Sesión técnica, sala ATASTA, Ventajas de la segmentación dinámica en los modelos de evaluación...
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“Ventajas de la segmentación dinámica en los modelos de evaluación de riesgo en ductos” Autores: Dr. Arturo Godoy Simón Ing. José Luis Martínez González Dr. Jorge Cantó Ibáñez Dr. Lorenzo Martínez Martínez de la Escalera
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“Ventajas de la segmentación dinámica en los modelos de evaluación de riesgo en ductos”
Autores:
Dr. Arturo Godoy Simón
Ing. José Luis Martínez González
Dr. Jorge Cantó Ibáñez
Dr. Lorenzo Martínez Martínez de la Escalera
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Contenido
Introducción
Objetivo
¿Que es Segmentación Dinámica?
Variables línea, punto y administrativas
Linear Referencing y GIS
Dynamic Segmentation, programación
Normalización e interpretación
Enmascaramiento
Conclusiones
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Introducción
• Evaluación de Riesgo
• RoF=LoF x CoF
• Modelos de evaluación
• Resultados absolutos
• Resultados relativos
• Herramientas
• Métodos Probabilísticos (Escenarios, Arboles)
• Expertos reconocidos en la materia (por sus siglas en ingles SME), validación de datos de entradas.
• Segmentación Dinámica
• Metodología
• Variables
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Objetivo
Establecer las ventajas principales del uso del método de segmentación
dinámica para evaluación de riesgo en ductos de transporte de
hidrocarburos, tomando en cuenta los beneficios a la toma de decisiones y
las reducciones en la incertidumbre de la evaluación de riesgo.
Modelo de evaluación de riesgo
Relativo
Absoluto
Segmentación Dinámica
Atributo
Usuario
Variables
LoF CoF
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Importancia de la segmentación dinámica
Según ASME B31.8S-2004 en su apartado 5.7 define la segmentación
como…un efectivo proceso de evaluación de riesgo debe poder
incorporar la resolución suficiente de tamaño de segmentos de
ducto para analizar los datos que existan a lo largo del ducto. Dicho
análisis facilitará la localización de áreas de alto riesgo que necesiten
atención inmediata. Para propósitos de evaluación de riesgo, la longitud
de los segmentos puede ir de unas cuantas unidades de pie hasta
millas, dependiendo de los atributos del ducto, así como de su
entorno y otros datos…
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¿Qué es segmentación dinámica?
Seg 3 Seg 4 Seg 65
ESPESOR: 0.50 PULG ESPESOR: 0.25 PULG ESPESOR: 0.50 PULG
Seg 1 Seg 7
Área poblada Área poblada
Diámetro 8 pulg
2000 oh-cm 2500 ohm-cm 3000 ohm-cm 6500 ohm-cm 5000 ohm-cm
Seg 2
VARIABLE 1
VARIABLE 2
VARIABLE 3
VARIABLE 4
SEGMENTACIÓN DINÁMICA
0+0
00
2+0
00
8+0
00
10
+00
0
19
+90
02
0+0
00
24
+00
0
30
+00
0
Intersección de variables
consideradas en el algoritmo de
evaluación de riesgo.
Inicio Fin Variable Valor Unidad
0+000 10+000 Espesor de Pared disponible=t 0.500 pulg
10+000 20+000 Espesor de Pared disponible=t 0.250 pulg
20+000 30+000 Espesor de Pared disponible=t 0.500 pulg
0+000 10+000 Área poblada=AP 70 hab/km2
19+900 30+000 Área poblada=AP 60 hab/km2
0+000 30+000 Diámetro=D 8 pulg
0+000 2+000 Resistividad de suelo=Res 2,000 ohm-cm
2+000 8+000 Resistividad de suelo=Res 2,500 ohm-cm
8+000 10+000 Resistividad de suelo=Res 3,000 ohm-cm
10+000 24+000 Resistividad de suelo=Res 6,500 ohm-cm
24+000 30+000 Resistividad de suelo=Res 5,000 ohm-cm
Inicio Fin t AP D Res
0+000 2+000 0.500 70 8 2,000
2+000 8+000 0.500 70 8 2,500
8+000 10+000 0.500 70 8 3,000
10+000 19+900 0.250 Desconocido 8 6,500
19+900 20+000 0.250 60 8 6,500
20+000 24+000 0.500 60 8 6,500
24+000 30+000 0.500 60 8 5,000
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¿Qué es segmentación dinámica?
