación del medidor 59 Una vez realizada la prueba de hermeticidad se procede a la instalación de un regulador de presión (Marca Humcar, Clase OPSO B50) y el medidor de tipo diafragma (Marca ITRON, Clase G25) en presencia de un inspector de la concesionaria de servicio, quien verifica la fidelidad de la información, vertida en los expedientes aprobados. Figura N° 4.26.a. MEDIDOR DE DIAFRAGMA G25 Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU  Apertura de la válvula de servicio Luego de instalado el medidor la red quedaría preparada para la entrega del gas a la misma, para ello se hace necesario que las válvulas de corte, general y de los equipos, se encuentren cerradas, de esta manera se procede con la apertura que se encuentra antes de la primera regulación, para luego de la misma proseguir con la apertura de las válvulas siguientes. Figura N° 4.26.b. MEDIDOR DE DIAFRAGMA G25 60 Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU  Puesta en servicio de los equipos Para que los equipos de consumo puedan funcionar con el suministro de gas natural, previamente fueron adaptados al sistema de GN, esto lo harán técnicos calificados por parte de la industria y que proporcionan el soporte de mantenimiento aprobado por ellos. Una vez realizada esta modificación en los equipos, se procederá a la apertura de la válvula de corte del equipo y prueba de funcionamiento del mismo. Figura N° 4.27. QUEMADOR DE HORNO DE SECADO Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU  Firmas del acta de habilitación. 61 El acta de habilitación, viene siendo el documento final de verificación y cumplimiento establecido dentro de los requisitos de puesta en servicio de una red de gas natural, esta contiene la firma del ingeniero responsable del proyecto IG3, y como la del inspector representante de la empresa concesionaria CONTUGAS como la de un representante de la industria. 62 V. EVALUACION TÉCNICO-ECONOMICO 5.1. Evaluación técnica del consumidor (Simulación de facturación) La evaluación técnica del consumidor se realiza en base a la definición de la categoría de consumo del usuario, en nuestro caso fue de categoría B, ya con ello se pudo obtener el valor por metro cubico a pagar, tal como se muestra en el siguiente detalle, se simula el costo mensual de consumo futuro en gas natural y partir de ahí esta información se determinan alternativas de instalación, basadas en los ahorros de consumo y tiempos de recuperación de esta inversión. 63 C L IE N T E 0 1 /0 9 /2 0 1 5 0 1 /0 5 /2 0 1 7 T A R IF A S A P L IC A D A IM P O R T E U N ID A D T ip o d e u s u a ri o R e g u la d o T ip o d e t a ri fa R e g u la d a D E T A L L E D E F A C T U R A C IO N C a te g o ri a T a ri fa ri a B P re c io d e l G N 0 .3 9 3 S /. /S m 3 S /. T a ri fa p o r S e rv ic io V ia R e d P ri n c ip a l G a s N a tu ra l 1 8 7 4 .1 7 5 C o s to M e d io d e T ra n s p o rt e c o n D e s c u e n to F D A (0 9 4 1 5 1 ) 0 .1 8 0 S /. /1 0 0 0 s m 3 S e rv ic io d e t ra n s p o rt e 8 5 7 .2 6 3 T a ri fa s u n ic a s d e d is tr ib u c io n S e rv ic io d e D is tr ib u c io n 1 0 0 4 .3 8 9 M a rg e n d e D is tr ib u c io n ( V a ri a b le ) 0 .2 1 0 4 0 6 4 0 S /. /1 0 0 0 s m 3 3 7 3 5 .8 2 7 M a rg e n d e c o m e rc ia liz a c io n ( F ijo ) 8 1 .4 7 5 0 S /. /C lie n te -m e s C a rg o m e n s u a l p o r tu b e ri a d e c o n e x ió n 1 .5 1 0 T A R IF A S A P L IC A D A C A N T ID A D U N ID A D 1 .5 1 0 0 .5 0 V o lu m e n c o n s u m id o a c o n d ic io n e s d e l e c tu ra 4 7 7 3 .5 6 9 m 3 R e q u ili d a c io n d e c o n s u m o s a n te ri o re s 0 .0 0 F a c to r d e c o rr e c c io n d e l vo lu m e n 1 .0 0 0 In te re s c o m p e n s a to ri o 0 .5 0 0 V o lu m e n a c o n d ic io n e s e s ta