FIGEMPA: Investigación y Desarrollo

Factores de riesgos y severidad de sus consecuencias en la operación y mantenimiento de equipos de industrias manufactureras ecuatorianas

Resumen En el funcionamiento de los equipos industriales se ve inmersa la manifestación de factores de riesgos desde su diseño hasta la etapa de finalización de la vida útil con consecuencias diversas. El objetivo de la investigación persigue el estudio de los factores de riesgos y severidad de sus consecuencias en la operación y mantenimiento de equipos de industrias manufactureras ecuatorianas. Para el detalle de los factores de riesgo del sector manufacturero del país vs. la severidad de sus consecuencias, se recopilaron datos de matrices de riesgo. Los casos de estudio específicos fueron asociados con las causas de fallas más comunes registradas en equipos giratorios, mecánicos, eléctricos, de seguridad y control según ISO 14224:2016. El análisis de las causas básicas o inmediatas asociaron consecuencias significativas mediante la aplicación del árbol de causas y la agrupación de acciones preventivas. Como resultado del estudio se identificaron los métodos de detección acorde con las muestras de factores de riesgo y mecanismos de fallas registradas con mayor número de casos con consecuencias en la producción, seguridad y operacionales, mientras que las capacitaciones y actividades de mejora del entorno para consecuencias en la seguridad y protección medioambiental. La relación de las muestras provenientes de historiales de operación y mantenimiento de equipos con factores de riesgo en común, responden a un estadístico con 2 grados de libertad, alfa 0,05 y referencia de 5,99, que según la prueba Ji cuadrado se notan acciones de prevención suficientes para evitar o minimizar fallas con consecuencias significativas.

Abstract The operation of industrial equipment is immersed in the manifestation of risk factors from its design to the end of life stage with diverse consequences. The objective of the research pursues the study of risk factors and severity of their consequences in the operation and maintenance of equipment in Ecuadorian manufacturing industries. For the detail of the risk factors of the country's manufacturing sector vs the severity of its consequences, data from risk matrices were collected. Specific case studies were associated with the most common causes of failures recorded in rotating, mechanical, electrical, safety and control equipment according to ISO 14224: 2016. The analysis of the basic or immediate causes associated significant consequences through the application of the cause tree and the grouping of preventive actions. As a result of the study, detection methods were identified according to the samples of risk factors and failure mechanisms registered with the highest number of cases with consequences in production, safety and operations, while the training and activities to improve the environment for consequences in safety and environmental protection. The relationship of the samples from the history of operation and maintenance of equipment with risk factors in common, respond to a statistic with 2 degrees of freedom, alpha 0.05 and reference of 5.99, which according to the Chi-square test are noted sufficient preventive actions to avoid or minimize failures with significant consequences.

Aplicación del método de flujo fraccional para recuperación secundaria en el campo Palo Azul

Resumen Aplicando la teoría de Buckley-Leverett se presentan los resultados obtenidos en la recuperación secundaria del reservorio Basal Tena del campo Palo Azul operado por EP PETROECUADOR. Principalmente el detalle del estudio se determinó el incremento del factor de recobro de petróleo en el reservorio Basal Tena mediante el cálculo de Buckley-Leverett. El proceso del estudio fue constituido: primer paso, se identificó el área en estudio donde exista continuidad del reservorio. Segundo paso, se realizó un análisis de declinación de presión en los pozos productores del sector norte del reservorio Basal Tena, evidenciando claramente la caída de presión, deduciendo que el mecanismo principal de producción en el reservorio Basal Tena es la expansión de roca y fluido. El tercer paso fue el desarrollo de la teoría de Buckley-Leverett, con la inyección de agua se determinó un factor de recobro de 14% que son 3.5 millones de barriles de petróleo. El trabajo se pudo concluir que la inyección de agua tiene un efecto en el incremento del factor de recobro con respecto a las reservas remanentes en 4.55%.

Abstract Applying the Buckley-Leverett theory, presents the results obtained in the secondary recovery of reservoir Basal Tena in the Palo Azul field operated by EP PETROECUADOR. The main objective was to determine the increase of the oil recovery factor in the reservoir Basal Tena by Buckley-Leverett calculation. The study process is constituted: first step, the study area must have continuity the reservoir. Second step, pressure decline analysis in the producing wells of the northern sector of the reservoir Basal Tena, resulting that the main production mechanism is the expansion of rock and fluid. The third step was the development of the Buckley-Leverett theory, determined with the injection of water a recovery factor of 14%, which is 3.5 million barrels of oil. The work concludes that the injection of water has an effect in increasing the recovery factor with respect to the remaining reserves by 4.55%.

