TABLAZO COLAN LOTE XIII-A
1.1. INTRODUCCION
La condición de “Slack Flow” (flujo holgado) es un condición especial particular que puede
ocurrir cuando la fuerza gravitacional propulsora ecede las p!rdidas totales de fricción de
la tu"er#a$ tal es el caso cuando un l#quido que est% siendo "o&"eado hacia arri"a$ "aja
so"re un terreno &onta'oso
Fig *ondiciones para Slack Flow
La fuerza de la gravedad tra"aja en contra del flujo en el lado ascendente + a+uda al flujo
en el lado descendente$ el tra"ajo de la "o&"a es llevar el fluido a la parte superior de la
colina La presión &#ni&a en el punto , en la parte superior de la colina + la tasa de flujo
est%n deter&inadas por el "alance entre la altura de "o&"eo + las resistencias de fricción
+ gravitacional para el fluido en el lado ascendente o cuesta arri"a -hora la fuerza
propulsora en el lado descendente (del punto , al punto .) est% deter&inada sola&ente
por la diferencia de energ#a potencial (presión + gravedad) entre estos dos puntos$ la cual
es independiente de la tasa de flujo Sin e&"argo la fuerza propulsora de"e ser 
equili"rada por las p!rdidas de fricción (resistencia) en la tu"er#a
Las p!rdidas de fricción est%n deter&inadas por las propiedades del fluido$ la velocidad
del fluido$ + el ta&a'o de la tu"er#a Si la tu"er#a est% llena de l#quido$ la velocidad est%
deter&inada por el di%&etro + la tasa de flujo$ los cuales son los &is&os tanto en el lado
de su"ida co&o en el lado de "ajada para una tu"er#a de %rea constante /uesto que la
fuerza propulsora en el lado descendente es principal&ente de"ido a la gravedad$ cuanta
&%s alta es la colina &a+or es la fuerza propulsora relativa a la resistencia del flujo de
“tu"er#a llena” /or lo tanto es "astante facti"le que$ para una tu"er#a llena$ las
condiciones cuesta a"ajo ser%n tales que la energ#a potencial supere a las p!rdidas de
tu"er#a llena en el tra&o descendente
0e"ido a que el "alance de energ#a de"e satisfacerse$ nosotros o"serva&os que las
p!rdidas de fricción en el lado descendente de"en incre&entarse para equili"rar esta
fuerza propulsora La 1nica for&a que esto pueda ocurrir es porque la velocidad se ha
 
TABLAZO COLAN LOTE XIII-A
MANUAL DE DISEÑO
transversal del flujo ha dis&inuido (de"ido a que la tasa de flujo es fija) La 1nica v#a para
que el %rea del flujo pueda ca&"iar es porque el l#quido llena solo una parte de la tu"er#a$
p ej 0e"e fluir parcial&ente llena (con el espacio restante llenado con vapor) 2sta
condición es conocida co&o slack flow (flujo holgado)3 la tu"er#a est% llena cuesta arri"a
de la colina pero solo parcial&ente llena cuesta a"ajo$ con una correspondiente &a+or 
velocidad en la tu"er#a descendente de tal &anera que las p!rdidas de fricción en el lado
descendente equili"ran la fuerza i&pulsora /uesto que la presión en el espacio de vapor 
es unifor&e$ no ha"r% “ca#da de presión” en el slack flow de la tu"er#a cuesta a"ajo$ + la
fuerza i&pulsora en esta sección es de"ida sola&ente a la gravedad
La sección transversal del fluido en la tu"er#a parcial&ente llena no ser% circular$ de
&anera que los &!todos usados para flujo en un conducto no circular son aplica"les$ pej
el di%&etro hidr%ulico es aplica"le La for&ula de 4anning para conductos no circulares
se aplica para el c%lculo del slack flow en el presente estudio
0e otro lado en l#neas eistentes de oleoductos de trans&isión que tienen ca&"ios
significativos en su elevación a lo largo de su ruta$ hacen que estos sean suscepti"les de
operar en condiciones de “slack flow” (flujo holgado) 2l Slack flow ocurre en un oleoducto
cuando la presión en el ducto cae por de"ajo de la presión de vapor del l#quido (por 
eje&plo la altura de presión decrece por de"ajo de la elevación en cierto punto + causa
que la presión &ano&!trica en aquel punto caiga por de"ajo del cero at&osf!rico)
2n el caso del ca&po de producción de 5l+&pic el terreno es prácticamente plano por 
lo !"e las con#iciones #e slac$ %lo& son #esprecia'les   + por ello que no se
consideraron inicial&ente en el &anual de dise'o Sin e&"argo se han realizado los
c%lculos para de&ostrar que no ha+ tales fenó&enos - continuación se realizan los
c%lculos respectivos
1.(. )STUDIO D) SLACK FLOW
/ara este estudio se usa la fór&ula de 4anning que per&ite analizar flujos hasta en
tu"er#as no circulares$ inclu+endo tu"er#as parcial&ente llenas en las que ocurre el slack
line flow (flujo holgado de tu"er#a)
 
