Demostración de casos concretos aplicando CFD - SIMULACION - OPTIMIZACION. Análisis de flujo en gasoductos - Análisis y mejora de recuperadores - Modelo Multifase: Optimización de diseño Skimmers - FWKO – Térmico - Diseño de un cortavientos Aislamiento térmico de hornos - Estudio sistema - Horno/calentador

1. Casos Industriales
- CFD
- Simulación
- Optimización

2. AGENDA
CANDOIT - ¿Quienes Somos?
CASOS DE ÉXITO INGENIERÍA
Simulación
CFD
Optimización y Simulación Discreta
Simulación dinámica

3. CANDOIT
Es una empresa argentina de consultoría en Ingeniería y Sistemas, formada
por un equipo de 35 colaboradores, en su mayoría ingenieros, con amplia
experiencia en sistemas productivos, ingeniería y simulación,
desarrollando sistemas a medida
candoit está compuesta por dos unidades de negocio que interactúan
creando sinergia y ofreciendo soluciones simples e innovadoras:
Ingeniería
Ingeniería de Oil & Gas
Simulación
Sistemas
Desarrolladores Java, .net, mobile

4. CASOS DE ÉXITO
CFD
Análisis de flujo en gasoductos
Análisis y mejora de recuperadores
Modelo Multifase: Optimización de diseño
• Skimmers
• FWKO – Térmico
Diseño de un cortavientos
Aislamiento térmico de hornos
Estudio sistema horno/calentador
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5. CASOS DE ÉXITO
SIMULACIÓN DISCRETA
Tratamiento de barros en el Yacimiento Cerro Dragón
Tratamiento de agua en el Yacimiento Cerro Dragón
Simulador operativo de una empresa de transporte
ferroviario de cargas
Optimización de operaciones
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6. CASOS DE ÉXITO
SIMULACIÓN DINÁMICA DE PLANTAS
Analizador de C.N. Atucha
Analizador de C.N. Embalse
Simulación de Planta Industrial de Agua Pesada
Simulación de Planta de Compresión de TGS
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7. NUESTROS CLIENTES
CANDOIT

8. Análisis de Flujo en Gasoductos
8
Apache
Problema: Medidor de flujo aguas debajo
de un filtro mide incorrectamente.
Estudio: Se calculó el perfil de velocidades
en el punto de medición mediante CFD.
Resultado: El flujo no alcanza el desarrollo
en la distancia entre el filtro y el punto
de medición.
Solución: Instalación de un acondicionador
de flujo previa verificación por CFD.

9. Análisis de Flujo en Gasoductos
9
Apache proyecto 2
Objetivo: Evaluar el flujo de gas que
atraviesa un medidor ultrasónico, que
requieren un flujo totalmente
desarrollado para una correcta
medición.
Estudio: velocidades y presiones del gas
para cuatro condiciones operativas
Resultado: el flujo no totalmente
desarrollado, aunque no dista mucho de
serlo. Subsiste un flujo secundario tal
que el fluido tiene una rotación sobre el
eje axial, aunque la magnitud de la
velocidad de rotación es del 2% de la
velocidad axial para el caudal nominal.
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Perfiles de velocidad
(a) Resultados de simulación
(b) Flujo complemtam. desarrollado

10. Análisis y Mejora de un Recuperador
10
Problema: Pérdida de carga indeseada en un recuperador
Estudio: Mediante CFD se analizaron cerca de 10 variantes de diseño
Resultado: La pérdida de carga se debía a un mal diseño en una de las
partes del recuperador
Solución: Se halló un diseño funcional y de fácil construcción
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11. Modelo Multifase
Sobre la base del software libre OpenFOAM se desarrolló un modelo capaz
de simular la separación de agua y petróleo en dominios tridimensionales.
– Modelo de Drift-Flux
– Efectos térmicos
– Viscosidad de mezcla en función de la concentración.
11

12. Skimmers
12
Simulación de tanques separadores de agua-petróleo del tipo Skimmer
Propuesta de variantes de diseño.

13. FWKO Térmico
13
Proyecto: Analizar mediante CFD variantes geométricas en equipos FWKO
con tubos de fuego.
Se incorporaron efectos térmicos al modelo multifase.

