Identificación y Análisis de Riesgos

La identificación y análisis de riesgos (HIRA, por las siglas en inglés Hazards Identification and Risk Analysis) es una herramienta frecuentemente empleada en la industria costa fuera como parte de la gestión de riesgos. HIRA cubre una gama de diversos estudios o análisis, como son el HAZID, What-If, FMEA y el HAZOP entre otros. Para operaciones marinas el HAZID es muy empleado, aunque en ocasiones es referido simplemente como HIRA. En el ámbito mexicano, PEMEX tiene como norma realizar ejercicios What-If para operaciones marinas críticas, como lo es la aproximación de autoelevables a una plataforma fija. Por su parte el FMEA es muy empleado para la revisión y certificación de los sistemas de posicionamiento dinámico de las embarcaciones. Para efectos de este artículo, emplearemos el término HIRA genéricamente considerando que en cada caso se considerará el método de revisión a aplicar.

El HIRA es un ejercicio cualitativo principalmente y que requiere de la concurrencia de representantes de las partes involucradas en la operación (stakeholders). El análisis se realiza en una reunión, en la cual participan los siguientes:

• Representantes clave del contratista responsable de la operación.
• Representantes de la supervisión del Cliente.
• Personal de ingeniería.
• Representantes de seguridad del Cliente.
• Representantes clave de otros contratistas involucrados.
• Inspector de garantía marina.
• Autoridades portuarias (en algunos casos).

No está de más indicar que se procure la participación de personas con verdadero conocimiento e influencia en la operación, con el fin de que la visión de riesgos sea lo más profunda y completa posible. El mejor momento para realizar el análisis de riesgos es cuando ya hay suficiente definición del procedimiento que se va seguir en la operación para que así se pueda identificar con mejor detalle los riesgos durante la ejecución. Si el análisis se realiza en una etapa muy temprana del desarrollo del procedimiento, podría provocar que no se visualicen todos los riesgos relativos a la operación o que al continuar el desarrollo del proyecto, ciertos componentes y procesos podrían quedar fuera de la gestión de riesgos, lo cual es todavía más crítico. Por ejemplo, hacer un HIRA cuando todavía no están diseñadas las ayudas de flotación de una subestructura, corre el riesgo de que una vez que su diseño esté disponible no sea tomado por la gestión de riesgos para valorar los riesgos asociados a estos componentes. Por lo contrario, si el análisis se realiza muy cerca de la fecha de la operación, podría no haber el tiempo suficiente para realizar las acciones que muy probablemente se deriven del análisis.

La agenda a cubrir en la reunión podría ser la siguiente:

1. Presentación de los participantes.
2. Exposición del procedimiento a seguir en la operación. Esta parte normalmente la realiza un representante del contratista responsable de la operación. La participación de otras partes es posible siempre y cuando sirva para completar o detallar el proceso de la operación según se necesite.
3. Descripción de la documentación asociada a la operación: procedimiento(s), planos, esquemas, listas de verificación, etc.
4. Presentación de la matriz de riesgo y el criterio para valoración de riesgos.
5. Evaluación de los riesgos asociados para cada actividad, es decir, llevar a cabo el HIRA.
6. Revisión de las acciones y asignación de responsables para su ejecución.

Con respecto al punto 4. anterior, la matriz de riesgos (risk matrix) es una tabla en donde se establecen los criterios para valorarlos en función de la severidad y posibilidad de cada riesgo. En la siguiente tabla se muestra un ejemplo de una matriz de riesgos en donde se definen la severidad para los distintos aspectos de una operación. Como se observa en la tabla, las consecuencias de los riesgos pueden suceder en varias esferas; seguridad, activos, medio ambiente, programa, costo o reputación. Cada organización establece esta matriz en base a sus políticas y requisitos legales y contractuales.

Matriz de Riesgos. Por un lado se definen las consecuencias en distintos ámbitos y por otro lado se definen las posibilidades de que ese riesgo se materialice.

El producto de la relevancia y posibilidad determina el valor del riesgo el cual, para efectos visuales se le asigna el color verde, amarillo o rojo. En la siguiente tabla se muestra un ejemplo de cómo establecer la valoración para cada uno de los colores (o rango de riesgo) por medio de las indicaciones “Aceptable”, “Tolerable” e “Intolerable” (ver el término ALARP) más adelante.

Valoración de riesgos, categorizados en aceptables, tolerables e intolerables.

La evaluación de riesgos se lleva a cabo aplicando los siguientes pasos:

1. Identificación de los riesgos asociados con cada actividad de la operación.
2. Estimación de las consecuencias que se pudieran tener en caso de que ese riesgo se materializa.
3. Determinar la severidad que pudieran tener las consecuencias. La severidad puede darse en uno o más aspectos. Por ejemplo, un accidente puede tener implicaciones de seguridad (personas heridas) y a la vez afectaciones al tiempo de ejecución (retrasos) y a la reputación de la empresa.
4. Por otro lado se debe determinar la posibilidad de que el riesgo se produzca, es decir, si el riesgo se ha dado anteriormente en la industria, en la empresa, más de una vez al año, etc.
5. La combinación de severidad y posibilidad determina el valor del riesgo, y de ahí se evalúan las acciones que se requieren tomar en relación al riesgo.

