ÍNDICE Introducción a las plataformas offshore. .............................................. 3 Características de las plataformas petrolíferas ............................................. 3 Clasificación de plataformas petrolíferas..................................................... 4
Los pilares en una estructura offshore ................................................ 10 DNV-GL/ DNV-OS-C502 SEPTEMBER 2012 ............................................. 12 Materiales recomendados por la norma ............................................... 12 Tipos de Hormigón contemplados por DNV................................................. 13 Estudio de Mercado ............................................................................. 13
Selección del material a emplear. ..................................................... 20 Proveedor ...................................................................................... 20 El Producto ..................................................................................... 21
Inspecciones y mantenimiento .......................................................... 23 BIBLIOGRAFIA ............................................................................... 30 Annexo ....................................................................................... 31
2
INTRODUCCIÓN A LAS PLATAFORMAS OFFSHORE.
Una de las acepciones del término inglés offshore se refiere a instalaciones que se encuentran sumergidas en el mar o en su superficie a cierta distancia de la costa. Así, por ejemplo, un pipeline offshore es un oleoducto submarino, mientras que una platform offshore hace referencia a una construcción flotante o fijada en el fondo marino. De todas éstas, las más populares son las plataformas petrolíferas o de extracción de gas, como las que abundan en el mar del Norte y el mar de Noruega. Concretamente, a unos 8 km. al noreste de la ciudad noruega de Bergen se halla la plataforma Troll A, la estructura más alta que ha sido trasladada desde su lugar de construcción hasta su ubicación definitiva.
CARACTERÍSTICAS DE LAS PLATAFORMAS PETROLÍFERAS
Una plataforma petrolífera o plataforma petrolera es una estructura de grandes dimensiones cuya función es extraer petróleo y gas natural de los yacimientos del lecho marino que luego serán exportados hacia la costa. También sirve como vivienda de los trabajadores que operan en ella y como torre de telecomunicaciones. Dependiendo de las circunstancias, la plataforma puede estar fija al fondo del océano, flotar o ser una isla artificial.
3
Debido a su actividad principal, las plataformas petroleras son propensas a sufrir accidentes que pueden ocasionar pérdidas de vidas humanas, derrames de petróleo y graves daños ecológicos. También pueden sufrir vandalismos o ser el blanco de terrorismo, por lo que varios países entrenan unidades especialmente para combatir estas acciones.
CLASIFICACIÓN DE PLATAFORMAS PETROLÍFERAS
PLATAFORMAS FIJAS Estas plataformas se construyen con pilares de hormigón o acero, o ambos, anclados directamente en el fondo del mar. En esta hay una cubierta con espacio para equipos de perforación, instalaciones de producción y los cuartos de la tripulación. Tales plataformas son, en virtud de su inmovilidad, diseñado para un uso a muy largo plazo. Se utilizan varios tipos de estructura: Steel jackets1, concrete caisson2, acero flotante y hormigón flotante. Concrete caisson, basados en el concepto Condeep3, a menudo tienen construido tanques de almacenamiento de petróleo por debajo de la superficie del mar y estos tanques se utilizan a menudo como un flotador, lo que permite construir la plataforma cerca de la costa y luego remolcarla a su posición final. Estas plataformas son económicamente viables para la instalación en profundidades de agua de hasta unos 520 m (1710 pies).
4
COMPLILANT TOWER (CT) Estas plataformas consisten en torres flexibles y delgadas que forman un apoyo como una cubierta convencional para las operaciones de perforación y producción. Estas torres están diseñadas para sostener las deflexiones y las fuerzas laterales significativos y se utilizan normalmente en profundidades que van desde 370 hasta 910 metros (1.210 a 2.990 pies).1
PLATAFORMAS SEMI-SUMERGIBLE Estas plataformas tienen cascos (columnas y pontones) de flotabilidad suficiente para hacer que la estructura a flote, pero de suficiente peso para mantener la estructura en posición vertical . La plataformas semi-sumergibles se pueden mover de un lugar a otro; se pueden lastrar hacia arriba o hacia abajo mediante la alteración de la cantidad de inundaciones en los tanques de flotación; que están anclados generalmente por cadenas, cables de alambre o cuerdas de poliéster durante las operaciones de perforación o de producción aunque también se pueden mantener en su lugar mediante el uso de posicionamiento dinámico. Se pueden utilizar en profundidades de 60 a 3.000 metros ( 200 a 10.000 pies). 1 Steel jackets: Son secciones verticales de los miembros tubulares de acero, y por lo general se apilan en el lecho marino. 2 concrete caisson: El pozo de cimentación, es un tipo de cimentación semiprofunda, utilizada cuando los suelos no son adecuados para cimentaciones superficiales por ser blandos 3 condeep: concrete deep water structure
5
JACK-UP DRILLING RIGS Estas unidades de perforación móvil, como su nombre indica, son plataformas que pueden elevadas por encima del mar, utilizando pilares que se pueden bajar. Estas unidades de perforación se utilizan normalmente en profundidades de hasta 120 metros (390 pies), aunque algunos diseños pueden ir hasta los 170 m (560 pies) de profundidad. Están diseñadas para moverse de un lugar al otro y luego anclarse mediante el despliegue de las patas hasta el fondo del océano mediante un sistema de cremallera y piñón diferencial en cada pilar.
