FIGEMPA: Investigación y Desarrollo

Optimización del tiempo de proceso en el reacondicionamiento de pozos en un campo de la Cuenca Oriente ecuatoriana aplicando herramientas de mejoramiento continuo

Resumen El reacondicionamiento de pozos es uno de los procesos más importantes en la industria petrolera, pues permite recuperar o incrementar la producción hidrocarburífera de un pozo petrolero que por condiciones mecánicas o del reservorio, se encuentra produciendo volúmenes menores a su valor óptimo. El reacondicionamiento de pozos de la empresa petrolera estatal Petroamazonas EP en un campo de la Cuenca Oriente ecuatoriana fue analizado con el fin de definir una propuesta de mejoramiento utilizando herramientas de común uso en la Ingeniería industrial. Considerando el punto de vista de los clientes del proceso, se determinó que el parámetro sujeto a mejoramiento es el tiempo. Para determinar las operaciones a ser optimizadas, se recopiló y analizó la información disponible de los reacondicionamientos realizados en el campo petrolero estudiado, desde enero 2015 a enero 2017. Utilizando análisis de Pareto se determinaron dos operaciones a ser sometidas a mejoramiento: Inicialización y Completación. Para estas operaciones se realizaron gráficas de control con el fin de determinar valores fuera de los rangos de tiempo esperados. A los puntos más alejados se les aplicó un análisis causa-efecto con el fin de determinar la causa principal de la falla. Considerando los resultados del análisis, se elaboró una propuesta de mejoramiento del proceso de reacondicionamiento de pozos.

Abstract Workover of wells is one of the most important processes in the oil industry because it recovers or increases the hydrocarbon production of an oil well that, because of mechanical conditions or the reservoir, is producing volumes less than their optimal value. The workover process of the national oil company Petroamazonas EP in an oilfield in the Ecuadorian Oriente Basin was analyzed in order to define an improvement proposal using tools commonly used in Industrial Engineering. Considering the point of view of the clients of the process, it was determined that the parameter subject to improvement is the time. In order to determine the operations to be optimized, the available information of the workovers made in the oilfield, from January 2015 to January 2017, was collected and analyzed. Using Pareto analysis, two operations to be improved were determined: Initialization and Completion. For these operations, control charts were performed in order to determine values outside the expected ranges of time. At the farthest points a cause-and-effect analysis was applied to determine the main cause of the failure. Considering the results of the analysis, a proposal was developed to improve the workover process.

Aplicación de nueva tecnología ácida no corrosiva biodegradable para limpieza de pozos petroleros de la cuenca oriente ecuatoriana

Resumen En el presente artículo se demuestra la eficacia en la aplicación de nueva tecnología ácida no corrosiva biodegradable para la limpieza de pozos petroleros. Para su demostración se realizó ensayos de laboratorio sobre cupones metálicos con incrustaciones de carbonatos. Se tomaron dos cupones, uno sometido al efecto de ácido HCl 12% convencional mientras que el otro cupón al efecto de la tecnología de ácido no corrosivo biodegradable. De los resultados obtenidos se evidenció que el ácido no corrosivo biodegradable obtuvo mayor eliminación de carbonatos y menor desgaste del cupón metálico. Posterior se muestra una prueba de campo sobre un equipo con corrosión y carbonatos. La metodología aplicada consistió en sumergir el equipo de prueba en un recipiente en contacto con la tecnología ácida no corrosiva y se dejó en remojo por un lapso de 24 horas. Posterior se recuperó el equipo de prueba verificando por observación la limpieza de éste. Con el objetivo de verificar reacciones secundarias de la tecnología ácida no corrosiva biodegradable al contacto con crudo de la Cuenca Oriente del Ecuador, se realizó un ensayo de laboratorio de compatibilidades entre ambos fluidos observando separación de fases definida, buena tensión interfacial y poca o nula adsorción en las paredes de la botella de prueba y no hubo formación de emulsiones ni precipitados. Los resultados obtenidos del ensayo de compatibilidad concluyen la no presencia de reacciones secundarias al contacto con crudo. Por último, se muestra una gráfica de la historia de producción de un pozo de la Cuenca Oriente del Ecuador en la cual se señala el período de tiempo en donde se realizaron trabajos de limpieza en el pozo con ácido HCl 12% y ácido no corrosivo biodegradable. A partir de esta gráfica podemos deducir la caída y la recuperación de producción de crudo durante los dos eventos de limpieza ácida llevada a cabo. El histórico de producción muestra que con HCl 12% se obtuvo una caída de producción de 150 bppd mientras que con la tecnología ácida no corrosivo biodegradable la caída de producción fue de 80 bppd, por lo tanto, mayor producción en el segundo caso. Dentro de las conclusiones se pone de manifiesto que el uso de ácido no corrosivo biodegradable elimina las incrustaciones presentes en los pozos petroleros sin causar corrosión en los equipos mecánicos y con su propiedad biodegradable facilita la operación en campo.