14. FWKO Térmico
14
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15. 15
Aislamiento Térmico de Hornos e Incineradores
Proyecto: Simulación del comportamiento térmico de hornos e Incineradores
Resultado:
• Propuesta de diseño final para el
escudo de lluvia
• Rediseño absoluto de las capas
internas de aislantes.
Objetivos: Optimización del diseño de un escudo de lluvia que los proteja
Estudio:
• OpenFOAM de transferencia térmica convectiva
• Modelos Octave de radiación superficie a superficie.
• Se obtuvieron curvas de temperatura para las paredes de los
equipos, los escudos de lluvia y las interfaces entre diferentes
zonas de aislante.
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16. Diseño de Cortavientos
16
Simulación de diversas
geometrías de cortavientos
delante de los equipos de torre
Evaluar la posibilidad de
operarlos en condición segura
ante vientos moderados
Se obtuvieron los campos de
velocidades y presiones en un
dominio tridimensional
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17. Estudio Sistema Horno/Calentador
17Volver
Estudio: Simulación del ducto de entrada de aire al precalentador.
Análisis de alternativas de diseño.
Resultados: Se incrementó la eficiencia térmica del horno manteniendo una
distribución homogénea de aire a los quemadores.

18. Abastecimiento de Agua en el
Yacimiento Cerro Dragón
18
Objetivo De Trabajo:
Encontrar la configuración que minimice:
• Movimientos de transportes y transferencias.
• Uso de agua dulce.
• Volúmenes de agua tratada.
• VAN de los flujos de fondos futuros.
Problema: Asegurar el abastecimiento de agua en el Yacimiento.
Resultado:
• Configuración óptima de plantas de tratamiento de agua de formación.
• Modelo excel, permite al cliente estudios in-house de opciones y/o
modificaciones futuras.

19. Abastecimiento de Agua en el
Yacimiento Cerro Dragón
19
Se desarrolló un modelo con Regiones Genéricas
FAF FAD
CAF CAD
CARGADERO
PLANTA DE
DESALINIZA-
CIÓN
SUMI
TRANSFERENCIAS DE AF
TRANSPORTES DE AF TRANSPORTES DE AD
TRANSPORTE DE AD
REGIÓN
GENÉRICA
Dese-
chos

20. Abastecimiento de Agua en el
Yacimiento Cerro Dragón
20
Alternativas de tamaño para plantas en CD y Z2
36
38
40
42
44
46
48
50
52
0 -
28
1 -
27
2 -
26
3 -
25
4 -
24
5 -
23
6 -
22
7 -
21
8 -
20
9 -
19
10 -
18
11 -
17
12 -
16
13 -
15
14 -
14
15 -
13
16 -
12
17 -
11
18 -
10
19 -
9
20 -
8
21 -
7
22 -
6
23 -
5
24 -
4
25 -
3
26 -
2
27 -
1
28 -
0
Millones
Tamaño de las PD en CD y Z2 [en millares de m3
/mes]
VAN10[u$s]
VAN MÍNIMO
CD
Z2
PLANTAS IDÉNTICAS
1 PLANTA EN CD
1 PLANTA EN Z2
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21. Tratamiento de Barros en el
Yacimiento Cerro Dragón
21
Objetivo: Análisis económico de siting y sizing de plantas adicionales a una
recientemente instalada.
Cliente: PAE
Problema: transporte y tratamiento de barros generados en las operaciones de
workover y en otras fuentes.
Resultado:
• No sería conveniente económicamente añadir plantas adicionales.
• Resultado obtenido rápidamente a partir de un modelo simple de bajo costo
computacional.
• Modelo excel entregado que permite al cliente estudios in-house de opciones
y/o modificaciones futuras.
Estudio: Simulación discreta de distribución y estudio de costos.

