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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD TICOMÁN
TESINA
ANÁLISIS COMPARATIVO DE RENDIMIENTOS
OPERACIONALES DE DOS HELICÓPTEROS BELL
PARA AGUAS PROFUNDAS EN EL GOLFO DE MÉXICO
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO EN
AERONÁUTICA PRESENTA:
MARISOL HERRERA ALBORES
ASESORES:
M. EN C. ARMANDO OROPEZA OSORNIO
ING. MIGUEL ÁNGEL CRUCES RANGEL
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Ticomán
CONTENIDO
DEDICATORIA
RELACIÓN DE FIGURAS Y TABLAS
RESUMEN
ABSTRACT
INTRODUCCIÓN
i
ii
iii
iii
iv
Objetivo
Justificación
v
v
CAPÍTULO 1. Marco teórico
1.1
Condiciones generales en aguas profundas
10
1.2
Condiciones generales en aguas someras
11
1.3
Plataformas offshore
12
1.4
Tipos de plataformas fijas
14
1.5
Plataformas flotantes
15
1.6
Sistemas flotantes en México
20
CAPÍTULO 2 LOS VUELOS MAR ADENTRO (OFFSHORE)
2.1
Orígenes de las perforaciones y actividades Offshore
23
2.2
Objetivos de los vuelos mar adentro (Offshore)
24
2.3
Principales empresas con vuelos offshore en México
25
2.4
Zona de aguas profundas
28
2.5
Circular emitida por la Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC)
29
CAPÍTULO 3 ANÁLISIS COMPARATIVO DE HELICÓPTEROS APTOS PARA
AGUAS PROFUNDAS
3.1
Especificaciones técnicas de la aeronave Bell 412
32
3.2
Especificaciones técnicas de la aeronave Bell 429
41
Conclusiones
Referencias
Glosario
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DEDICATORIA
Dedico esta Tesina a Dios ante todo, a mis padres, quienes me
apoyaron en todo momento, por alentarme cuando parecía que me iba
a rendir y por que nunca me dejaron sola, agradezco que me hayan
regalado la oportunidad de terminar esta carrera.
Quiero expresar mi agradecimiento a mi hijo Luis Enrique, porque tuvo
que soportar largas horas sin la compañía de mamá, sin poder
entender, el por qué, debido a su corta edad.
De igual manera agradezco a mis profesores de la carrera profesional
por que todos aportaron un granito de arena para mi formación, en
especial a la Ing. Maricela y su esposo Mario y a la Dra. Alma Lilia, por
sus consejos y por sus enseñanzas.
Agradezco al Ing. Miguel Cruces por sus consejos y apoyo.
A los amigos que han formado parte de mi vida profesional, Álvaro,
Noé Ollin y Edgar, les agradezco su apoyo, sus consejos buenos y
malos y su compañía en los momentos más difíciles.
Gracias por formar parte de mi vida.
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RELACIÓN DE FIGURAS Y TABLAS
N° de Figura
Título
FIGURA 1
UBICACIÓN DE AGUAS PROFUNDAS
10
FIGURA 2
11
FIGURA 3
CUENCAS PETROLERAS EN MÉXICO DE AGUAS SOMERAS
PLATAFORMA OFFSHORE
FIGURA 4
PLATAFORMA TLP
15
FIGURA 5
16
FIGURA 6
PLATAFORMA FPSO
COMPONENTES PRINCIPALES DE UN SISTEMA FLOTANTE
FIGURA 7
COMPONENTES PRINCIPALES DEL CASCO UNA PLATAFORMA SEMISUMERGIBLES
18
FIGURA 8
GRADOS DE LIBERTAD DE CUERPO RÍGIDO EN UN SISTEMA FLOTANTE
19
FIGURA 9
PLATAFORMA SPAR
19
FIGURA 10
FSO TAKUNTAH EN OPERACIÓN EN EL CAMPO CANTARELL
20
FIGURA 11
FPSO YÙUM K´AK´NÁAB EN OPERACIÓN EN LOS CAMPOS KU-MALOOB-ZAAP
21
FIGURA 12
HELIPLATAFORMA OFFSHORE
23
FIGURA 13
VUELOS MAR ADENTRO (OFFSHORE)
EC 145
24
26
FIGURA 16
BELL 412 DE LA COMPAÑÍA ASESA
BELL 412 DE LA COMPAÑIA HELISERVICIO CAMPECHE
FIGURA 17
UBICACIÓN DE LAS PLATAFORMAS EN AGUAS PROFUNDAS
28
FIGURA 18
BELL 412
33
TABLA 1
33
FIGURA 19
FICHA TÉCNICA DEL BELL 412
GRÁFICA PESO ALTITUD LIMITACIONES DE TEMPERATURA BELL 412
FIGURA 20
GRÁFICA HOVER DENTRO DEL EFECTO DE SUELO BELL 412
