Alberto Omar Vázquez Hernández Ingeniero civil con maestría y doctorado en Estructuras costa afuera, con más de 27 años de experiencia en proyectos costa fuera. Gerente de propuestas y contratos en la División Américas Marine & Offshore en Lloyds Register.
En las actividades del sector hidrocarburos, más de 6 mil accidentes han ocurrido de 1970 a la fecha, algunos con graves consecuencias como muerte de personal, daños graves o pérdidas de la instalación y contaminación del medio ambiente. La ocurrencia de los accidentes y sus afectaciones también perjudica la reputación de las empresas petroleras, por lo que en conjunto pueden ocasionar cuantiosos daños económicos.
Para disminuir la posibilidad de ocurrencia de los accidentes y sus consecuencias es importante que durante la etapa de diseño, construcción, instalación, operación, mantenimiento y desmantelamiento de instalaciones petroleras se efectúe la certificación del proyecto para demostrar el cumplimiento de los diferentes requerimientos normativos orientados a la seguridad y confiabilidad de dichas instalaciones.
En este artículo se aborda brevemente la importancia de la certificación de los proyectos en el sector hidrocarburos, esperando que a futuro México pueda tener un marco regulatorio más robusto.
Introducción
A lo largo de los años se han presentado graves accidentes en las actividades de exploración y producción de hidrocarburos en el mar, tanto en México como en otras partes del mundo. Estos accidentes ocurren durante el proceso de instalación, durante la etapa operativa por el paso de las tormentas extremas o por problemas de degradación y falta de mantenimiento, entre otros.
En el caso de tormentas extremas, los huracanes, los fuertes vientos y las elevadas alturas de las olas han causado que algunas plataformas colapsen y sean llevadas por kilómetros arrastrando los ductos marinos que encuentren a su paso, principalmente en el Golfo de México. Los huracanes Andrew (1992), Iván (2004), Katrina y Rita (2005), entre otros, causaron daños cuantiosos a la infraestructura marina (véase tabla 1 y figura 1).
Entre los daños más severos que se han presentado se tienen los siguientes:
• Colapso de estructuras y daños severos en elementos y juntas estructurales en plataformas fijas
• Falla del sistema de amarre de unidades flotantes de perforación
• Falla del sistema de tendones de una plataforma flotante tipo mini TLP y su colapso
• Colapso de plataformas de piernas autoelevables (tipo jack-up)
• Arrastre de ductos submarinos
Uno de los casos más impactantes fue la plataforma tipo mini TLP Typhoon, que se había instalado en 2001. Durante el paso del huracán Rita en 2005, el sistema de tendones falló; la plataforma experimentó un volteo de 180 grados, fue arrastrada y quedó varada aproximadamente 112 km al noroeste, en un sitio menos profundo (véase figura 2).
La falla y los daños en las plataformas se presentan debido al impacto en las cubiertas de producción y a la ruptura de líneas de amarre por las grandes cargas dinámicas ocasionadas por el viento y el oleaje. Una de las razones principales es que las plataformas se diseñaron y construyeron siguiendo normas y estándares desarrollados hace más de 20 años, y en aquel momento no existía suficiente información, por lo que en algunos casos se subestimaron las fuerzas ambientales. La ocurrencia de los últimos huracanes severos con categorías 4 y 5 mostró que los criterios de diseño debían ser actualizados considerando periodos de retorno mayores de 100 años (hasta 1,000 años). La importancia de una adecuada estimación de la cresta de ola máxima se puede apreciar en la figura 3.
Así como las tormentas severas, existen otros factores importantes que deben ser considerados tanto en las etapas de diseño, construcción e instalación como en la etapa operativa para disminuir los riesgos y las afectaciones en las actividades del sector.
Para reducir la posibilidad de ocurrencia de daños, algunos países, como Estados Unidos y Canadá, han actualizado sus requerimientos técnicos dentro de su marco regulatorio y exigen la participación de un agente de verificación certificado (CVA, por sus siglas en inglés). La figura del CVA y su alcance varía en cada país, pero básicamente debe encargarse de revisar a detalle que los elementos estructurales, equipos y sistemas se diseñen de acuerdo con la normatividad local e internacional.
