MEXICO

IMPLEMENTACIÓN DE LA ADMINISTRACIÓN DE INTEGRIDAD DE DUCTOS EN MÉXICO

ESPECIALIDAD: MATERIALES

Jorge Luis González Velázquez Doctor en Ciencias, especialidad en metalurgia

17 de enero de 2013 México, Distrito Federal

Implementación de la administración de integridad de ductos en México

CONTENIDO

Página 1 2 3 4 5 6

Resumen ejecutivo Introducción Desarrollo del tema Conclusiones Bibliografía Agradecimientos Curriculum vitae

Especialidad: MATERIALES

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Implementación de la administración de integridad de ductos en México

RESUMEN EJECUTIVO La administración de integridad mecánica de ductos de transporte de hidrocarburos se ha convertido en los años recientes en el paradigma de la planeación, organización y coordinación de todas las actividades de mantenimiento en esta importante industria. La adopción de la metodología de administración de integridad por parte de Petróleos Mexicanos ha pasado por varias etapas, desde una “buena práctica” como parte del Elemento 17 del Sistema de Administración de Seguridad Industrial y Protección Ambiental, a mediados de los años 90, hasta convertirse en la Norma Oficial Mexicana NOM 027 SESH en el 2010. Este desarrollo no ha estado exento de problemas, malos entendidos e incluso retrocesos que han llevado a fuertes controversias, hasta de tipo legal. La interpretación adecuada de los conceptos y metodologías de la integridad mecánica es fundamental para poder elaborar el Contrato de Obra Pública relativo a la administración de integridad y aseguramiento de la confiabilidad que lleve a una sana relación cliente-proveedor, pero sobre todo que consiga el objetivo final de la administración de integridad, que es la prevención de fallas y la elevación de la disponibilidad operativa de los ductos de conducción de hidrocarburos. La Administración de Integridad de Ductos tiene como principal objetivo el proporcionar al operador y mantenedor de un sistema de transporte por ducto las herramientas de información y toma de decisiones que le permitan implementar de manera eficiente y óptima las acciones de prevención, detección y mitigación de los riesgos que potencialmente pueden resultar en fallas y pérdida de la capacidad operativa y de esta manera alcanzar una mayor seguridad y confiabilidad en la operación de los ductos de transporte de hidrocarburos. En el presente trabajo se realiza un análisis de los conceptos y métodos de la administración de la integridad mecánica para de ahí proponer la mejor forma de plasmar tales conceptos y métodos en un contrato de obra pública. La NOM-027-SESH-2010 se fundamenta en métodos aceptados y reconocidos para la evaluación de la integridad y el riesgo en ductos, mediante un proceso de análisis con el cual el operador de un ducto determina los eventos que pueden llegar a afectar la integridad y que provoquen desviaciones en la operación o vulneren la seguridad. El PAID, por su parte es un proceso de Administración que establece que la información debe ser capturada, organizada y resguardada en una base Especialidad: MATERIALES

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de datos del o los sistemas de transporte por ducto que estén a cargo de la entidad u organismo responsable y una vez recabada la información, el proceso inicia con la división del ducto en segmentos con el fin de enfocar el plan hacia los puntos de interés en el recorrido del ducto. Una vez segmentado el ducto, se identifican los segmentos que cruzan o pueden afectar una Zona de Alta Consecuencia (ZAC), que son áreas donde en caso de un incidente las consecuencias serían elevadas. El siguiente paso es la evaluación del riesgo mediante un proceso analítico por el cual se identifican el tipo de eventos adversos o condiciones que pueden impactar la integridad del ducto y se evalúa la probabilidad de que estos eventos ocurran, así como la naturaleza y severidad de las consecuencias de una falla. Este proceso analítico involucra la incorporación de información del diseño, construcción, operación, mantenimiento, pruebas, inspección y toda la información relacionada con el sistema de ductos. La evaluación de riesgo, que es la base de un programa de administración de integridad, puede variar en alcance y complejidad y usar diferentes métodos o técnicas, pero su objetivo será siempre el de evaluar el riesgo para identificar las amenazas de falla (los riesgos) para así poder monitorearlas y controlarlas. Posterior a la evaluación de riesgo se selecciona el método de evaluación de integridad a usar en los segmentos de interés de entre tres métodos posibles: Inspección Interior, Prueba de presión o Evaluación Directa, y así desarrollar un plan de detección, mitigación y prevención de riesgos, que sea efectivo y jerarquizado. El PAID establece las medidas de desempeño del programa, de acuerdo con las necesidades de cada operador, con el fin de evaluar periódicamente su efectividad. Se deben emitir y evaluar reportes periódicos de la efectividad del programa de administración de integridad de un operador con el fin de mejorar continuamente el programa. El Contrato de Obra Pública debe ser diseñado y concursado para implementar de manera eficiente y óptima las acciones de prevención, detección y mitigación del riesgo en el Sistema 4, que resultará en un incremento de la seguridad y la reducción de incidentes. Adicionalmente el Contrato se licitó partiendo de un precio unitario máximo determinado con base en los costos históricos de mantenimiento de este Sistema y solicitando a los licitantes un descuento sobre ese precio unitario máximo.

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La materia de administración de integridad no es simple y requiere para su aplicación de amplia experiencia, conocimiento y destreza por parte de los encargados de su aplicación. Este análisis pone de manifiesto que el éxito de la Administración de Integridad se fundamenta no sólo en la claridad y congruencia con que haya sido redactado el contrato, sino en el cabal entendimiento de la normatividad y un dominio absoluto de las disciplinas y especialidades asociadas a ella.

Palabras clave: Integridad mecánica, administración de integridad, ductos de transporte, metalurgia, mecánica de fractura.

861 PALABRAS

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1.

INTRODUCCIÓN.

Quien suscribe ha dedicado los últimos 22 años de su vida profesional a la investigación, enseñanza e implementación de los principios, conceptos y metodologías de la administración de integridad de ductos de transporte de hidrocarburos. Ha conducido miles de estudios de integridad mecánica en ductos y centenares de investigaciones de accidentes y fallas de la red de distribución de hidrocarburos de Pemex. En adición a esta experiencia, es autor de más de 160 artículos científicos y técnicos en tópicos relacionados con la materia de integridad mecánica; es autor de libros técnicos en comportamiento mecánico y mecánica de fractura y en particular fue Editor Principal y Coautor de un Manual de Operación de Mantenimiento de Ductos que consta de dos volúmenes de más de 600 páginas cada uno, que describe en detalle las actividades, metodologías y fundamentos del mantenimiento y operación de ductos de transporte de hidrocarburos y que incluye un capítulo dedicado a la integridad y confiabilidad. Esta experiencia y conocimiento le dan al autor la capacidad necesaria para abordar este trabajo desde la perspectiva de uno de los actores principales del desarrollo e implementación de las metodologías de análisis de integridad de ductos en México, con un enfoque crítico que busca aportar elementos que contribuyan a la efectiva implementación de la importante disciplina de la administración de la integridad mecánica de ductos y de manera general al desarrollo y progreso de la ingeniería. La administración de integridad de ductos se ha interpretado de muchas formas, desde “buena idea”, hasta el paradigma para la solución de los problemas de alta frecuencia de fallas y prevención de accidentes. Se ha imitado como una moda de los países industrializados, que en un afán de “mantenerse al día” se adaptó y plasmó en contratos de Obra Pública preparados a la ligera, con graves consecuencias. Pero también se le ha visto como una nueva etapa de la evolución del mantenimiento de ductos e instalaciones de la industria petrolera y como tal, tiene el potencial de desarrollar todas las ventajas de eficiencia, eficacia y optimización que se requieren en el entorno actual de la industria petrolera mundial y nacional. El entendimiento incorrecto o incompleto de los conceptos de la integridad mecánica, ha llevado a fuertes controversias en algunos de los contratos de obra pública relativos a la integridad mecánica que ha licitado Petróleos Mexicanos, que han planteado la idea de que la administración de la integridad es inviable, impráctica o que nuestro Especialidad: MATERIALES

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país no está preparado para su uso. Todo lo contrario, esta controversia permite ratificar, si algún beneficio se desprende de ella, que la administración de la integridad es perfectamente viable, pero que es materia de expertos y de empresas con un alto nivel técnico, un alto nivel de compromiso y ética profesional, en un entorno en el que las instituciones de educación superior e investigación y la industria prestadora de servicios, coadyuven al desarrollo de implementación de la disciplina de la administración de la integridad, a través de esquemas que aseguren que quienes participan como licitantes tengan las características que se citan arriba. En el presente trabajo se realiza un análisis detallado de los conceptos y métodos de la administración de la integridad mecánica, para proponer lo que a juicio del autor es la mejor forma de plasmar tales conceptos y métodos en un contrato de obra pública. Paralelamente presenta casos y experiencias vividas por el autor, que ilustran o ejemplifican las consecuencias, buenas y malas, de la interpretación de tales conceptos; de tal forma que el texto presenta también una especie de ensayo histórico de la implementación de la administración de integridad de ductos de conducción de hidrocarburos en nuestro país. En la primera parte del trabajo se presentan los principios y conceptos básicos de la integridad mecánica; continúa con una reseña histórica desde sus orígenes en las industrias nuclear y aeronáutica, hasta la implementación en la industria del transporte por ducto en México. Se pone especial énfasis en contrastar los conceptos correctos de la integridad mecánica con la manera en que éstos han sido y son manejados en la industria mexicana. La segunda parte describe cómo se deben plasmar los conceptos fundamentales de la integridad, en un contrato de obra pública de administración de integridad de sistemas de ductos para transporte de hidrocarburos, para que se entienda y ejecute adecuadamente por parte de los contratistas, partiendo de la base de la Norma Oficial Mexicana para la administración de la integridad de ductos NOM 027 SESH 2010. Finalmente, se presenta un modelo de implementación de la administración de integridad, más allá de normas y códigos, que se basan en experiencias y modos de trabajo extranjeros y propone una estrategia adecuada a la idiosincrasia, costumbres, talentos y limitaciones de la industria nacional.

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2.

DESARROLLO DEL TEMA

2.1

Reseña histórica del desarrollo de la integridad mecánica.

Esta reseña no pretende ser una recopilación rigurosa ni completa de la historia de la integridad mecánica, sino que únicamente busca presentar al lector algunos hechos históricos de la disciplina de la integridad mecánica, que tuvieron una incidencia directa en la formación del autor y de manera más específica, en el desarrollo de esta disciplina en la industria del transporte de hidrocarburos en México. El concepto de integridad estructural no es nuevo, ya en 1937 las regulaciones de aviación civil en los Estados Unidos de Norteamérica describían los requerimientos de la “Filosofía de Resistencia Estructural” para la aplicación de factores de seguridad en el diseño que consideraran: 1. 2. 3. 4. 5.