n d a re s 4 7 7 3 .5 6 9 s m 3 V o lu m e n f a c tu ra d o 4 7 7 3 .5 6 9 s m 3 P C S P ro m e d io d e l G N 0 .0 3 9 7 8 G J/ s m 3 S u b to ta l C o n c e p to s A s fe c to s IG V 3 7 3 7 .8 3 7 E n e r g ia F a c t u r a d a 1 8 9 .8 9 2 5 7 G J Im p u e s to G e n e ra l a L a s V e n ta s 1 8 % 6 7 2 .8 1 1 4 4 1 0 .6 4 8 C o n su m o d e l p e ri o d o S e rv ic io s D iv e rs o s O tr o s C o n c e p to s S I M U L A C I O N D E F A C T U R A C I O N P A R A C O N S U M O D E G A S N A T U R A L F A C T U R A D E E N E R G IA C O N G A S N A T U R A L IN D U S T R IA R E N D A T o t a l f a c t u r a d o e n e l m e s T A R IF A S A P L IC A D A S D E S D E Figura N° 5.1. SIMULACIÓN DE FACTURACIÓN DE CONSUMO Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU 64 5.2. Elaboración de la propuesta económica La propuesta económica formulada para el proyecto se determinó basado en los criterios de costos de inversión principalmente. En nuestro proyecto estas propuestas fueron dos, de las cuales la aplicada en el proyecto actual se muestra en la siguiente tabla: ITEM INGENIERIA BASICA Y DETALLE DEL PROYECTO PRECIO S/. 1 Elaboración de Memoria de descriptiva de expedientes. 1,540.00 2 Elaboración de Registros de control de calidad del proyecto. 3 Elaboración de Planos Mecánicos (Isométricos, Layout, P&ID), Planos Estructurales. 4 Elaboración de los Expedientes de Diseño para su aprobación con CONTUGAS 5 Elaboración de los Expedientes Conforme Obra. 6 Copia de los Expedientes Conforme Obra para el Cliente. ITEM INSTALACION DE GABINETE G25 PRECIO S/. 1 Compra de Materiales, Accesorios y Consumibles para el gabinete. 7,709.04 2 Trasporte de Materiales y Maquinas especializadas para trabajos. 3 Pruebas de Hermeticidad ante Supervisor de CONTUGAS. 4 Instalación del Gabinete G25 en pared. 5 CODO 90° LATON ACOMETIDA P/GAS 1 1/4" 6 CONECTOR MEDIDOR P/TUBERIA CU 2 1/2"x2" 7 REG 90° 50M 3/4"GJSCx1 1/4"GJP 340MBAR 8 GABINETE PLASTICO G25 9 EMPAQUETADURA G25 10 MEDIDOR VOLUMETRICO-MEMBRANA G25 ITEM INSTALACION DE RED INTERNA PRECIO S/. 1 Compra de Materiales, Accesorios y Consumibles para la fabricación de la red interna. 29,583.00 2 Suministro e Instalación de tubería de Cobre Ø 3/4 “ - Empotrado. 3 Suministro e Instalación de tubería de Cobre Ø 1 “ - Empotrado. 4 Suministro e Instalación de tubería de Cobre Ø 1 1/4” - Empotrado. 5 Suministro e Instalación de tubería de Cobre Ø 1 1/2” - Empotrado. 6 Suministro e Instalación de válvula de corte Ø 1 1/4“ – Corte General. 7 Suministro e Instalación de válvulas de corte Ø 3/4 “ – Para Artefacto 8 Instalación de punto de tubería de cobre 3/4 “ 9 Suministro de Regulador de Segunda Etapa B50 10 Habilitación de los equipos a Gas Natural. 11 Pruebas de Hermeticidad ante Supervisor de CONTUGAS 65 CAMARA DE INTERCAMBIO DE CALOR PRECIO S/. Intercambiador de calor tipo tubular de 1500 cm de largo por 40 cm de diámetro con tubo negro enchaquetado con plancha galvanizada de 1.2mm 12,920.00 Servicio de mantenimiento al intercambiador y adaptación para que funcione a gas natural e instalación del nuevo intercambiador con los detalles propuestos que adjunto. 13,806.00 QUEMDOR EHG PRECIO S/. Quemador Wayne EHG 700MBTU 14,231.15 Montaje mecánico de quemador a Gas Natural Pruebas en vacío y carga del quemador Capacitación por parte del personal Sensor de temperatura Calibración de quemadores Tablero eléctrico para quemador y control de temperatura para horno Regulación de combustión y tiro Transformador de voltaje para quemador COSTO TOTAL PROYECTO SIN IGV S/. 