BUQUE DE PERFORACIÓN Un buque de perforación es una embarcación marítima que ha sido equipada con aparatos de perforación. Se utiliza con mayor frecuencia para la perforación exploratoria de nuevos pozos de petróleo o de gas en aguas profundas, pero también puede ser utilizado para la perforación científica. Las primeras versiones fueron construidas en un casco del petrolero modificado, pero los diseños que se utilizan hoy en día son construidos expresamente. La mayoría de los buques de perforación está
6
equipado con un sistema de posicionamiento dinámico para mantener la posición sobre el pozo. Pueden perforar en profundidades de agua de hasta 3.700 metros (12.100 pies).
SISTEMAS DE PRODUCCIÓN FLOTANTES Los principales tipos de sistemas de producción flotantes son FPSO (floating production, storage, and offloading system). Los FPSO consisten en grandes estructuras monocasco, por lo general con forma de buque, equipadas con instalaciones de procesamiento. Estas plataformas están amarradas a un lugar durante largos períodos de tiempo y en realidad no perforan en busca de petróleo o gas. Algunas variantes de estas aplicaciones, llamadas FSO (floating storage and offloading system) o FSU (floating storage unit), se utilizan exclusivamente con fines de almacenamiento. Esta es una de las mejores fuentes para tener producción flotante.
TENSION-LEG PLATFORM (TLP) Los TLP están flotando como plataformas atadas al fondo del mar de una manera que eliminan las oscilaciones verticales de la estructura. Los TLP se utilizan en profundidades de agua de hasta unos 2.000 metros (6.600 pies). El TLP "convencional" tiene un diseño de 4 columnas que se parece a un semisumergible.
ESTRUCTURA BASADA EN LA GRAVEDAD (GBS)
Un GBS (Gravity-based structure) puede ser o bien de acero o de hormigón y por lo general está anclado directamente sobre el fondo del mar. Los GBS de acero se utilizan principalmente cuando hay poca disponibilidad de grúas para instalar una plataforma marítima fija convencional. Estos GBS normalmente no proporcionan una capacidad de almacenamiento de hidrocarburos. Se instalan lastrando los compartimentos con agua de mar. Para posicionar el GBS durante la instalación, puede conectarse a cualquier barcaza de transporte (siempre y cuando sea lo suficientemente grande para soportar el GBS). Las amarras serán liberadas gradualmente mientras que el GBS se lastra para asegurar que el no se desestabilice.
7
SPAR PLATFORMS Estas plataformas están amarradas al fondo del mar, como las TLP, pero mediante un spar42. Mientras que un TLP tiene correas de tensión verticales, un spar tiene líneas de amarre más convencionales. Los Spar han actualizado su diseñado en tres configuraciones: la de una sola pieza de casco cilíndrico "convencional", el " SPAR entramado", donde la sección media se compone de elementos de barra que conecta el casco flotante superior con el depósito inferior y el "spar de celdas" que se construye a partir de múltiples cilindros verticales . El Spar tiene una estabilidad inherente superior a la de un TLP, ya que tiene un gran contrapeso en la parte inferior y no depende del amarre para mantenerlo en posición vertical. También tiene la capacidad, mediante el ajuste de las tensiones de línea de amarre, para mover horizontalmente y para posicionarse sobre pozos a cierta distancia de la ubicación principal plataforma.
CONDEEP PLATFORMS
Las plataformas Condeep consisten en una base de tanques de almacenamiento de aceite de hormigón de los que uno, tres o cuatro ejes concretos se elevan. La base Condeep siempre descansa en el fondo del mar, y los ejes se elevan a unos 30 metros sobre el nivel del mar. La propia cubierta de la plataforma no es una parte de la construcción.
4 Spar: cualquier pieza de ámbito náutico parecido a un poste y se utiliza como un mástil, botavara, bichero, etc.
8
INSTALACIONES NORMALMENTE NO TRIPULADAS
Estas instalaciones son pequeñas plataformas, que consisten en poco más que una bahía, helipuerto y refugios de emergencia. Están diseñadas para ser operadas de forma remota, en condiciones normales, sólo para ser visitado de vez en cuando para el mantenimiento rutinario o bien trabajo.
SISTEMAS DE SOPORTE DE CONDUCTOR
Estas instalaciones, también conocidos como plataformas de satélite, son pequeñas plataformas no tripuladas que consisten en poco más que una bahía y una pequeña planta de proceso. Están diseñadas para funcionar en conjunto con una plataforma de producción estática que está conectada a la plataforma por líneas de flujo o por cable umbilical, o ambos.
1) & 2) Conventional fixed platforms 3) Compliant tower 4) & 5) Vertically moored tension leg and minitension leg platform 6) Spar 7) & 8) Semi-submersibles 9) Floating production, storage, and offloading facility 10) Sub-sea completion and tie-back to host facility.