En la siguiente tabla se muestra un ejemplo de cómo se realiza el análisis de riesgos para una actividad en particular. En este caso, para la actividad “Posicionamiento del Chalán”, se identificaron dos riesgos; rotura de amarra y deterioro meteorológico. Para el primero se identificaron a su vez tres posibles consecuencias; una de seguridad (S) y dos de programa (P). A cada consecuencia se le asignó un nivel de severidad (Columna S).

Hoja de análisis de riesgo para un ejemplo hipotético del posicionamiento de un chalán.

Para determinar las consecuencias se requiere un conocimiento variado de las implicaciones que resultan cuando las cosas no salen bien; cuanto pueden costar los daños resultantes de una falla en alguna amarra, cuántas personas podrían resultar afectadas, que consecuencias habría en el tráfico marítimo, etc. Por su parte, para determinar la posibilidad de que ese riesgo suceda hay que responder la pregunta ¿qué tan posible es que el riesgo se materialice considerando las salvaguardas ya implementadas? Así mismo, hay que considerar que para cada consecuencia puede haber varias salvaguardas y que estas pueden ser relevantes para distintas consecuencias.

Tomando los niveles de severidad y de posibilidad para cada consecuencia, se determina el valor de riesgo que le corresponde en base a la matriz. Sin embargo, con el fin de cumplir con el mandato de las firmas de seguros, los riesgos tienen que reducirse al nivel más bajo posible. Por tal motivo en la tabla de análisis se introducen columnas para incluir la valoración de riesgos una vez afectada la consecuencia y/o la posibilidad. En nuestro ejemplo, los riesgos considerados como tolerables e intolerables requieren acciones concretas para reducir el valor. De esta forma, como se puede apreciar en la misma tabla, se definen acciones con el fin de reducir la severidad y/o la posibilidad y por consiguiente tener nueva valoración que se espera sea menor. 

Hay que entender y aceptar que muchas veces los riesgos no pueden ser eliminados por completo. En la industria existe el termino ALARP (por las siglas en inglés de As Low As Reasonable Practicable, tan bajo como sea prácticamente razonable). Esto es, tratar de eliminar por completo un riesgo puede llevar a tomar medidas que en la práctica podrían ser muy complicadas o totalmente inviables. Por ejemplo, diseñar un sistema de amarras para la carga de una estructura bajo condiciones de huracán. Esto podría ser posible desde un punto de vista de ingeniería, pero totalmente impráctico desde el punto de vista operacional ya que en una situación de huracán, lo más sensato es no realizar la operación.

Las acciones que se pueden tomar para reducir el valor del riesgo pueden ser de varios tipos:

• Mitigación: lo cual consiste en reducir tanto la severidad y/o la posibilidad de un riesgo.
• Evadir; lo cual consiste en hacer que la posibilidad del riesgo sea cero. Es el caso de no hacer una operación cuando el riesgo es muy alto.
• Transferir; cuando el riesgo se pasa a otra entidad ajena a la operación. Esto se realiza cuando se subcontrata una parte de la operación con un especialista o se lleva una certificación a favor del seguro contratado.

Otro respuesta al riesgo se le conoce como “Aceptar”, lo cual en sí no es una acción. Es solamente una indicación de reconocimiento del riesgo y de que no hay forma de reducir su valor sin transgredir el concepto ALARP ya señalado.

Es importante que las acciones acordadas durante la valoración de riesgos sean realizadas dentro del marco de tiempo previo a la operación. Una herramienta empleada para monitorear estas acciones es la matriz RACI, por las siglas de Responsible, Accountable, Consult, Inform (responsable, el que da cuentas, consultar, informar). En la siguiente tabla se muestra un ejemplo de esta matriz.

Tabla RACI para gestionar las acciones resultantes de un HIRA.

Para cada acción se identifica una fecha compromiso y a cada uno de los involucrados relevantes se asignan con un letra en base a los siguiente:

R Si se trata de la persona que realizará la acción. Pueden ser varias aunque la mejor práctica es tener un solo responsable.

A Si es la persona que rinde cuentas de la acción. Esto aplica normalmente cuando a pesar de que haya una persona realizando la acción, puede darse el caso de que alguien más (normalmente alguien con un puesto gerencial o directivo) responda por la acción. Por ejemplo, el operador del equipo de lastrado es el responsable de lastrar los tanques durante la carga, pero el que da cuentas por el lastrado es el Líder de la Operación. 

