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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

Tema: “TORRES DE ELEVACIÓN”

Curso: Geometría Descriptiva

Profesor encargado: Fausto Ramírez

Integrantes de grupo:

Ángeles Seclen, Jose Pablo

Gamarra Cisneros, Jordan

Mendoza, Samamé, Diego Enrique

Rodriguez Saldaña, Jose Miguel

Suárez Sánchez, Jou Anderson

Facultad de Ingeniería Industrial - FII

A nuestros padres quienes nos han

apoyado para poder llegar a esta

instancia de los estudios, ya que ellos

siempre han estado presentes para

apoyarnos moral y psicológicamente.


INDICE PRÓLOGO: ........................................................................................................................................... 1

INTRODUCCIÓN: .................................................................................................................................. 2

OBJETIVOS: .......................................................................................................................................... 2

MARCO TEÓRICO: ................................................................................................................................ 3

a) Paralelismo .............................................................................................................................. 3

b) Perpendicularidad ................................................................................................................... 4

c) Distancias ................................................................................................................................ 4

d) Ángulos .................................................................................................................................... 5

e) Intersección de poliedros ........................................................................................................ 5

f) Desarrollo de sólidos de revolución ........................................................................................ 7

PROCESO DE CONSTRUCCIÓN: ............................................................................................................ 7

1. Elaboración de planos: ................................................................................................................ 7

2. Transcripción del molde: ............................................................................................................. 8

3. Ubicación de ejes en la tubería: .................................................................................................. 9

4. Estampe del molde: ..................................................................................................................... 9

5. Corte de tubería: ....................................................................................................................... 10

6. Retiro de escoria y ajuste del corte: .......................................................................................... 10

7. Verificación del corte: ............................................................................................................... 11

8. Armado de la estructura: .......................................................................................................... 11

9. Proceso de soldadura y acabado: .............................................................................................. 12

CONCLUSIONES: ................................................................................................................................ 13


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PRÓLOGO:

Desde el inicio de la existencia humana, los seres humanos se han visto en la

necesidad de “dibujar” objetos tridimensionales en superficies planas,

evidenciándose esto en las pinturas rupestres. Se desprende de ello, lo importante

que era para el hombre primitivo la representación, característica que no ha

cambiado desde el inicio de los tiempos. Es indiscutible que la mejor manera de

representar una figura tridimensional es otra tridimensional, siendo ejemplo de

ello las esculturas griegas y paleolíticas, mas es posible hacer una proyección

realista y casi exacta de un objeto en un plano; es así que valiéndonos de nuestra

más importante arma, la imaginación, y la geometría descriptiva, quien nos

permitirá: Representar sobre un plano aquello deseado, así como reconstruir una

forma a partir de un dibujo en el plano. Pasando ahora a la aplicación de la

Geometría Descriptiva en sí, se puede deducir su amplio campo de acción, desde la

Estereotomía, hasta la topografía, lo cual es provocado por el hecho de que varios

profesionales se valen de esta técnica para realizar sus actividades. Para mencionar

uno, veamos el ejemplo del sastre que plasma la prenda en sus moldes para luego

reconstruir una prenda en base a estos. Es por esto último que es asignatura de

estudio obligatorio en las escuelas de ingeniería y arquitectura del mundo entero

En suma, la Geometría Descriptiva persigue el desarrollo intelectual del estudiante

en dos campos distintos pero complementarios: la comprensión del espacio

tridimensional que rodea al individuo y el desarrollo de una estructura de

pensamiento lógica. Esto ayuda a resolver los problemas específicos de cada área

según un enfoque heurístico, no memorístico, de la realidad y objeto de estudio.

“La Geometría Descriptiva es al ejercicio profesional del diseñador lo que la

gramática es al idioma”.

Harry Osers


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INTRODUCCIÓN:

En la industria petrolera en la construcción y/o mantenimiento de oleoductos, se

tiene con mucha frecuencia la necesidad de construir torres, que sirvan como

apoyo al ducto y a la vez le dan elevación a unos cables de acero que sujetan la

tubería, con el fin de lograr que la línea del oleoducto cruce de manera aérea un

rio o desnivel geográfico, estas torres de elevación se construyen de tubería que

ha sido dada de baja, por cumplimiento de tiempo de servicio o vida útil; se hace

con esta tubería y no con perfiles cuadrados de acero, para minimizar los costos de

fabricación.

Uno de los grandes problemas al usar tubería para este propósito, es la dificultad

de construir los empates o empalmes entre las superficies redondas de las tuberías

de diámetros tan grandes (14”, 18”, 24”, 27”,36” y hasta 60”), ya que para lograr

dichos cortes se demanda una gran cantidad de tiempo y en muchas

oportunidades desperdicio del material base y soldadura, al no lograr con éxito los

cortes deseados, es importante aclarar que al manejar diámetros tan grandes,

cualquier des-alineamiento y/o error de trazo se refleja de manera exagerada,

comparada con tuberías de diámetros pequeños.