9
LOS PILARES EN UNA ESTRUCTURA OFFSHORE Basándonos en la clasificación de las plataformas petrolíferas, hemos decidido trabajar con el modelo condeep. Nos vamos a centrar pues en los pilares de este tipo de plataformas. Las condeep se caracterizan por tener una estructura de hormigón armado en lugar de acero, que es lo mas habitual. Este tipo de plataforma se ha diseñado para condiciones de mal tiempo. Estos pilares van sujetos en el lecho marino y tienen que soportar las fuerzas del mar, viento y el peso de la plataforma. Según las reglas: -
Soportar cargas que puedan ocurrir durante todas las condiciones temporales, operativos y dañadas. Mantener una seguridad aceptable para el personal. Disponer de una durabilidad adecuada contra el deterioro durante la vida de diseño de la estructura de hormigón de alta mar. Proporcionar una seguridad suficiente contra la contaminación. El diseño de un sistema estructural, sus componentes y los detalles, en la medida de lo posible, tener en cuenta la siguientes principios: o Se consigue resistencia contra el deterioro mecánico, físico y químico correspondiente. o Fabricación y construcción cumplen con las técnicas pertinentes, reconocidos y la práctica. o Inspección, mantenimiento y reparación deben ser posibles.
10
Para el estudio de los pilares, nos basaremos puntualmente con la plataforma Troll A. Una de las plataformas tipo condeep mas famosas. Los puntos que se deben tratar en una plataforma de hormigón según la normativa de DNV-GL son: -
-
-
-
General: o Estructura / plataforma o Ubicación geográfica o La profundidad del agua. Diseño: o Orientación de la estructura o Vistas de elevación / plan de o Equipo o Vías de evacuación o Acceso a la cubierta de mar o Área de reunión de emergencia, etc o Los detalles estructurales, incluyendo la modelización de la estructura y las cargas. La interacción con las instalaciones existentes: o Conexiones físicas o El apoyo de las instalaciones existentes. Interacción con comodidades que se esperan
Nosotros solo nos basaremos en lo que afecta a los pilares. También se requiere una descripción de las principales funciones como información de base para la identificación de riesgos estructurales de importancia para el diseño de la estructura de soporte de carga estructural del terminal. La sección de funciones primarias según la normativa de DNV-GL, debe incluir una descripción de por lo menos la siguiente: Funciones marinos / sistemas: -
Suministro Embarcaciones de socorro Buceo Sistemas de lastre y estabilidad Sistemas de amarre El aceite de la descarga el sistema / gas Sistema de amarre de navíos petróleo / gas.
En nuestro caso solo los sistemas de amarre.
11
DNV-GL/ DNV-OS-C502 SEPTEMBER 2012
DNV (Det Norske Veritas) es una fundación independiente a nivel mundial con el fin de salvaguardar la vida, la propiedad y el medio ambiente en el mar. Su historia se remonta a 1864, cuando la fundación se estableció en Noruega para inspeccionar y evaluar las condiciones técnicas de los buques mercantes noruegos. Con sede en Oslo, Noruega, DNV ha trabajado internacionalmente desde 1867 y ha establecido cerca de 300 oficinas en 100 países, contando con más de 10.000 empleados.
Sus actividades se dividen en tres sociedades operativas: DNV Marítima y Oil & Gas ofrece clasificación, verificación, gestión de riesgos y servicios de asesoramiento técnico a la marítima y la industria del petróleo y el gas. DNV KEMA Energy & Sustainability proporciona servicios de consultoría, pruebas y certificación para el sector mundial de la energía, incluida la energía renovable, la reducción de carbono y la eficiencia energética, la generación, transmisión y distribución. DNV Business Assurance ofrece servicios de certificación, evaluación y capacitación para asegurar el rendimiento de los productos, los procesos y las organizaciones de los clientes en una amplia variedad de industrias a nivel mundial. Desde 1954, DNV ha tenido un departamento dedicado a la investigación que ha mejorado y desarrollado los servicios, las normas y los estándares de la industria en varios campos. Muchas de las soluciones tecnológicas desarrolladas por DNV han ayudado a definir las normas internacionalmente reconocidas. Un ejemplo de este valor internacional son las Guidelines utilizadas para las plataformas offshore.
La norma DNV-OS-C502 (Setiembre 2012) establece los principios, los requisitos técnicos y de orientación para el diseño y construcción, de estructuras offshore de hormigón.
MATERIALES RECOMENDADOS POR LA NORMA La normativa no incluye ningún apartado referente al material de construcción de los pilares de una plataforma offshore. No obstante basándose en el tipo de plataforma escogido el material a estudiar es el hormigón. Por esta razón seguiremos las reglas DNVGL referentes a estructuras offshore de hormigón. La norma por el contrario si nos indica diferentes tipos de hormigón. 12
TIPOS DE HORMIGÓN CONTEMPLADOS POR DNV
Hormigón de Resistencia Normal: es un hormigón de grado C25 a C55. El grado del hormigón se deriva característica cilíndrica del hormigón de acuerdo con la Tabla C1.
El hormigón de alta resistencia: es un hormigón de grado superior a C55. El hormigón con aditivos ligeros (LWA): es un hormigón elaborado con áridos ligeros. El LWA puede estar compuesto utilizando una mezcla de agregados de peso ligero y normales.
