ARQUITECTURAS INFORMÁTICAS PARA ALMACENAMIENTO, PROCESO Y ADMINISTRACIÓN DE BASES DE DATOS PARA ADMINISTRACIÓN DE INTEGRIDAD DE DUCTOS

M. C. Gustavo Calzada Orihuela

gustavocalzada@gmail.com

M. C. Lucía Morales Morales

cialu5040@gmail.com

 

Dr. Jorge A. Ascencio Gutiérrez

ascencio@fis.unam.mx

 

 Ing. Rodolfo René Superamo Zaleta,

rene@corrosionyproteccion.com

Dr. Arturo Godoy Simón

arturogodoy@corrosionyproteccion.com

Ing. Enrique Rodríguez Betancourt

enrique.rodriguezb@pemex.com

 

Ing. José Luis Martínez González,

jose.luis.martinezgo@pemex.com

INTRODUCCIÓN

¿Por qué nos importa evaluar y administrar el

riesgo?

¿Qué es el riesgo en la industria petrolera?

¿Qué es el riesgo?

INTRODUCCIÓN

Se han invertido recursos en desarrollar e implementar metodologías y tecnologías que auxilien de forma eficiente a la toma de decisiones y la prevención de catástrofes que pongan en riesgo a la población, al medio ambiente o a la empresa.

PEMEX promueve la implementación de sistemas informáticos que asistan la prevención de situaciones de riesgo en sus instalaciones y ductos alrededor del país.

INTRODUCCIÓN

El análisis de la información, un proceso complejo y no estandarizado debido a que estos sistemas informáticos varían.

Estructuras Arquitecturas Procedimientos Manejo de datos Resultados

INTEGRIDAD DE DUCTOS

Es un proceso de evaluación con el fin de asegurar, por medio de una metodología definida, que un ducto puede operar de forma eficiente trasportando hidrocarburos de forma segura.

Por lo que se tiene que considerar: Diseño Operación Administración Inspecciones Mantenimiento Procedimientos Factores humanos, ambientales y de entorno

INTEGRIDAD DE DUCTOS

La administración de integridad es un proceso complejo y no existe una única técnica o metodología que permita la evaluación de un ductos.

El Instituto Americano del Petróleo (API) desarrolló un marco que sirve como guía.

Identificación del impacto potencial del ducto

Colecta de datos

Evaluación inicial de Riesgo

Desarrollo de plan de administración de riesgo

Ejecución de plan de inspección y mitigación

Actualización de datos

Re evaluación de integridad

INTEGRIDAD DE DUCTOS

En base a la metodología de Muhlbauer, se describe el proceso de evaluación y la explica los factores involucrados en los algoritmos.

1. Modelado del Riesgo 2. Colecta y

preparación de datos

3. Segmentació

n 4. Evaluación de Riesgo 5.

Administración del Riesgo

INTEGRIDAD DE DUCTOS

Ya sea cualitativa o cuantitativa, el riesgo es calculado en función de: La frecuencia del mecanismo de falla o la

Probabilidad (relativa) de falla (LOF) La Consecuencia de falla (COF)

RiesgoLOF

COF

Amenazas

Impactos

Sistema Informático

Características

IMP (Integrity Management Program)

Sistema de escritorio sobre plataforma Windows.Maneja índices relativos de riesgo.Considera gas, petroquímicos primarios y secundarios y amoniacos.Sólo evalúa ductos terrestres.Evalúa el Riesgo de falla pero no la de confiabilidad.Considera las causas de cada mecanismo de falla.Considera las consecuencias de falla.Proceso de segmentación fija.Permite el ingreso a múltiples usuarios.No tiene implementada la visualización geográfica.Captura de datos ajustada a su algoritmo pero no los administra.No genera reportes.No cumple en su totalidad las normativas actuales para la administración de integridad. Sistema manejador de bases de datos SQL Server 2008

PIRAMID (Pipeline Risk Analysis for Maintenance and Inspection Decisions)

