Inspección submarina en servicio: Monitoreo e integridad estructural 

Las estructuras submarinas enfrentan condiciones extremas que afectan su desempeño y longevidad. La inspección submarina permite evaluar de manera precisa la condición de plataformas, tuberías y cimentaciones sumergidas sin interrumpir su operación. Al combinar inspección submarina con ROV, robótica submarina y sistemas de monitorización estructural, es posible identificar signos tempranos de corrosión submarina, fatiga de materiales o deformaciones.

Esta práctica, junto con ensayos no destructivos (NDT) submarinos y inspección visual (VT) submarina, ofrece datos críticos para planificar mantenimiento, optimizar recursos y garantizar la continuidad operativa cumpliendo estándares como API RP 2SIM.

¿Qué es la inspección submarina en servicio?

La inspección submarina en servicio consiste en evaluar la condición de estructuras sumergidas mientras permanecen operativas, evitando la necesidad de detener procesos críticos. Este enfoque se utiliza en una amplia variedad de instalaciones, incluyendo:

• Plataformas offshore de petróleo y gas: topsides sumergidos, pilotes y líneas de flujo.
• Ductos submarinos y oleoductos: soldaduras, codos y conexiones críticas.
• Puentes y muelles: pilotes y tableros de cimentación.
• Instalaciones de energía marina: fundaciones de turbinas eólicas, sistemas de anclaje y cables sumergidos.
• Tanques flotantes y sistemas de almacenamiento submarino: FPSO, boyas de almacenamiento y flotadores sumergidos.
• Estaciones de flujo submarinas (manifolds / FPS): que centralizan hidrocarburos de varios pozos.
• Pozos de producción submarinos (Christmas trees, cabezales y líneas de flujo): puntos críticos de extracción y transporte de hidrocarburos.

El objetivo principal es garantizar la integridad estructural frente a factores como presión, corrientes, sedimentación, bioincrustación y corrosión submarina, permitiendo anticipar fallas antes de que se conviertan en incidentes críticos. La normativa API RP 2SIM establece procedimientos y frecuencias de inspección para mantener estándares de seguridad y confiabilidad.

Tecnologías utilizadas en la inspección submarina

La inspección submarina ha evolucionado gracias a la integración de tecnologías avanzadas, que permiten una evaluación más precisa y segura:

Inspección submarina con ROV

Los ROV (Remotely Operated Vehicles) son vehículos no tripulados controlados desde la superficie. Equipados con cámaras de alta definición, sensores de ultrasonido, medidores de espesor y herramientas de intervención, permiten:

• Documentar visualmente el estado de pilotes, soldaduras y ductos submarinos.
• Medir espesor de paredes y detectar grietas internas.
• Ejecutar reparaciones menores sin necesidad de buzos.

Estas características hacen que los ROV sean ideales para inspecciones en plataformas offshore, tuberías submarinas, estaciones de flujo y pozos de producción submarinos.

Robótica submarina

La robótica submarina incluye drones autónomos, manipuladores y vehículos híbridos, que permiten:

• Mapear grandes áreas de infraestructura submarina.
• Ejecutar tareas de mantenimiento preventivo y monitoreo de deformaciones.
• Integrar sensores de monitorización estructural para detectar corrosión submarina, fatiga y fallas mecánicas.

Ejemplos de aplicaciones incluyen inspección de pilotes de muelles, fundaciones de turbinas eólicas, líneas de flujo y cabezales de pozos submarinos.

Ensayos no destructivos (NDT) submarinos

Los ensayos no destructivos (NDT) submarinos permiten evaluar materiales y estructuras sin comprometer su funcionamiento, siendo fundamentales para mantener la integridad estructural. Entre los más utilizados destacan:

• Inspección visual (VT) submarina: método rápido y económico que detecta grietas, deformaciones y corrosión mediante buzos especializados o ROV, complementando otras técnicas de NDT.
• Ultrasonido (UT): mide espesor de tuberías, pilotes y cabezales de pozos, detectando grietas internas y corrosión submarina.
• Radiografía submarina: permite visualizar discontinuidades internas, especialmente en soldaduras.
• Corrientes de Foucault (Eddy Current): identifica defectos superficiales y cercanos a la superficie en metales sumergidos.

Estas técnicas se combinan para generar un diagnóstico completo de las estructuras, guiando intervenciones preventivas y optimizando el monitoreo en servicio.

Sensores de monitorización estructural

Los sensores permiten el monitoreo continuo de deformaciones, vibraciones y corrosión submarina. Esto incluye:

• Acelerómetros para medir vibraciones en pilotes y tableros de cimentación.
• Sensores de corrosión para tuberías, estaciones de flujo y líneas de producción submarinas.
• Deformómetros y strain gauges para evaluar la fatiga de pilotes, fundaciones y árboles de Navidad submarinos.

La combinación de datos de sensores con inspección visual mediante ROV o robótica submarina permite implementar estrategias de mantenimiento predictivo y optimizar la vida útil de las instalaciones.

Zonas críticas para monitoreo en instalaciones marinas

Las zonas más vulnerables y que requieren atención prioritaria incluyen:

• Pilotes y fundaciones sumergidas: exposición a corrientes, bioincrustación y fatiga estructural.
• Soldaduras y conexiones críticas: puntos de concentración de esfuerzos y corrosión.
• Cimentaciones y anclajes: esenciales para la estabilidad de plataformas y turbinas.
• Líneas de flujo y ductos submarinos: riesgo de erosión, abrasión y fugas.
• Zonas de impacto o roce: colisiones con embarcaciones o equipos.
• Superficies con bioincrustaciones: aceleran la corrosión y obstruyen el flujo.
• Conexiones mecánicas y válvulas sumergidas: altas tensiones y contacto con fluidos.
• Estaciones de flujo submarinas (manifolds / FPS): riesgo de erosión interna y corrosión externa.
• Pozos de producción submarinos (Christmas trees, cabezales y líneas de flujo): puntos críticos de extracción y transporte de hidrocarburos.