C Si a esta persona se le va a consultar para realizar la acción, como puede ser el caso de una autoridad, inspector o representante del Cliente. 

I Si a esta persona se le va a informar de que la acción se está ejecutando o ya se ejecutó.

Los involucrados en la matriz RACI pueden ser personas específicas y/o grupos de personas (departamento, cuadrillas, tripulación, etc.) o incluso empresas. Lo importante es que todos los involucrados sepan su rol dentro de estas acciones y coadyuven a realizarlas en forma efectiva. 

Gestión de riesgos

Las operaciones marinas están expuestas a efectos internos y externos que generan incertidumbre en cuanto al éxito de la operación. El efecto de esta incertidumbre es lo que se conoce como “riesgo”.

Cada actividad de una operación marina tiene un riesgo o riesgos asociados. Como parte de la planeación los riesgos tienen que ser identificados y valorados para así poder plantear las acciones que se tomarán ante estos riesgos.

La gestión de riesgos varía de organización a organización por lo que para los efectos de esta obra, haremos mención del proceso de gestión de riesgos considerado en la norma internacional ISO-31000, cuyo diagrama se muestra en la siguiente figura. Se recomienda consultar la norma para obtener detalles de cada etapa, sin embargo a continuación se da una breve explicación de estas.

Esquema del proceso de gestión de riesgos.

Comunicación y consulta

En todas las etapas se establece un protocolo de comunicación y consulta considerando a los muchos involucrados en la operación, con agendas y visiones distintas de los riesgos que pudieran presentarse durante esta.

Establecimiento del contexto

En esta etapa se establecen los objetivos de la gestión de riesgos, los parámetros externos e internos que se deben tomar en cuenta cuando se gestionan los riesgos y se establece el alcance y el criterio de riesgos para el resto del proceso. Más adelante se tratará el tema de la matriz de riesgos la cual es una manera de concluir el establecimiento del contexto.

Identificación de riesgos

En esta etapa se compila la lista de riesgos vinculados a la operación. Se consideran todos los riesgos posibles, sin importar que estén o no en control de la organización o de los involucrados en la operación. Lo importante es identificar todos los aspectos que pueden influir en la realización de la operación. El conocimiento actualizado y la experiencia previa de las personas que participan en esta etapa es indispensable para lograr obtener una lista de riesgos completa.

Valoración de riesgos

En esta etapa se desarrolla el entendimiento de los riesgos. El análisis de riesgo considera las causas y fuentes de riesgos, sus consecuencias y la posibilidad de que esas consecuencias puedan suceder.

Evaluación de riesgos

La evaluación de riesgos se implementa para tomar las decisiones pertinentes a partir de los resultados de la valoración de riesgos determinando cuáles riesgos necesitan tratamiento y la prioridad para implementar el tratamiento. 

Manejo de riesgos

El manejo de riesgos involucra un proceso cíclico:

• Evaluar el tratamiento del riesgo;
• Decidir si los riesgos residuales son tolerables;
• Si el riesgo residual no es tolerable implementar un tratamiento de riesgo nuevo y:
• Evaluar la efectividad del tratamiento.

Las opciones para el tratamiento de riesgos no son necesariamente exclusivas o apropiadas en todas las circunstancias. Estas opciones pueden incluir las siguientes:

• Evitar (avoid) el riesgo al decidir no iniciar o continuar una operación cuando el riesgo es muy alto. Por ejemplo, no realizar la operación cuando las condiciones meteorológicas excedan un límite, o realizar la operación con luz de día.
• Mitigar (mitigate) el riesgo, reduciendo la posibilidad de que se genere o sus consecuencias. Emplear soldadores certificados reduce la posibilidad de fallas en la soldadura de los seguros marinos, usar equipo redundante reduce la posibilidad de paros durante la ejecución de una operación, o restringir el personal presente durante una operación marina reduce las consecuencias hacia las personas.
• Transferir (transfer) o compartir el riesgo con otra entidad. Esto es el caso de adquirir seguros.

Hay un par de acciones más reconocidas en la Norma pero que normalmente no se consideran en el ámbito de las operaciones marinas. La primera es "tomar o aumentar el riesgo" (exploit en Inglés) la cual aplica en casos de riesgos positivos, es decir, se busca aprovechar una oportunidad. La otra es "mantener el riesgo por decisión informada" o en término más simple es "aceptar" (accept) el nivel de riesgo cuando es tolerable para los involucrados y/o tratar de mitigarlo sería impráctico. Por ejemplo, tolerar la deriva de un remolque bajo condiciones meteorológicas desfavorables, siempre y cuando se esté en aguas profundas alejado de la costa.

Para facilitar el manejo de riesgos se establece un registro de riesgos (risk register), en donde estos se listan con sus valoraciones y evaluaciones, así como la persona que se encarga de monitorear y el evento o situación que indique que un riesgo está por materializarse o ya se presentó.