79,789.19 5.3. Tiempo de recuperación de la inversión Todo proyecto que involucra una toma de decisiones referido a inversión, necesariamente debe de ir acompañado de un análisis económico del mismo; para ello y mediante una plantilla de cálculo se determinó el tiempo de recuperación de la inversión de nuestro virtual cliente, basado en el ahorro que significara la migración de la energía solicitada. 66 C A T E G O R IA P C (B T U /m 3 ) m 3 /M M B T U U N ID A D E S C O S T O (S /. /M e s) G N R E S ID E N C IA L C A T E A 1 < = 3 0 s m 3 /m e s 3 7 7 0 6 .1 6 1 2 6 .5 2 0 8 6 5 m 3 G N C O M E R C IA L C A T E A 2 3 1 - 3 0 0 s m 3 /m e s 3 7 7 0 6 .1 6 1 2 6 .5 2 0 8 6 5 m 3 G N C O M E R C IA L C A T E B 3 0 1 - 1 7 5 0 0 s m 3 /m e s 3 7 7 0 6 .1 6 1 2 6 .5 2 0 8 6 5 m 3 4 4 1 0 .6 5 G N I N D U S T R IA L C A T E C 1 7 5 0 0 - 3 0 0 0 0 0 m 3 s/ m e s 3 7 7 0 6 .1 6 1 2 6 .5 2 0 8 6 5 m 4 IS H 2 ,3 6 0 .6 8 S /. A C O M E T ID A G 6 1 ,4 9 1 .3 3 S /. D E R E C H O D E C O N E X IÓ N 1 6 ,5 2 8 .9 4 S /. C A N T ID A D U N ID A D T IP O C O M B . S ./ B l C O S T . M E N S U A L (S ./ M e n s) C O S T .A N U A L( S ./ A ñ o ) C O N S U M O E Q U IV A L. E N G N (m 3 /m e s) 8 4 B a lo n e s G L P -4 5 K g 1 1 8 .0 0 S /. 9 ,9 1 2 .0 0 S /. 1 1 8 ,9 4 4 .0 0 S /. 4 7 7 3 .5 7 9 ,9 1 2 .0 0 S /. 1 1 8 ,9 4 4 .0 0 S /. 4 7 7 3 .5 7 C O N S U M O T O T A L C O N G N U N ID A D C A T E G O R IA T IP O D E U S U A R IO T IP O A C O M E T ID A C O S T O M E N S U A L A P A G A R (s ./ M e n s ) C O S T .A N U A L ( S ./ A n u a l) 4 7 7 3 .5 7 m 3 /m e s B G N C O M E R C IA L G 6 4 ,4 1 0 .6 5 S /. 5 2 ,9 2 7 .7 8 S /. 5 ,5 0 1 .3 5 S /. 6 6 ,0 1 6 .2 2 S /. 5 6 % 2 1 N o ta : L o s m o n to s a s ig n a d o s e n e l a n a li s is s o n r e fe re n c ia le s , y p o d ra n v a ri a r d e a c u e rd o a l c o n s u m o y p re c io s q u e p u e d a e s ta b le c e r la c o n c e s io n a ri a . A N A L I S I S E C O N O M I C O D E A H O R R O Y R E N T A B I L I D A D R E C U P E R A C IO N D E I N V E R S IO N (M e s e s ) A H O R R O E C O N O M IC O P O R C A M B IO D E C O M B U S T IB L E A G N D IR E C C IO N C L IE N T E : A H O R R O M E N S U A L (. /S ) A H O R R O A N U A L (. /S ) % D E A H O R R O P a ra c o n s u m o s m a y o re s a 3 0 0 m 3 C A R R E T E R A P A N A M E R IC A N A S U R - C H IN C H A B A J A IN D U S T R IA R E N D A Figura N° 5.2. SIMULACIÓN DE FACTURACIÓN DE CONSUMO Fuente: Departamento de Ingeniería y proyectos ISSA PERU 67 VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1. Conclusiones  Al analizar las incidencias que tienen las categorías de consumo, es posible desarrollar y ejecutar un diseño de red de suministro alternativo diseño convencional de instalaciones industriales y con ello conseguir viabilizar los proyectos a nivel técnico y económico.  Las categorías de consumo no solamente han definido el pago por derecho de conexión y el costo por metro cubico, sino además nos proporcionó una opción de diseño de la red de suministro.  Una vez definida la posibilidad de optar por un diseño alternativo de acuerdo a su categoría, se puede determinar las presiones máximas de diseño, como también el diámetro máximo a utilizar de la red de tubería, tomando en consideración el marco técnico normativo actual.  Ya definido el diseño y basados en la norma NTP 111.010, se puede ejecutar el montaje de la red de suministro de gas natural de manera segura, y guardando cumplimiento a los parámetros que nos exige la misma.  Luego de ejecutado el montaje de la red, se hace posible los protocolos de prueba, certificados de la red, la aprobación y verificación de las mismas de parte de la empresa concesionaria, y por consiguiente la puesta en marcha del servicio. 6.2. Recomendaciones Todo proyecto de suministro de gas natural, necesariamente debe ser evaluado desde el punto de vista técnico económico, con lo cual definir la categoría de consumo, es un índice de diseño muy importante a tomarse en cuenta, ya que repercute de gran forma en los costos de inversión que hay que realizar en este tipo de proyectos. 