Introducción
El transporte por ductos es un
modo de transporte de gases, líquidos, sólidos o multifásico, dirigido en
general a través de las tuberías que constituyen una red o un sistema de
transporte.
El drenaje por gravedad de efluentes (aguas residuales,
aguas lluvias, sistemas de alcantarillado, etc.) y el tránsito de alimentos (cerveza, leche, granos, etc.) por medio de
tuberías pueden entrar en esta acepción. Sin embargo, los productos en general
descritos como elementos que se transportan por tubería son: petróleo e hidrocarburos líquidos, gas
natural y gas para combustibles, sustancias químicas.
Dependiendo del producto
transportado, el ducto recibe diferentes nombres, así
como los reglamentos, las técnicas de construcción y de funcionamiento también
varían.
Los principales sistemas de
transporte por tubería son los siguientes:
Hay muchos otros productos
transportados a distancias importantes, que justifican el término transporte, a
cambio de distribución local:
·
El agua salada en saumoductos;
·
Otros
De todos los medios de transporte,
los conductos son lo último en que piensa la gente. Mueven cantidades de carga
comparables con el transporte ferroviario y motor, pero son en gran parte
invisibles. Requieren de grandes inversiones, pero con costos muy bajos y
variables. Una única cosa sobre los conductos es que la carga solo se mueve en
una sola dirección, con raras excepciones. La seguridad de la carga es un punto
fuerte, con baja cantidad de pérdidas y daños. Los conductos son muy
confiables, necesitan poco mantenimiento y no son afectados por el clima.
Hay una función de almacenamiento en
el transporte, y esto es especialmente verdad en los conductos. De ahí el
término “está en el conducto”, está en proyecto. Una razón para esto es que la
carga del conducto es lenta. El acceso está muy limitado ya que la carga solo
puede enviarse y se puede acceder en ciertos lugares.
De los diferentes tipo de carga
(containerizada, fraccionada, a granel) los productos entubados son
considerados a granel. Los productos transportados en tubo son bastante
limitados. El petróleo domina la lista. Existen por lo menos 15 grados de
petróleo crudo más otros productos derivados. Se pueden colocar en los
conductos diferentes grados, uno atrás del otro. No es un problema que se
mezclen ya que sus grados diferentes los mantienen separados.
Si llegan a mezclarse, solo ocurre
con el grado más bajo. Hay un conducto de lodo de carbón, en el que se mezcla
el carbón aplastado con agua y luego se lo separa en el destino. Esto ocurre en
los Estados Unidos en Black Mesa en el sudoeste. El lodo de carbón es bastante
especializado y necesita de un montón de agua.
Los grandes conductos son mucho más
efectivos en cuanto al costo que los más pequeños.
Hay poca fricción entre el líquido y
el interior del conducto, por lo tanto cuanto más grande sea el conducto, menor
porcentaje de líquido está en contacto con el conducto. Se necesita energía
para mover la carga a través de los conductos, aunque en algunos casos se
utiliza la gravedad.
Hay también una ganancia eficiente de
los conductos más grandes porque se mueve más carga pero hay muchos menos
costos adicionales con un conducto más grande. Un conducto de 12 pulgadas puede
transportar tres veces más que el de 8 pulgadas .
Las compañías que operan los
conductos son algunas veces los consignadores, o pueden ser independientes. En
los Estados Unidos, la mayoría opera como transportistas comunes. Son muy
oligopolisticos, con pocos jugadores (mundialmente, no solo en los Estados
Unidos). Tienden a ser monopolios naturales ya que conductos paralelos serían
extremadamente ineficientes. La principal competencia son los transportistas
marítimos, el único medio que tiene las mismas características sobre costo. La
mayoría son nacionales, ya que requieren estabilidad a largo plazo y son
sensibles a trastornos políticos. En un caso, durante la guerra fría, hubo una
gran disputa sobre un oleoducto ruso para Europa. Los europeos querían comprar
el petróleo ruso pero los Estados Unidos aseguraron que podía llevar a la
dependencia.
Problemas económicos del transporte por tubería
Peculiaridades del transporte por canalización
Contrariamente a los medios de transporte tradicionales, la
tubería no puede ser utilizada más que en el marco de una función previamente
definida en cuanto a la naturaleza del producto transportado, el caudal y el
trayecto recorrido. Las canalizaciones requieren inversiones cuantiosas en
infraestructura poco susceptibles de ser realizadas en etapas sucesivas.