Estimación de variables dasométricas en rodales bajo manejo forestal con vehículos aéreos no tripulados

Resumen La constante evolución de la tecnología ha hecho posible su aplicación en el sector forestal, actualmente es posible caracterizar la vegetación realizar inventario y gestión forestal. El objetivo de este trabajo fue estimar variables dasométricas usando imágenes capturadas con un vehículo aéreo no tripulado (dron), mediante procesamiento fotogramétrico integrado en un sistema de información geográfica en rodales bajo manejo forestal en Santa Catarina Ixtepeji, Oaxaca, México. Se utilizó una muestra de 30 árboles, seleccionados del área en donde fue capturado y procesado las fotografías del dron en donde se le midió altura, diámetro de copa (dc), área de copa (AC) y diámetro normal (dn) de la forma tradicional para la validación de la información digital. Los resultados de la comparación de ambos métodos por medio de prueba de t-Student indican que la estimación de la variable altura y dc no presentan diferencias significativas (p > 0.05); sin embargo, en las demás variables de inventario existieron diferencias estadísticas significativas (p < 0.01). Además, el modelo exponencial utilizado para estimar el dn y diámetro de copa en función de la altura de la especie Pinus oaxacana resultó significativo (R2 = 0.90 y 0.93 respectivamente).

Abstract The constant evolution of technology has made possible its application in the forestry sector, it is currently possible to characterize the vegetation and estimate forest inventory variables. The objective of this research was to estimate forest inventory variables using images captured with an unmanned aerial vehicle (drone) using photogrammetric processing integrated in a geographic information system in trees on stands under forest management in Santa Catarina Ixtepeji, Oaxaca, Mexico. A sample of 30 trees was used, selected from the census captured and processed by the drone photographs in the stands where height, crown diameter (Cd), crown area (Ca) and diameter at breast height (Dbh) were measured in the traditional way in order to validate digital information. The results of the comparison of both methods using the t-Student test indicate that the estimation of the height and Cd variable does not show significant differences (p> 0.05); however, in the rest of forest inventory variables there were significant statistical differences (p <0.01). In addition, the exponential model used to estimate the Dbh and crown diameter as a function of the height of Pinus oaxacana species was significant (R2 = 0.90 and 0.93 respectively).

Enriquecimiento teórico de metales asociados en los sulfuros del yacimiento Strizhkovsky (Rusia)

Resumen La investigación presenta datos relacionados al yacimiento de sulfuros masivos volcanogénicos Strizhkovsky, que se localiza en la región de Rudny Altai, sur de Rusia. En el presente estudio se tomaron como referencia muestras de menas polimetálicas y rocas recolectadas de manera previa. A partir de diez láminas pulidas de menas se realizó un análisis con microscopio petrográfico y con microscopio de barrido electrónico (SEM) e incorporado con una microsonda electrónica de rayos X. Con base en estos resultados se determinó el contenido (% en peso) de elementos menores asociados como Ag, Cd, Bi, Ga, Ge y se calculó su enriquecimiento teórico en sulfuros básicos (galena, esfalerita, calcopirita y pirita). Los resultados muestran que el enriquecimiento teórico, considerando la suma de los dos sulfuros con mayor contenido, para plata (94.83%), bismuto (91.06%), galio (72.3%) y germanio (75%) está asociado con galena y esfalerita, para cadmio (91%) con esfalerita y menos galena. La cuestión de atribuir Ga y Ge a los componentes minerales debe ajustarse después de calcular sus reservas en el mineral. Los datos del enriquecimiento teórico y la distribución del contenido de componentes valiosos asociados en las menas polimetálicas suponen una herramienta para pronosticar la calidad de los distintos concentrados metalúrgicos; y a su vez poder modificar los parámetros de los tratamientos metalúrgicos de minerales de plomo-zinc.

Abstract The research presents data related to the Strizhkovsky volcanogenic massive sulfide deposit, which is located in the Rudny Altai region, southern Russia. In the present study, samples of polymetallic ores and rocks previously collected were taken as reference. From ten polished sheets of ores, an analysis was carried out with a petrographic microscope and with a scanning electron microscope (SEM) and incorporated with an X- ray electron microprobe. Based on these results, the content (% by weight) of minors associated elements was determined such as Ag, Cd, Bi, Ga, Ge and their theoretical enrichment in basic sulfides (galena, sphalerite, chalcopyrite and pyrite) was calculated. The results show that the theoretical enrichment, considering the sum of the two sulfides with the highest content, for silver (94.83%), bismuth (91.06%), gallium (72.3%) and germanium (75%) is associated with galena and sphalerite, for cadmium (91%) with sphalerite and less galena. The question of attributing Ga and Ge to the mineral components must be adjusted after calculating their reserves in the ore. The data of the theoretical enrichment and the distribution of the content of associated valuable components in the polymetallic ores represent a tool to predict the quality of the different metallurgical concentrates; and in turn to be able to modify the parameters of the metallurgical treatments of lead-zinc ores.