Abstract This article demonstrates the effectiveness in the application of new non-corrosive biodegradable acid technology for oil well cleaning. For its demonstration laboratory tests were carried out on metal coupons with carbonate inlays comparing with conventional acid. Two coupons were taken, one of them was subjected to the effect of conventional 12% HCl acid while the other one to the effect of biodegradable non-corrosive acid technology. From the results obtained it was evidenced that the non-corrosive biodegradable obtained greater elimination of carbonates and less wear on the metallic coupon. The methodology applied was to immerse the test equipment in a container in contact with the noncorrosive acid technology and let it soak for a period of 24 hours. Subsequently, the test equipment was recovered by verifying the cleanliness of this by observation. In order to verify secondary reactions of biodegradable non-corrosive acid technology in contact with crude oil from the eastern basin of Ecuador, a laboratory compatibility test between both fluids was performed, observing defined phase separation, good interfacial tension and little or any adsorption on the walls of the test bottle and there was no formation of emulsions or precipitates. The results obtained from the compatibility test conclude the non-presence of secondary reactions to contact with oil. Finally, a graph of the production history of an oil well in the eastern basin of Ecuador is shown, in which it is pointed the period of time where cleaning jobs were carried out in the well with 12% HCl acid and biodegradable non-corrosive acid. From this graph we can deduce the fall and recovery of crude oil production during the two acid cleaning events carried out. The graph shows a production drop of 150 obpd with 12% HCl and a production drop of 80 obpd with the biodegradable non-corrosive acid technology, therefore, greater production in the second case. Within the conclusions it is shown that the use of biodegradable non-corrosive acid eliminates the scale present in the oil wells without causing corrosion in the mechanical equipment and with its biodegradable property facilitates field operation.

Diseño de una planta piloto de extracción de pectina como gelificante a partir de residuos de la naranja (Citrus Sinensis)

Resumen La necesidad de gestionar los residuos sólidos orgánicos generados por los vendedores de jugo de naranja, en la ciudad de Quito, se propone un proceso para convertir las cáscaras de naranja, en materia prima para la obtención de pectina cítrica dando a este residuo un valor agregado. En Ecuador no existe una planta productora de pectina, lo que obliga a las industrias que utilizan este producto, a importar a un costo aproximado de 34 dólares el kilogramo. En la ciudad de Quito, según el censo realizado por la Policía Nacional en el año 2016, existen aproximadamente 600 vendedores ambulantes de jugo de naranja, quienes generan 16200 kg diarios de residuos lo que es igual a 5913 toneladas al año. Para la utilización de los residuos, se propone el diseño de una planta piloto para la obtención de pectina por hidrólisis ácida; previo a la implementación de la planta, se realizaron varios ensayos en el laboratorio hacia la optimización del proceso, con el fin de determinar el ciclo de producción; basándose principalmente en la termodinámica y la cinética de las reacciones. Finalmente, se presenta un estudio económico con el objetivo de determinar su viabilidad.

Abstract The need to manage organic solid waste generated by orange juice sellers, in the city of Quito, proposes a process to convert orange peels, into raw material for obtaining citrus pectin giving this residue an added value. In Ecuador there is no pectin producing plant, which forces the industries that use this product, to import at an approximate cost of $ 34 per kilogram. In the city of Quito, according to the census carried out by the National Police in 2016, there are approximately 600 street vendors of orange juice, who generate 16200 kg of waste daily, which is equal to 5913 tons per year. For the use of waste, the design of a pilot plant for obtaining pectin by acid hydrolysis is proposed; prior to the implementation of the plant, several tests were carried out in the laboratory for the optimization of the process, in order to determine the production cycle; based mainly on the thermodynamics and the kinetics of the reactions. Finally, an economic study is presented to determine its viability.