El producto transportado –petróleo bruto, productos
refinados o gas natural– debe ser siempre de la misma categoría. Sin duda,
algunas canalizaciones se pueden modificar para poder transportar otros
hidrocarburos diferentes de los inicialmente previstos, como, por ejemplo, gas
natural en lugar de petróleo bruto. Se trata siempre de transformaciones
excepcionales que exigen adaptaciones y acondicionamientos de las instalaciones
la mayoría de las veces delicadas.
La capacidad de transporte comporta límites inferiores y
superiores estrechamente fijados. La elección del diámetro condiciona las
cantidades de fluido a transportar, y el incremento de la capacidad de
transporte a partir de una infraestructura existente, comporta inversiones
cuantiosas en la instalación de estaciones de bombeo o de compresión, cuando no
la duplicación de las líneas. Por otro lado, la tubería debe permanecer, en principio, constantemente llena, pues el fluido es a la
vez objeto del transporte y medio de transmisión de la energía que asegura su
desplazamiento. Los volúmenes de primer llenado de las canalizaciones en su
puesta en servicio permiten extraer en el otro extremo de la canalización
volúmenes equivalentes a los introducidos por el inicio de la canalización
gracias al empuje que éstos ejercen en los volúmenes intermedios. Esto obliga a
inmovilizar grandes cantidades de producto a lo largo de centenares o de miles
de kilómetros. A título de ejemplo, un oleoducto de petróleo bruto de 24"
(diámetro normal en este tipo de instalaciones) y con una longitud de 500
kilómetros retiene permanentemente unas 125.000 toneladas de líquido, es decir,
el contenido de un gran petrolero, o el de 100 trenes completos o el de 400
camiones de gran tonelaje.
Si bien es posible ralentizar o incluso interrumpir completamente el
flujo de producto transportado en el interior de la tubería, no es menos cierto
que, en este caso, la rentabilidad de la instalación se ve seriamente afectada,
ya que el valor total del producto contenido en la canalización permanece
inmovilizado, al igual que el conjunto de las inversiones en infraestructura,
añadiendo nuevas cargas a las de otros gastos fijos.
Existe, pues, un ritmo mínimo de flujo por debajo del cual el déficit de
la canalización se incrementa rápidamente.
Igualmente ocurre con el máximo de fluido a transportar. Se pueden
incrementar, dentro de un cierto margen, las cantidades transportadas gracias a
la instalación de equipos de bombeo (líquidos) o de compresión (gases). Pero se
llega rápidamente a soluciones costosas o peligrosas para la integridad de la
instalación que pondrían en riesgo la seguridad de la canalización.
Por otro lado, el trayecto recorrido no es susceptible de ser
modificado, ya que la instalación permanece enterrada en el suelo, lo que añade
una rigidez adicional a este sistema de transporte. Todo lo más que permite es
prolongar su trazado, o utilizar solamente una parte del mismo.
Contrariamente a una flota de barcos, vagones o camiones cisternas, el
transporte por canalización requiere grandes inversiones de primer
establecimiento.
Ventajas económicas del transporte por tubería
El gran desarrollo que el transporte por tubería viene
alcanzando incesantemente a pesar de las limitaciones ya citadas, se debe sin
duda a una serie de ventajas económicas sobre la mayor parte de otros modos de
transporte, que son en algún caso determinantes:
·
El consumo de energía por unidad
transportada se reduce al mínimo. Al permanecer fijas las tuberías enterradas
el consumo de energía es el absorbido por el funcionamiento de las estaciones
de bombeo o de compresión. Ninguna energía es gastada en el transporte de
envases vacíos en los viajes de retorno, como es el caso de los demás medios de
transporte.
·
La utilización de la tubería es
continua. Al no tener que hacer uso de ningún depósito o contenedor móvil, no
hay necesidad de organizar el retorno en vacío o sobre balasto. La tubería se
utiliza permanentemente, mientras que el transporte tradicional, salvo que
consiga fletes o portes en el viaje de regreso, debe asegurar su rentabilidad
sobre la mitad de los trayectos recorridos.
·
El trayecto recorrido por un oleoducto
o un gasoducto representa casi siempre un acortamiento sensible en relación con
las rutas marítimas (necesidad de contornear vastos continentes), fluviales
(meandros, paso de esclusas) e incluso en los trayectos terrestres (las
canalizaciones pueden salvar grandes desniveles por las líneas de máxima
pendiente, que los camiones y, más aun, los trenes deben rodear).