35
FIGURA 21
36
FIGURA 22
GRÁFICA COMBUSTIBLE CONTRA VELOCIDAD BELL412
BELL 429
TABLA 2
FICHA TÉCNICA DEL BELL 429
42
FIGURA 23
GRÁFICA PESO ALTITUD Y LIMITACIONES DE TEMPERATURA
43
FIGURA 24
GRÁFICA PESO HOVER DENTRO EFECTO DE SUELO BELL 429
GRÁFICA CONBUSTIBLE CONTRA VELOCIDAD BELL 429
44
FIGURA 25
TABLA 3
RESULTADOS DEL CÁLCULO DE RENDIMIENTOS.
50
FIGURA 14
FIGURA 15
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Pagina
14
17
25
27
34
42
45
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RESUMEN
En el presente trabajo se describirán ejemplos del cálculo de rendimientos de dos
helicópteros de la compañía Bell Helicopter Textron, se realizará el análisis
comparativo de rendimientos de dos aeronaves con el fin de demostrar cuál de
los dos helicópteros sería el más apto para transportar personal técnico a las
plataformas que se encuentran en aguas profundas, se describen también los
requerimientos de la autoridad aeronáutica civil para los vuelos sobre el mar,
enfatizando los puntos más importantes para este tipo de operación.
Se describirán las diferentes plataformas petroleras que se encuentran en el Golfo
de México y la interacción de la industria energética con la industria aeronáutica,
en lo particular con helicópteros.
ABSTRACT
The present work examples of calculation of performance of two helicopters of the
company Bell Helicopter Textron is described, the benchmarking of performances of two
aircraft in order to show which of the two helicopters will take place would be the most
suitable to carry technical staff the platforms located in deep water, will also revise the
requirements of the civil aviation authority for flights over the sea, emphasizing the most
important
points
for
this
type
of
operation.
Various oil platforms located in the Gulf of Mexico are described as well as how to find the
energy industry interacts with the aviation industry, in particular helicopters.
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INTRODUCCIÓN
Dentro de las actividades de la industria del petróleo y gas es necesario contar con
helicópteros, para el transporte seguro de personas y materiales hacia y desde las
plataformas en condiciones que pueden ser inhóspitas. La empresa de transporte
de helicópteros civiles para trabajar en la industria del petróleo y el gas, debe
proporcionar un transporte excepcional, el cual sea eficiente y sobre todo seguro.
La exploración y extracción en aguas profundas, exigen grandes retos para los
vuelos offshore y la industria aeronáutica ya que toda empresa dedicada a los
vuelos mar adentro necesita hacer un estudio detallado para elegir el helicóptero
que se adecue a las necesidades de la operación tomando en cuenta las
adversidades como el mal clima, el hundimiento de la tierra, la variación de
temperatura y el oleaje, que se presentan en esas zonas de aguas profundas,
para las aeronaves de ala rotativa, en este caso helicópteros .
El petróleo es la principal fuente de energía del mundo, es un mineral que se
extrae haciendo grandes perforaciones, atravesando las capas del suelo hasta
llegar a los yacimientos o mantos petrolíferos dentro de los continentes y en aguas
someras actualmente, de esta manera se obtiene el petróleo crudo que en
realidad es una mezcla de sustancias sólidas, líquidas y gaseosas, que
posteriormente es
procesado para transformarlo en bienes materiales, del
petróleo se obtienen, el diesel y la gasolina entre muchos otros productos más.