Segmentación Dinámica es el proceso de ubicar a lo largo de líneas previamente
calibradas, entidades que representan rasgos geográficos tales como carreteras,
ríos, ductos, vías férreas, límites administrativos, mojoneras, puntos notables,
regiones en el suelo, condiciones operativas, presiones, etc.
Permite la asociar múltiples conjuntos de atributos a cualquier porción de una
entidad lineal.
Estos atributos luego, pueden ser almacenados, desplegados, consultados y
analizados sin afectar la coordenadas de los datos lineales ni su geometría.
Modela elementos lineales usando rutas o eventos de rutas.
Ruta
Calibrada
Eventos Tablas
La fuente de eventos sobre rutas esta en una tabla de
eventos como una capa geográfica “dinámica”. Cada
fila en la tabla representa un elemento geográfico cuya
forma (geometría) es calculada “al vuelo”, en tiempo
real, cada vez que se haga un pedido sobre él. Esto es
segmentación dinámica.
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Variables línea
Las variables línea en este contexto son aquellas que pueden ser
expresadas como una distancia definida sobre la trayectoria del ducto,
también pueden ser entendidas como el segmento de ducto contenido
en una región geográfica que represente una variable de análisis.
Debe de considerarse que la intersección del ducto con esta región
representa únicamente dos puntos de corte entre el ducto y los bordes
del polígono de la región, estos dos puntos representan el inicio y fin del
segmento.
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Variables punto
Este tipo de variables son aquellas que no cuentan con una longitud defina
sobre la trayectoria del ducto y que solamente están representadas por
una posición puntual, sin embargo, la mayoría de las veces este tipo de
variables se encuentran contenidas en un espacio vectorial continuo y
es necesario la aplicación de criterios de conceptualización de dichas
variables para poderlas establecerlas como una variable línea, que den
a la metodología una única condición de riesgo en esa posición.
AB
C
A+B2
B+C2
Segmento 1 Segmento 2 Segmento 3
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Variables administrativas
Las variables administrativas son variables de segmentación definidas por
el usuario, estas pueden ser:
1. Por Empresa
2. Por Organismo subsidiario
3. Por Sector/Jurisdicción
4. Por Trampa-Trampa
5. Por Válvula-Válvula
6. Cada kilómetro
7. Cada 500 m
8. Cada 250 m
9. Cada 100 m
10.Definida por el usuario
NODOS requeridospara
Normalización de resultados
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Herramientas Geográficas
Zonas Pobladas Uso de suelo Textura de suelo Humedad de suelo pH de suelo
Resistividad Zonas Protegidas Tipo de suelo Escuelas Hospitales
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Variables GIS
19.4
Humedad de Suelo
pH del suelo
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Variables GIS
PRECI_RANG
MENOR DE 50 mm
DE 50 A 100
DE 100 A 200
DE 200 A 300
DE 300 A 400
DE 400 A 500
DE 500 A 600
DE 600 A 800
DE 800 A 1000
DE 1000 A 1200
DE 1200 A 1500
DE 1500 A 1800
DE 1800 A 2000
DE 2000 A 2500
DE 2500 A 3000
DE 3000 A 3500
DE 3500 A 4000
DE 4000 A 4500
MAS DE 4500
Legend
temp_amb_Dissolve
cat, TA_RANGO
1, MENOR DE -2
2, DE -2 A 5
3, DE 5 A 6
4, DE 6 A 8
5, DE 8 A 10
6, DE 10 A 12
7, DE 12 A 14
8, DE 14 A 16
9, DE 16 A 18
10, DE 18 A 20
11, DE 20 A 22
12, DE 22 A 24
13, DE 24 A 26
14, DE 26 A 28
15, MAYOR DE 28
Precipitación media anual
Temperatura ambiente
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Variables GIS
Textura del suelo
Uso de suelo
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Intersección de variables y segmentación dinámica
97,850 polígonos de intersección
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Resultados de segmentos
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Gráfico de frecuencia
Distrito Federal
Morelos
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Linear Referencing
Medir distancias entre puntos para establecer distancias sobre una trayectoria.
Usar coordenadas para ubicar una posición sobre una coordenadas no es práctico.
En lugar de usar medidas basadas en coordenadas (x,y), estas herramientas
simplifican los datos usando una posición relativa simple. La ubicación
entonces, es dada en términos de un elemento conocido y una posición o medida
sobre él. Por ejemplo, ruta 8, kilómetro 23, identifica únicamente una posición en
el espacio geográfico sin tener que expresarlo en coordenadas (x,y), o
latitud/longitud. Esto es REFERENCIAMIENTO LINEAL.