Incertidumbres en cargas Imprecisiones del análisis estructural Variaciones en resistencia de materiales Deterioro en servicio, y Variaciones en calidad

Estas consideraciones ya preveían la importancia de factores relativos a la resistencia de los materiales, las cargas y la presencia de defectos, que como se verá más adelante constituyen las bases de la evaluación de la integridad mecánica, aunque en esos años la intención era asegurar que los aviones pasaran las pruebas de resistencia estructural. Hasta antes de la Segunda Guerra Mundial, la vida de diseño de las aeronaves era muy corta, por ejemplo entre 1916 y 1920 los aviones operados por la Fuerza Aérea de los EUA era de tan solo 1.7 años; y los tiempos de vida de diseño no eran mucho mayores en otras industrias. Después de la Segunda Guerra Mundial, los tiempos de vida de diseño se incrementaron de manera estable y se comenzó a introducir la filosofía de la “vida segura”, que establece un tiempo después del cual la probabilidad de falla es inaceptable. Los avances en las metodologías de diseño y la mejora de materiales permitieron llegar de manera consistente a vidas de diseño de 20 a 25 años, lo cual tuvo un enorme impacto en el desarrollo de la industria a nivel mundial, pues se incrementó el valor de retorno de los activos industriales y las utilidades pudieron re-invertirse en más investigación y desarrollo. Especialidad: MATERIALES

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Hacia los años 70´s ya estaban perfectamente establecidos los conceptos y metodologías del mantenimiento preventivo, fincados básicamente por la relación entre la edad de servicio y la probabilidad de falla, donde la aplicación de técnicas estadísticas permitió afinar las predicciones de falla, estableciendo los tiempos para el cambio de piezas desgastadas y la ejecución de actividades de mantenimiento, tales como limpieza, pintura, lubricación, etcétera; sin embargo se presentaron dos problemas inéditos: 1. La dificultad para reemplazar las plantas e instalaciones industriales que estaban alcanzado o ya habían rebasado su vida útil de diseño, y 2. La detección de defectos estructurales (principalmente grietas) que planteaban la necesidad de suspender el servicio por el riesgo de falla. El problema del fin de la vida útil planteaba la necesidad de conocer las capacidades reales de servicio de los componentes, mientras que la evaluación de defectos demandaba los algoritmos cuantitativos para determinar el efecto de la presencia del defecto en la capacidad de carga. Esta situación era por sí misma paradójica, pues en muchos casos la experiencia mostraba que componentes que ya “debían haber fallado continuaban en servicio”, pero no se contaba con la herramienta cognitiva para hacer soportar tal afirmación. Cabe hacer la mención de que tal herramienta es la mecánica de fractura, que para los años 70´s ya estaba desarrollada en su aproximación lineal elástica, la cual si bien podía resultar conservadora, era suficiente, pues la inmensa mayoría de los componentes estructurales y mecánicos son diseñados para trabajar en el régimen elástico de esfuerzos y deformaciones. En 1969 un avión de combate F-111 de General Dynamics se desplomó en pleno vuelo, después de haber cumplido 100 horas de servicio; la investigación del accidente mostró que la causa de la falla fue una grieta de 24 mm de largo y 7.2 mm de profundidad en la placa inferior del pivote del ala izquierda. La grieta había sido formada en un pliegue de forja durante la fabricación de la placa de acero de alta resistencia, que pasó sin detectarse en las inspecciones de fabricación y de servicio. Lejos de prohibir la presencia de grietas –lo cual hubiera aniquilado la industria aeronáutica- la posibilidad de predecir con exactitud el tamaño crítico de grieta, la carga de falla y el tiempo de vida remanente a partir de los conceptos de la mecánica de fractura, llevó en 1974 al desarrollo de la filosofía de “Tolerancia al Daño” para la industria aeronáutica.

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Figura 1. Avión F-111 accidentado en 1969 y grieta causante de la falla. Hito en la historia de la integridad mecánica El concepto de tolerancia al daño rápidamente se extendió a toda la industria, tanto como filosofía de diseño, pero principalmente, como un valioso criterio de evaluación, pues permite que estructuras y componentes con defectos, puedan continuar en servicio siempre que se demuestre que son capaces de soportar las cargas de trabajo y su desarrollo pueda ser monitoreado mediantes inspecciones periódicas. La tolerancia al daño permitió a la industria ahorrar enormes cantidades de dinero al reducir los paros para reparaciones y nuevamente dio pie a una nueva etapa de desarrollo industrial. Para la segunda mitad de la década de los 90’s el término “Integridad Mecánica” y su equivalente “Aptitud Para el Servicio” (Mechanical Integrity y Fitness for Service) están completamente asimilados por la industria petrolera. En la industria petrolera nacional, el concepto de integridad se comenzó a introducir como una respuesta al problema del “envejecimiento” de ductos, pues en esa época muchos ductos construidos en los años del “boom” petrolero estaban por alcanzar su vida de diseño. Ante la dificultad para la construcción de ductos nuevos, PEMEX se vio en la necesidad de evaluar la operatividad de sus ductos para determinar si eran aptos para funcionar mas allá de su vida proyectada; al mismo tiempo era necesario definir las acciones para lograr tal operatividad. La respuesta estaba en el análisis de integridad. Previo a los años 90, PEMEX era una empresa integrada y se encargaba de prácticamente todas las tareas de mantenimiento a ductos; las obras por contrato se asignaban a empresas mexicanas y a menos que no existiera una nacional, se asignaban a empresas extranjeras. Bajo tal esquema de control estatal, la apertura a nuevas tecnologías era Especialidad: MATERIALES

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sumamente lenta y el mantenimiento a ductos cayó en un rezago tecnológico. Antes de 1990, esto no representaba un gran problema, en parte por la edad relativamente corta de la mayor parte de la red de ductos, porque no presentaban fallas frecuentes y por la falta de atención de la sociedad a los temas de seguridad y protección al ambiente. Este escenario comenzó a cambiar rápidamente a principios de los 90’s por el incremento sustancial de la producción de hidrocarburos amargos, lo que trajo como consecuencia el incremento de la corrosión interna, del agrietamiento inducido por hidrógeno absorbido y el agrietamiento por corrosión y esfuerzos (HIC y SCC por sus siglas en inglés) en los ductos de producción primaria. Estas fallas fueron detectadas al principio en las regiones Sur y Marina de Pemex Exploración y Producción y posteriormente, al inspeccionar los ductos con equipos instrumentados de inspección interna de alta resolución. El daño por servicio amargo no estaba incluido en los códigos de evaluación de daños disponibles en ese tiempo y PEMEX se vio obligado a buscar asistencia técnica para su evaluación, corrección y prevención, favoreciendo con esto la apertura a nuevas tecnologías en materia de integridad. En esos mismos años, con el Tratado de Libre Comercio de Norteamérica, comenzaron a ingresar al mercado mexicano compañías extranjeras ofreciendo servicios de innovación tecnológica en el campo de inspección y mantenimiento a ductos. En 1992, la división de PEMEX en cuatro organismos subsidiarios: PEMEX Exploración y Producción (PEP), PEMEX Refinación, PEMEX Gas y Petroquímica Básica (PGPB) y PEMEX Corporativo, coincidió con la nueva estrategia de realizar el mantenimiento a ductos a través de contratos con compañías privadas. Para 1991, con la incorporación del código ANSI B31G a la Norma PEMEX 07.3.13 “Diseño, construcción, operación, mantenimiento e inspección de tuberías de transporte”, se sentaron las bases para el análisis de integridad, pues oficialmente se permitía la evaluación cuantitativa de la presión de falla de un ducto con pérdidas de metal por corrosión. En esta misma época, con la llegada de compañías de inspección con equipos instrumentados de alta resolución y firmas internacionales de consultoría, comenzaron a manejarse los servicios integrados de inspección, evaluación de daños y reparación, como un paquete a través de contratos de Obra Pública. Aunque el único tipo de daño evaluado era la pérdida de metal por corrosión, otras formas de daño, como los defectos en soldaduras y las abolladuras, eran evaluados por el sistema tradicional de tamaño Especialidad: MATERIALES

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máximo permisible por norma de construcción y las grietas, simplemente no eran evaluadas y se reparaban a la detección. Con la publicación de la práctica recomendada API RP 579 “Fitness for Service“ (Aptitud Para el Servicio) en el año 2000 comenzaron a manejarse en algunos círculos dentro de PEMEX los conceptos de integridad mecánica, así como por algunos de sus proveedores de servicios tecnológicos como el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), el Instituto Politécnico Nacional (IPN) y empresas de consultoría internacional como Batelle Memorial Institute, pero en ese principio, el concepto de la integridad tuvo poca difusión y prácticamente no se incluyó como metodología en ningún contrato de mantenimiento. Con la implementación del Sistema Integral de Administración de la Seguridad y Protección Ambiental (SIASPA), se incluyó el elemento 17, que se refería a la preservación de la integridad mecánica, aunque sólo como parte de la elaboración de planes integrales de mantenimiento, como muestra la figura siguiente.

Actividades para operación y mantenimiento

Capacitación en operación y mantenimiento

Detección, corrección y seguimiento de anomalías

Prácticas seguras de trabajo

La operación y el mantenimiento deberán ser realizados en base a procedimientos escritos que incorporen los aspectos de seguridad y protección ambiental.

Se detectan las necesidades de capacitación en los procedimientos de operación y mantenimiento.

Se desarrollan Se desarrollan procedimientos para el procedimientos para seguimiento de la prácticas seguras de corrección de trabajo que incluyan anomalías los aspectos de seguridad y protección ambiental.

Para el control de emisiones al ambiente se deberá contar con procedimientos operativos y de mantenimiento de sus equipos

Se elaboran programas de capacitación para el personal de operación y mantenimiento.

Programas de detección y corrección de anomalías.

Desarrollar procedimientos para control y registros de operación y mantenimiento. (Elemento 10).

Se busca la especialización a través de Cías. Reconocidas en las actividades de mantenimiento del personal que lleva esta función

Procedimiento para el control de la corrección de anomalías.

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Procedimiento para prácticas seguras de trabajo.

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Desarrollo de programas integrales de mantenimiento (Incluyendo Estudios de Integridad Mecánica)

Personal capacitado en Se elaboran los procedimientos programas formales de detección y corrección de anomalías

Programas integrales de mantenimiento.

Programas de capacitación.

Registros de operación y mantenimiento Procedimientos de operación y mantenimiento

Figura 2. Descripción del elemento 17 del SIASPA de Pemex. Con el SIASPA, el análisis de integridad se convirtió en una actividad obligatoria para todos los organismos de PEMEX que realizaban transporte por ducto, llevando al análisis de integridad a ser parte de las estrategias de mantenimiento de ductos. Sin embargo, la actividad no se homogeneizó en sus prácticas y por ello sufrió una serie de avances y retrocesos. Un papel fundamental en ésta etapa lo protagonizó el Grupo de Análisis de Integridad de Ductos del IPN (GAID), en especial en PEP, como pionero en la institucionalización del análisis de integridad en México, esfuerzo al que pronto se sumaron otras instituciones y empresas. El GAID inició en el año 1992, como un grupo de investigadores del IPN, dirigidos por el Dr. Jorge Luis González Velázquez, que comenzó a realizar investigaciones en mecánica de fractura y predicción de vida útil de ductos para servicio amargo, obteniendo algoritmos para la evaluación de varios tipos de defectos para los que no existían códigos y asimilando los ya existentes. En 1995 el GAID realizó sus primeros estudios de integridad en ductos a cargo de la Coordinación Técnico Operativa de la Región Sur de PEP y en 1998 se constituyó formalmente, bajo el esquema de convenios vinculados entre PEP y el IPN, con metodologías propias y con personal profesional a tiempo completo en sedes regionales, a diferencia del esquema tradicional de la vinculación escuela-empresa, en el que los trabajos son realizados por profesores y estudiantes, con estancias temporales en las instalaciones. Este novedoso sistema de vinculación permitió al GAID expandirse rápidamente a las Regiones Marina y Norte de PEP y posteriormente a PEMEX Refinación y a Pemex Gas y Petroquímica Básica. La figura 3 Especialidad: MATERIALES

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muestra el procedimiento general de análisis de integridad de ductos, tal como fue implementado por el GAID en Pemex.

INFORMACIÓN TÉCNICA

NO ESTABLECE TAREAS PARA SU OBTENCIÓN

REPORTE DE INSPECCIÓN CON EQUIPO INSTRUMENTADO

SI

ANÁLISIS PRELIMINAR

EXISTE ?

 Evaluación de severidad de daño y vida remanente.  Límite provisional de operación.  Recomendaciones provisionales de reparación  Programa de inspección complementaria para verificación de reporte de EI.

INSPECCIONES DE VERIFICACIÓN

ANÁLISIS DE DESVIACIONES

NO

SI DESVIACIÓN

PROGRAMA DE REPARACIONES INMEDIATAS

AJUSTE DE DATOS

   

Dictamen de integridad Condiciones límite de operación. Programa de inspección y mantenimiento preventivo. Recomendaciones para incrementar la capacidad

ANÁLISIS FINAL DE INTEGRIDAD

Figura 3. Procedimiento de análisis de integridad de ductos desarrollado por el GAID e implementado en Pemex. Entre las principales aportaciones del GAID al análisis de integridad de ductos en México están: criterios de evaluación de varios tipos de defectos, las metodologías de evaluación de confiabilidad y ajuste de datos de inspecciones con equipo instrumentado, metodologías de análisis de integridad de ductos no inspeccionables con equipo instrumentado y metodologías de análisis de integridad probabilística.

