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Sistema computational para administrar la information de 
plataformas petroleras mediante modelos electronicos 3D
Jesus Vazquez Bustos y Victor Octavio Segura Ozuna
Articulo presentado originalmente en el Congreso IEEE ROC&C en Acapulco, Guerrero en 2007.
Abstract:
The evolution and incorporation of new hardware technologies, as well as recent advances in computer systems have enabled the development of 
applications of computer aided design of most complete scope, such as those used for the design of industrial process plants.
This article describes a software system developed to complement the capabilities of one of these systems for the design of process plants. A 3D elec­
tronic model is generated through the user interface of the design system that at the same time gives the user the ability to generate, publish, review 
and control the engineering documents that are generated during the entire life cycle of a marine oil platform, a very particular type of industrial 
process plant. This way, the user obtains not only a tool for the design of an industrial plant, but also a system for managing information and engi­
neering documents that are developed. This allows the user to do a more efficient job by putting at his disposal and in the same system, all documents 
and information required to perform his duty.
Palabras clave: Sistema computacional, administration de informacion, planta industrial, plataforma petrolera marina, maqueta electro- 
nica, modelo electronico, modelo digital, modelo tridimensional, modelo 3D, METI, MEBITI.
Introduccion
La demanda de hidrocarburos como el 
gas y petroleo se ha incrementado consi- 
derablemente a traves de los ultimos 
anos, como resultado del crecimiento de 
la economia global en varios paises. A fin 
de poder satis facer esta demanda en creci­
miento cons tante, las Indus trias del ramo 
petrolero y petroquimico se ban vis to 
obligadas a incrementar su productividad, 
reducir sus costos operativos y hacer cada 
vez mas eficientes todas sus operaciones, 
en pocas palabras, a hacer mas con menos 
recursos, en periodos de tiempo cada vez 
mas cortos e involucrando trabajos de 
varias disciplinas o especialidades, en dife- 
rentes ubicaciones geograficas, todo esto 
sin sacrificar la calidad, la seguridad ni la 
protection ambiental.
Afortunadamente, la convergencia de 
nuevas tecnologias, asi como los avances 
obtenidos en las nuevas generaciones de 
software y sistemas computacionales en 
los ultimos anos, han proporcionado las 
herramientas necesarias para coadyuvar 
al cumplimiento oportuno de las metas 
y objetivos tanto de firmas de ingenieria 
EPC (Engineering, Procurement and Cons­
truction), como de empresas y companias 
duenas u operadoras O/O (Owners and/ 
or Operators) de plantas industriales del 
sector petrolero.
Para cumplir con los ajustados tiempos 
de entrega de los proyectos modemos, las 
companias EPC y 0/0 se ven forzadas 
a des arm liar muchas de sus actividades 
de forma simultanea. Lo anterior obliga a 
establecer un estricto control y administra­
tion de to da la information que gene ran 
los distintos grupos de ingenieros involu- 
crados, tanto secuencial como concurren-
Artfculo de investigation
Sistemas computacionales para administrar la
information de plataformas...
temente en tales proyectos, especialmente 
en aquellos de gran envergadura y comple- 
jidad tecnica.
Al mis mo tiempo es neces ario garantizar 
no solo la precision, exactitud y actua- 
lidad de la information generada por las 
divers as areas de ingenieria, sino tambien 
que la disponibilidad y flujo de dicha 
information sea confiable y oportuna 
hacia todos los involucrados, conforme el 
proyecto avanza a traves de sus diferentes 
etapas.
Cada vez se hace mas obvio el valor de la 
information y la importancia de la comu- 
nicacion y trailsferencia de la misma, tanto 
internamente hacia los diferentes equipos 
de ingenieros, como extern amente hacia 
los proveedores y clientes. Esto induda- 
blemente redunda en ahorros considera­
bles de tiempo, dinero y esfuerzo, lo cual 
es invaluable en nichos de mercado alta- 
mente competitivos como los que se han 
mencionado.