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Estos recursos energéticos no-renovables cada vez son más escasos en aguas
someras y sobre el continente. Por ello, la exploración y explotación han
evolucionado de acuerdo a que las necesidades humanas lo han exigido y es así,
como desde hace unas décadas, no sólo se exploran y explotan hidrocarburos en
la plataforma continental, sino en áreas de aguas profundas, con lo que ha surgido
lo que se conoce como explotación offshore o costa afuera. En la actualidad, las
mayores reservas por explorar, son las potencialmente existentes en áreas de
aguas profundas.
Es por lo anterior que este trabajo tiene como objetivo, calcular el rendimiento de
dos aeronaves, para así conocer cuál de los dos helicópteros son capaz de
trasportar el mayor número de personal técnico a las plataformas que se
encuentran ubicadas en aguas profundas frente a la costa de Matamoros, el cual
será utilizado posteriormente como ejemplo para realizar este análisis de
rendimientos.
El presente trabajo consta de tres capítulos

El primero hace referencia a los tipos de plataformas y sistemas flotantes.

En el segundo capítulo se explican los objetivos de los vuelos mar adentro
(offshore).

En el tercer capítulo se muestra el planteamiento, el desarrollo del análisis y
el resultado de esta comparativa.
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OBJETIVO
Realizar un análisis comparativo de rendimientos operacionales de dos
helicópteros Bell para aguas profundas en el Golfo de México, cumpliendo con lo
señalado en la circular AV-050/07 emitida por la Dirección General de Aeronáutica
Civil (DGAC) para vuelos sobre el mar.
Así, como dar a conocer la forma en que la ingeniería aeronáutica también se
involucra de manera fundamental, en la industria energética.
JUSTIFICACIÓN
Los vuelo offshore han tomado una gran importancia en nuestro país debido a que
los nuevos descubrimientos en las zonas de aguas profundas, cada vez a
mayores distancias con respecto a la costa, hacen que la industria aeronáutica
esté constantemente desarrollando tecnologías para cubrir las necesidades que la
industria energética requiere.
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CAPÍTULO 1
MARCO TEÓRICO
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1.1
CONDICIONES GENERALES EN AGUAS PROFUNDAS
El término "Aguas Profundas" se refiere a la exploración y explotación en
yacimientos de hidrocarburos en regiones ubicadas en tirantes de agua mayores a
500 metros distancia entre la superficie y el lecho marino. En nuestro país, éstas
se localizan en una importante región del Golfo de México, que comprende una
extensión de aproximadamente 575 mil kilómetros cuadrados, los tirantes de agua
superiores a los 1,500 m, se considera aguas ultra-profundas.
FIGURA 1
UBICACIÓN DE AGUAS PROFUNDAS
Fuente:http://empleospetroleros.org/2011/09/15/pemex-y-la-exploracion-en-aguas-profundas-parte-2/15/12/2014, 22.53
De acuerdo a los estudios hechos por Pemex, el mayor tirante de agua profundo
en México está alrededor de 4,500 m de profundidad.
La producción máxima esperada es de 800,000 BPD al año 2025. Las
expectativas de producción de hidrocarburos provenientes de aguas profundas se
esperan para el año 2017.
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1.2 CONDICIONES GENERALES EN AGUAS SOMERAS
Las aguas someras son aguas poco profundas, es decir, cuando la profundidad va
de 30m de profundidad y hasta los 500m de profundidad.