Monitoreo y revisión

Con el monitoreo y revisión en cada etapa del proceso se asegura que los controles establecidos sean efectivos y eficientes, se obtiene retroalimentación para la mejora de los tratamientos y más importante es la identificación de cambios en el contexto interno o externo.

Planeación de Operaciones Marinas

La duración de una operación marina siempre está comprometida por la incertidumbre inherente de las condiciones meteorológicas. La posibilidad de que una operación pueda ser afectada por las condiciones meteorológicas aumenta con su duración; si la duración se extiende crece también la incertidumbre y las probabilidades de que el estado del tiempo se deteriore y afecte a la operación.

Con la planeación se garantiza que la duración de la operación marina podrá ser estimada con un cierto grado de certidumbre. Dentro de la planeación hay que identificar los recursos necesarios para la ejecución de cada operación en particular. En la planeación hay que tomar en cuenta las siguientes implicaciones:

• Se realizan en un medio marino lo cual obliga a definir las condiciones ambientales que aplicarán para los análisis y para el diseño de componentes a usar en la operación. Por ejemplo, los seguros marinos se diseñan para una ola significativa, pero eso no quiere decir que la navegación se realizaría con ese oleaje.
• Se deben contar con pronósticos meteorológicos emitidos por agencias reconocidas. Estos pronósticos pueden cubrir periodos de 12 h, 24 h, 48 h, 72 h, 120 h. La selección de la validez depende de la duración de la operación y la ventana meteorológica requerida.
• En la siguiente figura se representa un pronóstico hipotético de la velocidad del viento, la cual, para una operación no debe superar los 10 km/h. En la gráfica se ve el periodo de tiempo en el que la velocidad del viento es menor a ese valor (del día 3 al día 10 aproximadamente). Las actividades pre-operativas se realizan antes de este periodo, en el entendido de que las condiciones podrías no ser óptimas. El periodo post-operativo se realiza todavía dentro de la ventana pero eventualmente se prolonga después de esta. En la gráfica se observa que si la operación no ha iniciado para el día 6, entonces es mejor suspender puesto que hay que tener en cuenta la incertidumbre de los pronósticos meteorológicos y de que sería una situación de mucho riesgo concluir la operación bajo condiciones adversas.

Ventana meteorológica identificada en la gráfica de velocidad de viento pronosticada.

• Las operaciones marinas se realizan en forma continua (24/7). Esto se debe a que por un lado el costo de los recursos para realizar estas operaciones motiva a maximizar su uso y por el otro lado se tiene que aprovechar al máximo la ventana meteorológica. Las operaciones deben realizarse con equipos que tengan un desempeño razonable y suficiente para concluir la operación dentro de un periodo congruente con los periodos de buen tiempo que se pueden presentar en el sitio o en la ruta de la operación. No es nada más hacerlo más rápido o usar equipos nuevos y de especificación avanzada; una operación marina es una carrera “contra el tiempo” ya que las condiciones meteorológicas no pueden garantizarse al 100%.
• Evitar suspender operaciones cuando se han rebasado el “punto de no-retorno” el cual es el momento durante la operación marina en la que es mejor concluir (es decir, llegar al punto B) ya que revertirla (regresar al punto A) llevaría más tiempo, arriesgando exponerse al incremento de las condiciones meteorológicas. Por ejemplo el punto de no retorno se presenta:
• En una carga por arrastre en donde no hay forma de regresar, cuando la estructura cruza el borde del muelle;
• En una carga que pueda ser reversible, cuando el centro de gravedad de la estructura ha cruzado el muro del muelle.
• En una navegación, cuando se ha navegado más de la mitad entre los puntos de inicio y destino. Por destino se podría entender el sitio de instalación o un puerto de refugio.
• Al izar una estructura en alta mar, cuando se cortan los seguros marinos en su totalidad.

Para el análisis de tiempo de una operación marina se puede preparar un diagrama de Gantt. Teniendo en cuenta el momento en que el componente abandona su posición segura (en este caso cuando cruza del muelle hacia la embarcación) y cuando llega a la siguiente posición segura se puede determinar la duración de la operación.

Gráfica de Gantt empleada para determinar duración de una operación de carga hipotética. Las líneas verticales discontinuas señalan el momento de cambio de etapa.

Se puede emplear un software para elaboración de diagrama de Gantt, lo cual permite programar diferentes escenarios en donde se establezcan situaciones de contingencia y ver el impacto en la duración de la operación. Con la duración base de la operación y con la duración del escenario de contingencia de mayor duración se puede determinar la ventana meteorológica más adecuada.