El desafio actual no radica unicamente 
en administrar y mantener la information 
actualizada, sino en fomentar la colabo- 
racion del personal participante en los 
proyectos multidisciplinarios.
Mas adelante se presenta y explica breve- 
mente el ciclo de vida de una plataforma 
petrolera marina, a fin de comprender 
las diferentes etapas por las que pasa una 
instalacion de este tipo a lo largo de su 
vida util. Tambien se describen los reque- 
rimientos de information que se tienen en 
cada una de las etapas y se presentan las 
particularidades inherentes a la administra­
tion de la information de una plataforma 
petrolera. Asimismo se presenta el sistema 
computational desarrollado para admi-
Figura 1. Ejemplo de una plataforma 
petrolera marina.
nistrar la information del ciclo de vida de 
una plataforma marina mediante el uso de 
modelos electronicos 3D y por ultimo se 
presentan las conclusiones y los resultados 
obtenidos.
El ciclo de vida de una 
plataforma petrolera 
marina
En [1] se explico el ciclo de vida de una 
plataforma petrolera marina, un tipo muy 
particular de planta industrial (figura 1), 
donde se comento que el ciclo de vida de 
dicha instalacion se podia dividir en tres 
etapas: diseno, fabrication y explotacion y 
estas a su vez pueden ser subdivididas en 
etapas mas espetificas.
A continuation se describen brevemente 
las diferentes etapas del ciclo de vida 
de plataforma petrolera marina. No se
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Articulo de investigation
pretende dar una explication exhaustiva 
de cada una de ellas, sino simplemente 
mencionar en que consiste cada una, a 
fin de comprender los requerimientos de 
informacion que se tienen en cada etapa, 
los cuales se presentan en la siguiente 
seccion.
Diseno conceptual
En esta fase se definen las entradas y 
salidas de la instalacion, asi como sus filo- 
sofias de operacion, control y seguridad.
Diseno de ingenieria basica
Aqui se refina y especifica el diseno 
conceptual y se definen las etapas o 
subprocesos en los que se dividira el 
proceso sustantivo de la plataforma.
Diseno de ingenieria de detalle
En esta etapa se definen a detalle todos los 
elementos y sistemas que formaran parte 
integral de la planta, tomando en conside­
ration la interaction entre los diferentes 
sistemas. Ademas se especifican todos los 
sistemas y servicios auxiliares que, aunque 
no formen parte del proceso sustantivo 
de la instalacion, son neces ario s para su 
operacion.
Procura
Es la etapa en la que se obtienen todos 
los re curs os e insumos necesarios para la 
construction de la plataforma.
Construction
Generalmente, esta etapa se ejecuta de 
forma simultanea a la de procura y, como 
su nombre lo indica, en ella se realiza la 
fabrication, instalacion, pruebas y puesta 
en servicio de todos los sistemas y servicios 
que componen la planta, incluyendo obvia- 
mente la timentation y edification de las 
instalaciones de la plataforma misma.
Operacion
Es la etapa principal, la de mayor duration 
y la que da origen a la plataforma petro­
lera. Comprende todo el periodo de explo­
tacion y funcionamiento de la instalacion.
Mantenimiento
Son las etapas periodicas cuya razon de 
ser es mantener todas las instalaciones 
en optimas condiciones de operacion y 
seguridad.
Optimization y mejoras
Son las etapas encargadas de mejorar 
y hacer mas eficiente el proceso y/o 
production de la planta, ya sea porque se 
pretende reducir costos operatives, porque 
se desean generar productos de mayor 
valor, o simplemente porque aparecen en 
el mercado equipos o sistemas que pueden 
hacer mas eficiente el proceso, o porque 
las nuevas regulaciones ambientales y de 
operacion asi lo exigen.