Las reglas también permiten mezclas de hormigón personalizadas. Sin embargo se deberá informar de la composición de estas mezclas.
ESTUDIO DE MERCADO
En el estudio de mercado, hemos querido saber la cantidad de plataformas offshore con pilares de hormigón. Además de la profundidad a la que se encuentran también el tipo de estructura de la plataforma. La siguiente tabla resume las principales estructuras offshore de hormigón.
13
N
Año
Operado
Campo/Uni
Tipos
Profundi
Localizac
o.
Instalaci
r
dad
estructura
dad
ión
Diseñador
ón
1
1973
Phillips
Ekofisk
Tank - DORIS
71 m
North
DORIS
Sea (N)
2
3
1974
1975
Atlantic
Ardjuna
Richfield
Field
Mobil
Beryl A
LPG Barge
Condeep 3
43 m
118 m
shafts
4
1975
Shell
Brent B
Condeep 3
140 m
shafts
5
6
1975
1976
Elf
Shell
Frigg
CGS 1 shaft,
CDP1
Jarlan Wall
Brent D
Condeep 3
104 m
1976
Elf
Frigg TP1
CGS 2 shafts
Berger/AB
a
AM
North
NC/Olav
Sea (UK)
Olsen
North
NC/Olav
Sea (UK)
Olsen
North
DORIS
Sea (UK)
140 m
shafts
7
Indonesi
104 m
North
NC/Olav
Sea (UK)
Olsen
North
Sea Tank
Sea (UK)
8
9
1976
1977
Elf
Shell
Frigg MCP-
CGS 1 shaft,
01
Jarlan Wall
Dunlin A
CGS 4 shafts
94 m
North
DORIS
Sea (N)
153 m
North
ANDOC
Sea (UK)
10
1977
Elf
Frigg TCP2
Condeep 3
104 m
North
NC/Olav
14
shafts
11
1977
Mobil
Statfjord A
Condeep 3
145 m
shafts
12
13
14
15
16
17
1977
1978
1978
1978
1978
1978
Petrobra
Ubarana-
s
Pub 3
Petrobra
Ubarana-
s
Pub 2
Petrobra
Ubarana-
s
Pag 2
TAQA
Cormorant
Bratani
A
Chevron
Ninian
CGS 1 shaft,
Central
Jarlan Wall
Brent C
CGS 4 shafts
Shell
Sea (N)
Olsen
North
NC/Olav
Sea (N)
Olsen
CGS caisson
15 m
Brazil
?
CGS caisson
15 m
Brazil
?
CGS caisson
15 m
Brazil
?
CGS 4 shafts
149 m
North
Sea Tank
Sea (UK)
136 m
North
DORIS
Sea (UK)
141 m
North
Sea Tank
Sea (UK)
18
1981
Mobil
Statfjord B
Condeep 4
145 m
shafts
19
20
1981
1982
Amoco
Tarsiut
4
hollow
Canada
Island
caissons
Phillips
Maureen
Concrete base
ALC
artic. LC
16 m
North
NC/olav
Sea (N)
Olsen
Beaufort
?
Sea
92 m
North
?
Sea (UK)
15
21
22
23
1983
1983
1984
Texaco
Texaco
Mobil
Schweden
CGS
25 m
eck A*
Monotower
Schweden
CGS
eck B*
Monotower
Statfjord C
Condeep 4
25
1984
16 m
1986
Global
Super
CGS
caisson,
Marine
CIDS
Island
Statoil
Gullfaks A
Condeep 4
1987
Statoil
Gullfaks B
Condeep 3
145 m
16 m
1988
Norsk
Oseberg A
Hydro]
28
1989
Statoil
Condeep 4
135 m
141 m
109 m
shafts
Gullfaks C
Condeep 4
216 m
shafts
29
1989
Hamilton
N.
Bros
Ravenspur
CGS 3 shafts
DORIS/IMS
North
NC/Olac
Sea (N)
Olsen
Beaufort
?
Sea
shafts
27
North Sea (D)
shafts
26
DORIS/IMS
Sea (D)
shafts
24
North
42 m
North
NC/Olav
Sea (N)
Olsen
North
NC/Olav
Sea (N)
Olsen
North
NC/Olav
Sea (N)
Olsen
North
NC/olav
Sea (N)
Olsen
North
Arup
Sea (UK)
n
30
1989
Phillips
Ekofisk P.B
CGS Protection
75 m
Ring
31
1996
Elf
N'Kossa
Concrete
North
DORIS
Sea (N)
170 m
Congo
BOS/Bouyg
16
Congo
32
1993
Shell
Barge
NAM
F3-
CGS 3 shafts
ues
43 m
FB
33
1992
Saga
Snorre
3 cells suction
Concrete
anchores
310 m
North
Hollandske
Sea (NL)
Bet.
North
NC/Olav
Sea (N)
Olsen
North
NC/Olav
Sea (N)
Olsen
North
NC/Olav
Sea (N)
Olsen
North
NC/Olav
Sea (N)
Olsen
North
Taylor
Sea (UK)
Wood Eng.