FIGURA 2
CUENCAS PETROLERAS EN MÉXICO DE AGUAS SOMERAS
Fuente:http://www.ronda1.gob.mx/documents/aguas_someras/CuencasSureste_AguasSomeras101214.pdf,
15/12/2014,14:22
En los últimos 30 años se han perforado más de 300 pozos exploratorios que han
hecho posible el descubrimiento, evaluación y la producción de yacimientos de
hidrocarburos. (Figura 2)
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1.3 PLATAFORMAS OFFSHORE
En la actualidad una plataforma mar adentro (Offshore) es un sistema naval de
grandes dimensiones cuya función principal es la realización de las perforaciones
y posterior extracción del petróleo y gas natural de los yacimientos del lecho
marino, que luego serán trasladados hacia la costa. Dependiendo de su tamaño
tienen la capacidad de albergar entre 50 y 200 trabajadores, aunado a esto las
instalaciones necesitan una serie de equipos de comunicación, equipos de
posicionamiento, grúas, generadores, salvavidas, equipamiento para prevención
de incendios y apoyo de helicópteros las plataformas se enfrentan a condiciones
hidrometeorológicas generalmente adversas y deben reunir determinadas
condiciones, todas están dotadas de heliplataformas que permiten la operación de
helicópteros, deben ser acompañadas de embarcaciones especializadas (supply
ship) para apoyar en las transportaciones de personal y avituallamientos, lucha
contra incendios y contaminación.
La operación de plataformas offshore está expuesta a diversos tipos de riesgos
como resultado de su propia naturaleza.
Las instalaciones deben cumplir un
grupo de exigencias constructivas, operacionales y de seguridad, emanadas de
regulaciones internacionales establecidas por instituciones como la Organización
Marítima Internacional (OMI), la Organización de Productores de Gas y Petróleo
(OGP) y otras para preservar la seguridad de las personas, las instalaciones y el
medio ambiente.
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Orígenes de las perforaciones y actividades mar adentro (Offshore)
La exploración costa afuera en busca de petróleo y gas comenzó a realizarse
desde el siglo XIX, la primera estructura instalada costa afuera se realizó en
aguas del Océano Pacífico en el Estado de California en el año de 1890 con una
pequeña estructura, sin embargo, el nacimiento de las actividades costa afuera se
considera que fue en 1947 cuando la primera estructura fue instalada en el Golfo
de México con un tirante de 4.6 metros, dentro de las aguas de Luisiana. La
operación en tierra se extendió sobre el agua por medio de un muelle y en 1887
fue perforado el primer pozo dentro del agua y en 1900 la perforación fue dirigida
hasta 150m de la línea de costa. Se montaron torres de madera sobre plataformas
de madera, construidas sobre pilotes de árboles de ciprés.
Estado actual de las plataformas offshore
El principal proceso que se realiza en una plataforma Offshore son las
perforaciones, para posteriormente, extraer el petróleo y gas natural de los
yacimientos del lecho marino, que luego serán trasladados hacia la costa.
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FIGURA 3
PLATAFORMA OFFSHORE
Fuente: http://www.taringa.net/posts/info/9980582/Astillero-Argentino-Tandanor-construira-Buques-y-Plataformas.html
10/03/2015 0:39
1.4 TIPOS DE PLATAFORMAS FIJAS
Existen principalmente tres tipos de plataformas petroleras fijas y se eligen de
acuerdo a la profundidad que se va a perforar.
 Plataformas marianas semisumergibles.
Las plataformas semisumergibles son flotantes, se utilizan para perforar en
tirantes de agua mayores de 100 metros, usando para ello conexiones
submarinas.
 Plataformas marinas auto elevables.
Estas plataformas se utilizan para perforar y dar mantenimiento a los pozos, en
aguas someras hasta con un máximo de 100 metros de tirante de agua.
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 Plataformas marinas fijas con equipo convencional y modular.
Los equipos convencionales y modulares se utilizan para la terminación,
reparación, reentradas y/o profundización de pozos los cuales son instalados
sobre las estructuras fijas.
1.5 PLATAFORMAS FLOTANTES
TLP: Plataforma pierna de tención (Tension Leg Platform), esta plataforma
consiste en una estructura flotante sujeta por tensores verticales, los cuales están
conectados y cimentados al lecho marino por pilotes asegurados. Se utilizan para
profundidades de 1500 a 7000 ft.
FIGURA 4
PLATAFORMA TLP
Fuente: http://www.modec.com/fps/tlp/index.html 09/03/2015, 21:40
FPSO: Sistema Flotante de Producción, Almacenamiento y Abastecimiento
(Floating Production Storage and Offloading), consiste en un gran buque-tanque
anclado al fondo marino que se diseña para procesar y almacenar la producción
de pozos submarinos cercanos. También permite descargar periódicamente el
petróleo almacenado a buques menores, los cuales transportan el hidrocarburo a
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instalaciones para su transformación posterior. En particular, los FPSO´s son
embarcaciones empleadas en sitios en donde se perfora en aguas profundas y
tienen la función de:
 Almacenar el hidrocarburo extraído.