Análisis químico y de peligrosidad de lodos del sistema de tratamiento de aguas residuales en la industria de palma

Resumen El principal problema en los sistemas de tratamiento de aguas residuales de la industria de palma es la acumulación de lodos en las lagunas de oxidación, para extraer los lodos se instaló el geotubo, sin embargo, es necesario dar un destino final a los mismos. El objetivo de este trabajo fue analizar los componentes químicos y biológicos de los lodos generados en la laguna de oxidación N°4 y en el geotubo del sistema de tratamiento de aguas, determinando la peligrosidad e identificando el destino final del mismo. Además, se estableció si el floculante utilizado en el paso del lodo de la laguna hacia el geotubo incide en sus características químicas. Para esto, se realizaron tres muestreos en tres diferentes días y meses. Para la laguna de oxidación N°4 se recolectaron tres submuestras en diferentes puntos para formar una muestra compuesta y en el geotubo se tomaron muestras a 0,5 y 2 m de profundidad. Analizando parámetros agrícolas como NPK, se obtuvieron niveles altos de concentración de nitrógeno y fósforo, comparados con guías de fertilización, y niveles adecuados para el potasio, lo que indica que se puede emplear para uso agrícola. La corrosividad en base al pH del lodo está dentro del rango “no corrosivo” según la normativa. La reactividad, en base al nivel de cianuros se estableció como despreciable. La toxicidad por metales pesados, en cuanto a níquel, cromo, plomo y cadmio, resultaron bajo los niveles permisibles. La inflamabilidad de lodos, cualitativamente, se determinó que no registra presencia de gases inflamables. En el parámetro biológico infeccioso por concentración de coliformes totales, el resultado está bajo los límites permisibles. Finalmente, el lodo tanto de laguna como del geotubo resulta ser “no peligroso” según las normativas nacionales e internacionales y sus características químicas no son alteradas por el uso del floculante indicado.

Abstract The main problem in the wastewater treatment systems of the palm industry is the accumulation of sludge in the oxidation lagoons, to extract the sludge the geotube was installed, however, it is necessary to give a destination to them. The objective of this work was to analyze the chemical and biological components of the sludge generated in the oxidation lagoon No. 4 and in the geotube of the water treatment system, determining the danger and identifying its destination. In addition, it was established if the flocculant used in the passage of mud from the lagoon to the geotube affects its chemical characteristics. For this, three samples were taken in three different days and months. For the oxidation lagoon No. 4, three subsamples were collected at different points to form a composite sample, and samples at 0.5 and 2 m deep were taken in the geotube. Analyzing agricultural parameters such as NPK, high levels of nitrogen and phosphorus concentration were obtained, compared with fertilization guidelines, and adequate levels for potassium, indicating that it can be used for agricultural use. The corrosivity based on the pH of the sludge is within the “non corrosive” range according to the regulations. The reactivity based on the level of cyanides was established as negligible. Heavy metal toxicity, in terms of nickel, chromium, lead and cadmium, was below the permissible levels. The flammability of sludge, qualitatively, was determined not to register the presence of flammable gases. In the infectious biological parameter by concentration of total coliforms, the result is below the permissible limits. Finally, the mud of both the lagoon and the geotube turns out to be “non-hazardous” according to national and international regulations and its chemical characteristics are not altered using the indicated flocculant.