OBJETIVOS:

Aplicando los conceptos aprendidos sobre los desarrollos en ingeniería, en el área

de la geometría descriptiva, construir las matrices o moldes que permitan un trazo

exacto de las tuberías, para posterior corte, de empalmes externos de tubería a

90º y empalmes internos tipo boca-pescado a 90º para soporte y apoyo. Con la

aplicación de estas matrices (o moldes) se gana tiempo de construcción en serie y

se minimiza el desperdicio de material base y soldadura.


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MARCO TEÓRICO:

Para la aplicación posteriormente expuesta, se necesitaran de ciertos

conocimientos previos de la geometría descriptiva para así, estos poder ser

plasmados y planificados adecuadamente. Conocimientos como:

- Paralelismo

- Perpendicularidad

- Distancias

- Ángulos

- Intersección de Poliedros (principalmente cilindros)

- Desarrollo de sólidos de revolución

Los que serán usados durante el planteamiento del problema y su solución

Durante la primera parte de un problema y/o proyecto surgen preguntas como el

¿cómo quedara? o ¿cómo lo haremos? Es así que se usan los siguientes temas para

la optimización de los recursos y sacar el mayor provecho sin dejar de lado la

seguridad del proyecto.

a) Paralelismo

La distribución paralela es la que se usa

generalmente, debida a que es el modo

más eficaz que se puede utilizar si de

oleoductos o gasoductos se refiere. Se

distribuye paralelamente debido a que de

este modo, se aprovecha mejor el espacio

y agilizar la velocidad de transporte por

los tubos.


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b) Perpendicularidad

El uso de gasoductos perpendiculares entre si, es usado en su mayoría, por

comodidad y por cercanía al lugar de origen o al lugar de llegada. No tiene un fin

explicito en los que es oleoductos, pero en lo que a gasoductos se refiere, ahí de

preferencia se usan tubos o ductos horizontales o ligeramente inclinados, debido a

que al ser gases, tienden a moverse libremente y dificultar el proceso de traslado.

c) Distancias

El presente capitulo nos explica sobre las distancias entre dos rectas y/o de una

recta a un plano, distancias mínimas con pendientes dadas o direcciones dadas.

Este tema nos proporciona los conocimientos necesarios, tanto para poder

obtener la longitud teórica exacta para empalmar dos estructuras con el

desperdicio mínimo de materiales como para saber la distancia de oleoducto que

soportaran o como las distancias mínimas entre dos soportes de la torre de

elevación, ubicados en un terreno irregular y agreste. Como se ve en la figura

anterior, donde se representan un ejemplo de esto ultimo


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d) Ángulos

El tema de ángulos consta de:

Ángulos entre 2 rectas, lo cual será trasladado a los cilindros a usar para así

obtener una idea más física de las torres; ayudándonos, de esta manera, a darle un

sustento físico al trabajo a realizar

ayudándonos a construir trípodes de bases

si el caso lo requiera, así como a resolver el

problema de las elevaciones de las tuberías

(ver imagen a la derecha).

Posterior a la recopilación de las bases

físicas y la distribución del sistema de

torres de elevación se procede a la

fabricación de los implementos usando

e) Intersección de poliedros

Por la parte de intersección de poliedros, nos dedicaremos exclusivamente a la

intersección de cilindros, ya que nuestro trabajo se proyecta más a ese sentido.

Como base debemos saber cómo intersectar 2 cilindros, ya sean de diferentes

tamaños y proporciones. Resolveremos la intersección de dos cilindros rectos de

diámetros diferentes sin usar vistas auxiliares:

Dibuje una sección transversal girada de un cilindro inclinado, tanto en la vista de

horizontal como en la vista de elevación frontal. Divida estas secciones

transversales en un número conveniente de elementos. Designe cada uno de los

elementos, asegurándose de que sus posiciones correspondientes son

ortogonalmente correctas. En este caso el elemento 5 es el elemento superior y 13


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el elemento inferior. El elemento 1 está más alejado del observador que el

elemento 9. Muestre todos los elementos del cilindro inclinado en ambas vistas,

localizándolos paralelos al eje de este cilindro. En la vista horizontal designe los

puntos donde los elementos del cilindro inclinado cortan la vista de perfil del

cilindro vertical, con sus números correspondientes. Proyecte estos puntos de

intersección a la vista frontal, hasta cortar los elementos correspondientes, en esta

vista. Estos "puntos de encuentro", tales como 8, 9 y 10, son puntos

pertenecientes a la línea de intersección de los dos cilindros. Una estos puntos y

muestre cuidadosamente la visibilidad correcta.