Planes de Contingencia

Un plan de contingencia es una respuesta preestablecida a una desviación de la acción planeada. En él se definen los procedimientos de resolución y procesos alternativos que se deben de aplicar cuando la mencionada desviación toma lugar. Un plan de contingencia tiene como principio establecer las pautas de actuación ante un escenario específico, favoreciendo en lo posible la prevención y la pro-acción. Aunque una contingencia tiene un grado de aleatoriedad o incertidumbre, siempre es factible establecer por anticipado las medidas que dicten las acciones a seguir en caso de que esa contingencia se materialice.

Un plan de contingencia contendrá como mínimo lo siguiente:

• Descripción del escenario de contingencia, cuando se declara y por quien. Debe existir la capacidad para detectar las circunstancias que detonan una contingencia, es decir, no solo hay que ser reactivo ante un suceso, sino que también hay que ser pro-activo. El deterioro ambiental, por ejemplo, debe ser declarado antes de que se presente, puesto que esperar a ello representaría un riesgo a las personas y a los bienes muy alto. Por otro lado, declarar una contingencia debe recaer sobre una persona con autoridad, puesto que las implicaciones de activar el plan incluye la movilización de recursos y la notificación a autoridades civiles. Por ejemplo; el superintendente del patio de fabricación, el oficial de guardia en una embarcación, el OIM de una plataforma, etc.
• Descripción de las acciones a realizar (procedimiento de respuesta a la contingencia); esto implica establecer el "cómo" se ejecuta un plan de contingencia.
• Lista de los insumos necesarios; su ubicación durante la operación y los responsables para activarlos / operarlos. Debe existir un conocimiento pleno de los insumos que se requieren para ejecutar el plan y tener las personas necesarias para su correcta operación. De nada sirve contar con un juego de reparación de cable de remolque, si la tripulación del remolcador no sabe que existe y en donde su ubica, y peor aun, si no sabe cómo emplearlo.
• Flujo de comunicaciones. La comunicación es fundamental para la coordinar las acciones y poder canalizar adecuadamente los recursos necesarios para atender la contingencia.

Los planes de contingencia se determinan a partir de los componentes o circunstancias que influyen en la ejecución de la operación y que podrían desviarse de lo esperado. Por ende, a mayor definición de las actividades, mejor se podrá determinarse las medidas de contingencia.

Para una operación marina pueden existir un conjunto de planes de contingencia, dependiendo las distintas desviaciones que pudieran presentarse. En la siguiente tabla se presentan los escenarios que podrían considerarse para las distintas operaciones marinas. La cantidad de escenarios y planes dependerá al final de las características de la operación y de los equipos involucrados.

Ejemplos de escenarios de contingencia; para cada operación se deben definir los escenarios de contingencia en base a los recursos involucrados, las condiciones particulares del sitio y las características de la operación en sí.

Aparte de la provisión de insumos para atender la contingencia, hay que tomar en cuenta el tiempo que llevaría implementar las medidas de contingencia. Como guía para determinar los tiempos de contingencia en la siguiente tabla se indican las acciones que pueden ser evaluadas con este fin.

Sugerencias de acciones a considerar para estimar el tiempo necesario para atender una contingencia. Para cada operación se deben definir los escenarios de contingencia en base a los recursos involucrados, las condiciones particulares del sitio y las características de la operación en sí.

En ciertos casos será conveniente realizar simulacros de los planes de contingencia, como son los simulacros para combate de incendios, o en el caso de embarcaciones, los simulacros de abandono de buque. Los simulacros ayudan a la familiarización de los involucrados con la operación a conocer su función, ubicar y emplear los recursos necesarios (en la medida de lo posible) y practicar las comunicaciones.

Proceso genérico de una operación marina

Tomando como referencia la siguiente figura explicaremos el proceso genérico de una operación marina:

Esquema conceptual de una operación marina.

• En esencia, la operación marina es la acción de mover un componente desde una posición segura A hasta una posición segura B.
• Podemos definir tres etapas en todo proceso de una operación marina; preparativos (o pre-operativa), operativa y post-operativa.
• La etapa pre-operativa es aquella en la que se realizan los preparativos finales de la operación. En esta etapa no consideramos la fabricación, compra o renta de los componentes ni la realización de ingeniería o procedimientos. En esta etapa es cuando todos los aspectos previstos para la operación se ponen en función y el componente puede incluso ser movido preservando su posición segura.
• Llevar al componente desde la posición segura A a la B va a llevar cierto tiempo el cual debe ser estimado con la mayor certidumbre posible. Para propiciar una mayor certidumbre, el proceso de planeación debe incluir todos los análisis de ingeniería necesarios en base al tipo de operación y equipo empleado. Así mismo se deben desarrollar todos los procedimientos y prever los recursos necesarios tanto para la operación como para las acciones de contingencia.

  

  Gráfica de Gantt empleada para determinar duración de una operación de carga hipotética. Las líneas verticales discontinuas señalan el momento de cambio de etapa.