Desarrollo y evaluación preliminar de un índice climático simple para detección estacional de incendios forestales para Victoria, Australia

Resumen El Índice de Incendios Forestales de McArthur (FFDI, por sus siglas en inglés), es la herramienta más utilizada para investigar el clima de incendios forestales en Australia. Sin embargo, son escasos los avances en este campo en Australia desde el desarrollo del FFDI en 1967. El presente estudio tiene como objetivo desarrollar un índice simple para el análisis del clima de incendios forestales en Victoria, Australia. El índice propuesto “Índice Estacional Victoriano de Incendios Forestales” (VSBI por sus siglas en inglés) incorpora conocimiento local y de precursores remotos del clima de incendios forestales en esta región. Este índice fue diseñado para Victoria debido a que esta es una de las regiones más propensas a la ocurrencia de incendios forestales en el mundo. La formulación del VSBI se basó en datos locales de clima de incendios e indicadores de “El Niño Oscilación del Sur”. Este índice es una alternativa al FFDI que se basa en una compilación simple. Usando observaciones de estaciones meteorológicas, el VSBI y métricas estacionales del FFDI, se demostró un incremento en la tendencia al peligro de incendios forestales en Victoria durante el período 19742010. Adicionalmente, el VSBI demuestra capacidad para predecir el clima en temporadas extremas de incendios forestales. No obstante, la capacidad del VSBI para predecir incendios forestales per se es moderada. Estos resultados demuestran que un índice simple como el VSBI puede ser una alternativa útil a métricas tradicionales que miden el clima de incendios forestales en Australia.

Abstract The McArthur Forest Fire Danger Index (FFDI) is the most common tool to investigate fire weather in Australia. However, there have been scarce advances in the creation of fire weather metrics in this country since the FFDI development in 1967. This study aims to test a simple fire weather index for Victoria, Australia. The proposed index “Victorian Seasonal Bushfire Index” (VSBI) incorporates knowledge of local and remote fire weather drivers for this region. The index was designed for Victoria since it is one of the most bushfire prone regions in the world. The VSBI formulation is based on local fire weather data and El Niño-Southern Oscillation indicators. The index is a seasonal alternative to the FFDI with a simple compilation. Using weather stations observations, the VSBI and seasonal metrics of the FFDI show an increasing trend in fire danger in Victoria during the period 1974-2010. Additionally, VSBI and FFDI show strong correlations during the antecedent (September-October-November) and concurrent (December-January-February) bushfire seasons. Moreover, the VSBI shows a strong fire weather seasonal forecasting skill. The VSBI fire activity forecasting skill is moderate. These results show that a simple index like the VSBI can be a useful alternative to traditional fire weather metrics in Australia.

Determinación de Factores que Afectan la Medición de los Niveles de Ruido y Aislamiento Acústico en una Cabina Insonorizada para Autopartes

Resumen En el proceso de pruebas finales de vehículos, las ensambladoras de autos realizan verificaciones de ruidos internos no deseados, para luego eliminarlos, con el objeto de garantizar la satisfacción del cliente. Estas pruebas se realizan al cien por ciento de las unidades. Las mediciones de ruidos que desarrollan las ensambladoras son subjetivas y dependen de la capacidad auditiva del operario que hace la prueba. Todas las unidades que son detectadas por el cliente son segregadas y rechazadas. En el caso de que el porcentaje de unidades que tengan niveles de ruido sobre el estándar del cliente se puede llegar a embarques controlados, que implican inspecciones adicionales, a costo del proveedor, en sus instalaciones. Mediante el uso de una cabina insonorizada, se realiza la detección de los productos que no cumplen el estándar del cliente, en la propia planta del proveedor, sin ser necesario montar la parte con ruido en el vehículo. Sin embargo, para poder simular un proceso similar al que se tiene en un vehículo, se deben determinar los factores que tienen impacto en la medición del ruido. En este proyecto, no se construyó la cabina insonorizada, sino que se la simuló con un programa informático y cálculos con un modelo matemático validado de aislamiento acústico para paredes dobles, y mediante el uso de la metodología del diseño de experimentos, se simularon en el software cada uno de los factores. A fin de determinar la combinación de variables, se usó un diseño matricial, con la ayuda del software estadístico. Se usaron en la simulación materiales que por su costo pueden encontrarse fácilmente en el mercado ecuatoriano, para que luego este dispositivo pueda usarse en todas las plantas de producción de autopartes, permitiendo así que se valide el nivel de ruido. Los resultados de la simulación se compararon con resultados de varios autores que han estudiado el aislamiento de acústico de paneles sándwich con y sin absorbente en el medio. Finalmente, con esta metodología se llegaron a determinar los factores que influyen en la medición de ruidos en una cabina insonorizada de bajo costo con el objeto de reducir el ruido aéreo del ambiente de medición.