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El GAID llegó a contar con más de 500 integrantes, en más de diez sedes en las principales zonas de producción petrolera en México y participó (y participa) activamente en investigación y desarrollo tecnológico, en comités de normas y un sinnúmero de comisiones técnicas, dentro y fuera de PEMEX. En la actualidad el GAID ha reducido su tamaño y se ha re-orientado a la realización de estudios de alto nivel técnico y de alto impacto, dando prioridad a la aplicación de la investigación científica para el análisis y solución de problemas relacionados con la integridad de ductos e instalaciones petroleras. Como consecuencia de la implementación del análisis de integridad en las estrategias de mantenimiento a ductos, PEMEX enfocó sus esfuerzos hacia la idea de contar con un sistema de administración de la integridad que les permitiera elevar la confiabilidad de sus ductos. Entre éstos casos destacan los contratos de asistencia técnica que realizó la subsidiaria PGPB, de 1998 al año 2000, con la empresa BassTrigon de EUA para implementar el análisis de integridad y riesgo como estrategia de planeación del mantenimiento a ductos, a través del programa IAP (Integrity Assessment Program) y el contrato de PEP con Nova Gas de Canadá para el desarrollo del sistema de análisis de riesgos en ductos PYRAMID, que se vincula estrechamente con la integridad. A nivel de contratos, en 1998 la subsidiaria PGPB firmó el primer contrato en México para mantenimiento integral, consistente en la inspección, evaluación, rehabilitación y certificación de ductos. El contrato se llevó a cabo con las empresas Pipeline Integrity International y Lloyd’s Register, para el etanoducto de 24” D.N. Cd. Pemex – Cactus de 80 km de longitud. Así, el 12 de abril de 1999 fue expedido el primer certificado de integridad mecánica de un ducto en servicio en México. Poco después, PEMEX Refinación asignó contratos similares para su sistema de oleoductos en el estado de Veracruz y para el año 2000, los contratos integrales de: inspección, análisis de integridad, reparación y certificación de ductos se fueron generalizando, hasta las asignaciones de “paquetes de ductos” como los Sistemas de Transporte de Hidrocarburos por Ducto de PEP. La asignación de contratos integrales en sistemas de ductos, obedece a circunstancias prácticas. Una de éstas es la dificultad de PEMEX para asignar y supervisar varios contratos ligados al mismo trabajo, es decir, un contrato para inspección, uno para evaluación de integridad, otro para rehabilitación y finalmente uno para la certificación. Con los contratos integrales, todo el paquete se unifica en una sola licitación y lleva una sola supervisión. Otra ventaja es la unificación de criterios entre las partes involucradas, pues las controversias, por ejemplo, entre las compañías de inspección y las de evaluación de integridad Especialidad: MATERIALES

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generaban “impases” que el personal de PEMEX no tenía capacidad de resolver, lo cual retrasaba los trabajos y dejaba una sensación de incertidumbre respecto al resultado final del proceso. Entre los opositores a los contratos integrales, dentro y fuera de PEMEX, el principal argumento en contra que se manejaba era que la compañía se convertía en juez y parte y por tanto no señalaba las deficiencias o errores cometidos en alguna de las etapas del proceso. Otro problema en la implementación del análisis de integridad en México, fue que existió cierta confusión entre los alcances del análisis de integridad y del análisis de riesgos (confusión que aún prevalece en algunos ingenieros al servicio de Pemex), pues se pensaba que ambos tenían el mismo fin. En parte, la razón de la confusión era que para realizar los análisis de riesgos y de integridad, se solicitaba a los operadores de ductos los mismos insumos de información. Poco a poco se fue “descubriendo” que el análisis de riesgo y el análisis de integridad no se contraponen y eventualmente la mayoría de las gerencias de ductos adoptaron la estrategia de realizar el análisis de riesgo para priorizar la atención a los ductos y realizar el análisis de integridad en orden de prioridad, con la aplicación del mantenimiento subsiguiente, en una manera muy similar a como lo establecía “la regla” del DOT de los EUA. Así, aunque inicialmente, el análisis de integridad se concibió sólo como sistema para evaluar cuantitativamente la presión máxima permisible de operación y la vida remanente de ductos con pérdidas de metal por corrosión, rápidamente se vio que resultaba de gran utilidad para establecer los programas de mantenimiento que garantizaran la seguridad y durabilidad de un ducto, hasta llegar a la elaboración y publicación de la Norma Oficial Mexicana NOM-027-SESH-2010 Administración de Integridad de Ductos de Transporte de Hidrocarburos, en el año 2010, que hace de carácter obligatorio la administración de la integridad en toda la industria petrolera nacional. El origen de la Administración de la Integridad de Ductos se remonta a los años 90, en los Estado Unidos, donde el Departamento de Transporte (DOT) encargó a diversas organizaciones la elaboración de las Reglas para Integridad de Ductos, después de una investigación de siete años sobre las formas para mejorar de una manera redituable, la seguridad personal, la seguridad de las instalaciones, y la confiabilidad de los ductos de transporte de líquidos peligrosos y gases. El resultado fue La Regla Integrity Management Program (Programa de Administración de Integridad) de ductos dada en el Titulo 49 CFR Especialidad: MATERIALES

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(Código de Regulaciones Federales) Parte 195.452 para ductos de Líquidos Peligrosos y en el Titulo 49 CFR Parte 192 Subparte “O” para Ductos de Gas. Como resultado de la regla IMP de ductos, se desarrollaron dos normas industriales para la Administración de Integridad de ductos para Líquidos y para Gases: 

ASME B31.8S-2004 – Administración de Sistemas de Integridad de Ductos de Gas



API 1160 – Administración de Sistemas de Integridad para Ductos de Líquidos Peligrosos

Cada una de las normas mencionadas arriba da soporte al desarrollo e implementación del Plan de Administración de Integridad requerido por la regulación Titulo 49 CFR 192 y 195.452. La norma ASME B31.8S es un suplemento de la ASME B31.8 – “Norma para diseño y construcción de tuberías a presión para la transmisión y distribución de gas” y está diseñada para proporcionar la información necesaria para desarrollar e implementar un programa de administración de integridad efectivo, usando practicas y procesos industriales probados. Poco después apareció la norma API 1160, desarrollada específicamente para dar soporte a los requerimientos del Código 49 CFR Parte 195.452 – Requerimientos para administración de integridad de ductos de líquidos peligrosos en zonas de alta consecuencia. 2.2

Implementación de la administración de integridad en Contratos de Obra Pública.

La NOM-027-SESH-2010 relativa a la “Administración de la Integridad de Ductos de Recolección y Transporte de Hidrocarburos”, se basa ampliamente en las normas norteamericanas API 1160 “Managing System Integrity for Hazardous Liquid Pipelines (Administración del Sistema de Integridad para Ductos de Líquidos Peligrosos), ASME B31.8S Managing System Integrity of Gas Pipelines (Administración de Sistemas de integridad de Ductos de Gas), de manera que los contenidos, conceptos e información de la NOM-027-SESH-2010 son similares, idénticos en algunos casos y coincidentes en su gran mayoría a los de las normas API 1160 y ASME B31.8S. Cabe mencionar que las normas API 1160 y ASME B31.8S fueron publicadas en el año 2001. El objetivo y alcance de la NOM-027-SESH-2010 es:

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“1. Objetivo Establecer los requisitos que se deben cumplir para la administración de la integridad de ductos en operación para la recolección y transporte de hidrocarburos y sus derivados, excluyendo a los sistemas de transporte de gas natural y gas licuado de petróleo por medio de ductos permisionados por la comisión Reguladora de energía.” “2. Alcance Esta norma incluye la identificación de peligros potenciales, recopilación revisión e integración de datos, evaluación del riesgo, evaluación de la integridad y respuesta a la evaluación de la integridad de los ductos de acero al carbono en operación que recolectan y transportan hidrocarburos líquidos, gaseosos y sus derivados, excluyendo a los sistemas de transporte de gas natural y gas licuado de petróleo por medio de ductos permisionados por la comisión Reguladora de Energía. La interpretación e implementación de esta norma debe estar a cargo de personal especializado en el diseño, construcción, operación, mantenimiento, administración de integridad y evaluación de riesgo, de sistemas de ductos de recolección y transporte. “ Para cumplir con el objetivo y alcance de la NOM 027, los trabajos para el Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad del Sistema de Transporte por Ducto comprenderán, en forma general, las siguientes actividades: a) Actividades de Mantenimiento a Ductos: Significa cualquier actividad de Mantenimiento preventivo, Mantenimiento predictivo, Mantenimiento correctivo, rehabilitaciones y cualquier trabajo enfocado a conservar el buen funcionamiento y desempeño del sistema, incluyendo, entre otros, inspección de ductos, inspección con equipo instrumentado, análisis de Integridad, análisis de Riesgo, geoposicionamiento, sistema de protección catódica, protección interior, mantenimiento a válvulas, protección anticorrosiva a Instalaciones superficiales, inspección de recubrimiento dieléctrico, bajado de ductos Desmantelamiento y recuperación de Ductos, Mantenimiento correctivo a Falla presentada, Mantenimiento correctivo a DDV, rehabilitación de Ductos, sustitución parcial de ductos, modificación de ductos, sustitución total de Ductos. Especialidad: MATERIALES

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b) Actividades de Mantenimiento a Instalaciones: Significa cualquier actividad de Mantenimiento preventivo, Mantenimiento predictivo, Mantenimiento correctivo, rehabilitaciones y cualquier trabajo enfocado a conservar el buen funcionamiento y desempeño de las instalaciones, incluyendo, entre otros, Mantenimiento predictivo a equipo estático, Mantenimiento predictivo a equipo dinámico Mantenimiento predictivo a equipo de servicios auxiliares, Mantenimiento preventivo a equipo dinámico, Mantenimiento preventivo a equipo de servicios auxiliares, Mantenimiento preventivo a equipo de protección ambiental, Mantenimiento correctivo a equipo estático. Mantenimiento correctivo a equipo dinámico, Mantenimiento correctivo a equipo de servicios auxiliares, Mantenimiento correctivo a equipo de protección ambiental, Mantenimiento a infraestructura operativa, rehabilitación de Instalaciones, rehabilitación de edificios, incluyendo urbanizaciones, modificación de instalaciones, Desmantelamiento y recuperación de equipos. c) La Asistencia Técnica se dará como parte de la ejecución de los Trabajos, y consistirá en proporcionar las prácticas necesarias para que éste desarrolle el Transporte de su producción en condiciones óptimas en cuanto a seguridad, eficiencia financiera en el largo plazo. Para ello, durante la vigencia del presente Contrato, el Contratista se compromete a transferir a través de los mecanismos contractuales de programación, coordinación, evaluación, entrenamiento y apoyo a la comunidad, las Mejores Prácticas para que Pemex opere el sistema. La Asistencia Técnica comprenderá, en forma general, todas aquellas actividades para la transferencia de prácticas y conocimientos que sean necesarios para la ejecución eficiente de los Trabajos. Además, las actividades de Asistencia Técnica podrán versar sobre cualquier materia relacionada directa o indirectamente con la administración, Operación, Mantenimiento, evaluación y desempeño del Sistema, así como sobre cualquier materia o tema que impacte o afecte, directa o indirectamente, el Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad. De manera enunciativa más no limitativa, la Asistencia Técnica podrá Especialidad: MATERIALES

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versar, entre otros, sobre temas de automatización del Sistema; acciones de Mejora Continua; apoyo para la implantación de Mejores Prácticas; apoyo para la administración, contratación y supervisión de servicios prestados por otros contratistas en el Sistema; apoyo para el desarrollo e implantación de programas de calidad, de filosofía operacional, uso de nuevas metodologías, programas de entrenamiento; elaboración de todo tipo de estudios, diagnósticos, informes, análisis, bench marking y similares. La integridad y la confiabilidad, son conceptos de ingeniería que se emplean para definir la condición de un componente o sistema de transporte de hidrocarburos para desempeñar la función para la que fue fabricado o construido, dentro de parámetros específicos establecidos por el usuario. Las cualidades implícitas en la integridad y confiabilidad deben ser por tanto, necesariamente verificables, medibles y evaluables. En el caso especifico de los sistemas de transporte por ducto, la verificación de la integridad se hace a través de la inspección del estado físico de los ductos e instalaciones que lo conforman y evaluando las indicaciones que son detectadas en tales inspecciones para determinar si representan un riesgo de falla. Por su parte, la confiabilidad se verifica a través de los registros de accidentes y disponibilidad operativa; siendo ambos registros de tipo cuantitativo. La medición de la integridad se hace a través del cálculo de la capacidad operativa de los ductos o instalaciones y su tiempo de vida remanente y la evaluación se realiza en términos del logro de las metas, que en el caso de la integridad son las relativas a la aptitud para el servicio, mientras que la confiabilidad es evaluada en términos de la disponibilidad operativa y los niveles de accidentabilidad. La NOM-027-SESH-2010 en su numeral 8 establece los cuatro métodos de evaluación de la integridad: 1. 2. 3. 4.