Marco regulatorio
A partir de 2013, con la reforma energética, se crea el nuevo marco que tiene el objetivo de regular las condiciones del mercado, y también se enfoca en la seguridad operacional e industrial, así como en la protección del medio ambiente. En este marco surge la Agencia de Seguridad, Energía y Ambiente (ASEA), que se encarga de regular y supervisar la seguridad industrial y operativa y la protección de las personas, el medio ambiente y las instalaciones en las actividades del sector de hidrocarburos durante todo el ciclo de vida, desde el diseño hasta el abandono.
La ASEA se encarga también de proporcionar las autorizaciones correspondientes para el desarrollo, construcción, operación y desmantelamiento de la infraestructura del sector hidrocarburos.
Con respecto al proceso de desarrollo de proyectos enfocados en las actividades de exploración y extracción de hidrocarburos, la ASEA publicó diferentes disposiciones administrativas de carácter general, entre ellas las que establecen los lineamientos en materia de seguridad industrial, seguridad operativa y protección al medio ambiente. En el artículo 171 del capítulo XIII, “De la verificación, auditoría, inspección, reporte e investigación”, establece que todas las instalaciones usadas para la exploración y extracción de hidrocarburos deberán contar con una certificación por parte de terceros, según sea el caso, de los planes (de verificaciones de diseño, fabricación e instalación) aplicados durante el diseño, la fabricación y la construcción de nuevas instalaciones, o la realización de modificaciones o reparaciones significativas sobre las instalaciones existentes.
En el caso de los buques de producción, conocidos como FPSO (por floating production, storage and offloading) y otro tipo de unidad flotante, deberán contar con una certificación que considere el mantenimiento preventivo en la fase operacional o cualquier modificación que se efectúe a la plataforma.
La certificación por parte un tercero del plan de verificación de diseño es un prerrequisito para la fabricación de las instalaciones. De la misma forma, la certificación del plan de verificación de fabricación es un prerrequisito para el inicio de cualquier operación relacionada con la instalación.
Alcance del proceso de certificación
La certificación consiste en acreditar que un proyecto cumple con los estándares de diseño nacionales e internacionales enfocados principalmente en la estructura, cimentación, equipos, componentes y sistemas críticos. En el caso de artefactos navales, como son todas las estructuras flotantes, deben seguir las reglas establecidas considerando la parte estructural y sus requerimientos de estabilidad, así como el equipo y sistemas de la embarcación y los requerimientos de la International Maritime Organization, la International Convention for the Safety of Life at Sea y Marine Pollution.
Fase de diseño
En el proceso de verificación del diseño deben utilizarse las buenas prácticas ingenieriles para llevar a cabo una evaluación independiente del diseño de la plataforma, así como de las reparaciones y modificaciones mayores para el caso de estructuras existentes.
Las revisiones deben garantizar que las estructuras pueden soportar las condiciones de carga funcionales y ambientales durante su vida útil. Las tareas principales de verificación se enlistan a continuación:
• Estructuras fijas. Realizar la evaluación independiente de todas las consideraciones del proyecto:
• Bases de diseño
• Requerimientos operativos
• Condiciones de sitio, características del suelo y parámetros ambientales de diseño
• Determinación de cargas actuantes
• Análisis de esfuerzos y elementos mecánicos en elementos y juntas estructurales
• Designación de materiales
• Diseño de las cimentaciones
• Factores de seguridad
• Planta de producción, equipo de producción
• Ductos y risers
En el caso de estructuras flotantes se tiene, además de lo anterior:
• Integridad del casco de flotación y sus requerimientos de estabilidad y prevención de contaminación del mar
• Líneas de amarre
• Torreta, swivel e interfaces (FPSO)
Fase de fabricación
El proceso de verificación durante esta etapa debe seguir las buenas prácticas ingenieriles para llevar a cabo un monitoreo de la fabricación de la plataforma, así como de las reparaciones y modificaciones mayores para el caso de estructuras existentes, de acuerdo con los planos de diseño aprobados para construcción, siguiendo las especificaciones de diseño.
