Evaluación del riesgo en ductos de transporte de hidrocarburos

Evaluación del riesgo en ductos de transporte de hidrocarburos ante amenazas naturales
Sesión temática B: Transporte por líneas de ductos.
José Vicente Amórtegui G.
Situación de riesgo
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Definición de riesgo
• Riesgo es un término proveniente del italiano, idioma que, a su vez, lo adoptó de una palabra del árabe clásico que podría traducirse como “lo que depara la providencia”. El término hace referencia a la proximidad o contingencia de un posible daño.
Definición de riesgo ‐ Qué es, Significado y Concepto http://definicion.de/riesgo/#ixzz3duYAxxf4
• El riesgo es la amenaza concreta de daño que yace sobre nosotros en cada momento y segundos de nuestras vidas, pero que puede materializarse en algún momento o no.
http://www.definicionabc.com/general/riesgo.phpm. • Proximidad de un daño o peligro.
• (Del it. risico o rischio, y este del ár. clás. rizq, lo que depara la providencia).
•
m. Contingencia o proximidad de un daño.
•
m. Cada una de las contingencias que pueden ser objeto de un contrato de seguro.
•
Diccionario RAE
• m. Posibilidad de un daño, perjuicio o inconveniente.
•
Diccionario Larousse
Definición de riesgo
• El riesgo es la probabilidad de que una amenaza se convierta en un desastre. La vulnerabilidad o las amenazas, por separado, no representan un peligro. Pero si se juntan, se convierten en un riesgo, o sea, en la probabilidad de que ocurra un desastre.
• Posibilidad de que se produzca un contratiempo o una desgracia, de que alguien o algo sufra perjuicio o daño.
• La combinación de la probabilidad de que se produzca un evento y sus consecuencias negativas. Los factores que lo componen son la amenaza y la vulnerabilidad.
• Es la probabilidad de que suceda un evento, impacto o consecuencia adversos. • La medida de la posibilidad y magnitud de los impactos adversos, siendo la consecuencia del peligro, y está en relación con la frecuencia con que se presente el evento.
• Es una medida de potencial de pérdida económica o lesión en términos de la probabilidad de ocurrencia de un evento no deseado junto con la magnitud de las consecuencias.
• El costo de que se concrete la amenaza por la vulnerabilidad del sistema ante la amenaza por las consecuencias de la falla del sistema.
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Evaluación de riesgo
Riesgo = f (Probabilidad de rotura, Consecuencia)
• Probabilidad de rotura del ducto = f (Exposición, Mitigación,
Resistencia)
• Exposición: Probabilidad de que el proceso amenazante afecte la
tubería.
• Mitigación: Acciones tendientes a controlar la amenaza.
• Resistencia: Capacidad del sistema para resistir las amenazas.
• Probabilidad de daño = f (Exposición, Mitigación)
• Probabilidad de falla = f (Probabilidad de daño, Resistencia).
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Evaluación de riesgo.
CONSECUENCIAS
A
B
PRO BABI LI DAD
C
D
E
Sucede varias
Personas
Ec onomica
Ambiental
Clientes
veces al año en la
Suc ede varias
No ha ocurrido Ha oc urrido en la Ha ocurrido en la
Unidad,
veces al año en
en la Industria
Industria
Empresa
Superintendencia o
la Empresa
Imagen de la
Empresa
Departamento
Una o mas
fatalidades
Nota 1
Catastrofic a Contaminac ión
> $10M
Irreparable
Veto como
proveedor
Internacional
5
M
M
H
H
VH
Incapacidad
Pérdida de
Grave
Contaminac ión
permanente
participacion en el
$1M a $10M
Mayor
(parc ial o total)
mercado
Nacional
4
L
M
M
H
H
Pérdida d e clien te s
y/o
de sab astecim ie nto
Regio nal
3
N
L
M
M
H
E fect o M en or
Que jas y/o
reclam os
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2
N
N
L
L
M
Incapacidad
temporal (>1
día)
Severo
Contaminac ión
$100k a $1M Loc alizada
L esión m eno r
(sin
inc apac idad)
Im portan te
$10 k a
$1 00k
Lesió n leve
(prime ros
auxilios)
M arg in al
<$1 0k
E fect o Leve
Incum plir
e spec ifica cione s
In terna
1
N
N
N
L
L
Ningu na lesión
Ningu na
Ning ún efect o
Nin gún im pact o
Ningú n
im pa cto
0
N
N
N
N
N
Amenazas sobre ductos.