Km 5+283
Km 5+751
Km 1+231
Km 1+349
Km 1+458
Km 1+521
Km 1+601
Km 1+624
Km 0+175
Km 0+365
Km 1+035
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Rutas
Una ruta es simplemente un elemento lineal o varios sobre los que se
puede definir atributos, tal como una calle, camino, ruta propiamente
dicha, autopista, tubería o corriente de agua.
Los atributos pueden ser asignados a una ruta ya que cada ruta tiene un
identificador almacenado en un campo y tiene un sistema de medidas
asociado.
Las medidas describen distancias a lo largo de elementos lineales.
La geometría de rutas difiere de otras geometrías lineales en que en lugar
de ser una colección de coordenadas (x,y), es una colección de valores
(x,y,m), m es el valor M donde se almacena la medida.
Definición: Una polilínea es una colección ordenada de caminos o
segmentos que pueden estar conectados o no.
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Rutas (cont)
• Los datos a lo largo de las rutas se modelan usando eventos de rutas.
• Los valores M puede incrementarse a lo largo de la ruta, permanecer
constante o disminuir.
• Significa que no tienen porque incrementarse monótonamente a lo largo
de la misma.
Si consideramos un ducto, comúnmente estas medidas representan
distancias sobre la ruta pero también pueden representar tiempo,
costos, u otros eventos que ocurran a lo largo de la misma.
Estos valores M medidos se almacenan en cada vértice de las polilíneas
que componen la ruta o la red.
El valor medido es independiente al sistema de coordenadas usado para
representar al elemento geográfico, en este caso la ruta.
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Calibración
• Un elemento geográfico lineal calibrado,
o ruta calibrada, es simplemente una
polilínea que contiene valores M
(medidas) y un identificador. Dichos
valores M almacenan información de
medidas realizadas sobre dicha ruta, por
ejemplo kilómetros medidos en distintos
puntos de la ruta que serán usados para
calibrarla.
• La calibración se realiza tomando
medidas sobre ciertos puntos de la ruta
(por ejemplo los mojones) para que el
software pueda interpolar o extrapolar el
resto de los valores para la polilínea.
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Programación de Segmentación dinámica
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Resultado de la programación
Id ducto Inicio Fin V1 V2 V3 V4 Vn……………………………….
1 0+000 0+010 0.250 1000 1 .021 8……………………………….
2 0+010 0+120 0.250 1250 2 .021 8……………………………….
3 0+120 0+545 0.300 1250 3 .021 8……………………………….
…..................................................
m 70+102 Fin del ducto
0.250 2000 1 0.21 8……………………………….
…..................................................
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Normalización e interpretación
𝑅𝑜𝐹𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜
=𝑅𝑜𝐹𝑠𝑒𝑔𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 ∗ (𝑘𝑚_𝑓𝑖𝑛𝑠𝑒𝑔𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 − 𝑘𝑚_𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜𝑠𝑒𝑔𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜)
𝑘𝑚_𝑓𝑖𝑛𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 − 𝑘𝑚_𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛
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Enmascaramiento
La segmentación dinámica permite obtener resultados con una resolución y precisión para poder analizar zonas de alto riesgo.Sin embargo, la normalización de resultados puede generar enmascaramiento.
Se recomienda realizar el análisis de riesgo con ambos gráficos, para evitar omitir zonas importantes.
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Conclusiones
1. La segmentación dinámica es la forma mas eficiente de discretizar un
ducto para la evaluación de riesgo.
2. El uso de herramientas en un sistema de información geográfica ayuda
en la segmentación para variables que forman parte de ambiente
externo del ducto.
3. La segmentación dinámica proporciona una resolución de valores de
riesgo apropiada para las exigencias actuales de la industria petrolera.
4. Se creará un nuevo segmento cuando cambie una variable la magnitud
de una variable de segmentación (si no hay cambio, no se generará un
nuevo segmento).
5. La programación de esta metodología no representa una complejidad en
el modelo de evaluación de riesgo. Sin embargo esta íntimamente ligado
con la resolución de los datos de entrada del modelo.
GRACIAS!!!
Autores:
Dr. Arturo Godoy Simón
Ing. José Luis Martínez González
Dr. Jorge Cantó Ibáñez
Dr. Lorenzo Martínez Martínez de la Escalera