·
En ciertos casos la construcción de un
“pipeline” evita la creación de infraestructuras terrestres y/o ferroviarias,
inexistentes (países subdesarrollados) o ya saturadas.
·
Los gastos de explotación (operación y
mantenimiento) son reducidos. Su funcionamiento exige una mano de obra
extremadamente reducida en relación con las toneladas transportadas. Esta
circunstancia es aún más manifiesta en el curso de las últimas décadas con la
incorporación de sistemas de telemando y telecontrol que permiten la operación
a distancia sin personal presente en las instalaciones.
·
Los gastos de mantenimiento son bajos
gracias a la robustez de los elementos que constituyen la canalización y a los
sistemas de protección previstos.
·
Otra ventaja económica incontestable
del transporte por tubería es el de su seguridad de funcionamiento, no
condicionada por meteorología adversa o contingencias climáticas a las que
inevitablemente están sometidos, durante una gran parte del año, otros modos de
transporte (temporales, nieblas, heladas, inundaciones o estío fluvial).
·
La construcción de las canalizaciones
se beneficia de los perfeccionamientos y mejoras continuas de rendimiento
introducidas en las industrias de fabricación de tuberías, motores, bombas y
turbinas, así como en los aparatos de telecontrol y regulación. Asimismo, el tendido
de las canalizaciones es realizado por empresas altamente especializadas, con
maquinaria y equipos muy perfeccionados, que hacen de la construcción de
gasoductos y oleoductos, tanto terrestres como submarinos, auténticos trabajos
de serie.
Diferentes concepciones históricas referidas al transporte por ductos
En la antigua Roma y la dinastía Han en China, se
utilizaban tuberías para transportar agua desde el lejano río hasta las
ciudades y los cultivos.
En 1863 el Ruso Dmitri Mendeleev propuso por primera vez la utilización de
tuberías para transportar el petróleo.
Algunos dicen que Bladimir Shukhow con la compañía
Branovel fue el primero en usar tuberías para este fin a finales del siglo XIX.
Otros afirman que el primer uso de tuberías para el transporte
de petróleo se dio en Pensylvania en el año 1860.
Hace más de 3.000 años, los chinos
utilizaban simples cañas de bambú unidas entre sí para llevar el gas natural
desde los pozos en los que manaba libremente hasta algún punto cercano.
Reseña histórica
La historia del transporte por tubería
está íntimamente ligada a la de la industria del petróleo. Cuando la producción
de petróleo comenzó a ser abundante, los medios de transporte tradicionales se
revelaron insuficientes para asegurar su evacuación.
La primera canalización o “pipeline”
fue construida en los Estados Unidos en 1865. La obra unía el campo productor
de Pithole City, no lejos de Oil Creck, con la estación de ferrocarril de
Miller Farm. Tenía una longitud de unos 10 kilómetros y su diámetro era de
2". Estaba compuesta por tubos de fundición roscados unos a otros en los
extremos y enterrados a unos 60 centímetros en el suelo. Tres bombas
accionadas por máquinas de vapor, dispuestas a lo largo de la conducción,
aseguraban el movimiento de aceite con un caudal que alcanzaba los 12.000 l/h.
Hubo que esperar casi diez años para
que se terminase con éxito el primer “pipeline” de larga distancia, que con 96,5 kilómetros
unía la región petrolera del noroeste de Pennsylvania con la capital del
Estado, Pittsburg. Su diámetro era de 3" y su caudal diario de casi 5.000
toneladas.
Nacido en los Estados Unidos, el
transporte por tubería se extendió rápidamente por otras partes del mundo donde
la importancia de la producción y la extensión de los mercados exigía medios de
evacuación importantes y seguros.
Rusia alcanzaba en 1900 el rango de
primer productor mundial de petróleo con la puesta en explotación a finales del
siglo XIX de los yacimientos de Bakou bajo el impulso del grupo francés
Rothschild y del grupo sueco Nobel. El ferrocarril Bakou-Batoum, puesto en
servicio en 1883 para permitir al petróleo atravesar el Cáucaso y ser exportado
por el mar Negro, se mostró insuficiente. Diez años más tarde un oleoducto de 880 kilómetros de
longitud (primero de estas características fuera de los Estados Unidos) entraba
en operación siguiendo el mismo trazado que el ferrocarril, siendo completado
por otras líneas que unían Batoum con los yacimientos situados en el borde del
mar Caspio.