• ASME B31.8 S
Dependientes del Tiempo: Corrosión externa.
Corrosión interna.
Agrietamiento por corrosión.
Fatiga.
Independientes del tiempo: Daños por terceros.
Operaciones incorrectas.
Clima y fuerzas externas, incluye movimientos del terreno.
Falla aleatoria de equipos. Defectos de manufactura.
Deficiencias de construcción.
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Evaluación de la amenaza.
Evaluación de la amenaza.
• Para la amenaza proveniente del clima y fuerzas externas, incluyendo movimientos del terreno, se debe evaluar la incidencia de los procesos naturales sobre una potencial rotura, las obras de mitigación o refuerzo del terreno que se hayan puesto en práctica, la probabilidad de ocurrencia de dichos procesos naturales y la capacidad del ducto para soportar los efectos de los procesos naturales.
• Muchos de los procesos naturales, en sí mismos no afectan la integridad de los ductos, sin embargo, pueden detonar otros procesos que involucren movimientos del terreno, que eventualmente imponen empujes a los ductos.
• Desde el punto de vista geotécnico, se tiene la cultura de evaluación de la amenaza, especialmente de deslizamientos, donde los análisis involucran la resistencia y variabilidad de los parámetros, los factores o procesos detonantes (lluvias, sismos) con su probabilidad de ocurrencia, el efecto de las obras de refuerzo y se calcula la probabilidad condicional de que se genere el proceso amenazante, durante un periodo de tiempo.
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Procesos Geológicos y
Meteorológicos
que se pueden considerar amenazas.
•
•
•
•
•
Deslizamientos y desprendimientos.
Hundimientos y subsidencias.
Erosión.
Expansividad y colapsabilidad de suelos.
Meteorización de rocas y suelos.
•
•
•
Terremotos y tsunamis.
Vulcanismo.
Diapirismo.
•
•
•
•
Lluvias torrenciales y precipitaciones intensas.
Inundaciones y avenidas.
Huracanes.
Tornados
Geodinámicos externos
Geodinámicos internos
Meteorológicos
Roturas por amenazas naturales.
90 ROTURAS EN LA RED NACIONAL DE
POLIDUCTOS,
OLEODUCTOS
Y
GASODUCTOS (MÁS DE 12.000 KM) EN 45
AÑOS.
35 ROTURAS EN LA RED DE GASODUCTOS
(3800 KM) EN 21 AÑOS.
OLEODUCTO OCENSA (800
ROTURAS EN 19 AÑOS.
KM)
SIN
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Ciclo Tectónico.
El ciclo tectónico genera la formación y destrucción de placas, la formación de montañas, el
vulcanismo, induce los sismos y maremotos, cambia la posición de los glaciares polares;
estimula los ciclos de las rocas e hidrológico, éste último con ayuda de las corrientes de la
atmósfera y la forma de las montañas participa en los ciclos de las rocas y biogeoquímicos.
Cruce de falla inversa.
7
Cruce de falla de rumbo.
Planta
Paso por terrenos en reptamiento.
8
Terreno en reptamiento.
Cruce de flujo de tierras.
Planta
A
B
Perfil
Sección
9
Esfuerzos de tracción – Sitio A.
Perfil
Planta
Sección
Ducto sometido a esfuerzos de flexión ‐ Tracción.
10
Esfuerzos de compresión – Sitio B.
Planta
Perfil
Sección
Esfuerzos de compresión – Sitio B.
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Paso por flujos de tierra en paralelo.
Planta
Perfil
Evaluación de la amenaza.