Cierre, abandono y desmantelamiento
Es la etapa con la que concluye la vida 
util de la plataforma o instalacion. Como 
su nombre lo indica,comprende el cierre, 
desmantelamiento y retiro de sus compo- 
nentes de forma eficiente y segura, a fin 
de evitar accidentes y situaciones que 
representen un riesgo o impacto al medio 
ambiente.
Particularidades de la 
administracion de la 
informacion de una 
plataforma petrolera 
marina
Varios sistemas de administracion de 
informacion tradicionales simplemente 
se encargan de resguardar la informa­
tion, sirviendo como un gran repositorio 
de archives y dates cuya publication, 
revision y acceso es regulado a traves de 
algun mecanismo de control y seguridad, 
como puede ser cuentas de acceso con los 
privilegios apropiados para cada tipo de 
usuario.
El case de administrar la informacion de 
una planta industrial es especial, ya que 
conlleva varias necesidades y requeri­
mientos muy particulares. En esta seccion 
se mencionan solo algunos de los mas 
importantes y relevantes.
Se debe tener en consideration princi- 
palmente, que en cada etapa del ciclo de 
vida de una plataforma petrolera existen 
diferentes requerimientos de informa­
cion, y que los documentos e informa­
tion generados en las etapas preliminares 
sirven de base para las etapas siguientes 
[2], Por ello es importante asegurar la 
calidad y exactitud de la informacion y, 
en caso de ser necesaria la adecuacion de 
algun documento que hay a sido generado 
en una etapa previa, este cambio quede 
debidamente registrado en el sistema de 
informacion, para que mediante el sistema 
queden enteradas del cambio todas las 
partes que deberan hacer uso de la nueva 
informacion. Lo anterior es fundamental 
cuando se tienen grupos multidisciplina-
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Sistemas computacionales para administrar la
informacion de plataformas...
rios colaborando de forma concurrente 
en el diseno, desarrollo y operacion de una 
plataforma petrolera.
Como consecuencia de lo anterior es 
imprescindible establecer mecanismos 
para el control de las versiones de los 
documentos generados. Esto es de vital 
importancia cuando se realizan mejoras 
a la planta o proceso y se analizan varias 
propuestas para determinar aquella que 
mejor se adapte a las necesidades y obje- 
tivos del cambio o mejora.
Por lo antes expuesto es facil darse cuenta 
que las companias EPC y O/O, deben 
manejar y administrar una gran cantidad 
de informacion y documentos de inge­
nieria para asegurar un buen diseno y 
construction de la planta industrial, para 
que a su vez el desempeno del proceso de 
la misma sea el optimo.
Por ultimo, como se menciono en la 
introduction, actualmente es una premisa 
comun iniciar con la production tan 
rapido como sea posible, a fin de safis- 
facer la alta demanda de energyticos a
nivel mundial. Esto ocasiona que los 
proyectos scan ejecutados poniendo un 
enfasis cada vez mayor en los tiempos de 
ejecucion, ademas del cos to del proyecto. 
Asi pues, una adecuada administracion 
de la informacion sera vital para eliminar 
contratiempos, situaciones imprevistas, 
retrabajos, duplication de esfuerzos y los 
costosos cambios de diseno de ultimo 
minuto.
Sistema computacional 
para administrar la 
informacion de plataformas 
petroleras mediante 
modelos electronicos 3D
Los Modelos Electronicos Tridimensio- 
nales Inteligentes (METIS) son represen- 
taciones tridimensionales de una planta 
industrial en una computadora; el modelo 
incluye toda la informacion de ingenieria 
como pianos, diagramas, datos de cons­
truction y mantenimiento, etc. de la insta­
lacion y los sistemas que la componen, 
en sus distintas especi alidades como civil,
mecanica, instrumentation, tuberias, elec- 
trica, electronica, EIVAC, etc. (figura 2).
Los METIS son utilizados en las divers as 
etapas del ciclo de vida de una planta 
industrial, iniciando con la plane acion e 
ingenieria basica, para posteriormente 
continuar con el diseno detallado, cons­
truction, operacion y mantenimiento, 
hasta llegar al abandono, cierre y desman­
telamiento de la misma, permitiendo 
reducir costos al optimizar y agilizar la 
generation y uso de documentation de la 
instalacion [3].
