Proyecto final

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS
Proyecto
“Reforzamiento y monitoreo de oleoductos como vía de solución al robo de combustibles”
 	
Ingeniería Petrolera
Ingeniería Mecánica
Ingeniería en Computación
 
Semestre 2019-1
			P R E S E N T A N 
		Benjamín Espinoza Guerrero
David Arturo Austria Cordero 
Erick Ricardo Hernández
Joel Adrián Corona Magaña
Jorge Luis Téllez González
Roberto González Bielma
					
 Ciudad Universitaria, Cd. Mx., 2018 
Índice
1. Problemática……………………………………………..3
2. Objetivo…………………………………………………….4
3. Marco teórico……………………………………………4
4. Bibliografía………………………………………………..7
Problemática
En tiempos recientes la sociedad mexicana se ha visto afectada por el robo de combustibles fósiles: la red de combustibles principales de la república, propiedad de Petróleos Mexicanos (PEMEX), ha sido perturbada constantemente por gente externa a PEMEX con el fin de sustraer ilegalmente combustible para su posterior reventa y distribución (Actividad conocida como Huachicoleo). Debido a lo anterior, PEMEX ha actuado cortando la distribución a través de los ductos para su mantenimiento; debido a los daños ocasionados por las continuas intromisiones a la red de oleoductos. Estas medidas, como consecuencia indirecta, provocaron un desabasto de combustibles fósiles a los distribuidores de gasolina a lo largo de todos los estados de la república mexicana. 
     Esta actividad ilegal ha probado ser sumamente peligrosa; con un elevado potencial de provocar accidentes. Un ejemplo notable de lo anterior fue el fatídico suceso ocurrido el 18 de enero del 2019 con la explosión de una toma clandestina en el municipio de Tlahuelilpan, Hidalgo, que se cobró la vida de 135 personas hasta la fecha actual. Tan solo en el día de la tragedia se contabilizó un saldo preliminar de 66 muertos y 76 heridos.
     El fenómeno del Huachicol no sólo ha afectado a PEMEX, sino a diversos sectores de la sociedad; como el económico, político y social. En las zonas aledañas a Tlahuelilpan se ha visto un marcado incremento del índice delincuencial; con un consecuente decremento en la seguridad. Por otra parte, han surgido importantes bandas delictivas dedicadas al robo de combustibles y su posterior venta en el mercado negro.
     El desabasto de combustibles ocurrido en la segunda semana de enero de 2019 provocó en la ciudadanía un pánico generalizado; lo cual condujo a compras de pánico y a un ambiente de histeria generalizada: las gasolineras se tuvieron que enfrentar a grandes filas de consumidores en busca de reabastecerse de gasolina. 
     Las decisiones respecto a los combustibles fósiles, por otra parte, poseen una fuerte carga política en su interior. Recordando que estos pertenecen al patrimonio de la nación, según el Art. 27 de la Constitución Mexicana, los hidrocarburos son parte fundamental de la agenda política del estado mexicano. Las malas decisiones tomadas respecto a la gestión de los hidrocarburos pueden causar graves consecuencias a toda la nación.
     Debido a esto, es necesario tomar medidas urgentes de seguridad respecto a los ductos; con el fin de salvaguardar la integridad del combustible transportado y tener un plan de acción contra las tomas ilegales de combustible.
Objetivo
El grupo de Ingeniería en Computación, Mecánica y Petrolera propone la creación de una red de sistemas de control y monitoreo de los ductos de combustible con fin de detectar perturbaciones de manera temprana y eficaz.
Marco Teórico
De acuerdo con Hernández (2017): “El país cimentó la seguridad energética y económica en el petróleo, de tal manera que históricamente los hidrocarburos representan una componente fundamental de la matriz energética primaria”. Por tanto, la columna vertebral de México se encuentra en el sector energético y, principalmente, en los hidrocarburos líquidos (también denominados Petróleo). En principio, el Servicio Geológico Mexicano (2017) define al petróleo como: “Líquido natural oleaginoso e inflamable, constituido por una mezcla de hidrocarburos que se presentan en la naturaleza, en lechos geológicos continentales o marítimos”
 Antes de llegar a los centros de distribución los hidrocarburos deben de pasar por un proceso de transformación en lugares especializados, denominados refinerías. PEMEX (2015) describe a las refinerías como: “Complejo de instalaciones en el que el petróleo crudo se separa en fracciones ligeras y pesadas, las cuales se convierten en productos aprovechables o insumos”. Una vez realizado el proceso químico de refinación se obtiene un derivado de importancia económica llamado gasolina. La gasolina es uno de los más importantes recursos energéticos de México y del mundo; pues es el principal medio para satisfacer la demanda energética de grandes naciones como Estados Unidos o China, según lo mostrado en la Prospectiva de Petróleo Crudo y Petrolíferos de la Secretaría de Energía (2015). Por tanto, la distribución que tiene a lo largo de todos los estados es sumamente crítica para satisfacer el mercado energético interno del país.
 
