Sistema dinámico que evalúa amenazas de deslizamientos en oleoducto Ocensa se diseñó en la UNAL

El trazado de Ocensa atraviesa terrenos accidentados y áreas geológicamente inestables; tiene una longitud de 848 km, de los cuales 836 están enterrados y 12 recorren las profundidades del Caribe hasta las boyas marinas en Coveñas; esta vía arteria transporta el 75 % del petróleo producido en Colombia, pero es vulnerable a los deslizamientos de tierra provocados por las lluvias intensas y constantes.

El sistema está desarrollado para superar las limitaciones de modelos tradicionales mediante el uso de la inteligencia artificial (IA), que considera múltiples factores, como por ejemplo la acumulación de lluvias, desde un día hasta un año.

Este se basa en información satelital de precipitaciones o lluvias diarias del modelo de la misión GPM (Global Precipitation Measurement) de NASA – JAXA, un modelo digital de elevación STRM (Shuttle Radar Topography Mission), también de la NASA, información geológica y geomorfológica del Servicio Geológico Colombino, e información de usos y coberturas del suelo del Instituto Geográfico Agustín Codazzi, lo que permite generar una imagen de la amenaza por deslizamientos actualizada cada día.

“Cada variable tanto en el mapa de susceptibilidad como en el mapa de amenaza por deslizamientos que se calcula cada día y tienen casi 45 millones de píxeles de 30x30 m”, explica el profesor Óscar Correa Calle, investigador principal de la UNAL que desarrolló este sistema.

“Esta es la resolución más alta alcanzada hasta ahora en Colombia para este tipo de estudios y permite monitorear toda su longitud en un corredor de 25 km a cada lado del oleoducto, interactuando con cerca de 200 unidades geológicas diferentes, lo que aporta a la seguridad tanto de la infraestructura como de las comunidades aledañas”, destaca el académico.

Alto nivel de predicción

El trayecto del oleoducto empieza en los campos petroleros de Cupiagua y Cusiana, en los Llanos Orientales, una zona de baja altitud pero con características geotécnicas complejas. Desde allí asciende por la Cordillera Oriental y pasa por el páramo de Bijagual - Mamapacha, una región montañosa y frágil que por su altitud y características climáticas está propensa a deslizamientos.

Luego, el oleoducto desciende al valle del río Magdalena, donde cruza una de las principales cuencas hidrográficas del país para luego atravesar el pie de monte de la Cordillera Central.

Esta extensa región, caracterizada por terrenos empinados, suelos inestables e intensas lluvias está frecuentemente expuesta a deslizamientos.

En su recorrido atraviesa las planicies del Caribe, donde también enfrenta retos geotécnicos y ecológicos hasta llegar a Coveñas, su punto final.

Para probar la eficacia del sistema diseñado hicimos una validación de los modelos de susceptibilidad a deslizamientos y encontramos que el método de pesos de evidencia alcanzó un rendimiento del 88 %, el de regresión logística llegó al 90 %, y con el aprendizaje de máquina obtuvimos una explicación del 94 % de los deslizamientos. Es un nivel de predicción muy alto”, señala el profesor Correa.

Explica además que se trata de enfoques estadísticos de predicción de amenaza por deslizamientos. El método de pesos de evidencia identifica factores como el tipo de terreno, las pendientes y la lluvia, que pueden generar los deslizamientos, entonces se calcula la influencia de los factores condicionantes en la estabilidad; y con respecto a la regresión logística, esta analiza la probabilidad multivariada de deslizamientos en una zona, generando un mapa diario de amenaza.

Entre otros sitios, el sistema ha sido validado en el kilómetro 235 del oleoducto, un tramo inestable que ha requerido intervenciones por más de 30 años. En 1997-1998 se detectaron los primeros signos de inestabilidad. En 2005 una inspección mostró estrés acumulado en la tubería, y en 2014 se reemplazó una sección debido a deformaciones críticas.

Se implementó una estrategia para confirmar los empujes del terreno sobre una tubería, que ha causado desplazamientos y riesgo de rotura. Esto se logró a través del monitoreo diario de probabilidad temporal y mapas de amenaza por deslizamientos, utilizando técnicas como monitoreo topográfico, sensores de deformación y herramientas avanzadas de inspección interna con posicionamiento satelital.

El éxito de este sistema llevó a Ocensa y a la UNAL a presentar el proyecto en el Congreso Mundial de Oleoductos (IPC 2024) celebrado en Calgary (Canadá). Además, el modelo fue postulado al Global Pipeline Award, el premio más prestigioso en innovación de oleoductos en el mundo, en donde quedaron entre los 5 nominados.

“El modelo no solo fue reconocido por su capacidad de predicción, sino también por la colaboración técnica y comunitaria que implicó su implementación, ya que involucró a gobiernos locales, alcaldías y comunidades en zonas críticas del oleoducto”, comenta el profesor Correa.

El modelo fue desarrollado con la participación de expertos y estudiantes de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura. Entre los colaboradores se encuentran los académicos Francisco Javier García Orozco, Jorge Julián Vélez Upegui, Joan Sebastián Quintero Londoño y Eugenio Duque, del Instituto de Estudios Ambientales (IDEA) de la UNAL Sede Manizales.