22. Tratamiento de Barros en el
Yacimiento Cerro Dragón
22
Se desarrolló un modelo con Regiones Genéricas:
Plantas de tratamiento
Capacidad
Ubicación
Año de instalación
INPUT 1
OUTPUT 1
Volumen de barros
tratados en c/
planta
Distancias medias
Costos de transporte
VANLTP
Costos
Repositorios
PARÁMETROS
MODELO
Barros
REGIÓN 3
PT
Barros
REGIÓN 1
REGIÓN 2
Barros
Sólidos
FB
REP
FB
FB
PTC
Agua
El modelo calcula los movimientos de
barros y sólidos para minimizar el VAN.
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23. Simulación de Transporte
Ferroviario de Carga
CLIENTES
SOLICITUDES
DE TRÁFICO
PROGRAMA-
CIÓN
ASIGNACIÓN
DE CHOFERES
ATENCIÓN AL
CLIENTE
COORDINA-
CIÓN
RED
FERROVIARIA
ÓRDENES
DE TRABAJO
COMERCIAL
ÁREA COMERCIAL ÁREA OPERATIVA

24. Descripción General del Modelo

25. Implementación
• Se utilizó el software de simulación Extend™
• Programación en capas

26. Resultados
26
VARIACION DE VAGONES TOLVA Y LOCOMOTORAS
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27. Optimización de Operaciones Logísticas
Objetivo:
Optimizar la asignación de un conjunto de pedidos con un conjunto de móviles.
Modelo:
Se consideran los móviles libres y los móviles que están en servicio.
Se encadenan los servicios.
Se tomaron datos históricos para:
• Los tiempos de servicio
• La demanda entre subzonas, por tipo y hora del día.
Resultados
• Se obtienen resultados de un día de servicio
• Se propone un algoritmo de asignación de móviles que mejora los tiempos en un
40% respecto a la respuesta pedido a pedido.
• Se define la ventana de tiempo óptima
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28. 28
AMADEUS: Analizador de C.N. Atucha
 Arquitectura procedural.
 Trabajo detallado de validación.
 Utilización para el Análisis Probabilístico de Seguridad.
 Simulación de un loop equivalente del primario.
 Frontera de simulación en el generador de vapor.
 Simulación de todos los sistemas de control que actúan sobre el
sistema primario.
 El modelo es de más de 20 EDOs.
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29. LUDWIG: Analizador de C.N. Embalse
• Orientado a objetos
• Resolución de un sistema de cerca de 200 EDOs.
• Visualización dinámica on-line.
• Simulación de los cuatro loops del circuito primario.
• Simulación de sistemas de control de primario y
secundario.
• Frontera de simulación en el condensador.

30. Simulador de Planta
Compresora - TGS

31. OBJETIVOS DEL PROYECTO
Desarrollar una herramienta que contenga toda la funcionalidad necesaria para el
entrenamiento de operarios de una planta compresora.
Se tuvo en cuenta por un lado, un modelo de simulación que represente la realidad y
por el otro, una interfaz gráfica con un look & feel igual al utilizado por los operarios, de
manera tal que se encuentren con un ambiente idéntico con el que trabajan a diario.

32. CARACTERÍSTICAS
Perfiles
1. Perfil Instructor podrá crear Escenarios que pudiesen llegar a darse en una planta compresora
2. Perfil Alumno resolverlo, operando sobre la simulación
Escenarios
• Estado Inicial de la planta (ciertas válvulas abiertas o cerradas, un compresor en
funcionamiento, una válvula de seguridad abierta, etc.),
• Eventos, que son situaciones que vienen a crear un cambio en el estado inicial (la falla del
compresor, la apertura accidental de una válvula, etc.)
Estos Eventos ocurrirán en momentos predefinidos en el propio Escenario y/o provocados por el
Instructor desde su pantalla de control, todos ellos ignorados en principio por el Alumno.
Cada acción del Alumno será simulada entregando en pantalla un sistema idéntico al que tendría
acceso en la planta.
Finalmente, el Instructor tiene la posibilidad de revisar la Resolución, la cual es guardada en el
historial del alumno, a fin de realizar la corrección y los comentarios correspondientes.

33. INGRESO AL SISTEMA
El sistema se basa en una aplicación web. Al conectarse a la dirección del servidor a través
de un navegador de internet, se accede a la vista de Ingreso al sistema. Allí se debe
ingresar con el nombre de usuario y la contraseña.