Inspección Interna Prueba Hidrostática Evaluación Directa Otras metodologías

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Las metodologías de evaluación establecidas por la NOM-027-SESH2010, se basan en mediciones de diferentes parámetros, variables y factores, y todas las mediciones y evaluaciones son verificables, toda vez que se basan en características tangibles de los ductos e instalaciones. La NOM 027-SESH-2010 considera los siguientes factores para evaluar la integridad: “Para efecto de realizar la evaluación del riesgo y de la integridad así como tomar medidas de mitigación, los peligros potenciales deben agruparse de acuerdo a los factores de tiempo y modos de falla de la siguiente manera: a) Dependientes del tiempo 1. Corrosión externa 2. Corrosión interna 3. Agrietamiento por corrosión bajo esfuerzos (SCC) b) Estables 1. Defectos de fabricación i. Costura defectuosa ii. Metal base defectuoso 2. Soldadura/fabricación i. Soldadura circunferencial o de fabricación defectuosa ii. Doblez por flexión o pandeo iii. Falla por alineamiento 3. Equipo i. Falla del empaque tipo O ii. Componente rayado o roto iii. Mal funcionamiento del equipo de control o relevo iv. Falla del sello/bomba c) Independientes del tiempo 1. Daños mecánicos o por terceros i. Daño ocasionado por terceros (falla instantánea/inmediata) ii. Tubería previamente dañada (modo de falla retardado) iii. Vandalismo iv. Impacto de objetos arrojados sobre el ducto 2. Procedimientos de operación incorrectos o no aplicados 3. Clima y fuerzas externas Especialidad: MATERIALES

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i. ii. iii. iv. v. vi. vii.

Tormentas eléctricas Viento, tormentas o inundaciones Sismos Deslaves Huracanes Erosión Deslizamiento del lecho marino”.

La misma NOM 027-SESH-2010 establece los siguientes elementos que deben considerarse para la evaluación de la integridad: “Para determinar el método de inspección, realizar los trabajos de campo y evaluar la integridad del ducto, se debe recopilar como mínimo la siguiente información, además de los resultados de la evaluación del riesgo: a) Planos. b) Condiciones de operación. c) Registros de inspecciones previas. d) Resultados de evaluaciones anteriores de integridad. e) Registros de reparaciones realizadas”. Aun cuando la NOM 027 no establece explícitamente las variables que se deben evaluar para medir la integridad y confiabilidad, ya que esta norma es relativa a la Administración de la Integridad, es sabido que las variables que determinan la integridad son la Presión Máxima Permisible de Operación (PMPO) y el Tiempo de Vida Remanente (TVR). Los criterios para evaluar la integridad de un ducto o de un Sistema de Trasporte por Ducto, se establecen de la siguiente manera: a) Si la PMPO es igual o mayor que la Presión de Operación (Pop) entonces la integridad es aceptable. b) Si el TVR es igual o mayor que el tiempo en que se requiera operar el ducto y además es igual o mayor al plazo de la siguiente evaluación de integridad, entonces la integridad es aceptable. Los criterios para verificar, medir y evaluar la confiabilidad, por su parte son un tanto arbitrarios ya que dependen de las necesidades del usuario del Sistema de Transporte por Ducto, por las siguientes razones: En los Sistemas de Transporte por Ducto, la confiabilidad es una medida del nivel de servicio en un tiempo determinado y en todo su recorrido. De esta forma, se puede medir la confiabilidad de un ducto como el Especialidad: MATERIALES

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lapso de tiempo en que el ducto está operando de manera segura y está disponible para transportar un fluido en un periodo de tiempo determinado. Por ejemplo, si un ducto opera de manera no interrumpida durante 350 de los 365 días del año, se establece que su confiabilidad es de (350/365) x 100 = 95.89% en el año. Es importante destacar que esta medida no establece si en los días de servicio se alcanzó un óptimo desempeño económico y técnico, ni si las causas de la interrupción de servicio fueron por fallas, falta de producción o paros técnicos. De acuerdo con lo anterior, las evaluaciones de confiabilidad se pueden realizar en cualquier momento, desde la definición del proyecto hasta el fin de la vida útil del ducto o del sistema. En la industria de ductos no existe un código o norma que proporcione una guía para establecer el nivel de confiabilidad de un sistema de ductos, ya que éste debe ser establecido por el propietario; sin embargo existen numerosas publicaciones internacionales que describen los métodos de evaluación de la confiabilidad. Algunas de estas publicaciones han adoptado el término confiabilidad con la finalidad de reconocer que el éxito es alcanzado si se considera una visión en conjunto de la integridad, disponibilidad para el servicio y efectividad del mantenimiento; así, la confiabilidad se usa para describir la influencia de tres factores:   

La disponibilidad del servicio La integridad El desempeño del mantenimiento

Bajo estos factores, la confiabilidad se puede expresar como la probabilidad de que un elemento puede desempeñar una función requerida bajo las condiciones dadas, en un intervalo de tiempo determinado, los cuatro elementos que se tienen que considerar para evaluar la confiabilidad de un ducto son.    

El tipo de servicio, Las condiciones de operación, El intervalo de tiempo en que se pretende usar el ducto, y La probabilidad de falla

Cuando se analizan los datos de confiabilidad, es necesario aplicar técnicas estadísticas que permitan establecer el tiempo promedio entre fallas o la distribución estadística de fallas en el tiempo o a lo largo del recorrido del ducto y esto se debe a que para evaluar la confiabilidad se necesita conocer la relación entre los cuatro elementos antes mencionados, es decir, la función, los intervalos de tiempo, las Especialidad: MATERIALES

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condiciones de uso y la probabilidad de falla. Este proceso es conocido como modelado de confiabilidad. La manera precisa en la cual el modelo es desarrollado depende de las circunstancias que rodean el sistema y la etapa en la cual encuentra su ciclo de vida. Los conceptos de trabajo listados en el Contrato de Obra Pública describen todos y cada uno de los elementos, los factores, las variables y/o los criterios para verificar, medir y evaluar la integridad y confiabilidad; especialmente, el concepto de trabajo denominado “Mantenimiento Predictivo”. Estos constan de los elementos, los factores, las variables y/o los criterios para verificar, medir y evaluar la integridad y confiabilidad, como por ejemplo, se puede observar en el concepto de trabajo, reproducido a continuación: “El Contratista debe realizar inspecciones, mediciones, análisis, evaluaciones, dictámenes y recomendaciones de la condición física de los elementos que integran el Sistema de Transporte de Hidrocarburos para determinar su probabilidad de falla durante algún período futuro con objeto de tomar la acción apropiada para evitar las fallas y sus consecuencias. Esta condición debe ser mediante técnicas de control estadístico de proceso, utilización de dispositivos y equipos especiales de última tecnología, monitoreo del funcionamiento del equipo con un hardware y software específicos y a través del uso de los sentidos humanos”. Los elementos, factores y variables para verificar y medir la integridad y confiabilidad del Contrato de Obra Pública están contenidos dentro de las inspecciones y mediciones, mientras que los criterios están contenidos en las evaluaciones, dictámenes y recomendaciones de la condición física de los elementos que integran el Sistema de Transporte de Hidrocarburos que especifica los conceptos de trabajo del contrato. Las técnicas de control estadístico de proceso, la utilización de dispositivos especiales de última tecnología y el monitoreo del funcionamiento específico del equipo, que se establecen en los conceptos de trabajo, son los elementos empleados para verificar, medir y evaluar la integridad y confiabilidad del Sistema de Transporte, en complemento de los derivados de las evaluaciones, dictámenes y recomendaciones.

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2.3

Factores no explícitamente descritos en la implementación de la administración de integridad en Contratos de Obra Pública.

2.3.1 Factor Tiempo El tiempo juega un papel preponderante en la integridad y confiabilidad de un Sistema de Transporte de Hidrocarburos, por el hecho de que la integridad y confiabilidad dependen de elementos y variables que cambian con el tiempo, tales como: la velocidad de desgaste de los materiales de fabricación, el deterioro por efecto ambiental (envejecimiento) de materiales susceptibles a esto y la acumulación de daños y condiciones de riesgo a través del tiempo, de las tuberías y accesorios que conforman el Sistema de Transporte de Hidrocarburos. A esto se agrega la dinámica de crecimiento de asentamientos humanos, instalaciones industriales y crecimiento del propio sistema a través del tiempo, así como las variaciones naturales de las condiciones ambientales, geotécnicas y meteorológicas que transcurren a través del tiempo y que tienen un impacto en las condiciones físicas y mecánicas del Sistema de Transporte. La NOM 027 SESH-2010 en su numeral 8.3 establece que: “8.3. Evaluación Se debe efectuar la evaluación para determinar si se requiere de acciones de mitigación, preponderar dichas acciones, establecer intervalos de re-evaluación de la integridad, además de evaluar la efectividad del método y confirmar las suposiciones originales”. La frase “intervalos de re-evaluación” indica claramente que en la evaluación de la integridad se debe considerar el tiempo en que se debe evaluar la integridad, una vez que se ha realizado una evaluación inicial. De la misma manera, el capítulo 9 “Respuesta a la evaluación de integridad” de la NOM 027 SESH-2010, establece los criterios para definir los tiempos de respuesta a la evaluación de integridad, como se puede ver a continuación: 9. RESPUESTA A LA EVALUACIÓN DE LA INTEGRIDAD Se deben tomar acciones de respuesta y mitigación de acuerdo a un programa de prioridades basado en los resultados de la evaluación del riesgo y en la severidad de las indicaciones encontradas durante la inspección. La respuesta a la evaluación de la integridad debe contener lo siguiente: Especialidad: MATERIALES

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a) Tiempos de respuesta a las indicaciones obtenidas de la inspección. b) Actividades de reparación condición insegura.

para

remediar

o

eliminar

una

c) Acciones preventivas para eliminar o reducir un peligro. d) Frecuencias de inspección. Se deben iniciar los trabajos para caracterizar y evaluar las indicaciones definidas como prioritarias, dentro de un tiempo que no exceda los cinco días después de identificadas mediante cualquiera de los métodos de inspección descritos en el capítulo 9 de esta norma. Las respuestas deben clasificarse en los siguientes dos grupos: 1. Inmediata: Los defectos que requieren respuesta inmediata son aquellos que pudieran causar fugas o rupturas inmediatas o en el corto plazo debido a su efecto en la resistencia del material. 2. Programada: Las indicaciones que requieren respuesta programada son aquellas indicaciones significativas y que pueden crecer a un punto de falla antes de la siguiente evaluación de integridad. 9.1. Respuesta inmediata Se debe dar una respuesta inmediata a aquellos defectos que una vez caracterizados y evaluados se considere que pudieran causar fugas o rupturas inmediatas o en el corto plazo debido a su efecto en la resistencia del material. Una vez caracterizado y evaluado, cualquier defecto que requiera reparación o remoción debe ser atendido inmediatamente y debe disminuirse la presión de operación a una condición segura hasta que se hayan efectuado todos los trabajos de reparación definitiva. La reparación se debe efectuar conforme el inciso 10.3. 9.2 Respuesta programada Las indicaciones que requieren respuesta programada son aquellas que pueden crecer a una dimensión crítica antes de la siguiente evaluación de integridad. Se debe elaborar el programa de seguimiento de dichas indicaciones para caracterizarlas y evaluarlas en función de su tasa Especialidad: MATERIALES

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de crecimiento, evaluaciones”.