Durante la etapa de fabricación se deben efectuar inspecciones periódicas en el sitio y verificarse los siguientes componentes, según corresponda:
• Control de calidad del constructor
• Instalaciones del sitio de fabricación
• Calidad del material y métodos de identificación
• Procedimientos de fabricación especificados en el plan aprobado y cumplimiento de dichos procedimientos
• Soldador y calificación e identificación del procedimiento de soldaduras
• Tolerancias estructurales especificadas en el diseño y adherencia a esas tolerancias
• Requerimiento de exámenes no destructivos y evaluación de los resultados de los exámenes realizados
• Requisitos y resultados de pruebas destructivas
• Procedimientos de reparación
• Instalación de sistemas de protección contra la corrosión y protección en zonas de mareas
• Procedimientos de izaje para verificar que no se produzca una tensión excesiva de los miembros estructurales
• Procedimientos de alineación
• Verificación dimensional de la estructura general, incluidas las torretas, las interfaces de torreta y casco, cualquier línea de amarre y segmentos de cadena para el tensionamiento de risers
• Estado de los registros de control de calidad en varias etapas de fabricación
• Fabricación de risers y umbilicales
• Fabricación de los equipos y módulos de producción y de perforación
En el caso de unidades flotantes de producción, también se debe verificar que se cumplen los requisitos de integridad estructural y estabilidad del casco de flotación, además de considerar:
• Torretas e interfaces de torreta y casco, así como el swivel de producción (FPSO/floating storage and offloading, FSO)
• Sistema de transferencia de hidrocarburos (FPSO/FSO)
• Sistema de amarre
• Sistema de tensionamiento de líneas de anclaje y risers
Fase de instalación
Las buenas prácticas ingenieriles en el proceso de verificación de la etapa de instalación incluyen la realización de un monitoreo de la plataforma y sus respectivos módulos, así como de las actividades en el sitio. Desde el patio de fabricación hasta el lugar donde se instalará la plataforma, las principales tareas son:
• Operaciones de arrastre, carga y flotación inicial
• Operaciones de remolque o transportación a la ubicación especificada, y revisión de los registros de la operación
• Operaciones de lanzamiento y montaje
• Operaciones de inmersión
• Instalación de pilotes o anclajes
• Instalación de sistemas de amarre y anclas
• Instalación de módulos de cubierta y componentes
• Instalación en la ubicación aprobada de acuerdo con el diseño aprobado y el plan de instalación
Atestiguamiento de maniobras
• La carga del jacket, cubiertas, módulos, pilotes o estructuras de cada sitio de fabricación
• La instalación real de la plataforma o modificación importante y las actividades de instalación relacionadas
• La instalación de la torretas e interfaces de la torreta y el casco
• La instalación de pilotes y plantillas y sistemas de anclaje
• La instalación de los sistemas de amarre y anclaje
Conclusiones
Los proyectos del sector hidrocarburos están expuestos a los riesgos naturales de cada sitio, así como a los riesgos propios de la operación. Un accidente puede tener consecuencias catastróficas, como pérdida de vidas humanas, contaminación al medio ambiente y pérdida de instalaciones. En este sentido, es importante que los proyectos minimicen los riesgos existentes.
Los propietarios de los activos deben asegurar que sus instalaciones cumplen los requisitos en materia de seguridad operativa, industrial y de protección al medio ambiente. Una forma para demostrar ante los órganos reguladores el cumplimiento de las normas es mediante la certificación de los proyectos, efectuada por una entidad con experiencia y prestigio reconocida nacional e internacionalmente.
La certificación de los proyectos considerando sus diferentes etapas permite demostrar el cumplimiento de los lineamientos, normas y estándares nacionales e internacionales. En el caso de que existan brechas en las normas, la entidad certificadora podrá identificar y proponer mejoras al diseño, con la finalidad de minimizar los riesgos.