No obstante que actualmente las herra- 
mientas de Diseno Asistido por Compu­
tadora (CAD, por sus siglas en ingles) para 
creation de METIS, ofrecen mecanismos 
para general automaticamente docu­
mentos de ingenieria a parfir del modelo 
tridimensional, tales como diagramas 
isometricos de tuberias y listas de mate- 
riales, varias de estas herramientas exis- 
tentes en el mercado carecen de facilidades 
que permitan asociar datos e informacion 
de fuentes y sistemas externos al modelo 
tridimensional. Lo anterior es deseable 
por los ingenieros, ya que utilizan varias 
herramientas de software para realizar su 
labor. Ademas, algunas herramientas para 
ere acion de METIS ofrecen al usuario una 
interfaz grafica poco intuitiva y limitada 
en cuanto a fun clones, y demandan que el 
usuario posea conocimientos de progra- 
macion orientada a objetos y/o comandos 
especiales para poder acceder a la infor­
mation que se puede obtener del modelo 
tridimensional.
Es por las razones antes mencionadas 
que desde 2002, la Gerencia de Control 
e Instrumentation del Institute) de Inves- 
tigaciones Electricas (GCI-IIE) ha venido
Figura 2. Ejemplo de un Modelo Electronico Tridimensional Inteligente (METI) de 
una plataforma petrolera marina.
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Articulo de investigation
desarrollando y utilizando sistemas infor- 
maticos y de diseno asistido por compu- 
tadora, para la creation y actualization 
de METIS, y tambien ha desarrollado 
sus propias herramientas que facilitan 
y agilizan el uso, generation y explota- 
cion de la information contenida en los 
modelos tridimensionales. Fue asi como se 
diseno y desarrollo el “Sistema computa­
tional para administrar la information de 
plataformas petroleras mediante modelos 
electronicos 3D”. Este trabajo presenta 
los resultados obtenidos con el diseno y 
desarrollo de dicho sistema.
Los requerimientos clave del sistema 
fueron:
• Proveer diferentes niveles de segu- 
ridad, facilmente configurables para 
controlar el acceso y la modification 
de information y documentos.
• Capacidad de generar de forma auto- 
rnafizada, documentos de ingenieria 
tales como diagramas isometricos de 
tuberias, listas de materiales y reportes 
en formatos estandar.
• Capacidad de importar, exportar y 
vincular informacion de fuentes y 
sistemas externos.
• Utilizacion de formatos y plan- 
tillas estandar configurable s y 
personalizados.
• Proveer una interfaz grafica amigable 
e intuitiva, de acceso rapido y consis- 
tente entre las diferentes disciplinas de 
ingenieria.
• No solamente permitir el colaborar 
compartiendo y distribuyendo infor­
mation, sino tambien reutilizar infor­
macion en proyectos similares.
Para que la transferencia y utilizacion de 
informacion sea exitosa, es absolutamente 
necesario que la informacion mas reciente 
sea presentada a los ingenieros en los 
formatos que ellos estan acostumbrados 
a utilizar, sin importar las herramientas 
que hayan sido empleadas para generarla o 
elaborar la documentation.
Adicionalmente, la busqueda, acceso, 
visualization y mane jo de la informa­
tion debe ser amigable e intuitiva, de 
tal forma que aun el ingeniero con poca 
o nula experiencia en el uso de herra­
mientas computation ale s pueda efectuar 
su trabajo cotidiano, sin requerir de capa- 
citacion, entrenamiento y soporte tecnico
4jlT
“
n
Figura 3. Ejemplo de asociacion y vinculacion de archives y documentos externos 
al METI.
para aprovechar y explotar la informacion 
disponible.
En pocas palabras, el sistema de informa­
cion debe ser capaz de proporcionar la 
informacion precis a a la gente precis a, en 
el momenta oportuno.