Análisis del Marco Normativo de Economía Circular en Ecuador Orientado al Sector de los Plásticos

Resumen A nivel mundial el sector industrial del plástico es uno de los sectores productivos más relevantes por generar empleo, satisfacer necesidades, solucionar problemas sanitarios entre otros; sin embargo, también genera un alto impacto negativo al ambiente lo que provoca problemas para el ser humano y las demás especies de flora y fauna, no solo en su fabricación (debido a la emisión de gases de efecto invernadero) sino también por los residuos plásticos generados por décadas que hoy en día contaminan ríos, laderas, quebradas, océanos, y otros ecosistemas marinos y terrestres. El crecimiento de la producción de plásticos en los últimos 65 años superó a cualquier otro material fabricado. Se estima que cerca de 8300 millones de toneladas métricas (Mt) de plásticos vírgenes se han producido hasta la actualidad. En Ecuador la realidad no es distinta, la producción, el consumo y la generación de desechos plásticos ha crecido de manera descontrolada, por lo que la generación y aplicación de normativas que regulen el comportamiento de la sociedad es absolutamente necesario y urgente. Por medio de la presente investigación se analizó el marco normativo ecuatoriano y cómo este apoya a la transición de una Economía Lineal hacia una Economía Circular en el sector del plástico, como una solución global a la gran contaminación que ha generado el plástico por décadas. Se realizó, también un análisis de los avances que el Ecuador está teniendo en el contexto de la sostenibilidad a partir de la generación de políticas de Economía Circular tomando como caso de estudio al sector industrial de plásticos, así como el nivel de aplicación de estas. Se concluye que, a pesar de contar con un marco normativo sobre la aplicación de Economía Circular, a nivel general y en el sector plástico las iniciativas, proyectos y lineamientos son encaminadas al fomento del reciclaje y la incorporación de material reciclado posconsumo en la fabricación de los mismos productos de un solo uso, fomentando una cultura de comodidad y alejándose de una aplicación de los principios de Economía Circular. El país que debe iniciar su cambio cultural no solo en la gestión integral de residuos sino las políticas encaminadas a la producción e importación deben alinearse con el cumplimiento de los principios de la Economía Circular y el desarrollo sostenible.

Abstract Worldwide, plastics industry is one of the most relevant productive sectors for generating employment, satisfying needs, and solving sanitary problems, among others. However, it generates a high negative impact on the environment, which causes health problems for humans, not only in its manufacture (due to the emission of greenhouse gases) but also due to the plastic waste generated for decades. Currently, plastic waste pollutes rivers, slopes, streams, oceans, and other marine and terrestrial ecosystems. In the last 65 years, the increment of plastics outpaced any other manufactured material. An estimated 8.3 billion metric tons (Mt) of virgin plastics have been produced to date. In Ecuador, this situation is not different. Production, consumption, and generation of plastic waste has grown uncontrollably; for this reason, generation and application of regulations that rule the behavior of society is necessary and urgent. In this study, Ecuadorian regulatory framework is analyzed. It is also shown how Ecuadorian regulatory framework supports the transition from a Linear Economy to a Circular Economy in the plastics sector. Circular Economy is a global solution to the great pollution that plastic has generated for decades. In addition, this study shows an analysis of the Ecuadorian progress in the context of sustainability from the generation of Circular Economy policies. A case study was carried out based on the plastics industrial sector, as well as the level of application of the Ecuadorian policies (law and regulation). In conclusion, despite having a regulatory framework on the application of Circular Economy, it is not implemented. At a general level and in the plastic sector, initiatives, projects and alignments are aimed only at promoting recycling and the incorporation of post-consumer recycled materials in the manufacture of single-use products. This practice has fostered a comfort culture preventing society from applying of Circular Economy principles. Ecuadorians must initiate their cultural change not only in the integral management of waste but also applying production and import policies. These policies must be aligned with compliance with the principles of the Circular Economy and sustainable development.

