Análisis de la probabilidad de falla de ductos basado en la metodología de procesos analítico de jerarquías (AHP) para evaluar los riesgos en ductos OFFSHORE

Abstract

Los ductos metálicos son instalaciones que se utilizan en el transporte de hidrocarburos líquidos y gaseosos provenientes de los campos de exploración y explotación de las empresas concesionarias de lotes petroleros. De acuerdo con la zona de exploración y explotación de hidrocarburos se les califica en ductos terrestres (onshore) o ductos submarinos (offshore) y según el producto que transportan se denominan oleoductos (transporte de crudo) o gasoductos (transporte de gas). La principal problemática identificada en el transporte por ductos offshore de hidrocarburos líquidos y gaseosos es la fuga de producto causada por la acción de mecanismos de falla típicos no identificados y gestionados a tiempo, existiendo la obligación de implementar metodologías de evaluación de riesgos conforme a lo establecido por la normativa nacional (D.S. 081-2007-EM, RCD 240-2010-OS/CD) y la normativa internacional (ASME B31.8S, API 1160 y DNVGL-RP-F116). Debido a ello, el presente trabajo estudia la aplicación del método de proceso analítico de jerarquías (AHP) en la evaluación del riesgo en ductos offshore, disminuyendo el grado de subjetividad en la determinación de la probabilidad de falla y sus consecuencias mediante la formulación y resolución matemática de matrices, procesando: información estadística, referencias especializadas de la industria y características de tres ductos offshore (un oleoducto y dos gasoductos). Los mecanismos de falla analizados se adaptaron de la normativa DNVGL-RP-F116 para la evaluación de ductos offshore, el cual identifica 6 categorías, en base a los datos obtenidos de los tres ductos offshore de la unidad de análisis. Se analizó la variación promedio del riesgo relativo entre los tres ductos offshore, de la unidad de análisis, respecto al reporte estadístico de fallas en el período 2018-2020 comparando el resultado obtenido aplicando la metodología semicuantitativa de índices (IM) y la metodología AHP aplicada en el cálculo de la probabilidad de falla de la presente investigación. Finalmente, se determinó que la evaluación de riesgo de ductos offshore mediante el cálculo de la probabilidad de falla en ductos basado en la metodología AHP mejora en 84 % comparado con el riesgo inicial y respecto al reporte estadístico de fallas en la unidad de análisis.

Metallic pipelines are facilities that are used to transport of liquid and gaseous hydrocarbons from the exploration and exploitation of oil field concession companies. According to the area of exploration and exploitation of hydrocarbons, they are classified as onshore pipelines or submarine pipelines (offshore) and depending on the product they transport they are called oil pipelines (transportation of crude oil) or gas pipelines (transportation of gas). The main problem identified in the transportation by offshore oil pipelines and gas pipelines is the product leakage caused by the action of typical failure mechanisms not identified and managed on time, being an obligation to implement risk assessment methodologies as established by national regulations (DS 081-2007-EM, RCD 240-2010-OS / CD) and international regulations (ASME B31.8S, API 1160 and DNVGL-RP-F116). Due to this, the present work studies the application of the analytic hierarchy process (AHP) method in risk assessment in offshore pipelines, reducing the of subjectivity in determining the probability of failure and its consequences through the formulation and resolution matrix mathematics, processing: statistical information, specialized industry references and characteristics of three offshore pipelines (one oil pipeline and two gas pipelines). The failure mechanisms analyzed were adapted from the DNVGL-RP-F116 standard for the evaluation of offshore pipelines, which identifies 6 categories, based on the data obtained from the three offshore pipelines of the analysis unit. The average variation of the relative risk between the three offshore pipelines of the unit of analysis, was analyzed with respect to the statistical report of failures in the period 2018-2020, comparing the result obtained by applying the semi-quantitative methodology of Index (IM) and the AHP methodology applied in the calculation of the probability of failure of the present investigation. Finally, it was determined that the risk assessment of offshore pipelines by calculating the probability of failure in pipelines based on the AHP methodology improves by 84% compared with the initial risk and with respect to the statistical report of failures in the unit of analysis.