durante

el

periodo

comprendido

entre

dos

Como se entiende de los párrafos anteriores, la unidad de medida tiempo es preponderante en la confiabilidad de un Sistema de Transporte de Hidrocarburos pues la confiabilidad en su expresión elemental es definida como la medida del nivel de servicio en un tiempo determinado de manera que, la unidad de medida Tiempo forma parte preponderante de un Contrato de Obra Pública para la Administración de Integridad de un Sistema de Transporte de Hidrocarburos. 2.3.2 Factor Tamaño (Longitud y Diámetro de los Ductos) La longitud, el diámetro de los ductos en combinación con el tiempo, son otras unidades de medida fundamentales para administrar la integridad y la confiabilidad de un Sistema de Transporte de Hidrocarburos, ya que en conjunto definen el volumen de obra a realizar para tal efecto. Los ductos para transporte de hidrocarburos son esencialmente cuerpos cilíndricos huecos de gran longitud, en los que se introduce un fluido bajo una presión diferencial, esto es: mayor en el inicio que en el final; la fuerza resultante de esta diferencial hace que el fluido se desplace del punto de origen al final, logrando así el cometido de transportar un determinado volumen de fluido de un punto a otro en un tiempo determinado. Los ductos pueden ser enterrados, estar sobre tierra (aéreos) o atravesar cuerpos de agua (sumergidos), de manera que la superficie interna está expuesta a las acciones agresivas del fluido transportado (corrosión, erosión, fragilización, agrietamiento, etc.) y la superficie externa está expuesta a las acciones agresivas del medio ambiente que rodea al ducto (corrosión, erosión, fragilización, agrietamiento, daño por terceros, daños por fuerzas físicas, etc.). La tarea del mantenimiento de la integridad y confiabilidad de ductos es, por tanto, preservar ambas superficies para que el ducto opere de manera segura y confiable, y para ello realiza una serie de actividades sobre ambas superficies, además de hacer también otra serie de actividades sobre la franja de terreno donde se ubica el ducto, conocida como “derecho de vía”. El área de la superficie interna o externa de un ducto, se calcula multiplicando el perímetro del tubo por la longitud del derecho de vía; siendo el perímetro  veces el diámetro, de manera que la longitud y el diámetro de un ducto definen la cantidad de superficie interna y externa que deberá ser inspeccionada, verificada, evaluada y mantenida Especialidad: MATERIALES

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(mientras que entre la longitud interna y externa no hay una diferencia significativa, el cálculo de la superficie interna debe hacerse con el diámetro interno, en tanto que la superficie externa se calcula con el diámetro externo). La longitud del ducto multiplicada por el ancho del derecho de vía por su parte, establecen el área del derecho de vía y esta área a su vez define el volumen de obra para las actividades de inspección, verificación y mantenimiento en ésta. La longitud y diámetro de un ducto, en combinación con el tiempo, definen los volúmenes de obra para actividades tales como:  Protección catódica  Protección interior con productos químicos  Protección anticorrosiva a las instalaciones y tramos superficiales  Protección anticorrosiva mecánica a las instalaciones y tramos enterrados  Protección anticorrosiva mecánica y lastrado a tramos sumergidos  Celaje al derecho de vía  Mantenimiento al derecho de vía  Limpieza interior para la prevención de corrosión interior  Desmantelamiento de ductos fuera de operación definitiva  Acondicionamiento de ductos fuera de operación temporal  Inspección con equipo instrumentado  Inspección de ductos e instalaciones superficiales con pruebas no destructivas  Geoposicionamiento de ductos  Análisis de integridad  Análisis de riesgo Siendo entonces la Administración de Integridad, según la norma NOM027-SESH-2010, un proceso que “permite implementar de manera eficiente y óptima las acciones de prevención, detección y mitigación del riesgo” y siendo tales acciones las listadas arriba, de manera enunciativa mas no limitativa, precisamente aquellas que se administran para preservar la integridad y confiabilidad a través de la prevención, detección y mitigación del riesgo; por tanto la longitud, el diámetro y el tiempo son las unidades de medida fundamentales y obligatorias para administrar la integridad y confiabilidad de un Sistema de Transporte de Hidrocarburos.

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2.3.3

Definición de las Fases de Implementación

Las normas API 1160 y ASME B31.8S y consecuentemente NOM-027SESH-2010, establecen que la administración de la integridad se realiza bajo el siguiente marco (versión en español de la figura 5-1 del API 1160).

El marco anterior se divide en dos etapas o fases: en la Primera Fase se tienen las actividades en secuencia que corresponden a: 1) Colección e integración de datos, 2) Análisis de riesgo básico, 3) Elaborar un plan de mantenimiento base y 4) Elaborar un plan de respuesta. La Segunda Fase considera actividades cíclicas o periódicas que se dividen en 1) Especialidad: MATERIALES

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Realizar inspecciones y reparaciones, 2) Incorporar resultados en Base de datos, 3) Recalcular el Análisis de Riesgo y 4) Actualizar los planes de acción. Estas fases transcurren a través del tiempo y para que el factor tiempo contenido en la normatividad sea debidamente considerado en el Contrato de Obra Pública, éste se divide en fases de ejecución, las cuales deben ser establecidas en las cláusulas “objeto del contrato” y “alcance de los trabajos a ser ejecutados por el contratista y otras obligaciones a su cargo”, del Contrato de Obra Pública; además deben ser técnicamente claras en cuanto al alcance del concepto de “aseguramiento de la integridad y confiabilidad” de ductos e instalaciones, como se puede ver en las siguientes cláusulas del contrato: ALCANCE DE LOS TRABAJOS A SER EJECUTADOS POR EL CONTRATISTA Y OTRAS OBLIGACIONES A SU CARGO Descripción de los Trabajos El Contratista, a su propio costo, debe ejecutar los Trabajos para el Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad del Sistema, en términos de los alcances que se describen en la cláusula 3, en la presente Cláusula y en los Anexos del Contrato y de conformidad con los Planes Anuales de Trabajo. A. Los Trabajos para el Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad del Sistema comprenderán, en forma general, las siguientes: i. Actividades de Mantenimiento a Ductos: Significa cualquier actividad de Mantenimiento preventivo, Mantenimiento predictivo, Mantenimiento correctivo, rehabilitaciones y cualquier trabajo enfocado a conservar el buen funcionamiento y desempeño del Sistema, incluyendo, entre otros, inspección de Ductos, inspección con equipo instrumentado, análisis de Integridad, análisis de Riesgo, geoposicionamiento, sistema de protección catódica, protección interior, mantenimiento a válvulas, protección anticorrosiva a Instalaciones superficiales, inspección de recubrimiento dieléctrico, bajado de Ductos, Desmantelamiento y recuperación de Ductos, Mantenimiento correctivo a Falla presentada, Mantenimiento correctivo a DDV, rehabilitación de Ductos, sustitución parcial de Ductos, modificación de Ductos, sustitución total de Ductos. ii. Actividades de Mantenimiento a Instalaciones: Significa cualquier actividad de Mantenimiento preventivo, Mantenimiento predictivo, Mantenimiento correctivo, rehabilitaciones y cualquier trabajo enfocado a conservar el buen funcionamiento Especialidad: MATERIALES

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y desempeño de las Instalaciones, incluyendo, entre otros, Mantenimiento predictivo a equipo estático, Mantenimiento predictivo a equipo dinámico, Mantenimiento predictivo a equipo de servicios auxiliares, Mantenimiento predictivo a equipo de protección ambiental, Mantenimiento preventivo a equipo estático, Mantenimiento preventivo a equipo dinámico, Mantenimiento preventivo a equipo de servicios auxiliares, Mantenimiento preventivo a equipo de protección ambiental, Mantenimiento correctivo a equipo estático, Mantenimiento correctivo a equipo dinámico, Mantenimiento correctivo a equipo de servicios auxiliares, Mantenimiento correctivo a equipo de protección ambiental, Mantenimiento a infraestructura operativa, rehabilitación de Instalaciones, rehabilitación de edificios, incluyendo urbanizaciones, modificación de Instalaciones, Desmantelamiento y recuperación de equipos de conformidad. Las ESPECIFICACIONES GENERALES PARA EL DESARROLLO DE LOS TRABAJOS del Contrato, se describen, enlistan y desglosan los alcances de todas y cada una de las actividades que permiten desarrollar el alcance del concepto de Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad, y que de manera resumida constan de: 1. 2. 3. 4.

Alcances generales de los conceptos de trabajo Ejecución de los conceptos de trabajo Aprobación de los conceptos de trabajo Plan de Administración de Integridad de Ductos (PAID) y certificación de ductos 5. Desarrollo de un Plan de Administración de Integridad y Confiabilidad de las Instalaciones (PAICI) y análisis de confiabilidad de los equipos 6. Los conceptos de trabajo 1, 2, 3 y 4 que se refieren al Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad de Ductos e Instalaciones del Sistema 4. La norma NOM-027-SESH-2010 relativa a la “Administración de la Integridad de Ductos de Recolección y Transporte de Hidrocarburos”, define la integridad como: “Integridad. Conjunto de actividades interrelacionadas enfocadas para asegurar la confiabilidad de los sistemas de Especialidad: MATERIALES

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transporte de hidrocarburos. Cubre desde la fase de diseño, fabricación, instalación, construcción, operación, mantenimiento y desmantelamiento”. Esta definición concuerda con las definiciones plasmadas en las normas internacionales API 1160 y ASME B31.8S, relativas al Aseguramiento de Integridad y Confiabilidad de Sistemas de Transporte de Hidrocarburos. Como se puede entender de la definición anterior, la integridad es un conjunto de actividades interrelacionadas. Ahora bien, las actividades que se interrelacionan se refieren específicamente a: 1. Actividades de Mantenimiento preventivo 2. Actividades de Mantenimiento correctivo y rehabilitaciones 3. Actividades de Mantenimiento predictivo La interrelación se da de la siguiente manera: Mediante las actividades de mantenimiento predictivo se realizan las inspecciones, mediciones, análisis, evaluaciones y dictámenes que permiten determinar la probabilidad de falla del Sistema de Transporte o de cualquiera de sus elementos; a partir de la probabilidad de falla. Con estos resultados se establecen los programas priorizados de ejecución de actividades (PAID y PAICI) consistentes en las actividades necesarias para rehabilitar y/o reparar los daños y fallas de los elementos que integran el Sistema y así restituir la integridad y la confiabilidad. Estas actividades constituyen el programa de mantenimiento correctivo. De manera continua y paralela a las actividades de mantenimiento predictivo y correctivo se ejecutan las actividades de mantenimiento preventivo, que tienen como fin mantener en buenas condiciones y en servicio continuo a todos los elementos que integran el Sistema, para no interrumpir su operación. Si las actividades de mantenimiento preventivo son realizadas de manera adecuada, es de esperarse que el ducto se mantenga en buenas condiciones y esto se reflejará en bajas probabilidades de falla en los resultados del mantenimiento predictivo; como consecuencia las actividades de mantenimiento correctivo serán mínimas y se limitarán a la corrección de no conformidades e irregularidades halladas en las auditorias o resultado de la aplicación de programas de mejora continua. Si el mantenimiento predictivo es realizado de manera adecuada, se tendrá un direccionamiento óptimo de los recursos para la corrección de fallas y anomalías en el Sistema y los programas de mantenimiento correctivo serán eficaces en lograr el objetivo de preservar la integridad y confiabilidad. El resultado de la aplicación del mantenimiento predictivo también permitirá evaluar la eficiencia y eficacia del mantenimiento preventivo y con esto establecer las mejoras, Especialidad: MATERIALES