El descubrimiento de campos productores
en Oriente Medio hizo que el canal de Suez se convirtiera en una de las
principales arterias del tráfico petrolero marítimo, estableciendo la ruta que,
a través del golfo Pérsico, el océano Índico y el mar Rojo, conducía el
petróleo hasta los puertos del Mediterráneo. Sin embargo, unos años más tarde,
con el descubrimiento en 1927 del yacimiento iraquí de Kirkouk, se inició la construcción de una conducción para evacuar el petróleo hacia el Mediterráneo, arrebatando al canal de Suez
su exclusividad. La construcción de la tubería
obligó a negociar una convención o acuerdo de
tránsito con los cuatro gobiernos interesados,
Siria, Líbano, Transjordania y Palestina, siendo precursora
de otros futuros acuerdos de tránsito para gas y
petróleo en décadas posteriores.
Las canalizaciones de productos refinados
La idea de transportar por tubería los
productos acabados, resultado del refino y listos para su consumo, apareció en
Estados Unidos bastante después de que las primeras conducciones para el
petróleo bruto fueran utilizadas de manera corriente.
El primer oleoducto de gran longitud
del que se tienen referencias para transportar productos acabados fue puesto en
servicio en 1893 entre Bradford (Pennsylvania) y la ciudad de Wilkes-Barre,
situada en el mismo Estado, siendo ampliado hasta Marcus Hook en la costa
Atlántica. Antiguos oleoductos que transportaban en su origen crudo desde los
pozos de extracción en Pittsburg hasta la refinería de Bayway en New York
fueron utilizados en sentido inverso para abastecer la zona oeste de
Pennsylvania y Ohio con productos refinados fabricados en Bayway. Comenzó a
partir de este momento la construcción de numerosas líneas de transporte de
productos acabados por varias compañías petroleras, principalmente en la parte
central de Estados Unidos. El principal producto transportado en los primeros
años era carburante para los coches.
Posteriormente comienza a dominarse el
transporte, tanto de crudo como de fuel ligero, separados en diferentes cargas,
denominadas “batches”, introducidas alternativamente en la conducción. Después
de la segunda guerra mundial este tipo de canalizaciones conoce un rápido
desarrollo, no sólo en los Estados Unidos, sino también en otros países. El
oleoducto
El Havre-París fue el primero
construido en Europa.
Las canalizaciones de gas natural o gasoductos
Al igual que sucedió con el petróleo,
fue en los Estados Unidos donde nació la industria de la producción y
transporte de hidrocarburos gaseosos.
La primera línea de transporte de gas
de gran longitud fue construida en 1885 entre Kane (Pennsylvania) y Buffalo
(New York). Tenía una longitud de 140 kilómetros y los
tubos de fundición utilizados eran de 8". Unos 50 kilómetros de esta
histórica conducción estuvieron en servicio hasta finales de los años sesenta,
siendo utilizada por dos compañías de distribución de gas: la Iroquois Gas
Corp. y la United Natural Gas, Co.
La distribución de gas por canalización
tuvo un carácter regional hasta que la aparición de tubería de acero sin
soldadura y la puesta a punto de la soldadura eléctrica en 1925 permitieron la
construcción de canalizaciones más ligeras y, por consiguiente, menos costosas.
A partir de 1931 comenzaron a entrar en servicio gasoductos de más de 100
kilómetros de longitud, que representaban técnicamente el prototipo de las
conducciones que están hoy en día en operación.
Los oleoductos militares durante la segunda guerra mundial
Durante la segunda guerra mundial la
importancia del petróleo y sus derivados fue decisiva debido al alto grado de
motorización de los ejércitos combatientes. En los Estados Unidos el Gobierno
financió la construcción en 1942-1943 de canalizaciones para unir Texas con New
Yersey para asegurar por vía terrestre el transporte de productos petrolíferos
que la presencia de submarinos alemanes en las aguas del golfo de México hacia
peligroso por barco. Fueron dos oleoductos, con los nombres de Big Inch
(24") para el petróleo bruto y Litle Big Inch (20") para productos
refinados.