 Procesar el hidrocarburo.
 Abastecer el producto a otro barco o a tierra.
FIGURA 5
PLATAFORMA FPSO
Fuente: http://www.modec.com/fps/fpso_fso/index.html 09/03/2015, 22:48
El casco de flotación debe ser lo suficientemente grande para poder soportar las
cargas propias de la plataforma, incluyendo el peso de los fluidos procesados y
almacenados.(Figura 5)
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FIGURA 6
COMPONENTES PRINCIPALES DE UN SISTEMA FLOTANTE
Fuente: http://www.sbmatlantia.com 15/12/2014,14:45
El casco aporta la rigidez, la flotación y la estabilidad necesarios para soportar las
acciones ambientales y los pesos de los equipos y cubiertas, su peso propio, el
peso de los risers y las líneas de amarre, así como los pesos de los líquidos
(aceite crudo, combustibles, agua potable y agua de lastre, entre otros)
almacenados en sus compartimentos internos.
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FIGURA 7
COMPONENTES PRINCIPALES DEL CASCO DE UNA PLATAFORMA SEMISUMERGIBLES
Fuente: www.gvac.com 19/12/2014,16:45
Las plataformas flotantes poseen diferentes grados de libertad de movimiento
como respuesta a las acciones meteorológicas y oceanográficas. Las plataformas
con flotación neutra vibran dinámicamente en seis grados de libertad, tres
movimientos de traslación en dirección de los ejes X, Y y Z, y tres movimientos de
rotación alrededor de los mismos ejes: avance (surge), deriva (sway), arfada
(heave), cabeceo (pitch), balanceo (roll) y guiñada (yaw), respectivamente. Estos
movimientos son relevantes para las operaciones de un helicóptero que está por
aterrizar en la heliplataforma y ésta se encuentra en movimiento.
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FIGURA 8
GRADOS DE LIBERTAD DE CUERPO RÍGIDO EN UN SISTEMA FLOTANTE
Fuente: http//:www.underwatertimes.com 18/12/2014,22:08
Las plataformas llamadas SPAR son utilizadas en aguas cuya profundidades
mayor a los 1500-2000 metros de profundidad.
FIGURA 9
PLATAFORMA SPAR
Fuente: https://refineering.wordpress.com/ 20/12/2014, 20:45
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1.6 Plataformas en México
Actualmente, Petróleos Mexicanos tiene en operación en el Golfo de México
alrededor de 350 plataformas fijas ubicadas en la Bahía de Campeche y frente a
las costas de Tampico, Veracruz y Tabasco, en tirantes de agua menores a 100 m
En el caso de México, PEMEX cuenta solamente con un buque de
almacenamiento y descarga (FSO), de nombre TAKUNTAH, en operación en el
campo Cantarell en un tirante de 75 m, y un FPSO de nombre YÙUM K´AK´NÁAB
en operación en los campos KU-MALOOB-ZAAP en 85 m de tirante de agua.
Asimismo, en febrero del año 2010 PEMEX adquirió el buque ECO III clasificado
como FPSO para la prueba de pozos.
FIGURA 10
FSO TAKUNTAH EN OPERACIÓN EN EL CAMPO CANTARELL
Fuente: http://www.modec.com/fps/fpso_fso/projects/cantarell.html 01/01/2015,16:00
Se estima que el primer sistema flotante en aguas profundas mexicanas se
instalará entre los años 2017 y 2018, ya sea en aguas profundas del área de
Perdido, frente a las costas del estado de Tamaulipas en un tirante de alrededor
de 3,000 m, o en el sur del Golfo de México en un tirante menor a 2,000 m. lo que
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quiere decir que en el 2017 ya estarán establecidas las empresas que se dedican
a la prestación de las operaciones de vuelos mar adentro (Offshore).