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modificaciones o correcciones del mismo, para lograr los niveles de integridad y confiabilidad esperados. Finalmente, la ejecución adecuada de las actividades de mantenimiento correctivo permitirá retornar el Sistema a los niveles de integridad y confiabilidad esperados y sus resultados impactarán directamente en las actividades de mantenimiento predictivo, y a su vez permitirá que las actividades de mantenimiento preventivo se realicen de manera normal e ininterrumpida. En la ESPECIFICACIONES GENERALES PARA EL DESARROLLO DE LOS TRABAJOS del Contrato de Obra Pública, se describen los conceptos de trabajo, que desglosan las actividades de: 1. Mantenimiento preventivo a Ductos e instalaciones en operación y fuera de operación temporal 2. Mantenimiento correctivo y rehabilitaciones 3. Mantenimiento predictivo Cada actividad a su vez es desglosada en un número de actividades específicas, que para los ingenieros y técnicos especializados en materia de Integridad y Confiabilidad de Sistemas de Transporte de Hidrocarburos por Ducto, muestran de manera clara la interrelación de estas tres actividades generales. A manera de ejemplo se presenta la siguiente interrelación: La actividad “Inspección con equipo instrumentado”, permite conocer el contenido de indicaciones de posibles defectos en un ducto. Estas indicaciones son evaluadas por la actividad “Análisis de integridad” y en la actividad “Análisis de riesgo”, que son actividades de mantenimiento predictivo. Como resultado de estas actividades se ejecutan las actividades de mantenimiento correctivo y que se refieren a reparaciones definitivas a ductos. Los mismos resultados del mantenimiento predictivo y correctivo llevarán a la revisión y verificación de la correcta aplicación de las actividades “Protección catódica” y “Protección interior” respectivamente. Siendo evidente la interrelación de estas actividades. 2.3.4

Establecimiento de la Integridad Objetivo

Considerando el estado físico particular de un Sistema de Transporte de Hidrocarburos, se deben determinar las actividades a realizar para llevarlo a un nivel de integridad objetivo, ya que precisamente ese es el Especialidad: MATERIALES

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propósito de la evaluación de integridad. Nuevamente, la NOM-027SESH-2010 no establece explícitamente cómo alcanzar una integridad objetivo, pero esto se puede derivar de la “identificación de peligros potenciales y la recopilación e integración de datos” se refiere a determinar el estado físico de los ductos, como se puede ver en el capítulo 5 de la norma:

5. IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS POTENCIALES Para realizar la administración de la integridad, se identificarán los peligros potenciales para el ducto que le sean aplicables, con base en los tipos previstos de defectos y modos de falla citados abajo, así como otros peligros potenciales que se hayan observado durante esta etapa y que no se encuentren listados en la presente norma. Los peligros potenciales se pueden agrupar en las siguientes nueve categorías, de acuerdo a su naturaleza y características de crecimiento como pueden ser de manera enunciativa los siguientes: 1.- Corrosión externa. Debe incluir la originada por influencia microbiológica (MIC). 2.- Corrosión interna. Debe incluir la originada por influencia microbiológica interna (MIC). 3.- Agrietamiento por corrosión bajo esfuerzos (SCC). 4.- Defectos de fabricación. Se deben considerar los defectos en la costura y en el metal base. 5.- Construcción. Incluir los defectos en la soldadura circunferencial, soldadura de fabricación, alineamiento y doblez por flexión o pandeo, daños en el recubrimiento, conexiones, dobleces, abolladuras, rasgaduras, o la combinación de estos. 6.- Equipo. Se refiere a instalaciones diferentes a la tubería y a sus componentes. Debe incluir actuadores, válvulas de seccionamiento y aislamiento, trampas de diablos y todo accesorio que se encuentre dentro de los límites de las figuras 2 y3. 7.- Daños por terceros. Se deben incluir aquellos daños que provocan una falla. 8.- Operaciones incorrectas. Se deben considerar las operaciones incorrectas como resultado de procedimientos de operación incorrectos, seguir procedimientos equivocadamente o no aplicar los procedimientos establecidos o la inexistencia de procedimientos para actividades críticas o peligrosas. También se consideran operaciones incorrectas aquellas operaciones no Especialidad: MATERIALES

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deseadas o no ordenadas en actuadores u otros componentes automáticos o controlados a distancia. 9.- Clima y fuerzas externas. Se deben incluir tormentas eléctricas, lluvia o inundaciones, huracanes, sismos, erosión y deslaves o movimiento del lecho marino”. De igual manera, el Capítulo 6 de la citada norma, vuelve a referirse a recopilar, revisar, integrar y analizar la información relevante para conocer la condición del ducto. “6. RECOPILACIÓN, REVISIÓN E INTEGRACIÓN DE DATOS Se debe recopilar, revisar, integrar y analizar la información relevante para conocer la condición del ducto, identificar las localizaciones específicas que representan un riesgo y entender las consecuencias que un incidente tendría con relación a la población, al medio ambiente y al negocio. Finalmente los Capítulos 7 y 8 establecen el uso que se le debe dar a la información: 7. EVALUACIÓN DEL RIESGO Se debe definir la información que se requiere y cómo puede utilizarse para maximizar la exactitud y efectividad de la evaluación del riesgo, para lo cual se deben considerar las características únicas de cada ducto y de su operación, con la finalidad de determinar el método de evaluación más adecuado. El objetivo final de la evaluación del riesgo debe ser identificar y priorizar los riesgos en el sistema para determinar cómo, dónde y cuándo asignar recursos de mitigación del riesgo para mejorar la integridad del sistema. 8. EVALUACIÓN DE INTEGRIDAD Se debe realizar la evaluación de integridad con base en las prioridades determinadas en la evaluación del riesgo. Estos capítulos se refieren precisamente a las actividades, métodos y variables que se deben medir y evaluar para determinar el estado físico particular de un Sistema de Transporte de Hidrocarburos; la evaluación de dicho estado físico es precisamente la evaluación de integridad y tal como lo establece la NOM-027-SESH-2010 corresponde a la integridad inicial o línea base del ducto. A partir de este estado inicial, los análisis de integridad y riesgo (mantenimiento predictivo) definen las actividades a realizar (actividades de mantenimiento preventivo y Especialidad: MATERIALES

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correctivo) que se plasman en los PAID y PAICI, para llevar al Sistema al nivel de integridad objetivo. El nivel de integridad objetivo es precisamente un nuevo estado físico del Sistema, que asegura que los ductos e instalaciones que lo conforman pueden operar de manera segura y confiable y los riesgos han sido controlados y/o mitigados. Una vez alcanzada la integridad objetivo, se deben determinar las actividades a realizar para mantener un Sistema de Transporte de Hidrocarburos en un nivel constante de integridad. La NOM-027-SESH2010 y las normas API 1160 y ASME B31.8S presentan las metodologías, acciones, estrategias e intervalos de tiempo para, no sólo determinar las actividades a realizar para mantener la integridad de los Sistemas de Transporte de Hidrocarburos en un nivel constante de integridad, sino también para establecer los programas de realización de tales actividades. Tanto la NOM-027-SESH-2010, como las normas API 1160 y ASME B31.8S dividen la metodología de mantenimiento de la integridad en dos etapas: La primera es la evaluación de la integridad y la segunda es la respuesta a la evaluación de integridad. La evaluación de integridad se puede realizar, según la normatividad de referencia, mediante cuatro metodologías aquí descritas en la NOM027-SESH-2010.    

Inspección interna Prueba hidrostática Evaluación Directa Otras metodologías

La NOM-027-SESH-2010 describe de manera detallada cada una de las metodologías de evaluación de integridad en cuanto a su alcance, aplicación, procedimientos, criterios y documentación entregable. En cada uno de estos conceptos la norma presenta listados y tablas que mencionan las actividades a realizar para cumplir con el mantenimiento de la integridad. Dada la complejidad del mantenimiento de la integridad, la definición de las actividades para el mismo, no pueden ser preestablecidas o simplemente tomadas de un catálogo, sino que son determinadas a partir de los análisis de riesgo y análisis de integridad que se realizan de manera inicial para llevar el nivel de integridad de un Especialidad: MATERIALES

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nivel base, a un nivel objetivo, en una primera fase y posteriormente, de manera periódica para mantener el nivel de integridad constante. La segunda etapa es la respuesta a la evaluación de integridad, que se refiere a los criterios para establecer un plan priorizado de respuesta y determinar la respuesta propiamente dicha, que se refiere a los métodos de reparación, las estrategias de prevención y los intervalos de la evaluación. Cada uno de estos aspectos es explícitamente descrito en el Capítulo 9 de la NOM-027-SESH-2010 que se reproduce a continuación:

“9. RESPUESTA A LA EVALUACIÓN DE LA INTEGRIDAD Se deben tomar acciones de respuesta y mitigación de acuerdo a un programa de prioridades basado en los resultados de la evaluación del riesgo y en la severidad de las indicaciones encontradas durante la inspección. La respuesta a la evaluación de la integridad debe contener lo siguiente: Tiempos de respuesta a las indicaciones obtenidas de la inspección. b) Actividades de reparación para remediar o eliminar una condición insegura. c) Acciones preventivas para eliminar o reducir un peligro. d) Frecuencias de inspección. a)

Se deben iniciar los trabajos para caracterizar y evaluar las indicaciones definidas como prioritarias, dentro de un tiempo que no exceda los cinco días después de identificadas mediante cualquiera de los métodos de inspección descritos en el capítulo 9 de esta norma”. El diagrama de flujo para la administración de la integridad de ductos de la NOM-027-SESH-2010 (figura 1) presenta una secuencia de pasos que inicia con la identificación de peligros potenciales (capítulo 5) y culmina con la respuesta a la evaluación de la integridad (capitulo 9). Los pasos comprendidos en este diagrama de flujo, cuando se realizan por primera vez representan las actividades a realizar para llevar un sistema de hidrocarburos a un nivel de integridad objetivo; el diagrama de flujo tiene una flecha que conecta la última actividad (respuesta a la evaluación de la integridad) con la primera actividad (identificación de peligros potenciales) del proceso. Esta flecha implica que el proceso de administración de integridad es de carácter cíclico, es decir que no culmina con la respuesta a la evaluación de integridad sino que retorna Especialidad: MATERIALES

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al paso de identificación de peligros potenciales, pero esta vez considerando todas las acciones de mitigación y control de riesgos, así como de mantenimiento de la integridad para analizar su impacto y repetir el ciclo. El proceso de administración de integridad arriba descrito implica por tanto, que dicha administración se realiza en dos etapas: una que evalúa el nivel de integridad inicial y determina las actividades para alcanzar un nivel de integridad objetivo, y una segunda etapa en la que se realizan inspecciones y evaluaciones periódicas de las que se determinan las actividades para mantener la integridad en un nivel constante. En virtud de que las actividades para alcanzar un nivel objetivo de integridad y mantener la integridad en un nivel constante, son esencialmente las mismas, con base en la NOM-027-SESH-2010 se puede afirmar que no sólo es posible, sino que es necesario y obligatorio, determinar las actividades de alcance y mantenimiento de integridad cuando se realiza la administración de integridad de un Sistema de Transporte de Hidrocarburo. El Contrato de Obra Pública debe enlistar, definir y desglosar claramente las actividades a realizar para alcanzar y mantener el nivel de integridad en el Sistema de Transporte de Hidrocarburos. Las actividades para alcanzar y mantener el nivel de integridad están plasmadas en los conceptos de trabajo. Estos conceptos se refieren a las actividades que debe realizar el contratista para el Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad. El concepto 1 se refiere a los Ductos que constituyen el Sistema, el concepto 2, se refiere a las instalaciones Crudo Palomas. Los conceptos de trabajo anteriores contienen cada uno actividades relativas a las siguientes formas de mantenimiento: 1. Mantenimiento preventivo 2. Mantenimiento correctivo y rehabilitaciones 3. Mantenimiento predictivo El concepto de mantenimiento predictivo contiene todas las actividades para desarrollar la etapa de evaluación de integridad, descritas en el Capítulo 8 de la NOM-027-SESH-2010, mientras que los conceptos de mantenimiento preventivo y mantenimiento correctivo y rehabilitaciones contienen todas las actividades para desarrollar la etapa de respuesta a la evaluación de la integridad, descritas en el Capítulo 9 de la NOM-027-SESH-2010. El Contrato de Obra Pública, en su clausulado y Anexos debe contener todos los elementos necesarios para que el contratista pueda determinar en todo momento, las actividades que debe realizar para alcanzar un Especialidad: MATERIALES