• En toda operación se contempla un tiempo adicional para cubrir situaciones de contingencia.
• La ventana meteorológica mínima es el periodo de tiempo en el que se podrá contar con unas condiciones meteorológicas que no excederán los valores máximos permitidos para la operación. Esta ventana meteorológica debe cubrir la duración estimada para la operación más el tiempo que lleve tomar las medidas de contingencia. 
• El IGM emite un certificado de aprobación (CdA) al inicio de la operación cuando ha constatado que los preparativos han sido realizados conforme a lo planeado y se cuenta con un pronóstico meteorológico favorable.

Conceptos Generales de las Operaciones Marinas

Dentro del ámbito de la construcción de plataformas marinas, las operaciones marinas son las actividades de construcción que se realizan en el mar o en la interfase mar-tierra. Un aspecto importante de las operaciones marinas es que, en la mayoría de los casos, son sometidas a un proceso de certificación impuesto por las empresas de seguros que cubren los riesgos de construcción.

Las empresas de seguros incluyen una cláusula de garantía (warranty clause) donde se indican las operaciones marinas que deberán ser certificadas por un inspector de garantía marina (IGM, marine warranty surveyor).

El objetivo del IGM es verificar que los riesgos en una operación marina específica han sido minimizados. Para lograr este objetivo, el IGM realiza una revisión de los distintos documentos de ingeniería desarrollados en la planeación de la operación; también realiza inspecciones a los equipos que se pretenden involucrar y por último, asiste a las operaciones para certificar y atestiguar la ejecución. Es precisamente la certificación de las operaciones marinas un requisito muy característico de los proyectos de construcción costa fuera que tiene su fundamento principalmente en los siguientes aspectos.

Peso y costo de los componentes

En las operaciones marinas todo al final es voluminoso y sobretodo costoso. Los componentes de plataformas marinas suelen tener dimensiones en exceso o ser de gran peso; desde una sección de pilote que puede pesar 50 t hasta una superestructura que puede llegar a pesar miles de toneladas. El peso y las dimensiones de los componentes son factores esenciales en estas operaciones.

Con las dimensiones y el peso va asociado también el costo de estos componentes. En muchos casos el elemento mayoritario es acero estructural, lo cual podría considerarse barato y disponible, sin embargo el escenario cambia si hablamos de una superestructura, la cual pudiera contar con equipos sofisticados como son los turbocompresores, los cuales no nada más son caros, sino también tienen un tiempo de reposición bastante prolongado.

Las empresas de seguros otorgan coberturas en base a los montos por asegurar y el tipo de operación. A mayor peso y costo, mayor cobertura y por lo tanto, mayor diligencia se exige en la planeación y ejecución de las operaciones.

Remolque húmedo de la plataforma con base de gravedad (GBS) (circa 1997). La estructura desplazó al momento del remolque final alrededor de 600,000 t lo que la hizo uno de los riesgos asegurados de mayor costo en la historia de los seguros marinos.

Ingeniería Transitoria

El proceso de transporte e instalación impone condiciones extraordinarias a las condiciones de diseño. Por una parte, la estructura de los componentes se someten a condiciones de apoyo más críticas que en la vida operativa. Por ejemplo:

• Una superestructura de ocho patas se apoya normalmente en la parte inferior de estas, sin embargo, al levantarse para su instalación es sujetada en cuatro puntos en la parte superior de la estructura. Esto implica una condición de esfuerzos totalmente diferente de una condición a otra.
• Una subestructura que sea lanzada, al momento de pivotar se apoya en una longitud muy reducida de su longitud, lo cual podría deformar irremediablemente sus patas. Esto es una situación que solamente sucederá una vez en la vida de la estructura, pero que tiene que sobrevivir cuando suceda.

Encima de eso, los componentes no están completamente integrados, como sucede en el caso de la subestructura que no cuenta con los pilotes, o el extremo inferior de las patas de una superestructura que al ser izada están relativamente sueltas. En varios casos la estructura termina siendo reforzada o atiesada para poder resistir estas condiciones y esto debe ser previsto en el proceso de diseño básico y de detalle de la plataforma.

Si bien, la duración de una operación marina es muy corta en comparación a la vida operativa, aun así los componentes deben sobrevivir a la operación. De nada serviría que un componente se destruya al momento de la carga, durante el transporte o en la instalación. En el capítulo de ingeniería transitoria detallaremos los aspectos que deben ser cubiertos para asegurar la integridad de los componentes durante la ejecución de las operaciones marinas.

Reforzamiento de un nodo en la pata de una subestructura que sería lanzada (circa 2005). Este reforzamiento fue necesario para evitar que la pata (tubo) colapsara al momento del lanzamiento de la subestructura.