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f) Desarrollo de sólidos de

revolución

Con el presente se pretende

generar una guía o molde de

las piezas a usarse para la

construcción, con el material

necesario, tal cual se muestra

en la figura a continuación

(posterior a su intersección)

PROCESO DE CONSTRUCCIÓN:

1. Elaboración de planos:

Siguiendo el paso a paso, descrito en el marco teórico, se realizo el desarrollo de

los cortes propuestos. Para la elaboración del corte de los empalmes externo de

90º, se aplico el concepto de desarrollo de un cilindro recto truncado, detallado en

el marco teórico, teniendo en cuenta que la tubería de la torre a escala elaborada,

es de 2” diámetro exterior, que el corte de empalme debe ser de 45º,para que

sumado las dos caras sumen los 90º del empalme y que el perímetro del tubo de

2” fue dividido en 20 segmentos de arco iguales (ver archivos de planos

anexos).Con esta misma practica de elaboración, se puede construir empalmes

externos de tubería a diferentes grados.

Para la elaboración del corte de empalmes internos a 90º (boca-pescado), se aplico

el concepto de intersección de dos cilindros, mas la aplicación de desarrollo de un

cilindro, teniendo en cuenta que la tubería de la torre a escala elaborada, es de 2”

diámetro exterior, que el corte de empalme es de 90º y que el perímetro del tubo

de 2” fue dividido en 20 segmentos de arco iguales (ver archivos de planos

anexos).


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Para ambos casos el molde se realiza con dos segmentos de arco más que el

desarrollo original, con el fin de facilitar la posterior marcación.

2. Transcripción del molde:

Moldes en papel húmedo

Teniendo presente las medidas, de la escala 1:1 de los planos, las trascribimos

sobre papel húmedo, para obtener los moldes de trabajo.


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3. Ubicación de ejes en la tubería:

Con la ayuda de una escuadra, un nivel y tiza industrial, se debe encontrar y

marcar un eje sobre la tubería, para evitar des-alineamientos y des-centro, en la

marcación de los moldes de corte.

4. Estampe del molde:

El estampe se puede realizar inicialmente con un marcador permanente, para una

buena definición de las curvas del molde, y posterior remarcación con tiza

industrial, esta ultima remarcación, con el objetivo que el calor del oxicorte, no

borre la línea de trazo.


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5. Corte de tubería:

Apariencia de la escoria, después del corte

El corte de la tubería sobre los trazos, se realiza con un equipo de oxicorte, con el

ánimo de evitar demasiada escoria, se recomienda la utilización de acetileno,

como gas combustible.

6. Retiro de escoria y ajuste del corte:

Con la ayuda de una pulidora acoplada a un disco abrasivo, se retira la escoria y se

ajusta el corte sobre la tubería.


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7. Verificación del corte:

Verificación de la exactitud del trazo.

Terminado el retiro de la escoria, se debe verificar con la ayuda del molde, la

semejanza con el trazo inicial, inclusive de ser posible se debe presentar, sobre la

otra pieza a soldar.

8. Armado de la estructura:

Con la ayuda de nivel y escuadra se procede a armar la estructura de la torre, en el

armado se fijan los diferentes accesorios por intermedio de puntos de soldadura.


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9. Proceso de soldadura y acabado:

El proceso de soldadura se realiza, bajo el estándar API 1104, con uso de

electrodos celulósicos E-6011.

Una vez terminado el proceso de soldadura se procede a lijar la estructura, con el

fin de darle rugosidad al metal y permitirle un buen perfil de anclaje, para la

aplicación de un recubrimiento alquidico, este recubrimiento lo embellece,

mientras cumple su función de evitar la oxidación de la chapa metálica.


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CONCLUSIONES:

Como puede observarse, el procedimiento de construcción es bastante

dispendioso, cuando se hace necesario construir, torres de mayor complejidad

(torres de 4 pilares y múltiples apoyos, a diversos ángulos), contar con los

conocimientos adquiridos durante el semestre, en el área de geometría

descriptiva, nos va ha permitir realizar una obra, como la propuesta en menor

tiempo, mayor eficiencia, ahorro en material de aporte (soldadura) y menos

desperdicio del material base (tubería).

Existen método empíricos, que con la ayuda de cintas de trazos, se realizan moldes

para realizar empalmes como los propuestos, pero la precisión de dichos trazos es

muy efímero, que muy seguramente, en la industria domestica no es muy

representativa ya que se manejan diámetros de tubería muy pequeños (máximo 4”

a 6”) y dichos errores de precisión no se reflejan, en la misma magnitud que si se

tratase de una industria que maneje mayores diámetros como la industria

petrolera donde se realizan trabajos en tuberías de 10” a 60”, y donde los errores

de trazo y des-alineamiento se reflejan en mayor orden y corregirlos demandan

tiempo, mayor consumo de soldadura (para rellenar los espacios en vacio) y en

muchas ocasiones desperdicio de material base, ya que al no tener éxito con el

corte deseado, se desecha la tubería, para volver a intentarlo con otro tubo.

Finalmente cabe aclarar que para mayor precisión en tuberías de diámetros

grandes, se debe dividir el perímetro de la línea en cuantos segmentos de arco sea

posible (para este prototipo de tubería de 2”, dicho perímetro de dividió en 20

segmentos) a mayor numero de segmentos, mayor será la precisión.

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