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nivel objetivo de integridad y mantenerlo; a su vez debe describir las actividades y las metodologías para establecer los programas de ejecución de las mismas (volumen de obra) y que quedan plasmadas en los Planes de Administración de Integridad de Ductos (PAID) y Planes de Administración de Integridad y Confiabilidad de Instalaciones (PAICI), que a su vez se integran para conformar el Programa Anual de Trabajo (PAT) que constituirá la Obligación de Trabajo exigible al Contratista durante un Año Contractual específico de ejecución del contrato. Los mecanismos para obtener un nivel objetivo de integridad en el Sistema de Transporte de Hidrocarburos y para mantener el Sistema de Transporte de Hidrocarburos en un nivel constante de integridad, se basan en lo siguiente. En concordancia con la NOM-027-SESH-2010, la Administración de la Integridad se efectúa en dos fases; la primera se refiere a la determinación de la LÍNEA BASE de integridad y confiabilidad a partir de la cual se establecen las actividades a realizar para alcanzar el nivel objetivo de integridad en el Sistema de Transporte de Hidrocarburos y la segunda se refiere al mantenimiento del nivel de integridad. La primera fase evalúa la condición de integridad inicial y determina las actividades para alcanzar una integridad objetivo y la segunda evalúa de manera periódica la integridad para determinar las actividades de mantenimiento de la misma. Dado que las actividades para alcanzar la integridad objetivo y para mantener la integridad son esencialmente las mismas, salvo que difieren en su volumen de aplicación, pueden estar contenidas en un mismo catálogo de actividades unitarias, pero con las diferencias necesarias en los precios, por las diferencias en el volumen en que se aplica. A continuación se presenta un resumen de las actividades descritas en el Contrato y que reflejan los mecanismos de la normatividad nacional e internacional relativa al Aseguramiento de Integridad y Confiabilidad de Sistemas de Transporte de Hidrocarburos:  Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad de Ductos  Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad de Instalaciones  Modificación y/o sustitución de Ducto y línea de proceso  Sustitución de válvula  Reposición de protección anticorrosiva en ductos  Bajado y tapado de ductos en operación  Sustitución, rehabilitación y/o reparación de bombas, motores y equipos Especialidad: MATERIALES

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Estas actividades aplican de manera integral a los conceptos de trabajo descritos del Contrato de Obra Pública y que consisten en:  Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad de Ductos  Mantenimiento correctivo y rehabilitaciones  Mantenimiento predictivo  Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad de Instalaciones  Modificación y/o sustitución de ducto y línea de proceso  Sustitución de válvula  Reposición de protección anticorrosiva  Bajado y tapado de ductos en operación  Sustitución y/o rehabilitación de bombas y otros equipos Las actividades que integran el presupuesto de los siguientes conceptos de trabajo:  Concepto de trabajo 1. Aseguramiento de la Integridad y Confiablidad de ductos  Concepto de trabajo 2. Aseguramiento de la Integridad y Confiablidad de instalaciones  Concepto de trabajo 3. Modificación y/o sustitución de línea de proceso, sustitución de válvulas, instalación de envolvente metálicas, bajado y tapado de ductos y suministro en instalación de diversos componentes. Los conceptos 1 y 2 se desglosan a su vez en un conjunto de actividades referentes a mantenimiento correctivo, mantenimiento preventivo, suministro e instalación de materiales y equipo, reparación, rehabilitación y adecuación de caminos e instalaciones, mantenimiento y rehabilitación de sistemas de protección catódica, mantenimiento predictivo y preventivo, equipos estáticos y dinámicos, atención y corrección a hallazgos, inspección con equipos instrumentados y manuales, levantamientos y desmantelamientos. El proyecto Contrato de Obra Pública fundamenta su metodología de aplicación en la normatividad nacional e internacional relativa al Aseguramiento de Integridad y Confiabilidad de Sistemas de Transporte de Hidrocarburos y aun cuando su firma e inicio fue previo a la publicación de la NOM-027-SESH-2010, esta es reflejada de manera congruente e integral en el citado contrato. Esta normatividad describe los métodos aceptados y reconocidos en la industria para la evaluación de la integridad y el riesgo en ductos, mediante un proceso de análisis Especialidad: MATERIALES

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con el cual el operador de un ducto determina los eventos que pueden llegar a afectar la integridad y que provoquen desviaciones en la operación o vulneren la seguridad. El clausulado del Contrato de Obra Pública, junto con sus Anexos, contiene los elementos que conforman el proceso de administración de integridad de acuerdo la NOM-027-SESH-2009. Esta norma regula el proceso que se debe seguir para la evaluación y mitigación del riesgo en el Sistema de Transporte de Hidrocarburos y describe como el primer paso de la administración de integridad, la recopilación, integración y validación de información necesaria para la realización de los análisis de integridad y riesgo. El siguiente paso es la evaluación del riesgo por el cual se identifican el tipo de eventos o condiciones que pueden impactar la integridad del ducto y se evalúa la probabilidad de que estos eventos o condiciones lleven a una pérdida de integridad y la naturaleza y severidad de las consecuencias después de una falla. Este proceso analítico involucra la incorporación de información del diseño, construcción, operación, mantenimiento, pruebas, inspección y toda la información relacionada con el sistema de ductos. La evaluación de riesgo, que forma parte de un programa de administración de integridad, puede variar en alcance y complejidad y usar diferentes métodos o técnicas, dependiendo de la condición particular de un ducto, pero su objetivo es siempre el de evaluar el riesgo para identificar las amenazas de falla para así poder monitorearlas y controlarlas. Posterior a la evaluación de riesgo se selecciona el método de evaluación de integridad a usar, de entre tres métodos posibles: Inspección Interior, Prueba de presión o Evaluación Directa, y así desarrollar un Programa de Administración de Integridad de Ductos (PAID), que contiene las actividades de detección, mitigación y prevención de riesgos, con una priorización y una planeación en tiempo. La metodología anterior es claramente considerada en el Contrato de Obra Pública en congruencia con la normatividad relativa, además de ser congruente con el detalle y volumen de las actividades que integran el presupuesto determinado por PEP y por tanto se concluye que sí es posible lograr la Integridad y confiabilidad del sistema de Transporte de Hidrocarburos a través de este Contrato.

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2.4

Implementación de la Administración de Integridad

Los Sistemas de Transporte de Hidrocarburos por Ducto, constan de un conjunto de ductos operando y fuera de operación temporal, Derechos de Vía y acometidas de los ductos en operación, además de las centrales de bombeo, centro comercializador, centro de almacenamiento estratégico y puntos de medición. El sistema por sí mismo es de alta complejidad, adicionalmente puede ubicarse en una zona geográfica de clima extremoso, con amplias zonas de inundación temporal, suelos de resistencia mecánica y alta corrosividad. Además puede ser un sistema con instalaciones con muchos años de servicio, que si bien han sido operadas y mantenidas adecuadamente, son sujetas a mecanismos de deterioro gradual por las condiciones ambientales antes descritas y por el incremento en los contenidos de contaminantes y agentes corrosivos en los hidrocarburos que son transportados por el Sistema. Las características anteriores en combinación con su magnitud, le dan una complejidad alta a la actividad de Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad de un Sistema de Transporte por Ducto. Por ello, el Contrato de Obra Pública debe ser un contrato multianual para dar la continuidad que requieren los trabajos, especialmente en la Fase 3 y a la vez evitar demoras, suspensiones o abandono de actividades que se dan cuando hay necesidad de renovar un contrato. Por otra parte, la gran diversidad de actividades requeridas para cumplir con los objetivos del Contrato, así como las enormes diferencias en volumen de obra, plazos de ejecución y prioridades que resultan del análisis de integridad y riesgo de tal cantidad de ductos e instalaciones, hace necesario que el contrato otorgue las condiciones de amplitud, diversidad y flexibilidad en su metodología de operación; por ello, el Contrato debe estar diseñado bajo un esquema de precios unitarios al amparo de cuatro grandes conceptos de trabajo para el Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad, más un concepto de “optativos” que incluye cientos de conceptos específicos y un sexto concepto que se enfoca a todas aquellas actividades que conlleven a la mejora, modernización y automatización del Sistema; del cual el Contratista desarrollará un conjunto de actividades previamente programadas que se derivan de las actividades de mantenimiento preventivo y mantenimiento predictivo, junto con todas aquellas actividades desconocidas en un principio, pero que son conocidas al realizar los PAID y PAICI, como una especie de menú que se agrega a las actividades programadas. Ambas actividades programadas y resultado de las evaluaciones de integridad y riesgo se integran en un Programa Anual de Trabajo que es revisado y autorizado por el propietario para su ejecución por el Contratista. Especialidad: MATERIALES

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La evaluación de integridad de ductos debe ser el resultado de un proceso de análisis en que se establece la capacidad de funcionamiento de un ducto en función de sus características de diseño y construcción, su contenido de defectos determinado en una inspección no destructiva y las condiciones de presión y ambiente de servicio. En la NOM-027SESH-2010, la integridad es definida como la “aptitud para el servicio”. En tanto, la confiabilidad es definida como la medida de confianza en el Sistema para conocer si es capaz de realizar la función o propósito deseado. A partir de estas dos definiciones se pueden establecer los principios para el aseguramiento de la integridad y la confiabilidad; para un experto en la materia es claro que la integridad conduce a la confiabilidad, o sea si un ducto tiene un nivel de integridad aceptable, será confiable en la misma medida. El Contrato de Obra Pública establece el conjunto de actividades interrelacionadas enfocadas para asegurar la integridad y confiabilidad de los sistemas de transporte de hidrocarburos, cubre desde la fase de transferencia y hasta la de desmantelamiento, tiene en medio la fase del mantenimiento en sus tres modalidades: preventivo, predictivo y correctivo. Esta fase es la que constituye la parte principal del contrato, tanto en volumen de trabajo, como en tiempo de ejecución y costos. Estas actividades se deben ejecutar por parte del Contratista para lograr un nivel objetivo de integridad o aptitud para el servicio que se reflejarán en el aseguramiento de la confiabilidad, quedando claramente establecidos los mecanismos, criterios y principios para alcanzar este objetivo en el clausulado de anexos de dicho contrato. El Contrato de Obra Pública debe reflejar los mecanismos y estándares de la norma NOM-027-SESH-2010 relativa a la “Administración de la Integridad de Ductos de Recolección y transporte de Hidrocarburos”, y demás normatividad internacional relativa al Aseguramiento de Integridad y Confiabilidad de Sistemas de Transporte de Hidrocarburos, se puede afirmar que, desde el punto de vista técnico ofrece las condiciones necesarias para satisfacer el objetivo de asegurar la integridad y confiabilidad del Sistema de transporte de hidrocarburos por ducto. De esta manera, el Contrato de Obra Pública para el Aseguramiento de la Integridad y Confiabilidad del Sistema de Transporte de Hidrocarburos por Ducto, requiere de la ejecución de una serie de actividades, análisis y evaluaciones para mantener al Sistema en condiciones seguras de operación y la máxima capacidad y disponibilidad operativa de acuerdo con sus características y construcción. El Sistema normalmente es considerado como estratégico para la economía nacional, adicionalmente Especialidad: MATERIALES

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la alta peligrosidad de los productos transportados, dado que son hidrocarburos combustibles e inflamables de alta volatilidad en algunos casos y que resultan dañinos al ambiente cuando son derramados de manera accidental, por ello, la prevención de fugas, derrames y explosiones debe ser la más alta prioridad de la operación y mantenimiento del Sistema. Pemex optó por seguir la metodología de administración de la integridad para lograr las características de operación, seguridad y confiabilidad que requiere el mantenimiento de sus Sistemas de transporte de hidrocarburos, dada su magnitud y complejidad, ya que la administración de la integridad ha demostrado ser, alrededor del mundo, la forma más efectiva y eficiente de mantener los sistemas de transporte de hidrocarburos por ducto. El éxito demostrado de la administración de integridad para el mantenimiento y aseguramiento de la confiabilidad de los ductos de transporte de hidrocarburos, en las empresas más importantes del mundo en ésta área, llevó al desarrollo de un marco normativo altamente especializado, que tiene entre sus principales expresiones a las normas norteamericanas API 1160 y ASME B31.8S. Pemex a través de sus diferentes organismos que operan y mantienen sistemas de transporte de hidrocarburos, reconoció la valía de estas normas y adoptó su uso para establecer sus propios planes de administración de integridad de ductos; esto ocurrió en la primer mitad de la década de los 2000 y como consecuencia la Secretaría de Energía publicó el año 2010 la Norma Oficial Mexicana NOM-027-SESH-2010 “Administración de la Integridad de Ductos de Recolección y transporte de Hidrocarburos”, la cual se basa ampliamente en los conceptos, principios y metodologías de las dos normas arriba mencionadas.