Sensibilidad a las condiciones ambientales

Otro factor de influencia en las operaciones marinas son las condiciones ambientales. Una operación de carga se planea en función de parámetros ambientales como son el viento, las corrientes y la marea en el sitio de carga. Para una operación de transporte, la velocidad de viento, la altura de la ola significativa y su periodo son los parámetros dominantes. En el caso de la instalación se determinan parámetros ambientales atendiendo a que haya seguridad para las personas involucradas en la operación, es decir, de nada sirve considerar unas condiciones severas si estas representan un riesgo intolerable para el personal que estará involucrado en ellas.

La definición de estas condiciones es necesaria desde el inicio del diseño de la plataforma, ya que las consecuencias de un incremento en ellas puede resultar en re-trabajos con los consecuentes incrementos en costos y tiempos de construcción.

Incertidumbres meteorológicas

Aparte de la influencia de las condiciones ambientales en las operaciones marinas, está también la incertidumbre sobre las condiciones que se presentarán al momento de ejecutar la operación. Hay que recordar que las condiciones meteorológicas que se presentarán durante una operación son “pronosticadas” y con esto queremos decir que en todo pronóstico hay una incertidumbre. Cuando hablemos de la ventana meteorológica se abundará en este aspecto.

Tecnología empleada

Las expectativas de éxito en una operación marina se incrementan si se emplea una tecnología madura y conocida. Sin embargo esto no implica que se usen nuevas tecnologías sobre todo cuando se trata de campos petroleros en aguas profundas.

Para tener una idea del impacto en la tecnología, la reducción de peso de una subestructura que se instale por izaje puede ser del orden del 30% con respecto al de una subestructura que sea lanzada aun y cuando tengan el resto de sus características iguales (tirante, cantidad de patas, suelo, peso de la superestructura, etc).

Personal involucrado

Y por último, pero no menos importante, todas las operaciones marinas son ejecutadas por personas. El conocimiento y experiencia de cada persona involucrada en la operación es vital para lograr su realización con éxito.

Estrategia de Instalación

La construcción de plataformas marinas (marine platform) es el conjunto de actividades que tiene por objetivo erigir una plataforma en el mar. Hay muchos factores que definen el proceso de construcción de plataformas marinas de entre los cuales resaltamos los siguientes:

• Tipo de plataformas; convencional, base de gravedad, torre flexible, TLP, SPAR, FPSO, Semi-sumergible.
• Configuración de la plataforma; dimensiones, puntos de apoyo, cantidad de niveles.
• Peso y centro de gravedad.
• Equipo de instalación; barco grúa principalmente.
• Medio de transporte; chalanes, buques de carga pesada.
• Instalaciones para fabricación; patio de fabricación, método de carga.
• Plazo de Ejecución.

La construcción de una plataforma marina es un proceso que inicia en tierra y concluye en el mar. Construir una plataforma marina desde cero en alta mar, aunque pudiera ser posible, implicaría un proceso prolongado, ineficiente y complejo debido a las circunstancias particulares del medio marino tales como la logística para llevar los insumos y al personal desde tierra a la plataforma, contar con una o varias embarcaciones de soporte para la construcción y por supuesto, la afectación por eventos meteorológicos (viento, oleaje, tormentas, huracanes, etc.). Por otro lado, construir completamente una plataforma en tierra y llevarla así hasta su sitio final de instalación requiere de una infraestructura, equipos y metodología muy complejos lo cual podría no ser factible y rentable para las compañías petroleras.

Para llevar a cabo la construcción es necesario definir cuáles serán las secciones mayores en que una plataforma se dividirá y cómo serán transportados e instalados. Es así que se define la estrategia de instalación, la cual es la cadena de actividades que se realizarán para llevar los componentes de una plataforma marina desde el patio de fabricación hasta el sitio final de instalación.

El proceso de instalación de plataformas marinas inicia en los patios de fabricación con la operación de carga (load-out), continua con la operación de transporte (transportation) y culmina con las operaciones de instalación (installation) propiamente dichas. A estas actividades que se realizarán sobre el mar o en la interfase tierra-mar se le conocen como operaciones marinas (marine operations).

La tendencia en la construcción de plataformas marinas ha sido realizar la mayor cantidad posible del trabajo en tierra y hacer el mínimo de actividades en alta mar. Esto es debido a que el trabajo en tierra es más eficiente y continuo que en alta-mar y también porque los insumos de la construcción en altamar (personal, equipos) son más caros que los de tierra. Sin embargo, esta tendencia se ve contenida por una serie de limitantes que imponen los recursos de construcción disponibles, las condiciones geográficas naturales o artificiales y los aspectos de seguridad.

Compromisos recíprocos relacionados con el grado de integración considerado en la fabricación de una plataforma marina.

Al incrementar el porcentaje de integración se reduce el tiempo de interconexión y puesta en marcha costa fuera, optimizando así la duración y el costo del proyecto y coadyuvando a que la compañía petrolera pueda poner en operación la plataforma en menor tiempo. En contraparte, el peso de la plataforma se incrementa y por lo tanto la instalación requerirá de métodos más sofisticados y de recursos con mayor capacidad y costo.