TABLAZO COLAN LOTE XIII-A
D 7 0i%&etro de la tu"er#a
v  7 velocidad
f  7 coeficiente de fricción en la tu"er#a
2l la figura de a"ajo se &uestra la sección de una tu"er#a parcial&ente llena
2n la ecuación anterior se eli&ina la velocidad + el %rea 2sto da6
π  2   f 
f o vo|vo| 2 gD
 
TABLAZO COLAN LOTE XIII-A
MANUAL DE DISEÑO
2n la siguiente figura se &uestra el %rea de sección para las regiones Slack co&o función
de la elevación o gradiente hidr%ulico
Cross Sectional Area versus Hydraulic Gradient
Slack Line Hydraulic Gradient Relative to Tight Line Gr adient [(-dz/d!/"#o$%/(%&g!!'
Cross sectional Area o" lo) relative to *i+e Cross Sectional Area
9r%fica :; <
2n la figura siguiente se &uestra la velocidad del Slack line co&o función del gradiente de
elevación
*o&o se puede o"servar a &edida que au&enta la pendiente en relación al gradiente de
presión din%&ica o perdida din%&ica por fricción hidr%ulica la sección transversal del
fluido dentro de la tu"er#a dis&inu+e
 
TABLAZO COLAN LOTE XIII-A
#elocity versus Hydraulic Gradient or Slack Line lo)
Slack Line Hydraulic Gradient Relative to Tight Line Gradient [(-dz/d!/"#o$%/(%&g!!'
#elocity o" lo) Relative to velocity to Tight Line Area
9r%fica :; <, “=elocit+ versus 8+draulic 9radient For Slack Line Flow”
/ara las l#neas de tu"er#as de petróleo la p!rdida por k& de tu"er#a est% general&ente en
el rango de > & a ?@ & por kiló&etro (< a .< pies por &illa) Los gradientes de
elevación en las regiones de Slack est%n general&ente en el rango de < a << veces
esta longitud (8a+ una li&itación en el gradiente de elevación dz/dx, !ste no puede ser 
&%s grande que <<< & por A& B ?,C< pies por &illa)
Las figuras anteriores pueden ser usadas para esti&ar las velocidades del Slack Line (en
l#nea holgada) + el %rea de sección transversal del fluido  para cualquier tu"er#a
2n nuestro caso se puede considerar un gradiente de p!rdidas &%i&o de ,&DA& (<
piesD&illa) + si considera&os un Slack line flow con fuerte pendiente de .<<< piesD&illa $
que no es el caso que nos ocupa 2ntonces$ el gradiente hidr%ulico del Slack line es
ta&"i!n .<<< piesD&illa *o&o consecuencia el ratio del gradiente  Slack line a gradiente
tight line es de .<< (.<<<D<) 0e la gr%fica :; <, “=elocit+ versus 8+draulic 9radient For 
Slack Line Flow” corresponde una velocidad nor&alizada del Stack Line de > 2s decir 
para una velocidad &#ni&a de < piesDs la velocidad en la región Slack es de >< piesDs
0e la 9rafica :; <  figura “*ross Sectional -rea versus 8+draulic 9radient” la sección
 
TABLAZO COLAN LOTE XIII-A
MANUAL DE DISEÑO
para pendientes elevadas el flujo se estrechar#a enor&e&ente + ha"r#a el fenó&eno de
“slack flow”
0e lo anterior se deduce que la fracción de l#quido en regiones Slack var#a gradual&ente
con el gradiente de elevación Sin e&"argo para regiones con pendiente suave$ co&o es
el caso del siste&a de "o&"eo de las  "ater#as de producción de 5l+&pic$ no es necesario
considerar el fenó&eno del “slack flow” +a que su efecto es desprecia"le
 -lgunas veces se hace necesario utilizar la gr%fica :;<. &ostrada para &edir la velocidad
Slack Line con respecto a la velocidad Eight Line para cada gradiente de elevación co&o
se &uestra a continuación
Slack Line #elocity versus Tight Line #elocity "or S+eci,ed -levation Gradient
#elocity o" Slack Line Region as (raction &esign #elocity
#elocity o" Tight Line Region as (raction o" &esign #elocity
9r%fica :; <. =elocidad de l#nea holgada (slack line) versus velocidad de l#nea llena (tight
line) para un gradiente especifico de elevación
 
TABLAZO COLAN LOTE XIII-A
MANUAL DE DISEÑO
0ado que no ha+ grandes pendientes de elevación en los ca&pos de producción de
5l+&pic ni grandes p!rdidas en sus l#neas de recolección 2l efecto de Slack Flow es
desprecia"le tal co&o se puede deducir de las esti&aciones anterior&ente hechas + las
graficas de variación de la sección transversal de flujo + velocidad del flujo en relación al
gradiente hidraulico para una tu"er#a en slack line