North
NC/Olav
Sea (N)
Olsen
North
NC/Olav
Sea (N)
Olsen
North
DORIS
Foundation Templates (CFT)
34
1993
Statoil
Sleipner A
Condeep 4
82 m
shafts
35
1993
Shell
Draugen
CondeepMonot
251 m
ower
36
37
38
1994
1996
1995
Conoco
BP
Shell
Heidrun
Harding
Troll A
Condeep
CGS
Condeep 4
350 m
109 m
303 m
shafts
39
1995
Conoco
Heidrun
Concrete TLP
350 m
TLP
40
1995
Norsk Hydro
Troll B
Semisub
325 m
Sea (N)
17
41
1996
Esso
West Tuna
CGS 3 shafts
61 m
Australia
Kinhill/DOR IS
42
1996
Esso
Bream B
CGS 1 shaft
61 m
Australia
Kinhill/DOR IS
43
1996
Ampolex
Wandoo
CGS 4 shafts
54 m
Australia
Arup
44
1997
Mobil
Hibernia
CGS 4 shafts
80 m
Canada
DORIS
45
1999
Amerada
South Arne
CGS 1 shaft
60 m
North
Taylor
Sea (DK)
Woodrow
Philippin
Arup
Hess
46
2000
Shell
Malampay
CGS 4 shafts
43 m
a
47
2005
Sakhalin
Lunskoye
Energy
A
es
CGS 4 shafts
48 m
Sakhalin
AK/GMAO
(R)
Investme nt Compan y
Ltd.
(SEIC)
48
2005
Sakhalin
Sakhalin
Energy
PA-B
CGS 4 shafts
30 m
Sakhalin
AK/GMAO
(R)
Investme nt Compan y
Ltd.
(SEIC)
49
2008
ExxonMo
Adriatic
LNG terminal
29 m
Adriatic
AK/GMAO
18
50
2008
bil
LNG
MPU
Heavy
Heavy
Vessel
Sea (I)
Lift
LWA
n/a
na
Olav Olsen
GBS 4 shafts
33 m
Sakhalin-
AK/GMAO
Lifter (MPU filed
for
bankrupt cy before completi on,
it
was thereafte r demolish ed)
51
2012
Exxon
Sakhalin-1
Neftegas
Arkutun
Limited
Dagi
(ENL)
(Golden
1 (R)
Eagle)
52
2015
ExxonMo bil
Hebron
GBS Monotower
109 m
Canada
KKC/GMA O
Canada Propertie s
Analizando la tabla podemos ver que estas plataformas se encuentran a una profundidad relativamente baja (desde los 15m a 350m) puesto que hay tipos de plataformas que pueden llegar a estar instaladas en aguas de mas de 3000m de profundidad. Por otro lado podemos comprobar que el tipo de estructura predominantes en las plataformas petrolíferas offshore es el CGS que son plataformas GBS de hormigón. Sin embargo el condeep también es muy presente.
19
SELECCIÓN DEL MATERIAL A EMPLEAR.
Teniendo en cuenta las condiciones de carga y el entorno al que estará sometido el hormigón: Se debe utilizar un cemento de alta resistencia. En este caso un cemento portland con características especiales (resistente a los ataques por cloruros). Un cemento adecuado sería un 42,5 R/MR (con escorias como adición). Los áridos usados en el hormigón deben ser rodados (que da mejor resistencia al hormigón) y el diámetro máximo debe ser entre 10 y 40mm. Se deben utilizar reductores de agua en el fresco (plastificantes o superplastificantes) para aumentar la impermeabilidad y la resistencia del hormigón endurecido (reduce la relación agua / cemento). La composición del agua utilizada en la mezcla debe ser controlada. Las propiedades de este hormigón deben ser las siguientes: • • • • • • • • • • •
Baja permeabilidad y porosidad. Baja penetración de agua bajo presión. Elimina la circulación interna de agua. Incluso por absorción capilar. Fácilmente bombeable. Elevada durabilidad. Mayor resistencia frente al ataque químico. Aplicable tanto para hormigón armado como en masa. Apto para ambientes marinos y en contacto con agua de mar Apto para terrenos con sulfatos Elevada resistencia final e inicial si se requiere Gran calidad de acabados
PROVEEDOR El proveedor del hormigón que supuestamente se utilizará para la construcción de los pilares será Votorantim. Que tiene una trayectoria consolidada en el mercado del hormigón. El Grupo Votorantim fue creado a partir de una fábrica de tejidos para convertirse en la actualidad en uno de los mayores conglomerados empresariales privados de Brasil. Está presente en más de 20 países y cuenta con negocios en los sectores del cemento y el hormigón, la minería y la metalurgia (aluminio, níquel y zinc), la siderurgia, la celulosa y además de actividades en el sector financiero.