En los años 80’s, las superestructuras de las plataformas marinas de perforación construidas en México salían de los patios de fabricación (fabrication yard) con la cantidad mínima de equipos y tuberías y con un peso aproximado de 500 t - 900 t. En los 90’s el porcentaje de integración aumentó y el peso de las superestructuras llegó a estar entre los 1,800 t - 2,200 t. Para el inicio del siglo XXI, la integración siguió aumentando y el peso llegó a estar entre 2,600 t - 2,800 t. Este incremento en peso se debió en gran parte al aumento en el porcentaje de integración de estas estructuras mas que a cambios de configuración o diseño diseño conceptual; estamos hablando de superestructuras con dos niveles, uno para la colocación de los cabezales de pozos y el segundo para el apoyo de los módulos de perforación. El cambio más relevante tal vez fue el incremento de la cota del nivel de cabezales de 15.85 m sobre el nivel del mar a 19.2 m, el cual tuvo lugar después de los daños que sufrieron las plataformas con el paso de los huracanes Opal y Roxanne en 1995. Este cambio tuvo apenas un incremento marginal en el peso de las superestructuras, y realmente el aumento en el peso durante la instalación se puede atribuir al grado de integración de las estructuras.

En la siguiente figura se muestra una comparación de la superestructura de perforación de la plataforma AKAL-C en 1978, que pesó al momento de la instalación 590 t, contra la superestructura de la plataforma MALOOB-A, instalada en el año 2005 pesando al instalarse 2,365 t.

Comparación de peso durante la instalación de dos superestructuras de perforación (creada por el autor).

La estrategia de instalación también toma en cuenta la composición de la plataforma. En el caso de una plataforma fija sus componentes principales en función a la instalación son:

• Superestructura (deck): estructura que ofrece el soporte para la realización de las actividades de explotación petrolera.
• Pilotes (piles): cimientos de la superestructura que se prolongan a una profundidad determinada por debajo del lecho marino.
• Subestructura (jacket): armadura que refuerza los pilotes y sirve de guía durante la instalación de ellos.

Partes de una plataforma fija convencional.

La estrategia de instalación tendría la cadena de razonamiento que se muestra a continuación:

Cadena de razonamiento para definir la secuencia de instalación.

Con base en esta cadena de razonamiento, la secuencia de instalación es la siguiente:

• Paso 1: instalar la subestructura.
• Paso 2: hincar pilotes.
• Paso 3: instalar la superestructura.

Dentro de estos pasos simples, se podría presentar la necesidad de definir otros aspectos básicos de la instalación que repercuten en el transporte y, finalmente, en la forma que los distintos componentes serán construidos y cargados. A continuación señalamos los siguientes aspectos:

El peso de los componentes principales de la plataforma en combinación con la capacidad de izaje costa fuera (es decir, la capacidad del barco grúa disponible) sirve para determinar la segmentación final de la plataforma. En ocasiones la superestructura se secciona para ajustarse a la capacidad de izaje, como fue el caso de la superestructura de la plataforma de producción PB-AB-01 de tres niveles que se instaló en dos partes; la primera que correspondía al primer nivel y la segunda que contenía los otros dos.

Niveles 2 y 3 de la superestructura de PB-AB-01, al momento de ser izada por el SSCV HERMOD, en la Sonda de Campeche (circa 2001).

Debido a la altura de la sub-estructura podría resultar impráctico e inseguro transportarla de pié. Esto sólo se ha hecho en plataformas de poco tirante y con dimensiones relativamente pequeñas.

Salida a Navegación de la subestructura de PP-MAY-B (circa 2004, puerto de Tampico) a bordo del chalán JMC-301 a la tira del remolcador REED DANOS. El tirante de agua en el sitio de instalación es de 12.0 m.

Para estructuras de tirantes mayores, lo más práctico y seguro para su transportación y su fabricación es disponerla en forma horizontal (acostada). Con esta disposición en mente, debe diseñarse la plataforma para que pueda ser construida, cargada, transportada y lanzada al mar en posición horizontal y después se pondría en pie en su ubicación final en el sitio de instalación.

Superestructura de PP-MALOOB-B a bordo del chalán L-400, durante los preparativos de navegación en el Patio Swecomex, Congregación Anáhuac, Ver. (circa 2005).

La longitud total de los pilotes hace impráctico que se transporten y se instalen completos. Para poder ser izados tendrían que ser de una dimensión y espesor bastante mayor del requerido para su función. Al seccionar los pilotes se facilita su carga, transporte e instalación, sin necesidad de aumentar su diámetro y espesor. Al final, las secciones en las que se dividen los pilotes dependen de varios factores como la composición geotécnica del subsuelo y la capacidad de manipulación del contratista de la instalación.