Delimitación automática de ceniza volcánica en imágenes satelitales mediante Deep Learning

Resumen La Inteligencia Artificial ha tenido un gran impacto en los últimos años, cada vez este campo de la Informática es más utilizado en el tratamiento de problemas en el área geológica. Una de las principales aplicaciones es la detección y segmentación de ceniza en imágenes satelitales. Para tal fin, proponemos un modelo de Deep Learning basado en una red neuronal convolucional (CNN) y entrenado con un dataset de imágenes satelitales que tienen aplicado el filtro “ash”, que proporciona una coloración rosada rojiza a la ceniza, facilitando el proceso de segmentación. Los resultados obtenidos indican una precisión del 99%, conveniente para su aplicación práctica para la segmentación de la ceniza emitida por el Volcán Sangay, el cual ha presentado periodos de actividad volcánica en los últimos años. Las imágenes segmentadas generadas por nuestro modelo son congruentes con los estudios publicados por el IG-EPN.

Abstract Artificial Intelligence has had a big impact in recent years, this field of Informatics is increasingly used to solve geological problems. One of the main applications is the detection and segmentation of volcanic ash in satellite images. For this purpose, we propose a Deep Learning model based on a Convolutional Neural Network (CNN), trained with a satellite image dataset where the "ash" filter is applied, which provides a reddish-pink coloration to the ash, facilitating the segmentation process. The results show an accuracy of 99%, which is suitable for the segmentation of the ash emitted by Sangay Volcano, which has presented periods of volcanic activity in recent years. Our model generated segmented images that are consistent with the studies published by the IG-EPN.

Influencia de fibras naturales y sintéticas en la permeabilidad de morteros de cemento - arena, y cemento, cal y arena

Resumen Un problema común en las paredes de mampostería es la humedad. Los morteros de pega y enlucidos pueden actuar como una barrera impermeable, reduciendo costos en reparaciones futuras. Para determinar la influencia de las fibras sintéticas de polipropileno y naturales de cabuya (Furcraea Andina) (tratadas con parafina) en la permeabilidad de morteros. Se realizó el ensayo de profundidad de penetración de agua bajo presión (UNE-EN 12390-8) y el ensayo de velocidad de absorción capilar de agua (ASTM C 1585-04). Para lo cual se fabricaron morteros de (cemento y arena) y morteros de (cemento, cal y arena) con adiciones de fibras de polipropileno y cabuya de 12 mm, en porcentajes de: 0.15%, 0.3% y 0.5% del volumen de mortero. Se determinó que las fibras de polipropileno y cabuya incrementan la profundidad de penetración de agua bajo presión, más aún si el mortero contiene cal. Por otro lado, la adición de 0.15% fibras de polipropileno, 0.15% y 0.3% fibras de cabuya, disminuyen la absorción capilar en los morteros de (cemento y arena). De igual manera la adición de 0.3% fibras de cabuya disminuye la velocidad de absorción capilar de los morteros en una etapa inicial. Los morteros de cal tienden a absorber agua a una mayor velocidad en la etapa inicial, y en la etapa secundaria su velocidad de absorción disminuye en comparación a los morteros de (cemento y arena). Adicionalmente se realizó el ensayo de resistencia a la compresión simple a los 28 días. Todos los morteros superaron la resistencia de 5.2 MPa establecida por la norma NTE INEN 2518, para morteros tipo N. Los morteros con 0.3% fibras de cabuya, alcanzaron la mejor resistencia, los morteros de (cemento y arena) con 7.905 MPa y los morteros de (cemento, cal y arena) con 7.517 MPa.

Abstract A common problem in masonry walls is moisture. Glue and plaster mortars can act as an impermeable barrier, reducing costs in future repairs. To determine the influence of synthetic polypropylene and natural fibers of cabuya (Furcraea Andina) (treated with paraffin) on the permeability of mortars. The depth test of water penetration under pressure (UNE-EN 12390-8) and the capillary water absorption rate test (ASTM C 1585-04) were performed. For which mortars (cement and sand) and mortars (cement, lime and sand) were manufactured with additions of polypropylene and cabuya fibers of 12 mm, in percentages of: 0.15%, 0.3% and 0.5% of the mortar volume. It was determined that polypropylene and cabuya fibers increase the depth of water penetration under pressure, even more so if the mortar contains lime. On the other hand, the addition of 0.15% polypropylene fibers, 0.15% and 0.3% cabuya fibers, decrease capillary absorption in the mortars (cement and sand). Similarly, the addition of 0.3% cabuya fibers decreases the capillary absorption rate of mortars at an initial stage. Lime mortars tend to absorb water at a higher rate in the initial stage, and in the secondary stage their absorption rate decreases compared to cement and sand mortars. Additionally, the simple compressive strength test was performed at 28 days. All mortars exceeded the resistance of 5.2 MPa established by the NTE INEN 2518 standard, for N-type mortars. The mortars with 0.3% cabuya fibers, reached the best resistance, the mortars (cement and sand) with 7.905 MPa and the mortars (cement, lime and sand) with 7.517 MPa.