34. SESIÓN INSTRUCTOR
Cuando un instructor inicia su sesión de usuario, se muestra la pestaña de
Sesiones de Simulación. Allí se pueden ver la siguiente información:
• Simulaciones que han sido creadas.
• Fecha de creación.
• Instructor que la creó.
• Estado de la simulación.
• Los alumnos

35. CREACIÓN DE SIMULACIONES
Para crear una nueva simulación se debe acceder a la pestaña Nueva
Simulación, elgiendo los distintos parámetros de la simulación:
1. Se indican los alumnos a quienes
se desea asignar la simulación. Se
envía automáticamente un mail
para notificar.
2. Se puede optar por una de las
condiciones iniciales
preestablecidas en el sistema o una
de las personalizadas.
3. Se selecciona el tipo de evento a
ejecutar durante la simulación y se
ingresa el tiempo en el que se
desea que suceda.
4. Se indica en qué componente de
la planta se desea que suceda el
evento.
5. Se pueden agregar todos los
eventos que se deseen.

36. SESIÓN ALUMNO
Cuando se inicia una sesión de alumno, se muestra en pantalla el Historial de Simulaciones.

37. CORRER UNA SIMULACIÓN
Para correr uno de los casos de simulación asignados, el alumno debe acceder al Historial de
Simulaciones.
Vista del área de simulación
Una vez finalizada la simulación, tanto el instructor como el alumno pueden volver a verla
con el botón de Replay.

38. MENÚ VISTAS DE LA PLANTA
Si se cliquea sobre el botón Menú, se accede a una pantalla que muestra las distintas vistas
de la planta, permitiendo acceder a detalles de estado de distintos componentes.

39. ACCIONES SOBRE LOS ELEMENTOS DE LA PLANTA
El usuario puede actuar sobre los componentes de la planta de tres maneras distintas:
En la siguiente vista se muestra como ejemplo este último caso. El texto en color amarillo
indica el modo en el que se encuentra operando. Para pasar de un modo a otro, se debe
cliquear sobre el texto en blanco del modo en el que se desea operar.

40. RESULTADOS DE SIMULACIÓN
Es posible descargar los archivos de las tablas que contienen los datos
almacenados de las variables de interés a lo largo del tiempo de ejecución
de la simulación. A tal efecto, se descargan 3 archivos:
• Valores de presión.
• Valores de temperatura.
• Caudal másico por unidad de área.
Los datos corresponden al valor en cada uno de los nodos del modelo, en
cada segundo de simulación. Se pueden visualizar con programas de hoja
de cálculo.

41. MOTOR DE CÁLCULO
Es un programa de computadora que contiene las instrucciones para
resolver un esquema numérico algebraico que aproxima el modelo
matemático que representa en cierta medida el comportamiento físico de
la planta.
El modelo físico corresponde al flujo de un fluido compresible con la
propiedad de gas natural, en un circuito de tuberías, válvulas, etc.
El código recibe datos ingresados por el usuario a través de la interfaz
gráfica, y entrega la evolución temporal y la distribución espacial de las
velocidades, presiones y temperaturas del fluido que circula por el
conjunto de tubos y componentes.
Cabe destacar, que dada su orientación a la capacitación y no al diseño, se
dejan de lado los efectos de ondas de presión.

42. TECNOLOGÍA
•El motor de simulación ha sido programado en lenguaje C++.
•La interfaz del motor de cálculo consiste en una aplicación JAVA amigable
e intuitiva, estética y funcionalmente semejante a la utilizada por los
operarios.
•La base de datos utilizada es ORACLE, y el servidor de aplicaciones
Apache Tomcat.

43. ARQUITECTURA
La aplicación corre bajo una arquitectura cliente-servidor como la que
indica el diagrama:
La aplicación cliente puede ser accedida desde cualquier PC, a través de
un navegador de Internet como IE o Google Chrome, y con Windows
2000 en adelante.

44. PARA TERMINAR
Se ha desarrollado la capacidad de simular un proceso dinámico
y complejo como lo es la operación de una planta compresora.
El equipo interdisciplinario que desarrolló tanto el motor de
cálculo como la interfaz lo hizo de manera modular de forma
tal que se pudieran reutilizar los componentes para una nueva
configuración de planta, lo que nos permite generar otro
simulador en un tiempo notablemente menor de proyecto.

45. Muchas gracias!
info@candoit.com.ar