FIGURA 11
FPSO YÙUM K´AK´NÁAB EN OPERACIÓN EN LOS CAMPOS KU-MALOOB-ZAAP
Fuente: http://www.marinetraffic.com 15/01/2015,15:28
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CAPÍTULO 2
LOS VUELOS MAR ADENTRO
(OFFSHORE)
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2.1 ORÍGENES DE LAS PERFORACIONES Y ACTIVIDADES MAR
ADENTRO (OFFSHORE)
A medida que se moderniza la tecnología de extracción, es necesario contar con
un medio de transporte rápido y eficiente, que le permita arribar y salir de la
instalación con seguridad, que no dependa significativamente de las condiciones,
de alta presión y altas temperaturas, presentes en la zona de perforación, a las
que se puede enfrentar una aeronave de ala rotativa (helicóptero). El helicóptero,
alcanza su operatividad plena a finales de la 2da guerra mundial y desde entonces
se advierten sus grandes posibilidades para cumplir las exigencias, la aviación de
ala rotativa, se ha convertido en una herramienta indispensable en las operaciones
offshore y las acciones de lucha contra derrames de petróleo, tanto en tierra como
en el mar, por lo tanto es deseable lograr una estrategia que logre la mayor
efectividad en estas operaciones.
FIGURA 12
HELIPLATAFORMA OFFSHORE
“Oficiales de Helipuertos” 10/03/2015, 22:14
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2.2 OBJETIVO DE LOS VUELOS MAR ADENTRO (OFFSHORE)
El objetivo principal de los vuelos en operación de alta mar (off shore) es el
transporte de personal hacia plataformas petroleras o barcos en el mar. Otras
operaciones incluyen los movimientos de carga, evacuaciones de emergencia y
operaciones de búsqueda y rescate (SAR: Search And Rescue) las plataformas
offshore deben reunir determinadas condiciones, todas están dotadas de
heliplataformas que permiten la operación de helicópteros.
FIGURA 13
VUELOS MAR ADENTRO (OFFSHORE)
Fuente: http://www.gulfhelicopters.com/ghc/upload_files/images/Core-services3-big.jpg 15/11/2014,14:45
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2.3 PRINCIPALES EMPRESAS CON OFFSHORE EN EL GOLFO DE
MÉXICO
TRANSPORTES AÉREOS PEGASO
Comenzaron en 1981 con servicio aeronáutico, ofreciendo servicio de transporte
aéreo ejecutivo. En 1983 obtienen el primer contrato con Petróleos Mexicanos
para la transportación de pasajeros y carga a las plataformas en el Golfo de
México. En 1998 fue una de las primeras empresas de aviación en México en
obtener la certificación ISO 9001:2000
Flota para vuelos offshore:

EC-145

EC-155

EC-135
FIGURA 14
EC 145
Fuente: https://www.facebook.com/pages/oficiales-de-helipuerto/236269246458667?fref=photo
11/03/2015 11:03
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AEROSERVICIOS ESPECIALIZADOS S.A. DE C.V.
Es una compañía mexicana fundada en 1977, proporciona servicios de
transportación aérea con helicópteros principalmente en misiones costa afuera en
la zona de Campeche, donde actualmente da servicio a PEMEX y a diferentes
empresas relacionadas con la industria del gas y el petróleo.
ASESA es una de las empresas líder en la industria aeronáutica de servicios
aéreos con helicópteros, de la marca Bell Helicopter Textron y ofrece servicios de
transporte de personal, supervisión aérea, operaciones offshore y mantenimiento,
cuenta con bases de operación y mantenimiento de helicópteros.
Flota para vuelos Offshore:

Bell-407

Bell-412EP

Bell-429
FIGURA 15
BELL 412 DE LA COMPAÑÍA ASESA
Fuente: https://www.facebook.com/pages/Oficiales-De-Helipuerto/236269246458667?fref=photo
11/03/2015 11:47
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HELISERVICIO CAMPECHE
Heliservicio Campeche ha entregado servicio de helicópteros por más de 30 años
a Petróleos Mexicanos (PEMEX) y otros proveedores de petróleo y gas. Además
del transporte en alta mar y apoyo a inspección en tierra, línea eléctrica y
construcción de la torre, los estudios sísmicos, vigilancia terrestre de tuberías,
emergencias por desastres naturales, el turismo, la fotografía / cine y otras
diversas organizaciones públicas y privadas. Las actividades
de Heliservicio
Campeche en el mar se centran alrededor de su base de operaciones en Ciudad
del Carmen.