El sistema ofrece varies mecanismos para 
asociar a los modelos tridimensionales, 
dates e informacion de fuentes externas. 
Ademas es capaz de vincular archives 
provenientes de otros sistemas de soft­
ware. Por citar solo algunos ejemplos, 
es posible integrar a los METIS:docu­
mentos de Microsoft Office*, diagramas 
de Microstation*, pianos en AutoCAD*, 
bases de dates externas, hojas de dates, 
imageries escaneadas, fotografias, videos, 
etc. (figura 3).
La informacion se obtiene simplemente 
haciendo die en la parte del modelo de 
la cual se desee obtenerla, tal y como se 
muestra en la figura 4.
A continuation se mencionan algunos de 
los documentos manejados por el sistema, 
ordenados segun las diferentes etapas del 
tide de vida de una plataforma. Como 
se menciono anteriormente, varies de los 
documentos generados en una etapa son 
utilizados, re vis ados e incluso actualizados 
en etapas posteriores:
Diseno conceptual
• Modelos de balance de materia y 
energia.
• Diagramas mecanicos de flujo.
• Diagramas de flujo de proceso 
(DFP).
Diseno de ingenieria basica
• Bases de diseno.
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informacion de plataformas...
• Diagramas de tuberias e instrumenta­
tion (DTI).
• Diagramas logicos y de lazos de 
control.
Diseno de ingenieria de detalle
• Normas, codigos y especificaciones 
de estructuras, equipos, tuberias e 
instrumentos.
• Memorias de calculo.
• Diagramas electricos unifilares.
• Diagramas de sen ales y rutas 
electricas.
• Diagramas de telecomunicaciones, de 
equipos de voceo y/o CCTV
• Indices de equipos, tuberias e 
instrumentos.
• Hojas de datos tecnicos de equipos e 
instrumentos.
Procura
• Listas de materiales.
• Catalogos de proveedores de equipos, 
valvulas e instrumentos.
• Requisiciones de materiales y equipos.
• Control de inventarios y almacenes.
• Documentos y planes de logistica.
Construccion
• Planes y programas de construccion 
calendarizados.
• Manuales y procedimientos de cons­
truccion e instalacion.
• Manuales de operation de equipos, 
valvulas e instrumentos.
• Libro de proyecto que incluye: pianos 
estructurales de planta y de detalles; 
pianos topograficos y de cimentacion; 
pianos de soporteria estructural prin­
cipal y auxiliar; pianos y documentos 
tecnicos de tanques, recipientes 
a presion, bombas, compresores, 
turbinas, etc.; tripticos de instalacion 
de equipos e instrumentos; diagramas 
de alambrado de los sistemas de distri­
bution electrica y de tierras; pianos de 
clasificacion de areas; pianos arquitec- 
tonicos de las instalaciones.
• Hojas y documentos de control de insta­
lacion e inventarios en campo y en taller.
• Diagramas isometricos de tuberias.
• Pianos de localization general (PLG).
Operation
• Manuales y procedimientos de
operation.
• Memorias tecnico-descriptivas del
proceso.
Mantenimiento
• Manuales y procedimientos de
mantenimiento.
• Planes y cedulas de mantenimiento 
preventive, corrective y/o predic­
tive a estructuras, equipos, tuberias, 
instrumentation, etc.
• Registros de inspection fisica de las 
instalaciones.
Optimization y mejoras
• Requerimientos de mejoras y optimi­
zation por cambios en el proceso.
• Auditorias de calidad.
• Indicadores de costos operatives.
• Indicadores de desempeno y confia- 
bilidad de la planta y el proceso.
Cierre, abandono y desmantelamiento
• Planes de calidad, seguridad y protec- 
cion ambiental.
• Planes y programas de desmantela­
miento y retire calendarizados.
• Procedimientos de desmantelamiento 
y control de desechos y residues 
peligrosos.
• Documentos y planes de logistica.