Se calcula en más de 16.000 kilómetros
la longitud de las distintas canalizaciones de transporte que fueron tendidas
por los especialistas americanos en los diferentes teatros de operaciones en el
norte de África, en Europa y en Extremo Oriente.
Los oleoductos eran construidos después
de cada desembarco para abastecer aeródromos, constituir reservas y satisfacer
las necesidades de los ejércitos a medida que avanzaban en el frente de
batalla.
La operación “Pluto” (Pipe line under the ocean),
concebida en Inglaterra a partir de 1942 en previsión del desembarco aliado en
las costas francesas, fue estudiada con gran secreto con el concurso de
técnicos y especialistas de las compañías Anglo-Iranian e Irak Petroleum
Company. Concluyó con la puesta a punto de dos tipos de canalizaciones de
3" denominadas en código clave “Hamel” y “Haïs”, según el nombre de sus
autores. “Haïs” era un tubo trenzado al modo de los cables submarinos y
tendidos desde un barco cablero; “Hamel” estaba formado, al contrario, por
tubos de acero flexible enrollados en tambores de grandes dimensiones
arrastrados por remolcadores.
Se realizaron numerosos ensayos en aguas británicas
mucho antes del desembarco y, desde que éste tuvo lugar el 6 de junio de 1944,
se tendió con éxito en plena batalla la primera canalización, que unía la isla
de Wight con la zona de Cherburgo. Seguidamente se tendieron otras
conducciones, hasta un total de diecisiete (once tipo Haïs y seis tipo Hamel),
que permitieron a los ejércitos aliados recibir diariamente más de 500.000 m3 de
combustible.
La expansión reciente de las redes de “pipelines”
Desde principios del siglo XX, la
longitud de las canalizaciones en servicio no ha dejado de crecer en el mundo
entero. Ya en 1900 existían más de 30.000 kilómetros
de conducciones de petróleo bruto. Hoy estas canalizaciones superan los 350.000
kilómetros en los Estados Unidos y los 100.000 kilómetros
en otros países, preferentemente en Rusia y países del Este.
Grandes gasoductos, con longitudes entre 2.000 y
6.000 kilómetros, unen los grandes yacimientos de gas del Urengoy y de Siberia
con los países de la Unión Europea o los yacimientos del Sahara argelino con
Italia y España, atravesando el Mediterráneo y el estrecho de Gibraltar,
respectivamente.
Tipos de ductos
Oleoducto
Se denomina oleoducto a la
tubería e instalaciones conexas utilizadas para el transporte de petróleo, sus derivados y biobutanol, a grandes distancias.
Los
oleoductos son la manera más rápida de transportar grandes cantidades de
petróleo en tierra o en agua. Comparados con los ferrocarriles, tienen un coste menor por unidad y
también mayor capacidad.
A pesar de
que se pueden construir oleoductos bajo el mar, el proceso es altamente
demandante tanto tecnológica como económicamente; en consecuencia, la mayoría
del transporte marítimo se hace por medio de buques petroleros.
Los
oleoductos se hacen de tubos de acero o plástico con un
diámetro interno de entre 30 y 120 centímetros. Donde sea posible, se
construyen sobre la superficie. Sin embargo, en áreas que sean más
desarrolladas, urbanas o con flora sensible, se
entierran a una profundidad típica de 1 metro.
La
construcción de oleoductos es compleja y requiere de estudios de Ingeniería
Mecánica para su diseño de Conceptual a Detalles, así como estudios de impacto
ambiental a todo lo largo de las áreas por donde serán tendidos.
El American
Petroleum Institute es la
institución más influyente a nivel mundial en lo que respecta a normas de
ingeniería para la construcción de oleoductos, siendo la especificación API 5L
(Especificaciones para Tubería de Línea) la aplicable para la construcción de
tuberías para transporte de petróleo crudo, gas, así como derivados de
hidrocarburos. La última versión del API 5L fue divulgada en Octubre 2007 en su
edición 44ta.
Los
oleoductos de tubería de acero son construidos uniendo en el sitio (campo) la
series de tubos del diámetro requerido que han sido llevados al lugar del
tendido, la unión es generalmente mediante soldadura. Los tubos por su parte,
pueden tener diámetros desde 1/2" (12,7 mm) hasta 144"
(aproximadamente 360 cm) y vienen de fábricas de tuberías que pueden utilizar
diversos métodos para su fabricación de acuerdo a la norma API 5L, los métodos
más usados son: - Seamless (Sin Costura, un tipo de tubería que no es soldada)
- ERW (Electrical Resistance Welding o soldadura por resistencia eléctrica hoy
día conocida como High Frequency Welding o HFW) - SAW (Submerged Arc Welding o
Soldadura por Arco Sumergido). De este tipo existe la SAWL (Con costura
longitudinal) y la SAWH (Con costura Helicoidal o en Espiral).
