Análisis y diseño de una cimentación para equipos verticales tipo Scrubber para la industria Oil&Gas en el Perú

Abstract

En los últimos años, la industria del Petróleo & Gas en el Perú ha crecido exponencialmente, por lo que ese desarrollo ha significado en el aumento de la demanda de equipos industriales para extracción, producción, refinamiento y almacenamiento de recursos petroleros y sus productos derivados. Durante estos procesos químicos, el hidrocarburo extraído experimenta una separación por densidad. Sin embargo, el gas separado podría contener vapores y gotas de líquido. La generación de estos residuos es más notable durante el enfriamiento del gas, y es esencial eliminarlos antes de que alcancen cualquier equipo mecánico, ya que la entrada de estas partículas podría tener un impacto negativo en el rendimiento de dicho equipo. Para realizar esta labor es fundamental el uso de recipientes verticales para el tratamiento de estas emisiones de gases. A estos equipos se les nombra lavador de gases o scrubber. Dichos equipos requieren asegurar su continuidad operativa para controlar los contaminantes atmosféricos por lo que es determinante llevar a cabo una evaluación de su comportamiento estructural. Sin embargo, existe una brecha de conocimiento en cuanto al diseño óptimo de cimentaciones para estos equipos en el Perú dado que las condiciones geotécnicas pueden variar significativamente y no hay un establecimiento claro de los parámetros sismorresistentes a considerar al momento de realizar el análisis estructural. Debido a esto el presente trabajo planea establecer los lineamientos estructurales que permitan diseñar una cimentación adecuada para un recipiente vertical tipo scrubber considerando las condiciones geotécnicas y sísmicas del territorio peruano. Este diseño se realizará mediante una hoja de cálculo y el software STAAD Foundation Advanced. Luego se procederá a comparar los resultados obtenidos a través de la verificación estructural identificando la variación porcentual de los resultados de los criterios de presión de suelos, volteo y deslizamiento de la cimentación.

In recent years, the Oil & Gas industry in Peru has grown exponentially, which has meant an increase in the demand for industrial equipment for the extraction, production, refining and storage of petroleum resources and their by-products. During these chemical processes, the extracted hydrocarbon undergoes density separation. However, the separated gas may contain vapors and liquid droplets. The generation of these residues is most noticeable during gas cooling, and it is essential to remove them before they reach any mechanical equipment, as the entry of these particles could have a negative impact on the performance of such equipment. The use of vertical vessels for the treatment of these gas emissions is essential for this task. This equipment is called scrubber, and it is necessary to ensure its operational continuity to control atmospheric pollutants, so it is essential to evaluate its structural behavior. However, there is a knowledge gap regarding the optimal design of foundations for this equipment in Peru since geotechnical conditions can vary significantly and there is no clear establishment of the seismic-resistant parameters to be considered at the time of structural analysis. Due to this, the present work plans to establish the structural guidelines to design an adequate foundation for a vertical scrubber type vessel considering the geotechnical and seismic conditions of the Peruvian territory. This design will be carried out using a spreadsheet and the STAAD Foundation Advanced software. Then, the results obtained through the structural verification will be compared by identifying the percentage variation of the results of the soil pressure, overturning, and sliding criteria of the foundation.