Conclusiones
El sistema desarrollado permite reducir 
tiempos, costos y esfuerzo de personal, lo 
cual ayuda a cumplir las fechas de entrega 
de los proyectos, al proporcionar una 
fuente unica de informacion y documen­
tation de ingenieria, con acceso amigable 
e intuitive. La informacion puede ser 
consultada de forma interactiva y visuali- 
zada en forma grafica.
La informacion heterogenea y multidis- 
ciplinaria de los sistemas que componen 
una plataforma petrolera o similar, puede 
ser organizada y agrupada por disciplinas 
o areas de conocimiento, conservando 
la interdependencia y relation entre las 
distintas disciplinas.
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Articulo de investigation
Toda la informacion del sistema puede 
ser consultada o actualizada en cualquier 
momento por disenadores, proveedores 
de materiales, constructores, contratistas, 
supervisores y operadores en cualquier 
fase del proyecto, con lo cual se simpli- 
fica considerablemente la administration y 
localization de la informacion de la insta­
lacion, durante todo su ciclo de vida.
Bibliografia
[1] Segura Ozuna Victor Octavio, Vazquez Bustos 
Jesus, Gomez Camargo Octavio y Perez Bautista 
Jose Juan, ApZzcaczdfz de wzz modek ekcfnbzzco 2D 
y 3D inteligente de una plataforma marina petro- 
kra, IEEE, ROC&C 2007, noviembre 2006, 
Acapulco, Guerrero.
[2] Gomez Camargo Octavio y Vazquez Bustos 
Jesus, Modeks dzgzAzks de pkfafbmzas pefmkras 
mamzas, Boletin HE. Ano 28, julio-septiembre 
de 2004. Vol. 28, Num 3, ISSN0185-0059.
[3] Gomez Camargo Octavio, Modekdo 3D de 
Pkfafbmzas Mamzas e» Operaezdzz, IEEE, 
RVPAI/2005, julio 2005, Acapulco, Guerrero.
JESUS VAZQUEZ BUSTOS
[/1/a2Z[Z^62^)ZZ&OZg^M%]
Maestro en Comunicaciones Digitales por la Univer- 
sidad de Sheffield, Inglaterra en 2000. Ingeniero 
en Electronica por el Institute Tecnologico de la 
Laguna en 1994. Especialista en redes, comuni­
caciones y sistemas de compute. Ingreso al HE en 
1994 como investigador de la Gerencia de Control 
e Instrumentation. Ha participado en diverses 
proyectes en las areas de electronica, comunica­
ciones, y sistemas computacionales. Ha disenado, 
desarrollado e implantando sistemas de compute, 
InterBases hombre-maquina, y sistemas de adquisi- 
cion de dates en tiempo real. Actualmente es Jefe de 
Proyectes y sus areas de investigacion e interes son: 
sistemas de adquisicion de dates, ingenieria de soft­
ware, tecnologias internet, comunicaciones y redes de 
compute. Ha publicado articulos en diversas revistas 
y congresos nacionales e intemacionales. Desde 2006 
es Miembro Senior del Institute of Electrical and 
Electronics Engineers (IEEE).
X
VICTOR OCTAVIO SEGURA OZUNA 
[voM%rwra(2) zze^f%#z%]
Maestro en Ingenieria Electronica por el Centro 
Nacional de Investigacion y Desarrollo Tecnologico 
(CENIDET); Ingeniero Electronico por el Insti- 
tute Tecnologico de Orizaba. En 1997 ingreso a la 
Gerencia de Control e Instrumentation del HE, 
donde actualmente se desempena como investigador. 
Ha participado en la especificacion de paquetes 
de licitacion para la modemizacion de plantas de 
proceso en refinerias de PEMEX, elaboracion de 
maquetas electronicas de platafbrmas de operacion 
de PEMEX-PEP. Actualmente, su interes se centra 
en el estudio y desarrollo de estrategias de control 
inteligente y modelado electronico tridimensional.