Operación
El petróleo
se mantiene en movimiento por medio de un sistema de estaciones de bombeo
construidas a lo largo del oleoducto y normalmente fluye a una velocidad de
entre 1 y 6 m/s. En ocasiones se utiliza el oleoducto para transportar dos
productos distintos o más, sin hacer ninguna separación física entre los
productos. Esto crea una mezcla en donde los productos se unen llamada la
interfaz. Esta interfaz debe retirarse en las estaciones de recepción de los
productos para evitar contaminarlos.
El petróleo
crudo contiene cantidades variables de cera o parafina la cual se
puede acumular dentro de la tubería. Para limpiarla, pueden enviarse
indicadores de inspección de oleoductos, también conocido como pigs por su nombre en inglés, mecánicos a lo
largo de la tubería periódicamente.
Gasoducto
Un gasoducto es
una conducción que sirve para transportar gases combustibles a gran escala. Es
muy importante su función en la
actividad económica actual.
Consiste en una
conducción de tuberías de acero, por las que el gas circula a alta presión,
desde el lugar de origen. Se construyen enterrados en zanjas a una profundidad
habitual de 1 metro. Excepcionalmente, se construyen en superficie.
Por razones de
seguridad, las normas de todos los países establecen que a intervalos
determinados se sitúen válvulas en los gasoductos mediante las que se pueda
cortar el flujo en caso de incidente. Además, si la longitud del gasoducto es
importante, pueden ser necesarios situar estaciones de compresión a intervalos.
El inicio de un
gasoducto puede ser un yacimiento o una planta de regasificación, generalmente
situada en las proximidades de un puerto de mar al que llegan buques (para
el gas natural, se llaman metaneros) que transportan gas
natural licuado en
condiciones criogénicas a muy baja temperatura (-161 ºC).
Para cruzar un río
en el trazado de un gasoducto se utilizan principalmente dos técnicas, la
perforación horizontal y la perforación dirigida. Con ellas se consigue que
tanto la flora como la fauna del río y de la ribera no se vean afectadas. Estas técnicas también se utilizan para
cruzar otras infraestructuras importantes como carreteras, autopistas o
ferrocarriles.
El tendido por mar
se hace desde barcos especialmente diseñados, los cuales van depositando sobre
el lecho marino la tubería una vez que ha sido soldada en el barco.
Las normas
particulares de muchos países obligan a que los gasoductos enterrados estén
protegidos de la corrosión. A menudo, el método más económico es revestir el
conducto con algún tipo de polímero de modo que la tubería queda eléctricamente
aislada del terreno que la rodea. Generalmente se reviste con pintura y
polietileno hasta un espesor de 2-3 mm. Para prevenir el efecto de posibles
fallos en este revestimiento, los gasoductos suelen estar dotados de un sistema
de protección
catódica, utilizando ánodos de sacrificio que establecen la tensión galvánica suficiente para que no se produzca corrosión.
El impacto ambiental que producen los gasoductos, se centra en la
fase de construcción. Una vez terminada dicha fase, pueden minimizarse todos
los impactos asociados a la modificación del terreno, al movimiento de
maquinaria, etc. Queda, únicamente, comprobar la efectividad de las medidas
correctivas que se haya debido tomar en función de los cambios realizados:
repoblaciones, reforestaciones, protección de márgenes, etc.
En general,
en Europa, todos los gasoductos están obligatoriamente
sometidos a procedimientos de evaluación de impacto ambiental por las autoridades competentes. En este
procedimiento, se identifican, entre otras, las zonas sensibles ambientalmente
y los espacios protegidos, se evalúan los impactos potenciales y se proponen
acciones correctoras.
Poliducto
Los poliductos son sistemas de cañerías destinados
al transporte de hidrocarburos o productos terminados. A diferencia de los
oleoductos convencionales -dedicados exclusivamente al transporte de petróleo
crudo-, los poliductos transportan una gran variedad de combustibles ya
procesados en la refinería. A través de ellos pueden trasladarse principalmente
kerosene, combustibles para aviación, naftas, gas oíl y gases. El transporte se realiza en baches sucesivos.