Tiene características de similares al IMPSistema de Escritorio sobre plataforma Windows.Permite un solo usuario.Aunque su función es evaluar la integridad, es más obsoleto, por lo tanto sus procesos y arquitecturas también lo son.Sin embargo, realiza su proceso de segmentación de forma dinámica.Maneja una evaluación cuantitativa.Sólo considera crudo y gas.Evalúa el Riesgo de falla y las consecuenciasNo tiene implementada la visualización geográfica.Captura de datos ajustada a su algoritmo pero no los administra.No genera reportes.No cumple en su totalidad las normativas actuales para la administración de integridad.Sistema manejador de bases de datos Microsoft Access.

ARQUITECTURAS BASES DE DATOS

Las variaciones dependerán de: Estructuras o arquitecturas Metodologías Tecnologías Arquitecturas Informáticas Diseños

Por definición, una base de datos es una estructura computacional que almacena colecciones de datos de interés particular de uno o muchos usuarios, con un objetivo definido.

ARQUITECTURAS BASES DE DATOS

Control centralizado Redundancia reducida Transacciones de datos más eficientes Reglas para la edición de datos Independencia de los datos con las

aplicaciones

¿Qué Base de Datos usar?

¿Relacional?

ARQUITECTURAS BASES DE DATOS

La presentación de los datos depende de las necesidades o requerimientos del usuario.

Flexibilidad

Eficiencia

Accesibilidad

Datos Planos

Datos geográficos

AplicaciónComponentes

espaciales

Atributos

Geodatabase

ARQUITECTURAS BASES DE DATOS

ARQUITECTURAS BASES DE DATOS

De acuerdo ESRI, el uso de base de datos relacionales es el método más usado por su practicidad para administrar y organizar datos geográficos, por lo que es un modelo que brinda la facilidad de vincular los datos planos y geográficos.

PODS (Pipeline Open Data Standard) se caracteriza por ser un modelo relacional, permitiéndole ser flexible para la integración múltiples sistemas.

TOTAL RELIABILITY AND INTEGRITY MANAGEMENT SOLUTIONS (TRIMS)

El proyecto TRIMS es una iniciativa dirigida por Corrosión y Protección Ingeniería S. C., Universidad Autónoma de Campeche y la Universidad Nacional Autónoma de México, con el fin de desarrollar un sistema informático para asistir la evaluación de integridad de ductos de PEMEX.

Para lo cual se implementó una arquitectura bajo las necesidades de una metodología específica.

TRIMS

En este proyecto se propone el desarrollo un modelo de evaluación de riesgo que integre tecnologías del estado de arte combinando técnicas y arquitecturas que faciliten la explotación de datos para la extracción y análisis de información.

Con el objetivo de ofrecer una solución integral para una visualización de los segmentos de ductos en la red de trasporte de hidrocarburos con sus respectivos valores de riesgo de forma semaforizada.

SAP

Geográfica

ReportesInspeccione

s

Captura de Datos

Base de Datos

Procesamiento y

estandarización de datos

Proceso de

Cálculo de

Variables

COF LOF

ROF

Generación de Consultas

ReportesEscenarios

Proceso de graficación

Graficación dinámica

Otras

Proceso de evaluación de integridad de ductos TRIMS

Proceso de Segmentación

del ducto

Proceso de cálculo de valores de riesgo

TRIMS: METODOLOGÍA Y COLECTA DE DATOS El proceso inicial es la colecta de los datos. Esta

información proviene de diferentes fuentes, ya sea de bases de datos existentes o por captura directa de algún operador del ducto.

Antes de que los datos sean insertados y almacenados en la base de datos central de TRIMS, se implementa un proceso de estandarización de datos.

Se insertan en la base de datos central donde se almacenan en una estructura de almacén de datos

TRIMS: METODOLOGÍA Y COLECTA DE DATOS

Ventajas de almacén de datos

Proporciona una herramienta para la toma de decisiones. Facilita la aplicación de técnicas estadísticas de análisis y

modelización para encontrar relaciones ocultas entre los datos del repositorio.