20
El hormigón escogido será entregado a granel mediante camiones cisterna. Sera expedido desde los puntos de expedición de Votorantim España:
EL PRODUCTO Esta empresa nos proveerá el hormigón ImperMIX con las cualidades del apartado anterior. Este hormigón esta compuesto por el cemento de su catálogo II/A-P 42,5 R/MR que es el equivalente al 42,5 R/MR escogido previamente. Este cemento será mezclado con los correspondientes plastificantes y áridos señalados en el apartado anterior. El cemento contiene reductor de Cr (VI), lo que garantiza un contenido de Cr (VI) soluble en agua inferior a 0,0002 % y su período de eficacia declarado es: - Suministro a granel: Un mes a partir de la emisión del albarán, siempre que se mantenga el producto en almacenamiento o silo estanco.
21
El período de eficacia declarado del agente reductor de Cr (VI) no será válido si se han producido manipulaciones posteriores para la fabricación de productos derivados del cemento sometidos a la directiva 2003/53/CE. Este cemento también tiene las siguientes utilidades: • • • • •
Hormigones en obras marítimas. Hormigón armado. Cimentaciones de hormigón. Hormigón proyectado. Hormigones sometidos a corrosión de armaduras de origen marino.
La tabla de propiedades de este cemento:
22
El cemento que se va a utilizar para elaborar el hormigón deseado tiene los siguientes certificados:
INSPECCIONES Y MANTENIMIENTO El propósito de esta sección es especificar requisitos y recomendaciones para la inspección en servicio, mantenimiento y monitoreo de la condición de las Estructuras Offshore de Hormigón, e indicar cómo estos requisitos y recomendaciones pueden ser alcanzados. También se puede recurrir a métodos alternativos si cumplen la intención de estas disposiciones, así como se puedan aplicar siempre que puedan ser demostrados y documentados para proporcionar el mismo nivel de seguridad y confianza. Esta parte la haremos en base a las reglas de DNV-GL sobre las inspecciones requeridas. También solo nos centraremos en lo que incumba a los pilares de la estructura offshore.
La inspección en servicio, mantenimiento y el estado del programa de seguimiento se establecen como parte del proceso de diseño teniendo en cuenta la seguridad, las consecuencias medioambientales y los costes totales del ciclo de vida. El objetivo general de las actividades de inspección, mantenimiento y monitoreo de condiciones deberán garantizar que la estructura es adecuada para los fines previstos durante su vida útil .
23
Los principales tipos de inspección son: INSPECCIÓN VISUAL GLOBAL La inspección visual global es un examen de la estructura para de detectar daños evidentes o extensos como los daños por impacto, grietas anchas, los asentamientos, la inclinación, etc. La inspección se puede realizar a distancia, si no tienen acceso directo a las zonas inspeccionadas, por ejemplo mediante el uso de binoculares. La limpieza previa de la inspección no se necesita. La inspección debe incluir un estudio para determinar si la estructura está sufriendo asentamientos uniformes o diferenciales. INSPECCIÓN VISUAL DETALLADA Una inspección visual es un examen visual de la superficie específica , parte estructural o estructura total para detectar daños incipientes o leves. El método de inspección requiere el acceso directo a la zona inspeccionada. Podría ser necesaria la limpieza del elemento inspeccionado. INSPECCIÓN NO DESTRUCTIVOS/PRUEBAS Método no destructivo de inspección/prueba que es un examen minucioso por métodos eléctricos, electroquímicos o de otro tipo para detectar daños ocultos. El método de inspección requiere el acceso directo a la zona inspeccionada. La limpieza previa del elemento de inspección se requiere normalmente . CONTROL DESTRUCTIVO Ensayos destructivos es un examen por métodos destructivos como la perforación de base, para detectar daños ocultos o para evaluar la resistencia mecánica o parámetros que influyen en la durabilidad del hormigón . INSTRUMENTACIÓN BASADA EN LA CONDICIÓN DE CONTROL (IBCM) En áreas con acceso limitado, o para el seguimiento de los efectos de carga, el desarrollo de la corrosión, etc. La información adicional puede ser proporcionada mediante el uso de monitoreo digital. La instrumentación puede ser temporal o permanente. Los sensores deben situarse preferentemente durante la fabricación. Los sensores serán tales como medidores de deformación , sensores de presión, acelerómetros, sondas de corrosión, etc. Las actividades de monitoreo deben incluir los últimos avances, conocimientos y experiencia disponibles. Se debe prestar especial atención a los mecanismos de deterioro de los materiales pertinentes y estructurarles: •
Efectos dependientes del tiempo
24
• • • • •
Los ataques mecánicos / químicos Corrosión, carga Las condiciones del fondo marino La estabilidad Buscar en la protección y los daños causados por accidentes.
En su correspondiente caso, las actividades de monitoreo deben reflejar la necesidad de trabajos de reparación y mantenimiento. El mantenimiento debe llevarse a cabo de acuerdo con un plan basado en la vida útil de la estructura o cuando los esfuerzos de inspección o supervisión especificados detectan sucesos imprevistos . El personal que participe en la planificación de la inspección y evaluación del estado, tendrán la competencia pertinente en relación con el diseño del hormigón, tecnología de materiales del hormigón, construcción del hormigón y experiencia específica en la aplicación de técnicas de control y el uso de instrumentos y equipos de inspección. Debido a que cada instalación en el mar es única, los inspectores deberán familiarizarse con el diseño principal y los aspectos operativos antes de realizar una inspección. La planificación de la inspección en servicio, el mantenimiento y las actividades de monitoreo se basan en: • • • •
La función del elemento estructural La exposición a daños Vulnerabilidad a los daños Accesibilidad para su inspección.