 PEMEX posee tramos de oleoductos para la recolección del petróleo proveniente de los pozos de extracción; para su posterior transporte a las refinerías. Por otra parte, tiene otra red de ductos especializados en la distribución de los productos derivados a las terminales de almacenamiento y distribución. 
 Según la Asociación Española de Operadores de Productos Petrolíferos (2002) se denomina oleoducto al: “Conjunto de instalaciones que sirve de transporte por tubería de los productos petrolíferos líquidos, en bruto o refinados”. El petróleo dentro de estos oleoductos circula en el interior de los oleoductos gracias al impulso de estaciones de bombeo, que se encuentran en función del diámetro de tubería elegido, el tipo de petróleo transportado, entre otros factores. Los oleoductos generalmente constan de tubos de acero y plástico reforzado que, generalmente, se entierran en el subsuelo a una corta distancia con el fin de proteger el oleoducto de la corrosión (“Proceso de deterioro de materiales metálicos mediante reacciones químicas y electroquímicas”, (2015) Salazar-Jiménez). 
 Es durante el proceso de transporte que la actividad delictiva establece su modus operandi, irrumpiendo en diversos tramos de ducto perforándolos con taladros especiales denominados tapping machine según Salazar (2017), entre otros métodos de diferente complejidad. Después, mediante un proceso de soldado se acoplan diversos equipos de mangueras y válvulas con el fin de iniciar la extracción. La irrupción a estas líneas de oleoductos, por otra parte, se realiza frecuentemente con información sensible y de carácter técnico.7 
 El riesgo inherente a la actividad es enorme. Los hidrocarburos, debido a su composición química en Hidrógeno, posee una alta volatibilidad; lo que le confiere la capacidad de provocar violentas reacciones explosivas en el ambiente. El ejemplo más notable de esta propiedad es el funesto suceso ocurrido en Tlahuelilpan, Hidalgo, donde la gasolina presente provocó una explosión de gran magnitud que acabó con la vida de muchas personas y provocó cuantiosos daños materiales. 
 Cabe señalar en este punto que, para detener efectivamente el robo de combustibles, no solo hace falta tomar medidas materiales. Ana Lilia Pérez (2019) menciona que: “La sustracción directa de refinados involucra al delito de cuello blanco”. Por tanto, es necesario que las medidas materiales se encuentren en sintonía con medidas gubernamentales enfocadas a detener la superestructura que permite la supervivencia del acto ilícito.
 La principal propuesta que se sostiene en el proyecto es la creación de una red de monitoreo basada en sensores que detecten variaciones anormales de presión en segmentos bien definidos de los oleoductos. Como se mencionó anteriormente, los oleoductostransportan mediante estaciones de bombeo la gasolina; ejerciendo presión a lo largo de todo el segmento. La presión es definida por la ecuación matemática que define la fuerza perpendicular aplicada a un área específica (Serway, 2005). Retomando el caso de la perforación en los oleoductos, el resultado escalar de la P terminará con grandes variaciones con respecto al tiempo; ya que al momento de realizarse la intromisión al ducto se está alterando el valor de la fuerza aplicada a lo largo del oleoducto.
 Un sensor según Jordi Mayné (2003) es: “Cualquier dispositivo que detecta una determinada acción externa”. Si se desarrollase un sensor capaz de detectar con precisión los cambios del componente de la fuerza ejercida, se tendría la capacidad de detectar tempranamente cualquier intento de intromisión en la red de oleoductos. Por otra parte, se plantea contar con otro sensor que sea capaz de detectar influencias externas que busquen perjudicar la integridad del oleoducto por medio de la detección de vibraciones en su superficie. 
 
