IMPLEMENTACIÓN DE LA ADMINISTRACIÓN DE INTEGRIDAD DE

MÉXICO
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
1. INTRODUCCIÓN
MÉXICO
 Este trabajo es resultado de 22 años de investigación,
docencia e implementación de los principios, conceptos y
metodologías de la administración de integridad de ductos de
transporte de hidrocarburos en Pemex a través de Convenios
Vinculados.
1. INTRODUCCIÓN
MÉXICO
 Así como miles de estudios de integridad mecánica de
ductos y centenares de investigaciones de accidentes y
fallas de la red de distribución de hidrocarburos de Pemex,
en adición a la autoría de más de 160 artículos científicos y
técnicos relacionados con la integridad mecánica y de libros
en Comportamiento Mecánico, Mecánica de Fractura y del
Manual de Operación de Mantenimiento de Ductos.
1. INTRODUCCIÓN
MÉXICO
 La administración de integridad de ductos se ha
considerado desde “buena idea”, hasta ser el paradigma
para la solución de los problemas de fallas y prevención de
accidentes en ductos.
 Se ha imitado como una “moda” de los países
industrializados hasta adaptarse y plasmarse en todos
contratos de Obra Pública relativos al mantenimiento.
 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.
1. INTRODUCCIÓN
MÉXICO
 El entendimiento incorrecto o incompleto de los conceptos
de la integridad mecánica, ha llevado a plantear la idea de
que la Administración de la Integridad es inviable.
 ¡Todo lo contrario!, la administración de la integridad es
viable, pero que requiere de individuos y empresas con
un alto nivel técnico y elevada ética profesional.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 En 1937 las regulaciones de aviación civil en los EUA
describían los requerimientos de la “Filosofía de
Resistencia Estructural” para los factores de seguridad
en el diseño que consideraran:
o Incertidumbres en cargas
o Imprecisiones del análisis estructural
o Variaciones en resistencia de materiales
o Deterioro en servicio, y
o Variaciones en calidad
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 Hacia los años 70´s ya estaba establecido el
mantenimiento preventivo, basado en la relación entre
la edad de servicio y probabilidad de falla; sin embargo se
presentaron dos problemas inéditos:
1. La dificultad para reemplazar las plantas y equipos que
ya habían rebasado su vida útil de diseño, y
2. La detección de defectos estructurales que planteaban
la necesidad de suspender el servicio por riesgo de falla.
 El 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
determinar el efecto de la presencia del defecto en la
capacidad de carga.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 La experiencia mostraba que componentes que ya “debían
haber fallado” continuaban en servicio, pero no se
contaba con la herramienta para soportar tal afirmación.
 Tal herramienta es la mecánica de fractura, que para los
años 70´s ya estaba desarrollada en su modalidad linealelástica, gracias al trabajo de George R. Irwin en 1954.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 En 1969 un avión F-111 de General Dynamics se desplomó
después de 100 horas de servicio; la investigación del accidente
mostró que la causa de la falla fue una grieta de fabricación,
que pasó sin detectar.
 La posibilidad de predecir con exactitud 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.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 Para los 90’s el término “Integridad Mecánica” y su equivalente
“Aptitud Para el Servicio” están completamente asimilados por la
industria petrolera de los países desarrollados.
 En Pemex, el concepto de integridad se introduce como una
respuesta al “envejecimiento” de ductos, ante la dificultad para
la construcción de ductos nuevos, se vio la necesidad de
determinar si los ductos eran aptos para funcionar mas allá de su
vida proyectada y definir las acciones para lograr tal operatividad.