La estructura también debe ser monitoreada para detectar pequeños daños y defectos que puedan desarrollar una situación crítica. Se debe poner particular énfasis en la identificación de los posibles pequeños fallos, que puedan conducir a un colapso progresivo. Los datos de inspección históricos acumulados, la experiencia adquirida en estructuras similares, junto con un conocimiento profundo basado en el diseño del hormigón y la tecnología, es decir, los procesos de deterioro, etc. forman la base para la definición de los intervalos de inspección y monitoreo de condiciones necesarias. Un buen grado de esfuerzo de trabajo en la inspección y monitoreo de condiciones será suficiente para proporcionar una base adecuada para evaluar la integridad estructural y por lo tanto la seguridad para el personal involucrado, con respecto a los riesgos y las consecuencias. Para facilitar la inspección periódica, según se especifica en el programa para la inspección y monitoreo de condiciones, los siguientes documentos/información se deben registrar:
25
• •
Los datos del diseño, la construcción y la fase de instalación (Resumen del Informe). Información básica acerca de cada inspección realizada (por ejemplo, el alcance básico de trabajo, resultados importantes, los informes disponibles y documentación).
La inspección de las instalaciones offshore de hormigón, normalmente incluyen un estudio de las diferentes partes de la estructura, incluyendo las condiciones de la atmósfera basadas en la situación geográfica, el chapoteo, las zonas de marea y las grandes cantidades de hormigón sumergido. Se reconoce en general que la zona de chapoteo es el más vulnerable a la corrosión. La zona sumergida también es reconocido como importante porque la mayor parte de la estructura está bajo el agua.
Los elementos esenciales de un programa de monitoreo son los siguientes: • • • •
Se centra en las áreas de alta probabilidad de daño y las áreas críticas para la seguridad Está bien documentado. Se efectuará a los intervalos especificados, como mínimo. Es repetitivo, para mejorar la capacitación de personal encargado.
Las inspecciones y el estado de la atmósfera debe centrarse en la detección de posibles daños o defectos causados por: • • • • • • • • •
Diseño y construcción imperfecciones estructurales Cargas ambientales Cargas mecánicas Cargas operativas estáticas y dinámicas Condiciones de funcionamiento alterado Cloruro de entrada Anomalías geométricas, como las juntas de construcción, penetraciones, empotramientos Subsidencia Las cargas de impacto.
Los defectos típicos serán: • • • • •
Deformación / imperfecciones estructurales Grietas Corrosión de las armaduras Revestimientos dañados Daños por congelación / descongelación
26
• •
Astillas y chapas magnéticas Daños por impacto local.
La inspección de las piezas internas se centrará especialmente en: • • • • •
Detectar cualquier fuga Actividad biológica La temperatura, la composición del agua de mar y de los valores de pH en relación con el almacenamiento de aceite. Detectar cualquier corrosión de las armaduras. Agrietamiento en el hormigón.
Para lo que se refiere a la corrosión se deben hacer exámenes periódicos con las mediciones que se llevarán a cabo para verificar que el sistema de protección catódica está funcionando dentro de sus parámetros de diseño y establecer el grado de agotamiento del material. Finalmente se establecerá un sistema de marcado para facilitar la identificación de elementos significativos para la inspección posterior. La extensión de la marca debe tener en cuenta la naturaleza de la degradación del elemento a lo que es probable que se someta la estructura y las regiones en las que los defectos son más propensos a ocurrir y partes de la estructura que se pueden llegar a ser, o haber sido, muy utilizadas. El marcado también debe ser considerado para las zonas sospechosas de ser dañadas y con posibles reparaciones importantes. El sistema de identificación debe ser concebido preferiblemente durante la fase de diseño. En la elección de un sistema de marcado, se debe considerar la posibilidad de utilizar materiales menos propensos a atraer vegetación marina y el ensuciamiento. CERTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN En este apartado de la norma se proporcionan además de las recomendaciones de la DNV sobre la práctica de la ingeniería de seguridad para uso general por la industria de alta mar , los estándares de alta mar y la base técnica para la clasificación DNV , la certificación y los servicios de verificación de estructuras offshore y los materiales pertinentes . principios de certificación y clasificación La certificación y clasificación de las estructuras y los materiales basados en el cemento, se llevaran a cabo según el siguiente guion de actuación: -‐ -‐
Verificación del diseño Cálculos paralelos independientes 27
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐
-‐
-‐
Estudio y ensayos de materiales Estudio de las instalaciones de fabricación Construcción de un programa de seguimiento para verificar el trabajo de construcción y un seguimiento del control de calidad del lugar de trabajo. Encuestas operacionales periódicas. Cualquier desviación , excepciones y modificaciones de los requisitos de los códigos de ensayo o de diseño y normas deberán ser documentados y acordados de antemano con la Sociedad . Todos los aspectos del diseño y construcción serán especialmente considerados y acordados; y su aplicación estará sujeta a la aprobación de la DNV , cuando se utiliza el estándar a efectos de certificación o de clasificación. DNV puede aceptar soluciones alternativas encontradas para representar un nivel mínimo de seguridad equivalente al que se declaró en los requisitos de esta norma .
