Las plataformas marinas de Pemex

La nacionalización de la industria petrolera del país, no le otorgó de inmediato su total independencia, pues el país necesitaba desarrollar la tecnología y conocimiento técnico que poseían las empresas extranjeras. A fin de reducir esta dependencia, en 1965 fue fundado el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), y una de sus prioridades estaba relacionada con aspectos de ingeniería, expone el titular de la Dirección Ejecutiva de Ingeniería, ingeniero Arturo Rosales González.

Desde su fundación el IMP ha colaborado en el diseño de ingeniería de una gran parte de las instalaciones tanto de plantas industriales como de instalaciones marinas con que cuenta actualmente Petróleos Mexicanos (Pemex). Entre sus participaciones más sobresalientes se encuentran 280 proyectos mayores, llamados así por que incluyen ingeniería básica (planeación conceptual del complejo); ingeniería de detalle, que consiste principalmente de la generación de toda la información requerida para la construcción de las instalaciones, así como asistencia técnica para la compra de equipo y materiales, supervisión de construcción, arranque y operación de las plantas.

Entre los logros de la Ingeniería del IMP se cuentan más de 58 tecnologías de procesos en refinación, petroquímica y procesamiento de gas. "Nuestra función es desarrollar proyectos de Instalaciones que satisfagan las distintas necesidades de Pemex, desde la extracción, transportación, almacenamiento, procesamiento y distribución de hidrocarburos, señala Rosales González.

También se ha realizado otro gran número de servicios de ingeniería, que se llevan a cabo cuando las plantas se encuentran en operación y requieren modificaciones o actualizaciones, con el fin de garantizar el funcionamiento óptimo de las instalaciones.

La Ingeniería del IMP cuenta con el apoyo de las distintas áreas de la institución para la realización de sus proyectos, como son Exploración, Producción, Protección Ambiental y Procesos de Refinación y Petroquímica, todo esto soportado por los programas internos de Investigación y Desarrollo Tecnológico. Esto significa un apoyo fundamental, pues muchas firmas de ingeniería carecen de este tipo de infraestructura.

Petróleo bajo el mar

Uno de los aspectos clave en el desarrollo de la industria ha sido la explotación de yacimientos ubicados en zonas marinas, que se realiza por medio de plataformas indica el ingeniero Oscar Valle Molina, Gerente de Instalaciones Marinas.

Subraya que la creación de grupos de investigación específicos y su constante capacitación han sido la pieza clave para brindar soluciones reales a las necesidades en que opera la industria petrolera del país.

Las plataformas marinas se clasifican según la función que cumplen, y de esta manera pueden ser de perforación, habitacionales, producción, compresión, enlace o de telecomunicaciones. También se clasifican de acuerdo a su sistema de sustentación, utilizándose en México y en la mayoría de los países productores las conocidas como tipo jacket, las cuales son de acero fijándose al suelo marino a través de pilotes, este tipo de plataformas tuvieron su origen en los Estados Unidos, habiéndose instalado la primera de este tipo en 1946.

Valle Molina refiere que fue a finales de la década de los 70 cuando en el IMP se consolidó el grupo de ingeniería para el desarrollo de proyectos de instalaciones marinas, habiendo sido el logro inicial y de mayor contundencia el desarrollo de un programa de cómputo para el diseño estructural de estas plataformas.

Al paso de los años, este soporte tecnológico del IMP se ha enriquecido año tras año con la continua formación de especialistas con estudios de posgrado, así como con la participación en proyectos de copatrocinio desarrollados por firmas de ingeniería y universidades de países lideres en explotación petrolera como Gran Bretaña, Francia y Estados Unidos. La ventaja de esta forma de captar tecnología, señala Valle Molina, es que se aprovechan las experiencias de cada uno de los participantes, genera el intercambio de ideas y los adelantos tecnológicos que se logran son propiedad de todos los participantes, "esta vía ha sido una de nuestras principales fuentes de obtención de tecnología", añade.

El entrevistado refiere que un acontecimiento de gran repercusión en la visión estratégica de IMP fue el paso del huracán Roxana en 1996, el cual permaneció estacionado dos días cerca de las instalaciones localizadas en sonda de Campeche y generó olas de hasta 17 metros de altura, situación que sometió a grandes esfuerzos mecánicos a las plataformas ahí ubicadas.