La respuesta fue el análisis de integridad.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 Previo a los 90’s, PEMEX era una empresa integrada y se
encargaba de todas las tareas de mantenimiento a ductos; las
obras 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 y el país cayó en un rezago tecnológico.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 Este escenario comenzó a cambiar rápidamente por el incremento
de la producción de hidrocarburos amargos, lo que trajo como
consecuencia el incremento de la corrosión, HIC y SCC. Estas
fallas fueron detectadas 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 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.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 En esos mismos años, con el Tratado de Libre Comercio de
Norteamérica, comenzaron a ingresar compañías extranjeras
ofreciendo servicios de innovación tecnológica en el campo de
inspección y mantenimiento a ductos. En 1992, 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
 En esta misma época, comenzaron a manejarse los servicios
integrados de inspección, evaluación de daños y
reparación, como un paquete a través de contratos de Obra
Pública.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 El Sistema Integral de Administración de la Seguridad y Protección
Ambiental (SIASPA) de 1998, incluyó el Elemento 17 de
integridad mecánica en los planes integrales de mantenimiento.
 Con la publicación de la práctica recomendada API RP 579
“Fitness for Service“ en el año 2000 comenzaron a manejarse
dentro de PEMEX los conceptos de integridad mecánica, así como
por el IMP, el IPN y empresas como Batelle Memorial Institute.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
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
procedimientos para el
seguimiento de la
corrección de
anomalías
Se desarrollan
procedimientos para
prácticas seguras de
trabajo que incluyan
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.
Procedimiento para
prácticas seguras de
trabajo.
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.
Desarrollo de
programas integrales
de mantenimiento
(Incluyendo Estudios
de Integridad
Mecánica)
Personal capacitado en
los procedimientos
Se elaboran
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
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
EL GRUPO DE ANÁLISIS DE INTEGRIDAD DE DUCTOS DEL IPN
 En 1992 se firma el primer convenio de colaboración entre
Petróleos Mexicanos y el IPN para estudios de fractura en ductos.
 De 1992 a 1997 se realizan estudios de mecánica de fractura,
vida remanente y análisis de fallas de ductos de PEP. En 1995 se
introduce el concepto de Integridad Mecánica
 En 1998 se crea el Grupo de Análisis de Integridad de Ductos.
 En el 2000 el GAID se expande a las Regiones Marina y Norte de
PEP y se inicia el análisis de integridad a instalaciones terrestres.
 A partir del 2001 y hasta 2005 se firman convenios para
estudios en plataformas marinas.
 En 2003 se inician trabajos de integridad mecánica en ductos
con PEMEX Refinación.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 En 2005 se crea la división de Estudios Metalúrgicos en
Refinerías y se comienzan a realizar estudios de integridad
mecánica y análisis de fallas en el Sistema Nacional de
Refinerías.
 En 2006 se obtiene la certificación de calidad ISO:9000 y la
acreditación de la Entidad Mexicana de Acreditación.
 En 2007 el Dr. González obtiene la “Presea Lázaro Cárdenas”,
en 2008 es introducido a la Academy of Distinguished Engineers
and Hall of Fame de la Universidad de Connecticut y en 2009 el
obtiene el Premio de Vinculación SEP-ANUIES y el Premio de
Ingeniería “Ciudad de México”.
 A finales de 2011 y principios de 2012 el GAID obtiene
convenios multianuales (hasta el 2017) para asistencia técnica
en la Administración de Integridad.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 De 1998 al 2000, PGPB junto con la empresa BassTrigon de EUA
implementan el análisis de integridad y riesgo a ductos, a través del
programa Integrity Assessment Program y PEP con Nova Gas de
Canadá desarrolla el análisis de riesgos en ductos PIRAMID.
 En 1998 PGPB firmó el primer contrato en México para
mantenimiento integral (inspección, evaluación, rehabilitación y
certificación de ducto) con las empresas Pipeline Integrity
International y Lloyd’s Register, para el Etanoducto de 24” Cd. Pemex
– Cactus de 80 km. Así, el 12 de abril de 1999 fue expedido el
primer certificado de integridad mecánica de un ducto en
servicio en México.
 En 1999 PEMEX Refinación asignó contratos similares para su
sistema de oleoductos.