Sucede normalmente que un poliducto de grandes dimensiones contenga cuatro o
cinco productos diferentes en distintos puntos de su recorrido, que son
entregados en la terminal de recepción o en estaciones intermedias ubicadas a
lo largo de la ruta. Para esta operación se programan los envíos: las presiones
y la velocidad de desplazamiento de cada producto son controladas por medio de centros de computación. A condición de
que se cumplan ciertas normas, el nivel de mezcla de los sucesivos productos que
pasan por el poliducto alcanza sólo a pocas decenas de metros cúbicos. Esto
permite recuperar esta mínima fracción que pasó por el poliducto como producto
de menor calidad, sin que se afecte la calidad final del producto.
Acueducto
Un acueducto es toda aquella obra destinada al transporte de agua entre
dos o más puntos. Esta obra incluye tanto al medio físico a través del cual el
fluido será transportado (tuberías, canales, etc.) como a todas las obras
adicionales necesarias para lograr un funcionamiento adecuado de la instalación
(Estaciones de Bombeo, Válvulas de todo tipo, Compuertas, Reservas, Transmisión
de energía, etc.).
Por lo general, la idea de construir un Acueducto surge ante la
necesidad de proveer de agua a sitios o poblaciones que no disponen en
abundancia de la misma, o en caso de disponer, que su calidad sea deficiente,
con todas las consecuencias ingenieriles que esto implica. Por estar
transportando un recurso de primera necesidad para el desarrollo humano y por
estar involucrada en general una cantidad importante de personas, de recursos
de la Ingeniería e importantes recursos económicos, es que el diseño correcto
de esta obra se hace especialmente importante, sobre todo teniendo en cuenta la
trascendencia social de la obra en consideración.
Los Acueductos pueden funcionar “A PRESIÓN” (en tuberías cerradas) o
bien “A
SUPERFICIE LIBRE” (a través de canales o tuberías parcialmente llenas).
Los primeros tienen la limitación impuesta por la tecnología actual de
tuberías, por lo que se usan por lo general para caudales menores a los 4 m3/s. Cuando los caudales
son muy grandes, resulta mucho más cómodo y económico el transporte a
superficie libre. En el rango de caudales medios, habrá que analizar la
situación de la zona, sobretodo la topografía, para decidir cuál sería la
alternativa más conveniente.
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Componentes de un Acueducto a Presión
OBRA DE TOMA
La Obra de Toma forma un conjunto de estructuras y sus auxiliares que
permiten extraer agua del curso de un río o de algún tipo de embalse (natural o
artificial) en condiciones satisfactorias de flujo y con un control adecuado.
El diseño de la misma varía mucho de acuerdo con las condiciones
geológicas y topográficas, el lugar de donde se realiza la extracción y las
variaciones del caudal a extraer. En grandes ríos o en grandes presas, incluso,
se puede requerir de varias tomas, o bien una toma con varios pasajes o
conductos.
En general, una obra de toma consiste en una estructura de entrada,
conductos, mecanismos de regulación y emergencia con su equipo de operación y
dispositivos para disipación de energía.
TUBERÍAS
Constituyen la componente indispensable en las obras de Acueductos a
Presión ya que serán las encargadas de conducir el agua entre la obra de toma y
la reserva final. Por lo general, constituyen no menos del 60% del costo total
de la obra, por lo que es muy importante su estudio profundo si se quiere hacer
un buen proyecto.
Es indispensable una adecuada selección de las mismas y el
correspondiente dimensionamiento de acuerdo a los caudales a transportar, la
topografía de la traza elegida y a las solicitaciones (internas y externas) que
deberán soportar (presión de trabajo, sobrepresión por transitorios, cargas por
el relleno de la zanja y por el tránsito, etc.).
Los materiales más frecuentes de tuberías en la oferta local son:
·
Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV)
·
Policloruro de Vinilo (PVC)
·
Hormigones Armados y Pretensados o Postesados, con
alma de acero o sin ella.
·
Fundición Dúctil
·
Acero
·
Poliéster de Alta Densidad (PEAD)
ESTACIONES DE BOMBEO
Las Estaciones de Bombeo, dispuestas convenientemente a lo largo de la
traza del Acueducto, son las encargadas de proveer al caudal, la energía
necesaria para poder sortear los obstáculos dados por la topografía y para
compensar las pérdidas de energía ocurridas en la conducción (pérdidas por
fricción y localizadas).