Para detectar posibles daños en su estructura, Pemex y el IMP realizaron una revisión de todos las plataformas, utilizando la norma del Instituto Norteamericano del Petróleo (American Petroleum Institute, API), con el cual se obtuvieron resultados que no eran congruentes con lo observado en las inspecciones, habiendo obligado a Pemex y al IMP a generar sus propias normas tanto para la evaluación de plataformas existentes, como de diseño de plataformas nuevas.

Con la finalidad de incrementar las fortalezas en esta área de la Ingeniería, El IMP ha continuado la formación de especialistas a nivel doctorado, tanto en Universidades Nacionales como del extranjero, así mismo ha continuado participando en proyectos en copatrocinio, como es el caso actual del proyecto sobre la aplicación de la soldadura húmeda para fines estructurales, el cual se está llevando a cabo con la Escuela de Minas de Colorado.

Otra de las áreas que en las que el IMP ha trabajado es el relacionado con las instalaciones requeridas para la explotación de los hidrocarburos localizados en aguas profundas (de 400 a 2000 metros), con la finalidad de seguir soportando a Pemex en la explotación de este tipo de yacimientos.

Contra viento y marea

Con el objetivo de desarrollar la tecnología necesaria para garantizar la seguridad de los sistemas de explotación marítimos ante los peligros a los que están expuestos, tales como tormentas, huracanes, sismos y accidentes, el IMP cuenta con un área de especialización denominada Análisis de Riesgo y Confiabilidad Estructural. En el Instituto se han alcanzado logros importantes en la aplicación del análisis de riesgo y confiabilidad estructural al diseño y evaluación de instalaciones marinas, señala el Dr. Ernesto Heredia Zavoni, investigador de esta área. "El desarrollo de normas para el diseño y evaluación de estructuras como plataformas y tubería submarina, congruentes con niveles de riesgo óptimo para PEMEX y con los niveles de peligro ambiental y operacional de la Sonda de Campeche, han significado contribuciones importantes al desarrollo tecnológico nacional y han ubicado a la industria petrolera en una posición de vanguardia en el escenario mundial", indicó el Dr. Heredia Zavoni.

El objetivo de los análisis de riesgo es determinar la relación que existe entre el nivel de seguridad que debe poseer un sistema de producción marítimo y la inversión económica en su construcción. Además de los factores citados el análisis considera las consecuencias económicas que pudieran presentarse si el sistema disminuye o detiene su producción por un evento climatológico. Otro importante uso de estas metodologías es determinar la frecuencia y extensión de las tareas de inspección y mantenimiento, pues de sus resultados depende en buena medida la seguridad estructural de las instalaciones.

El Dr. Heredia Zavoni explicó que el análisis de riesgo involucra la evaluación de la vulnerabilidad de las estructuras, de los peligros a los que se ven sometidas y de las consecuencias económicas producto del daño que estos peligros pueden causar. La evaluación del riesgo permite tomar decisiones óptimas en la planeación y diseño de las instalaciones marinas, como también en su construcción y en los programas de inspección y políticas de mantenimiento que garanticen los niveles necesarios de seguridad. En el área de Análisis de Riesgo y Confiabilidad Estructural del IMP se desarrollan actualmente estudios de frontera en temas especializados como la confiabilidad de plataformas marinas ante el impacto del oleaje, la estabilidad dinámica de tubería en el lecho marino, la predicción probabilística del proceso de fatiga de los materiales y el fenómeno de atenuación del oleaje en algunas zonas de la Sonda de Campeche.

Dentro del marco de los festejos del 36 Aniversario del IMP, y continuando con los esfuerzos de desarrollo del Instituto en esta área, se efectuará un simposium en diciembre del 2001 titulado Análisis de riesgo y confiabilidad estructural en instalaciones marinas. El objetivo del simposium es que especialistas de varios países expongan las últimas herramientas en análisis de riesgo y confiabilidad estructural así como su aplicación en diversos tipos de instalaciones marítimas. También se abordará el tema de la exploración en aguas profundas desde esta óptica, área en la que ha incursionado el IMP y que representa los retos futuros de explotación de hidrocarburos para la industria nacional. Se contará en dicho evento con la participación de investigadores y profesionales de reconocida trayectoria internacional, así como con destacados especialistas mexicanos en investigación y desarrollo tecnológico en el área de análisis de riesgo y confiabilidad estructural.