 Una vez establecido el componente principal de la propuesta es natural pensar, ¿Cómo implementar eficientemente una red de sensores a lo largo de una gran red de oleoductos? La propuesta se encuentra en la modernización y establecimiento de una gran red acoplada a diversos segmentos delimitados de oleoductos. Una red de acuerdo con Cruz (2010) es un: “Conjunto de dispositivos llamados nodos, conectados por enlaces de un medio físico”. 
 Se propone la delimitación de todo un oleoducto en varios segmentos con un par de sensores dedicados exclusivamente a cada segmento (que correspondería a un nodo del oleoducto) de manera individual y válvulas exclusivas para tal segmento. 
 Por otra parte, también se incluye la construcción de segmentos de oleoducto paralelos a un oleoducto “principal”; que permita transportar la gasolina de manera provisional. Es decir, si uno de los segmentos de oleoducto resulta afectado por una intromisión externa, los sensores automáticamente envían una señal de alerta a la red; cerrando automáticamente cualquier paso de gasolina por el segmento. Hecho esto, el transporte de gasolina se traslada temporalmente a un tramo alternativo. Los tramos alternativos se encontrarán ubicados en zonas “críticas” con alto potencial de intromisión externa, los cuales estarán compuestos de acero reforzado por aleación y recubrimiento de policarbonato. Todo el proceso se presupone automatizado.
 Imagen 1. El tramo secundario se piensa únicamente como una solución temporal que no sustituye al tramo principal.
 Las zonas críticas corresponden a lugares donde la posibilidad de respuesta ante perturbaciones en la red no pueda ser atendida rápidamente (Por ejemplo: carreteras y pueblos). 
 Finalmente, estas medidas propuestas pueden traer grandes beneficios a nivel económico y social; ya que la inversión en sistemas de seguridad se verá reflejada con la disminución en el índice de robos de combustible. La creación de una red de alerta temprana y automatizada, por otra parte, permitirá disminuir sustancialmente el tiempo de acción frente a una amenaza externa a la red de oleoductos. 
 Esta red de monitoreo debe de trabajar en conjunto con políticas gubernamentales que permitan la rápida acción de elementos de seguridad, así como personal especializado de PEMEX para que la red sea eficaz y eficiente.
Bibliografía
1. PEMEX (2013). Glosario de términos. Fecha de consulta: 5 de marzo de 2019. Página web: http://www.pemex.com/ayuda/glosario/Paginas/P-S.aspx
2. Servicio Geológico Mexicano (2017). Museo virtual: características del petróleo. Fecha de consulta: 5 de marzo de 2019. Página web: https://www.sgm.gob.mx/Web/MuseoVirtual/Aplicaciones_geologicas/Caracteristicas-del-petroleo.html
3. Secretaría de Energía (2015). Prospectiva de petróleo crudo y petrolíferos 2015-2019. SENER, México. 221 págs.
4. Hernández, D. (2017). La producción petrolera mexicana: análisis histórico y escenario a futuro. México, D.F. Centro de Geociencias UNAM. 165 págs.
5. Asociación Española de Operadores de Productos Petrolíferos (2004). El petróleo: fichas didácticas. Recuperado de: https://www.enerclub.es/extfrontenerclub/img/File/nonIndexed/petroleo/secciones/pdf/caps_todos/AOP%20FICHAS%20DIDACTICAS.pdf
6. Manufactura (2017). La técnica más común del robo de combustibles. Recuperado de: https://manufactura.mx/energia/2017/05/19/la-tecnica-mas-comun-del-robo-de-combustible?_amp=true
7. Andrade, C. (2014). La ordeña a PEMEX, sólo con expertos; criminales usan alta tecnología. Excelsior. Recuperado de: https://www.excelsior.com.mx/nacional/2014/02/04/941890
8. Montero J.L. (2018). Expansión del robo de combustible en México: de actividad delictiva a fenómeno criminal. Instituto Español de Estudios Estratégicos. 16 págs.
9. Salazar, J.A. (2015). Introducción al fenómeno de corrosión. Instituto tecnológico de Costa Rica. 10 págs. 
10. Pérez, A.L. (2018). Huachicoleo: dentro de PEMEX, toda una “industria paralela”. Proceso. México. Recuperado de: https://www.proceso.com.mx/565724/huachicoleo-dentro-de-pemex-toda-una-industria-paralela
11. Serway, R.A (2012). Fundamentos de física. Cengage Learning Editores. 633 págs.
12. Mayné, J. (2003). Sensores, acondicionadores y procesador de señal. SILICA, 2da revisión. 65 págs.
13. Delgadillo, J.L & García L.D. (2010). Monitorización de servicios de red y servidores. México, D.F. Facultad de Ingeniería UNAM. 141 págs.