El estudio detallado del número y localización de estas estaciones de
bombeo posibilitará la optimización del sistema y, sobretodo, de la selección y
dimensionamiento de las tuberías.
Las Estaciones de Bombeo están integradas por un conjunto de equipos e
instalaciones electromecánicas montadas en una obra civil. Entre los equipos e
instalaciones electromecánicas cabe mencionar:
·
Bombas
·
Motores
·
Instalaciones de la Fuente de Energía.
·
Instalaciones auxiliares de comandos, control y
seguridad.
CÁMARA PARA VÁLVULAS DE AIRE
La función de las válvulas de aire es la de controlar el aire en el
interior de las conducciones, posibilitando ingresos y egresos, de acuerdo a
las necesidades y tratando de evitar, o al menos minimizar, la posibilidad de
que quede atrapado en algún sector alto de la misma, con las consecuencias que
esto implica (ver “El Aire en las Conducciones a Presión”). Deben disponerse en
todos los puntos altos o picos de la conducción y espaciadas en no más 1000 m
entre sí.
CÁMARA PARA VÁLVULAS DE DESAGÜE
Estas cámaras se disponen en los puntos bajos (distanciadas unas de
otras en no más de 3000m) con el fin de permitir el desagote de la tubería en
cada sector, en caso de tener que vaciar algún tramo del acueducto (ya sea por
razones de limpieza, operativas o por alguna rotura sufrida en algún sector).
VÁLVULAS SECCIONADORAS
Las válvulas seccionadoras son las encargadas de posibilitar la división
del acueducto en tramos independientes. De esta manera, en caso de hacerse
necesaria la reparación de algún sector de tubería, o de algún otro accesorio,
no hace falta el vaciado del acueducto, sólo se aísla el tramo en problemas,
cerrando las válvulas seccionadoras al comienzo y al final del mismo.
La cantidad, tipo y distribución de estas válvulas en la instalación
dependerá, de la configuración de cada problema en particular y de la decisión
del proyectista.
VÁLVULAS DE CONTROL (DE ALTA TECNOLOGÍA)
Las válvulas de control, como su nombre lo dice, se encargan de controlar
la presión o el caudal, en el lugar donde están emplazadas, en valores
especificados por el operador del sistema.
CÁMARAS COMPENSADORAS
Estas cámaras consisten en tanques conectados al acueducto que mantienen
un flujo bidireccional con el mismo. Debido a esta conexión permanente, el
nivel de agua en estas cámaras, para cada instante, se mantiene fluctuante en
correspondencia con la cota de la línea piezométrica dada por el funcionamiento
del sistema en ese punto
DEPÓSITOS DE DESCARGA
Estos son también tanques conectados al acueducto, pero esta vez no en
forma permanente.
La conexión posee una válvula de retención que sólo permite el flujo
desde el depósito en dirección hacia la tubería principal. No existe el ingreso
de agua proveniente del acueducto en el tanque.
El propósito de este tipo de dispositivo es el de proveer de agua al
acueducto durante las ondas de depresión que ocurren durante los transitorios y
minimizar así sus efectos indeseables.
Producida la descarga, su recarga posterior, se realiza mediante una
conexión especial proveniente del mismo acueducto.
CISTERNAS
Consisten también en reservas de agua, de flujo bidireccional como en
las cámaras compensadoras. Sin embargo, a diferencia de éstas, las cisternas
son generalmente capaces de contener volúmenes de agua mucho mayores,
suficientes como para poder considerarla, a los fines prácticos, como un
reservorio infinito (es decir que el nivel del pelo del agua en el interior de
las cisternas se mantiene prácticamente constante, aún durante los
transitorios).
Se utilizan generalmente para imponer condiciones de borde al sistema
(el nivel de agua en ese punto) y, sobretodo, cuando se necesita almacenar gran
cantidad de agua (para provisión de agua potable de una localidad cercana, por
ejemplo).
Mineroducto
El mineroducto consiste en una línea de tuberías de acero, soldadas
entre sí y de características muy especiales diseñadas para resistir altísimas
presiones generadas por el flujo del lodo del concentrado del mineral y la
importante diferencia de altura sobre el nivel del mar entre el yacimiento y el
puerto.
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