Estrategias de inspección en servicio

Para maximizar el valor de la inspección submarina, se recomienda:

• Planificación detallada: definir zonas críticas, objetivos y frecuencia de inspección según normativa y experiencia.
• Uso de ROV y robótica submarina: seleccionar plataformas según profundidad, tipo de estructura y complejidad.
• Integración de NDT submarinos: combinar ultrasonido, corrientes de Eddy y partículas magnéticas según necesidad.
• Monitorización continua: instalar sensores de deformación, corrosión y vibración para seguimiento en tiempo real.
• Análisis avanzado de datos: procesar información con software especializado para mantener la integridad estructural y planificar mantenimiento predictivo.

Estas estrategias aseguran que la inspección en servicio aporte valor real y mejore la confiabilidad de las instalaciones submarinas.

Colaboración en proyectos submarinos y mantenimiento

El mantenimiento y construcción de instalaciones submarinas requieren colaboración entre empresas con experiencia en ingeniería, construcción y operación de estructuras marinas.

Un ejemplo destacado es Buzca S.A., con más de 50 años de trayectoria en el Caribe colombiano, especializada en ingeniería marina y fluvial, construcción de muelles, terminales portuarias y tuberías submarinas, así como en buceo industrial y emergencias subacuáticas. Su participación en proyectos complejos, como reforzamientos estructurales, EPC de líneas submarinas y terminales marítimos, complementa la labor de los especialistas en monitorización estructural, ensayos no destructivos (NDT) submarinos y detección de corrosión submarina, contribuyendo a mantener la integridad estructural de las instalaciones.

Importancia de la inspección submarina en servicio

El monitoreo constante de la integridad estructural aporta beneficios estratégicos:

• Detección temprana de corrosión submarina: previene deterioros severos en pilotes, ductos, soldaduras y cabezales de pozo.
• Seguridad operacional: reduce la exposición de buzos y técnicos a entornos peligrosos.
• Optimización de mantenimiento: permite planificar intervenciones según datos precisos y evitar fallas inesperadas.
• Cumplimiento normativo: asegura conformidad con estándares internacionales como API RP 2SIM.

En instalaciones críticas como plataformas offshore, estaciones de flujo y pozos de producción submarinos, la inspección en servicio permite mantener la operación sin interrupciones, reduciendo riesgos y costos.

Beneficios de integrar tecnología avanzada

• Seguridad: minimiza la exposición del personal a entornos hostiles.
• Eficiencia operativa y económica: evita paradas prolongadas y costosas.
• Documentación y trazabilidad: facilita auditorías y cumplimiento normativo.
• Mantenimiento predictivo: permite anticipar fallas y priorizar intervenciones según el riesgo.

La integración de datos de sensores, ROV y ensayos no destructivos (NDT) submarinos genera un panorama completo del estado de las estructuras y fortalece la toma de decisiones basada en evidencia.

Desafíos de la inspección submarina

• Condiciones ambientales extremas: turbidez, corrientes fuertes y bajas temperaturas limitan visibilidad y maniobrabilidad.
• Profundidad y presión: exigen equipos especializados y resistentes a la alta presión.
• Complejidad estructural: geometrías complicadas dificultan cobertura completa.
• Gestión de datos: la gran cantidad de información requiere software especializado para análisis y almacenamiento.

Estos retos impulsan la adopción de robótica submarina y la combinación con NDT submarinos, garantizando inspecciones más confiables y seguras.

Innovación y tendencias

Las tendencias actuales buscan automatización y digitalización de la inspección submarina:

• Drones submarinos autónomos: cubren grandes áreas con mínima intervención humana.
• Sensores IoT submarinos: transmiten datos en tiempo real sobre corrosión y deformaciones.
• Inteligencia artificial: analiza patrones de degradación y predice fallas futuras.
• Simulación digital: permite anticipar daños y optimizar programas de mantenimiento.

Estas innovaciones fortalecen la toma de decisiones basada en datos y mejoran la eficiencia operativa en entornos marinos complejos.

Conclusión

El seguimiento constante de la integridad estructural mediante inspección submarina transforma la gestión de plataformas, ductos, estaciones de flujo y pozos de producción submarinos. Tecnologías como ROV, robótica submarina, inspección visual (VT) submarina y ensayos no destructivos (NDT) submarinos permiten detectar corrosión submarina y deformaciones antes de que comprometan la operación. La integración de monitorización estructural y estrategias de mantenimiento en servicio optimiza recursos, asegura continuidad operativa y garantiza el cumplimiento de normas como API RP 2SIM. 

Referencias

1. API. (2014). API Recommended Practice 2SIM: Structural Integrity Management of Fixed Offshore Structures. American Petroleum Institute.
2. ISO. (2019). ISO 19901-9: Petroleum and natural gas industries – Specific requirements for offshore structures – Structural integrity management. International Organization for Standardization.
3. Zhang, W., Zhu, K., Yang, Z., Ye, Y., Ding, J., & Gan, J. (2024). Development of an underwater detection robot for structures with pile foundations. Journal of Marine Science and Engineering, 12(7), 1051.  https://doi.org/10.3390/jmse12071051