 Para el año 2000, los contratos integrales de inspección, análisis
de integridad, reparación y certificación de ductos se generalizaron,
hasta llegar a los “Sistemas” PEP en el 2007.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 La asignación de contratos integrales obedeció a la dificultad de para
asignar y supervisar varios contratos para inspección, evaluación,
rehabilitación y 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, pues las controversias
entre compañías retrasaban los trabajos y dejaba una sensación de
incertidumbre respecto al resultado final del proceso.
 El mayor problema en la implementación del análisis de integridad
de ductos en México, fue la confusión entre el análisis de integridad
y el análisis de riesgos (que aún prevalece en algunos grupos), pues
se pensaba que ambos tenían el mismo fin. 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 análisis de riesgo para priorizar la
atención a los ductos y el análisis de integridad para la planeación
del mantenimiento, en una manera muy similar a como lo establecía
“la regla” del DOT de los EUA.
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 La Administración de la Integridad de Ductos inicia en los 90’s, en
los EUA, donde el DOT, publica la “Regla” Integrity Management
Program de ductos bajo el Titulo 49 CFR del Código de
Regulaciones Federales Parte 195.452 para ductos de líquidos
peligrosos y en el Titulo 49 CFR Parte 192 Subparte “O” para
gasoductos. Como resultado en 2001, se publican las normas:
2.1 RESEÑA HISTÓRICA
MÉXICO
 Sobre la base de las normas
ASME B31.8S y API 1160, PEP
implementa el PAID en 2006 .
2.2 EL PAID
MÉXICO
El Plan de Administración de Integridad de Ductos
 Un programa de Administración de Integridad proporciona
información del estado en el que se encuentran los ductos, ya
que toma en cuenta su integridad, seguridad y operación, a través
del monitoreo de indicadores que facilitan el cumplimiento de un
ciclo de mejora continua.
 La Administración de Integridad permite implementar de
manera eficiente y óptima acciones de prevención,
detección y mitigación del riesgo, que resultan en mayor
seguridad y reducción de incidentes.
 Regula el proceso que se debe seguir para la evaluación y
mitigación del riesgo, con el fin de reducir la probabilidad de
ocurrencia y consecuencias de incidentes en los ductos.
2.2 EL PAID
MÉXICO
 La NOM-027-SESH-2010
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.
Esta norma no es un manual técnico
o una guía, por lo que debe ser
aplicada apoyándose en las mejores
prácticas de ingeniería de la
industria
del
transporte
de
hidrocarburos
y
considerando
siempre
la
seguridad
de
las
instalaciones.
2.2 EL PAID
MÉXICO
2.2 EL PAID
MÉXICO
MÉXICO
2.3 FACTORES QUE DETERMINAN
LA INTEGRIDAD
 Factor Tiempo
La integridad y confiabilidad de un Sistema de Transporte de
Hidrocarburos dependen de elementos y variables que cambian con
el tiempo, tales como: la velocidad de desgaste, el deterioro por
efecto ambiental y la acumulación del riesgo. A esto se agrega el
crecimiento de asentamientos humanos e industriales, así como las
variaciones de las condiciones ambientales, geotécnicas y
meteorológicas y que tienen un impacto en las condiciones físicas y
mecánicas del Sistema de Transporte.
2.3 FACTORES QUE DETERMINAN
LA INTEGRIDAD
MÉXICO
 Factor Tamaño (Longitud y Diámetro de los Ductos)
La longitud y el diámetro de los ductos son 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 actividades tales como:
o Protección catódica y protección interior con productos
químicos
o Protección anticorrosiva a las instalaciones y tramos
superficiales
o Protección anticorrosiva mecánica y lastrado a tramos
sumergidos
o Celaje y mantenimiento al derecho de vía
o Desmantelamiento de ductos fuera de operación definitiva y
acondicionamiento de ductos fuera de operación temporal
o Inspección con equipo instrumentado
2.4 Fases de implementación
MÉXICO
 Interrelación
actividades:
de
las
En las ESPECIFICACIONES
GENERALES
PARA
EL
DESARROLLO
DE
LOS
TRABAJOS de un Contrato de
Obra
Pública
para
administración de integridad,
usualmente
se
describen
conceptos de trabajo, que
desglosan las actividades de:
o Mantenimiento preventivo
o Mantenimiento correctivo
y rehabilitaciones
o Mantenimiento predictivo
2.5 INTEGRIDAD OBJETIVO
MÉXICO
 Establecimiento de la Integridad Objetivo
Considerando el estado físico de un ducto, se deben determinar las
actividades para llevarlo a un nivel de integridad objetivo.
