Estudio de la utilización del Gas Natural en el laboratorio de máquinas térmicas FIM-UNI

Abstract

Es de conocimiento que actualmente se tiene un gasoducto troncal que, tras recorrer Lima de sur a norte a través de 61 kilómetros, une el City Gate en Lurín (lugar en donde se recibe el gas proveniente de Camisea) con la Central Termoeléctrica de Ventanilla, en el Callao. De esta línea principal nace una red de ductos de distribución que dotarán a Lima y Callao de energía. El gasoducto troncal y sus ramales primarios atraviesan catorce distritos de Lima y Callao: Lurín, Pachacamac, Villa El Salvador, Villa María del Triunfo, San Juan de Miraflores, Santiago de Surco, Santa Anita, El Agustino, San Juan de Lurigancho, Cercado de Lima, San Martín de Porres, Carmen de la Legua - Reynoso, el Cercado del Callao y Ventanilla. De esta manera, el 13 de diciembre de 2004, se inicia la operación de Cálida, marca comercial de la empresa Gas Natural de Lima y Callao (GNLC). Actualmente se viene implementando la comercialización del Gas Natural en industrias, comercios y residencias. Dentro de este contexto, el estudio, parte de la necesidad de modernizar y adecuar el Laboratorio de Máquinas Térmicas de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Ingeniería, a nuevos retos de la coyuntura nacional, y que pueda responder en un futuro a un proceso de acreditación. Es necesario por lo indicado, desarrollar el laboratorio mencionado en un contexto más amplio al actual, considerando que la ampliación de las redes de gas natural, en algún momento se harán extensibles por la Av. Tupac Amaru a toda la zona norte de nuestra capital. Este trabajo, busca ser el punto de partida para la modernización de todo el Laboratorio de Máquinas Térmicas e Hidráulicas (Lab. N° 5), generando futuros temas de informes y tesis, teniendo presente que los laboratorios tienen un peso primordial para la acreditación de las especialidades de la Facultad de Ingeniería Mecánica. Este informe cubre parte del Laboratorio N° 5, referidos a Máquinas y equipos térmicos, donde se propone utilizar como combustible el GAS NATURAL y el GLP, a fin de brindar soporte a actividades de investigación aplicada y de desarrollo tecnológico en las áreas de generación, ciclos de potencia, combustión del Gas Natural y GLP, usos del Gas Natural a los motores térmicos alternativos y los sistemas de refrigeración. En este Laboratorio se dispone de bancos y equipos experimentales relacionados con temas afines a la aplicación energética del Gas Natural para realizar investigación, innovación tecnológica, pruebas de cumplimiento de normas técnicas, certificación de equipos entre otras más. Los capítulos que se han desarrollado para cumplir con lo antes expresado comprenden: Capítulo 1: Introducción. Se presenta los antecedentes, objetivos, alcances y descripción del estudio. Capítulo 2: Fundamentos. Se menciona las definiciones y conceptos básicos del gas natural, aplicaciones energéticas, sobre el Laboratorio instruccional y su aporte en la acreditación de las especialidades en la Ingeniería Mecánica. Capítulo 3: Requerimientos Energéticos. En este capítulo se describe las instalaciones existentes y sus requerimientos de energía actuales, con posibilidades de sustitución de los combustibles, que actualmente se vienen utilizando, por el Gas Natural. Capítulo 4: Instalaciones Internas de Gas Natural. Aquí se trata de las Características y Parámetros bajo las cuales se realizará el abastecimiento de Gas Natural, así como las modificaciones a realizarse en el Laboratorio. Se concluye con la determinación de la opción tarifaría más conveniente. Capítulo 5: Caso Aplicativo de la Caldera Automática de 30 BHP, que trabaja con combustible GLP/Gas Natural. Se desarrolla un ejemplo del total de modificaciones a realizarse. Con este propósito se aborda los elementos principales a considerarse, como el quemador para GLP/GN, tren principal de gas, tren piloto de gas, control de flama, control de nivel de agua, control de presión, válvula de salida de vapor, válvula de seguridad, tablero de control para el sistema eléctrico, medidores de flujos. Capítulo 6: Costos y Presupuesto. Se contemplan el procedimiento de cálculo de los costos unitarios por partida, donde se considera los costos de materiales, mano de obra, equipos, herramientas y varios. Se hace mención a manera de ejemplo, parte de un Presupuesto del sistema de tuberías de gas natural, donde se consideran los ítems correspondientes, para considerar al final los gastos generales, dirección técnica y utilidad. Agradezco al lng. Walter Galarza, al jefe del Laboratorio de Máquinas Térmicas e hidráulicas lng. Jaime Ravello ya su personal técnico por su valioso apoyo y colaboración para la consecución de los objetivos del presente informe.