Proporciona la capacidad de aprender de los datos del pasado y de predecir situaciones futuras en diversos escenarios.

Supone una optimización tecnológica y económica en entornos de centro de información, estadística o de generación de informes con retornos de la inversión.

El proyecto integra este conjunto de metodologías a la arquitectura de base de datos y a los procesos de tratamiento de datos con el objetivo de aplicar nuevas tendencias y tecnologías en el almacenamiento y explotación de datos.

TRIMS: SEGMENTACIÓN

La segmentación de un ducto es un proceso clave tanto para la administración de datos, como para la presentación y graficación.

El proceso de segmentación dinámica es un método que permite dividir un tramo de ducto en partes en función de las variaciones de las amenazas y otros factores, ofreciendo mayor precisión y flexibilidad para el análisis de datos.

Cor

rosi

ón e

xter

ior Temperatura

Recubrimiento

PH

Tipo de suelo

Resistividad

Humedad

Radiación Cor

rosi

ón in

terio

r Producto

Recubrimiento

Inhibidor

Limpieza

Terc

eras

par

tes Tráfico

Sabotaje

Frecuencia

Respuesta

Protección Exterior

Seguridad

Celaje

Ope

raci

ón Sobrepresión

Programas de Seguridad

Sistemas de Seguridad

Registros

Materiales

Nivel de Esfuerzos

Clim

a Viento

Heladas

Sismos

Asentamientos

Tipo de Colchón

Inhundaciones

Deslaves

Sismos

SC

C Tipo de Suelo

Temperatura

Presión Cíclica

Recubrimiento

Nivel de Esfuerzos

Dureza

TRIMS: SEGMENTACIÓN

TRIMS: ESTRUCTURA DE LA BASE DE DATOS

Desde la perspectiva de almacén de datos, la ventaja principal de este tipo de base de datos es: El uso de estructuras especializadas que

permiten la consulta y el tratamiento de los datos.

Conservando la atomicidad.Repositorio de Datos

Colección de datos

Orientada al negocio

Integrada Variante en el tiempo

No volátil

TRIMS: ESTRUCTURA DE LA BASE DE DATOS

Básicamente un almacén de datos es una base de datos relacional.

TRIMS: ESTRUCTURA DE LA BASE DE DATOS

Bajo esta arquitectura el cálculo de las amenazas, los elementos que participan permanecen independientes como objetos, pero vinculados por sus relaciones por las que se alimentan las tablas centrales.

TRIMS: ESTRUCTURA DE LA BASE DE DATOS

Este tipo de esquema facilita a repositorio de datos almacenar en una estructura simple, completa y accesible.

Con toda la información histórica almacenada, se pueden incluir otro tipo de procesos que quedarán considerados para trabajos futuros.

Graficación dinámicaDatos

Planos

Geodatabase

Conjunto de datos planos:

variables, cálculos y

resultados.

Conjunto de orientados a

la identificación geográficam

ente.

Repositorio de Datos

TRIMS: ESTRUCTURA DE LA BASE DE DATOS

CONCLUSIONES

PEMEX, como empresa responsable y de clase mundial, tiene un alto interés en implementar metodologías, técnicas y tecnologías para brindar servicios y productos responsablemente y de alta calidad

El proyecto TRIMS, incentivado por esa necesidad dar cumplimiento a la NOM-027-SESH-2010 y estándares más relevantes internacionalmente.

Se propone la utilización de tecnologías de bases de datos que independicen a la organización de sistemas asilados y centralice la información

CONCLUSIONES

TRIMS propone utilizar técnicas, procedimientos y tecnologías usadas en áreas como Ingeniería de Software, Inteligencia de Negocios y Almacenamiento de datos para centralizar los datos de los ductos e instalaciones

PEMEX promueve la modernización tecnológica no sólo en áreas de operación sino también de logística

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