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3.

CONCLUSIONES.

En el transcurso de los años 2000 a 2006 PEP reconoció que el alto grado de interrelación de las actividades para el Aseguramiento de la Integridad, así como la continuidad en periodos mayores a un año que se requiere para ejecutar de manera eficaz las actividades del Aseguramiento de la Integridad, requería de un nuevo modelo de mantenimiento de sus sistemas de transporte por ducto, que permitiera la aplicación de los mecanismos plasmados en la normatividad relativa a integridad de manera clara y efectiva. A partir del 7 de abril del año 2010, el Gobierno Mexicano, a través de la Secretaría de Energía publicó la Norma Oficial Mexicana NOM-027SESH- 2010 la “Administración de la Integridad de Ductos de Recolección y transporte de Hidrocarburos” para regular la Administración de la Integridad en sistemas de transporte por ducto, aplicable a toda la red de ductos terrestres para la recolección y transporte de hidrocarburos en la República Mexicana. Como un antecedente directo, PEMEX Exploración y Producción había adoptado desde el año 2006 una metodología denominada Programa de Administración de la Integridad de Ductos (PAID); en la cual se establecieron las bases para desarrollar e implementar un Sistema de Administración de Integridad de Ductos que garantizara que los ductos son apropiados para un servicio continuo, seguro, confiable, y ambientalmente responsable. La Norma Oficial Mexicana NOM-027SESH-2010 “Administración de la Integridad de Ductos de Recolección y Transporte de Hidrocarburos” hace obligatorio que las entidades públicas y privadas que cuenten en su infraestructura con ductos de transporte y recolección de hidrocarburos, presenten y ejecuten un programa de administración de integridad, que proporcione la información del estado en el que se encuentran los ductos a través de la evaluación de la integridad mecánica, la evaluación de riesgos y la evaluación de las condiciones de seguridad y confiabilidad en la operación, todo esto a través del monitoreo de indicadores que faciliten el cumplimiento de un ciclo de mejora continua. La NOM-027-SESH-2010 fundamenta su metodología de aplicación en un enfoque a procesos que describe los métodos aceptados y reconocidos para la evaluación de la integridad y el riesgo en ductos, mediante un proceso de análisis con el cual el operador de un ducto determina los eventos que pueden llegar a afectar la integridad y que provoquen desviaciones en la operación o vulneren la seguridad. El PAID, por su parte es un proceso de Administración que establece que la información debe ser capturada, organizada y resguardada en una base Especialidad: MATERIALES

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de datos del o los sistemas de transporte por ducto, que estén a cargo de la entidad u organismo responsable y una vez recabada la información, el proceso inicia con la división del ducto en segmentos, con el fin de enfocar el plan hacia los puntos de interés en el recorrido del ducto. Una vez segmentado el ducto, se identifican los segmentos que cruzan o pueden afectar una Zona de Alta Consecuencia (ZAC), que son áreas donde en caso de un incidente, las consecuencias serían elevadas. El siguiente paso es la evaluación del riesgo mediante un proceso analítico, por el cual se identifican el tipo de eventos adversos o condiciones que pueden impactar la integridad del ducto y se evalúa la probabilidad de que estos eventos ocurran, así como la naturaleza y severidad de las consecuencias de una falla. Este proceso analítico involucra la incorporación de información del diseño, construcción, operación, mantenimiento, pruebas, inspección y toda la información relacionada con el sistema de ductos. La evaluación de riesgo, que es la base de un programa de administración de integridad, puede variar en alcance y complejidad y usar diferentes métodos o técnicas, pero su objetivo será siempre el de evaluar el riesgo para identificar las amenazas de falla (los riesgos) para así poder monitorearlas y controlarlas. Posterior a la evaluación de riesgo se selecciona el método de evaluación de integridad a usar en los segmentos de interés de entre tres métodos posibles: Inspección Interior, Prueba de presión o Evaluación Directa, y así desarrollar un plan de detección, mitigación y prevención de riesgos, que sea efectivo y jerarquizado. El PAID o su equivalente debe establecer las medidas de desempeño del programa, de acuerdo con las necesidades de cada operador, con el fin de evaluar periódicamente su efectividad. Se deben emitir y evaluar reportes periódicos de la efectividad del programa de administración de integridad de un operador, con el fin de mejorar continuamente el programa. Como se ha mencionado reiteradamente a lo largo de este documento, la NOM-027-SESH-2010, se basa ampliamente en las dos normas descritas anteriormente y por tanto contiene criterios y conceptos similares. El Contrato de Obra Pública debe ser diseñado y concursado para implementar de manera eficiente y óptima las acciones de prevención, detección y mitigación del riesgo en el Sistema 4, que resultará en un incremento de la seguridad y la reducción de incidentes. Adicionalmente el Contrato se licitó partiendo de un precio unitario máximo determinado Especialidad: MATERIALES

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con base en los costos históricos de mantenimiento de este Sistema y solicitando a los licitantes un descuento sobre ese precio unitario máximo. La Administración de Integridad de Ductos tiene como principal objetivo el proporcionar al operador y mantenedor de un sistema de transporte por ducto, las herramientas de información y toma de decisiones que le permitan implementar de manera eficiente y óptima las acciones de prevención, detección y mitigación de los riesgos que potencialmente pueden resultan en fallas y pérdida de la capacidad operativa y de esta manera alcanzar una mayor seguridad y confiabilidad en la operación de los ductos de transporte de hidrocarburos. La NOM-027-SESH-2010 hace la pertinente aclaración de que su interpretación e implementación debe estar a cargo del personal especializado en el diseño, construcción, operación, mantenimiento, administración de integridad y evaluación de riesgo de sistemas de ductos de recolección y transporte. Hace énfasis en que no es un manual técnico o una guía, por lo que debe ser aplicada apoyándose en las mejores prácticas. El punto anterior expresa claramente que la materia de administración de integridad no es simple y requiere para su aplicación de amplia experiencia, conocimiento y destreza por parte de los encargados de su aplicación. Este análisis pone de manifiesto que el éxito de un contrato de Administración de Integridad se fundamenta no sólo en la claridad y congruencia con que haya sido redactado el contrato, sino en el cabal entendimiento de la normatividad y un dominio absoluto de las disciplinas y especialidades asociadas a ella.

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4.

Bibliografía. o Secretaria de Energía, “NOM 027 SESH 2010, Administración de la integridad de ductos de recolección y transporte de hidrocarburos”, Diario Oficial de la Federación (Primera Sección Poder Ejecutivo) Secretaría de Gobernación, pp. 34-65, Impreso en Talleres Gráficos de México-México, 7 de abril de 2010 o American Society of Mechanical Engineers, “ANSI/ASME B31G1991 Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines: a Supplement to B31, Code for Pressure Piping”, American Society of Mechanical Engineers, 55 páginas, EUA, Enero de 1991 o Petróleos Mexicanos, “Norma número 07.3.13, Requisitos mínimos de seguridad para el diseño, construcción, operación, mantenimiento e inspección de tuberías de transporte, Petróleos Mexicanos. 1991 o American Petroleum Institute. “API RP 579 Recommended Practice for Fitness-for-Service Edition: 1st”. American Petroleum Institute, 448 páginas, Washington, D.C., EUA. Junio de 2000. o American Petroleum Institute and The American Society of Mechanical Engineers, “API 579-1 /ASME FFS-1, Fitness-ForService, Second Edition”, API Publishing Services, 1128 páginas, Washington, D.C., EUA. 05 Junio de 2007. o American Petroleum Institute and The American Society of Mechanical Engineers, “API 579-2 / ASME FFS-2 Fitness-ForService Example Manual, First Edition: 1st”, API Publishing Services, 374 páginas, Washington, D.C., EUA. 11 Agosto de 2007. o The Code of Federal Regulations (CFR), “Title 49: Transportation Volume 3, Title: Section 195.452 Pipeline integrity management in high consequence areas”, U.S. Government Printing Office, EUA, Octubre de 2004. o The Code of Federal Regulations (CFR), “Title 49 – Transportation, Chapter I--Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration, Department of Transportation, Part 192-Transportation of Natural and Other Gas by Pipeline: Minimum

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Federal Safety Standards”, U.S. Government Printing Office, EUA, Mayo de 2004. o American Society of Mechanical Engineers, “B31.8S – 2004 Managing System Integrity of Gas Pipelines”, American Society of Mechanical Engineers, ISBN: 9780791829301, 68 páginas, EUA, 2004. o American Petroleum Institute. “API Std 1160 Managing System Integrity for Hazardous Liquid Pipelines Edition: 1st” American Petroleum Institute, 86 páginas, EUA, Noviembre de 2001. o American Society of Mechanical Engineers, “ANSI/ASME B31.81999 Gas Transmission Distribution and Piping Systems, Includes Addenda A (2000)”, American Society of Mechanical Engineers, 220 paginas, EUA, Enero 2000.

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5.

Agradecimientos. A PETRÓLEOS MEXICANOS Y AL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL En particular a:  M. en Ing. Francisco Fernández Lagos  Ing. Miguel Tame Domínguez  Ing. Carlos Morales Gíl  Dr. Enrique Villa Rivera  Dra. Yoloxóchitl Bustamante Diez y de manera muy particular a todo el personal del GRUPO DE ANÁLISIS DE INTEGRIDAD DE DUCTOS

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6.

Curriculum Vitae



Estudios profesionales o Licenciatura: Ingeniería Metalúrgica, ESIQIE IPN, México, 1984 o Maestría: Ingeniería Metalúrgica, ESIQIE IPN, México, 1986 o Doctorado: Metalurgia, Universidad de Connecticut, EUA, 1990 o Pos doctorado: Fractura Asistida por el Ambiente en Aceros para Tuberías, JICA NKK, Japón, 1993



Distinciones o Mejor Promedio de la Generación 1980-1984 de Ingenieros Metalúrgicos, ESIQIE IPN, México, 1984. o Mención Honorífica por Tesis de Licenciatura. ESIQIE IPN, México, 1984. o Mejor Promedio de Estudiante Graduado en la ESIQIE, ESIQIE IPN, México, 1986. o Scholastic All-American Achievement Award. EUA, 1987. o James A. Ruppen Fellowship. University of Connecticut, 1988. o Premio “Hilario Ariza Dávila” en Investigación, por el Consejo de Egresados de ESIQIE, México, Octubre de 2002. o Presea “Lázaro Cárdenas” categoría profesor-investigador, por el Consejo General Consultivo del Instituto Politécnico Nacional, México, Mayo de 2007. o 2007 Materials Science and Engineering Program Outstanding Alumnus Award, The University of Connecticut, EUA, 2007. o Academy of Distinguished Engineers and Hall of Fame, The University of Connecticut, EUA, 2008. o Premio “Ing. Carlos López Mora”, por el Consejo de Egresados de la ESIQIE A.C., México, 2008. o Reconocimiento por trayectoria, dedicación y apoyo a la ESIQIE, por ESIQIE IPN y Consejo de Egresados de ESIQIE A.C. México, 2008. o Reconocimiento Especial de Concursos Institucionales 2008, por Instituto Politécnico Nacional, México, 2008 o Primer Lugar en la categoría de Profesional Externo, “Premio de Ingeniería Ciudad de México 2009”, Gobierno del Distrito Federal, Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal, Academia de Ingeniería de la Ciudad de México y Sistema de Transporte Colectivo. México, D.F. 8 de Julio de 2009. o Primer Lugar en la categoría de innovación avanzada en la “Exposición y Concurso Nacional de Vinculación para la Innovación y el Desarrollo” de la Secretaría de Educación Pública, la Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Educación

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Superior y la Universidad de Guadalajara. Guadalajara, Jalisco, 13 de noviembre de 2009. o Premio “Ing. Carlos López Mora”, por el Consejo de Egresados de la ESIQIE A.C., México, junio de 2010. 

Experiencia profesional o Profesor Investigador Titular C, Tiempo Completo, en el Depto. de Ing. Metalúrgica y Sección de Graduados de la ESIQIE-IPN, de 1990 a la fecha.

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