Requisitos de la documentación -‐
Los requisitos de documentación para los servicios de certificación deben estar de acuerdo con el Apéndice F o Apéndice H para la certificación de materiales y con la Sección 3 para estructuras . -‐ Los requisitos de documentación para los servicios de clasificación se hará de conformidad con el NPS DocReq. Tipos de certificados La norma DNV define tres niveles de documentación en función de la importancia de los equipos o materiales y la experiencia adquirida durante el servicio : 1. Informe sobre la prueba ( TR) es un documento firmado por el fabricante , que establece : - La conformidad con los requisitos de la regla - Que la prueba se lleva a cabo sobre muestras de la producción actual de productos iguales. El fabricante deberá disponer de un sistema de calidad que sea adecuado para el tipo de producto certificado . El topógrafo comprobará que los elementos más importantes de este sistema de calidad se aplican y pueden llevar a cabo al azar inspecciones en cualquier momento . Los productos deberán ser marcados para ser conforme con el informe de la prueba . 2. Certificado de obras (W) es un documento firmado por el fabricante , que establece : - Conformidad con la norma o los requisitos estándar - Que las pruebas se llevan a cabo en el producto certificado. - Que las pruebas se realizan sobre muestras tomadas del producto certificado - Que las pruebas son realizadas y firmadas por un departamento especializado.
28
El fabricante deberá disponer de un sistema de calidad que sea adecuado para el tipo de producto certificado . El topógrafo comprobará que los elementos más importantes de este sistema de calidad se aplican y se pueden llevar a cabo al azar inspecciones en cualquier momento 3. El certificado del Producto/material ( NV) es un documento firmado por un inspector DNV que establece: - La conformidad con los requisitos de la regla - Que las pruebas se llevan a cabo en el producto certificado - Que las pruebas se realizan sobre muestras tomadas del producto certificado. - Que las pruebas se harán en presencia de un inspector DNV o de conformidad con acuerdos especiales. El producto o material deberá marcarse con un sello especial NV- trazable al certificado. Requisitos para obtener la acreditación : Los materiales y productos se clasifican en base a las consideraciones de seguridad y de su complejidad. La categoría de tales determinará el alcance de la actividad de certificación, y el tipo de certificado que se publicará. El nivel de certificación requerida dentro de este estándar para los distintos materiales y productos se resume a continuación:
29
BIBLIOGRAFIA
• • • • • •
• • • • • • • • • • • • • • •
• • •
http://www.muyinteresante.es/cultura/arte-cultura/articulo/ique-es-unaplataforma-offshore http://es.wikipedia.org/wiki/Plataforma_petrol%C3%ADfera http://en.wikipedia.org/wiki/Condeep http://www.vceaa.es/inicio1.php http://www.vceaa.es/flash/hormigones.swf http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:gXs4obbyElkJ:www.wi ndrosenetwork.com/Empleo-y-Puestos-de-Trabajo-en-PlataformasPetroliferas+&cd=6&hl=ca&ct=clnk&gl=es&lr=lang_ca%7Clang_en%7Clang_es https://www.youtube.com/watch?v=JDI5orh0OC0 http://negocios.uncomo.com/articulo/como-trabajar-en-una-plataformapetrolera-10830.html http://en.wikipedia.org/wiki/Troll_A_platform https://www.youtube.com/watch?v=se26Ux9QD44 http://new.abb.com/systems/hvdc/references/troll-a http://www.amusingplanet.com/2013/03/troll-platform-largest-objectever.html http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n http://www.construmatica.com/construpedia/Hormig%C3%B3n http://www.cymper.com/sites/default/files/field/pdf/Hormigon_ambiente_mari no.pdf http://www.monografias.com/trabajos72/tecnologia-hormigon/tecnologiahormigon.shtml http://www.cemex.es/ho/pdf/FOLLETO_HORMIGONES.pdf http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/5436/6/Tema%2018.Durabilidad%20del%20Hormig%C3%B3n%20en%20Ambiente%20Marino.pdf http://oa.upm.es/885/1/MIGUEL_ANGEL_BERMUDEZ_ODRIOZOLA.pdf http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0029801812003952 https://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=8&cad=rja&u act=8&ved=0CFkQFjAH&url=https%3A%2F%2Fexchange.dnv.com%2Fpublishing%2Fc odes%2Fdownload.asp%3Furl%3D2012-09%2Fos-c502.pdf&ei=czx6U_aeDeS0AXdyoDIDg&usg=AFQjCNFtzuxcfV0g3c288hJTDQsqkSDsYw&sig2=pJ2aXyIPo_w7X Wjr3WevDA http://www.tekna.no/arkiv/NB/Norwegian%20Concrete/Offshore%20Structures.p df http://www.dnvgl.com/ http://www.kvaerner.com/Documents/Aboutus/Publications/Concrete%20final_o riginal_595x842.pdf
30
ANNEXO
31