Abstract At the final vehicle testing process, car assemblers perform checks of unwanted internal noise, and then eliminate them, in order to guarantee customer satisfaction. These tests are carried out at one hundred percent of the units. The noise measurements made by the assemblers are subjective and depend on hearing ability of the injector performing the test. All the units that are detected by the client are segregated and rejected. In the event that the percentage of units that have noise levels over the customer’s standard, controlled shipments can be reached, which imply additional inspections, at the supplier’s expense, at their facilities. Through the use of a soundproof chamber, the detection of products that do not meet the customer’s standard is performed in the supplier’s own plant, without the need to mount the part with noise in the vehicle. However, in order to simulate a process similar to that in a vehicle, factors that have an impact on noise measurement must be determined. In this project, the soundproof chamber was not built, but it was simulated with a computer program and calculations with a validated mathematical model of acoustic insulation for double walls, and by using the methodology of the design of experiments, they were simulated in the software each of the factors. To determine the combination of variables, a matrix design was used, with the help of statistical software. Materials were used in the simulation, which, due to their cost, can easily be found in the Ecuadorian market, so that this device can then be used in all the production plants of auto parts, so that the noise level is validated. The results of simulation were compared with the results from several authors than have studied the transmission loss in sandwich panel with and without absorbent in the middle. Finally, this methodology was used to determine the factors that influence the measurement of noise in a low-cost soundproof booth in chamber to reduce airborne noise in the measurement environment

Problemáticas en la función docente desde la perspectiva del profesorado novel universitario

Resumen Actualmente, la indagación de las dificultades que atraviesa el profesorado novel universitario es imprescindible para la generación de alternativas que permitan apoyar a su desarrollo profesional. El objetivo propuesto, logró establecer las problemáticas del profesorado novel universitario en su función docente. Este estudio, responde a un enfoque cualitativo. Los sujetos investigados, fueron 68 docentes nuevos de la Universidad Central del Ecuador. En la metodología, se empleó la entrevista mediante una guía de base estructurada con la finalidad de comprender el significado de las narrativas de los participantes. Los resultados obtenidos, permitieron develar que; del total de protagonistas, se demostró que un 34,10% de profesores noveles, señaló que sus problemáticas en la función docente responden a la falta de conocimientos básicos de los estudiantes respecto a las asignaturas que imparten. Mientras un 56,65% de participantes, afirmó que sus limitaciones responden a condicionantes institucionales. Finalmente, un 9,25% de noveles, mencionó que sus inconvenientes, se deben a la poca experiencia que tienen en asignaturas nuevas, las cuales son asignadas en sus unidades académicas. Se concluyó, que los problemas del profesorado novel universitario en sus funciones docentes son: la falta de apoyo de las autoridades para atender sus requerimientos a nivel de aula, bajos niveles de dominio de conocimiento de los estudiantes y la poca experiencia profesional del profesorado en asignaturas nuevas que les son establecidas conforme necesidades de las carreras profesionales.

Abstract Currently, the investigation od the diffiulties that the new university faculty is going through is essential for the generation of alternatives thata allow to support their professional development. The proposed objective allowed to establish the problems of the new university teaching staff in their teaching function. This study responds to a qualitative approach. The subjects investigated were 68 new teachers from the Central University of Ecuador. In the methodology, the interview was used through a structured base guide in order to understand the meaning of the narratives of the participants. The results achieved, allowed to reveal that, of the total of protagonists, it was demonstrated that a 34.10% of novice teachers, pointed out that their problems in the teaching function, respond to the lack of basic knowledge of the students regarding the subjects taught. While 56.65% of participants said that their limitations respond to institutional constraints. Finally, a 9.25% of beginners, mentioned that their drawbacks, are due to the little experience they have in new subjects, which are assigned in their academic units. It was concluded that the problems of the new university teaching staff in their teaching functions are: the lack of support from the authorities to meet their requirements at the classroom level, low levels of knowledge mastery of the students and the little professional experience of the teaching staff. new subjects that are established according to the needs of professional careers.