La NOM-027 no establece la integridad objetivo, pero indica que se
debe evaluar la integridad inicial o línea base y a partir de este
estado inicial, definir las actividades de mantenimiento preventivo y
correctivo para llevar al Sistema al nivel de integridad objetivo.
El nivel de integridad objetivo es un nuevo estado físico del
Sistema, que asegura que los ductos operen 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 al Sistema en un nivel
constante de integridad. La normas presentan las metodologías,
acciones, estrategias e intervalos de tiempo para las actividades de
mantenimiento de la integridad en un nivel constante.
2.6 EL CONTRATO
MÉXICO
 El Contrato de Obra Pública establece las actividades para asegurar la
integridad y confiabilidad de los sistemas de transporte de hidrocarburos,
desde la fase de transferencia y hasta el desmantelamiento, mediante el
mantenimiento: preventivo, predictivo y correctivo, a ejecutar por parte
del Contratista para lograr un nivel objetivo de integridad que se reflejará
en la confiabilidad.
 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 relativa, de manera que, desde el punto de vista
técnico, ofrezca las condiciones necesarias para satisfacer el objetivo de
asegurar la integridad y confiabilidad.
 El Sistema normalmente es considerado como estratégico para la
economía nacional, adicionalmente a la alta peligrosidad de los productos
transportados, dado que son hidrocarburos combustibles e inflamables de
alta volatilidad 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.
3. CONCLUSIONES
MÉXICO
 Desde el año 2000 Pemex reconoció que requería de un
nuevo modelo de mantenimiento que garantizara que
los ductos son apropiados para un servicio continuo,
seguro, confiable y ambientalmente responsable.
 Desde el 2006 se implementó el Programa de
Administración de la Integridad de Ductos (PAID), en
el cual se establecieron las bases para desarrollar e
implementar un Sistema de Administración de Integridad
de Ductos.
3. CONCLUSIONES
MÉXICO
 La NOM-027-SESH-2010 “Administración de la Integridad
de Ductos de Recolección y Transporte de Hidrocarburos”
hace obligatorio que las entidades públicas y privadas que
cuenten 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,
de riesgos y de la confiabilidad, todo esto a través del
monitoreo de indicadores que faciliten el cumplimiento de
un ciclo de mejora continua.
3. CONCLUSIONES
MÉXICO
 La Administración de Integridad de Ductos tiene como
principal objetivo el proporcionar las herramientas de toma
de decisiones para implementar de manera óptima las
acciones de prevención de fallas y de la pérdida de la
capacidad operativa y así alcanzar una mayor seguridad y
confiabilidad de los ductos de transporte de hidrocarburos.
 La NOM-027-SESH-2010 hace la aclaración de que su
interpretación e implementación debe estar a cargo de
personal especializado y que debe ser aplicada
apoyándose en las mejores prácticas.
3. CONCLUSIONES
MÉXICO
 El éxito de un contrato de Administración de Integridad se
fundamenta en congruencia con que haya sido redactado y
en el dominio absoluto de las disciplinas y especialidades
asociadas a ella por parte del contratista.
AGRADECIMIENTOS
MÉXICO
Principalmente a:
En particular a:
 M. en Ing. Francisco Fernández Lagos
 Ing. Miguel Tame Domínguez
 Ing. Carlos Morales Gíl
 Dr. Enrique Villa Rivera
 Dra. Yoloxochitl Bustamante Diez
AGRADECIMIENTOS
MÉXICO
De manera especial a:
 Todo el personal del GAID