68 Así mismo podemos recomendar, tomar en consideración las categorías de consumo, no solo porque viene siendo un dato de evaluación para el costo facturado por metro cubico de gas natural, sino porque además en base a ella ahora podemos definir para algunos consumidores de tipo B la posibilidad de instalar un gabinete que reemplace a una estación de regulación y medición (ERM), siempre y cuando el caudal máximo no supere los 53.60 m3/mes, es decir la instalación de un medidor de tipo diafragma G25, el cual reducirá de gran forma los costos de inversión inicial y mejorara los tiempos de recuperación o retornos de inversión. Sin embargo, se debe tener en cuenta a la par que este tipo de acometida tiene límites de consumo (Descrito en tablas para cada medidor) y presión, por lo que la proyección futura de consumo también debe tomarse en consideración para este tipo de análisis. 69 VII. REFERENCIALES CHÁVEZ ÑAHUINRIPA, Ángel. Proyecto de Conversión Industrial al Consumo de Gas Natural en una Planta Textil. Tesis para optar el título de Ingeniero Mecánico Electricista. Lima. Universidad Nacional de Ingeniería. 2005 ROBLES CAYCHO, Hernán Antonio Ramón. Migración de Combustible Tradicionales a Gas Natural en una Industria Alimentaria. Tesis para optar el título de Ingeniero Mecánico. Lima. Pontificia Universidad Católica del Perú. 2006. RAMÍREZ ESPEJEL, Erick Fernando. Diseño y Análisis de una Red Interna de Conducción y Distribución de Gas Natural hacia los Centros de Consumo de La Planta Metal Mecánica, Bajo Normas de uso y manejo de Gas Natural. Tesis para optar el título de Ingeniero Mecánico. México , D. F. Instituto Politécnico Nacional. 2013. QUISPE ZOLORZANO, Julio. Impacto Económico de la Migración de Petróleo R500 a Gas Natural en una Planta de Harina de Pescado. Tesis para optar el título de Ingeniero en Energía. Callao. Universidad Nacional del Callao. 2014. TAHARA FUKUHARA, HARRY. Manual de diseño. Manual de Instalaciones Internas Residenciales y Comerciales. 1 a 98. Octubre 2009. Diario EL PERUANO. Normas Legales. Norma EM.040. págs. 1 a 26. Junio de 2006. ESPINOZA MONTES, C. Metodologia de Investigacion Tecnologica. Huancayo: Editorial Soluciones Graficas SAC. Segunda Edicion. 2014. INDECOPI. Norma Tecnica Peruana 111.010. GAS NATURAL SECO. Sistema de tuberias para instalaciones industriales. 1 a 46. Diciembre 2014. INDECOPI. (2014). Norma Tecnica Peruana 111.011. GAS NATURAL SECO. Sistema de tuberias para instalaciones internas residenciales y comerciales. 1 a 74. Agosto 2014. INSTITUTO DE PETROLEO Y GAS. (2014). Curso IG3. Manual de instaladores. 1 a 63. Marzo 2012. 70 MINISTERIO DE ENERGIA Y MINAS. Elaboracion de Proyectos de Guias de orientacion del uso eficiente de la energia y el diagnostico energetico. Guia N°2 Sector Comercial, 33 a 34. Mayo 2008 ORGANISMO SUPERVISOR DE LA INVERSION EN ENERGIA Y MINERIA. Determinacion de la tarifa unica de distribución de gas natural aplicables a la concesion de Lima y Callao para el periodo 2014-2018. Informe N° 0130- 2014-GART. 77 a 78. Marzo 2014. ESPINOZA QUIÑONES, Luis (2009). Las tarifas de distribucion de gas natural en el Perú Marco conceptual. GN-La Revista de Gas Natural. 189 a 190. Mayo 2009. Villacorta, A. R. Conexionesan.Obtenido de http://www.esan.edu.pe/conexion/actualidad/2012/08/06/gas-camisea-energia/ Consultada el 20 de Abril del 2017. El Comercio. elcomercio.pe. Obtenido de elcomercio.pe: http://elcomercio.pe/economia/peru/talara-primera-ciudad-que-tuvo-gas-natural- y-petroquimica-noticia-1781622 . 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