• Probabilidad de ocurrencia de un proceso de
un nivel de intensidad o severidad
determinada, dentro de un periodo de tiempo
dado y dentro de un área específica.
p = 1 – ( 1 – 1/T)t
/
T = 1 P(a)
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Susceptibilidad del Derecho de Vía
por Inestabilidad Geotecnica.
Susceptibilidad
Porcentaje (% )
Muy Baja o Baja
51.2
Moderada
29.2
Alta
18.3
Muy Alta
1.3
Fuente: IDEAM- Ecopetrol S.A.
Propuesta de evaluación.
R = Pa x V x C
Donde:
R: riesgo a que está expuesto el sistema, en unidades de costo ($),
Pa: probabilidad de ocurrencia de la amenaza, durante el tiempo de exposición del sistema a dicha amenaza,
V: vulnerabilidad del sistema a la amenaza, expresado en la fracción de daño esperado,
C: consecuencia, expresada como el costo del daño o su reparación ($).
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Rotura de un ducto de 20”, 5LX60
Rotura de un ducto de 18” 5LX65.
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Rotura de un ducto de 6” 5LX42.
Rotura de un ducto de 20”, 5LX65.
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Ducto sometido a Torsión.
Fuerzas sobre la tubería.
Flexión
Tracción
Tracción
Tracción
Torsión
Compresión
Compresión
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Vulnerabilidad de ductos.
• Los ductos poseen resistencia y capacidad de deformación que les
permiten soportar los efectos de las amenazas.
• Vulnerabilidad de un ducto = f (Resistencia, Deformabilidad, Estado de esfuerzos, Geometría, Edad, Condiciones de Operación).
Vulnerabilidad de ductos.
•Resistencia a la tracción del material del ducto.
•Deformabilidad del ducto sin que se afecten sus propiedades mecánicas.
•Estado de esfuerzos a que está sometido el ducto: presión interna, confinamiento, tensiones longitudinales, empujes laterales.
•Geometría del ducto con respecto al proceso amenazante, horizontal y vertical.
•Edad del ducto, referida a la historia de esfuerzos a que ha estado sometido.
•Condiciones de instalación con respecto al terreno circundante.
•Condiciones de operación, puede ser continua o intermitente, lo que puede inducir procesos de fatiga del material.
•Estado mecánico del ducto.
•Cambios de rigidez, por efecto de aditamentos o recubrimientos en el ducto.
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Procedimiento de evaluación
del riesgo (R).
•Determinar las existencia y localización de los procesos amenazantes, así como sus causas y detonantes y evaluar la probabilidad de que se presenten dentro de la zona de influencia de los ductos. (Pa)
•Evaluar las características del ducto y su relación con el proceso
amenazante, para determinar el potencial de daño que pueda sufrir
(indicarlo como fracción de la unidad V de 0 a 1, cero soporta, 1 falla).
•Determinar los costos de las consecuencias de la pérdida de contención del ducto, sobre el entorno, los vecinos, la infraestructura
regional y el Sistema de transporte. (C)
R = Pa x V x C Control del riesgo.
•
•
•
•
•
•
CONTROL DE LA AMENAZA:
Conocimiento de la amenaza a que puede estar sometida la conducción.
Evitar los sitios de amenaza con el trazado de la conducción.
Minimizar la afectación del terreno durante la construcción.
Reforzar el terreno.
Evaluar la evolución de los procesos considerados como amenaza
• CONTROL DE LA VULNERABILIDAD:
• Evaluar las características de la conducción y su capacidad de soportar la
amenaza.
• Vigilar el comportamiento de la conducción.
• Mantenimiento del sistema para adecuarlo a los cambios de la amenaza.
• CONTROL DE LAS CONSECUENCIAS:
• Reducir los elementos expuestos en el área de influencia de la conducción con el
trazado.
• Regulaciones gubernamentales de uso del suelo.
• Gestión inmobiliaria permanente.
• Seccionamiento de la conducción.
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Control de la vulnerabilidad.
Paso sobre terreno inestable con el ducto apoyado en marcos H amplios.
Control de la vulnerabilidad.
• Paso por terreno inestable con el ducto dentro de camisa
flexible.
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¡ Muchas Gracias !
José Vicente Amórtegui G.
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