Flota para vuelos Offshore:

Bell 412

Bell 429
FIGURA 16
BELL 412 DE LA COMPAÑIA HELISERVICIO CAMPECHE
“https://www.facebook.com/pages/Oficiales-De-Helipuerto/236269246458667?fref=photo
10/03/2015 14:18
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2.4 ZONA DE AGUAS PROFUNDAS
Debido a que en el 2008 fue anunciada la ubicación de yacimientos gigantes en
zona de aguas profundas, ya se realizan estudios de exploración por parte de
Pemex y empresas extranjeras ya concursan para obtener licitaciones y poder
explorar y extraer petróleo, lo cual requiere de personal capacitado y una forma de
transporte rápido, para llegar hasta las plataformas que allí se ubiquen. Empresas
como Pemex subcontrata el servicio de helicópteros para transportar al personal
hasta las plataformas.
.
FIGURA 17
UBICACIÓN DE LAS PLATAFORMAS EN AGUAS PROFUNDAS
Fuente: http://www.aipmac.org.mx/mexico/trabajos/aula1/04.pdf 08/01/2015 14:22
En vuelos sobre el mar, todas las empresas deben apegarse a las reglas que
marca la circular AV-050/07.
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2.5 CIRCULAR OBLIGATORIA, REGLAS GENERALES PARA LA
OPERACIÓN DE HELICÓPTEROS CIVILES AV-050/07.
Las operaciones sobre el agua deben cumplir con la
circular emitida por la
Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC),de acuerdo a la circular obligatoria
en el manual de reglas generales para operación de helicópteros civiles se
mencionaran sólo algunos puntos.
3.5. Plan de vuelo.
3.5.1. El concesionario, permisionario u operador aéreo, según sea el caso, no
deberá iniciar el vuelo del helicóptero hasta que le haya sido autorizado el plan de
vuelo.
3.6 Combustible y aceite mínimo.
3.6.1. Ningún helicóptero deberá iniciar vuelo alguno si, teniendo en cuenta las
condiciones meteorológicas y todo retraso que se prevea en vuelo, el helicóptero
no lleva suficiente combustible ni aceite para poder completar el vuelo sin peligro.
Además debe llevar una reserva para prever contingencias.
3.6.3. Operaciones de conformidad con las reglas de vuelo por instrumentos
(IFR). La cantidad de combustible y de aceite que se lleve para cumplir con el
numeral 3.6.1 anterior será, en el caso de operaciones IFR, por lo menos la
suficiente:
3.17. Altitudes mínimas de vuelo.
3.17.1. Excepto cuando sea necesario para aterrizar o despegar, o se tenga la
autorización previa de la autoridad aeronáutica, los helicópteros no volarán:
a) A una altura menor de 152 m (500 pies), sobre la superficie de tierra o agua.
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b) A una altura menor a las especificadas por la autoridad aeronáutica, en un área
o ruta señalada en la Publicación de Información Aeronáutica (PIA/AIP) de México.
c) A una altura menor a las autorizadas para rutas no publicadas.
3.18. Vuelos sobre extensiones de agua.
3.18.1. Los helicópteros que vuelen sobre el agua de conformidad con el numeral
3.18.2, deben estar certificados para amaraje. El estado del mar formará parte
integrante de la información sobre amaraje.
3.18.2. Los helicópteros, cuando se prevea que hayan de volar sobre el agua,
deberán estar equipados con medios de flotación permanente o rápidamente
desplegable, a fin de asegurar un Amaraje forzoso seguro del helicóptero cuando:
a) Se vuele sobre el agua a una distancia desde tierra correspondiente a más de
10 minutos, a la velocidad normal de crucero, en el caso de helicópteros
multimotores.
b) Se vuele sobre el agua a una distancia desde tierra superior a la distancia de
autorrotación o de aterrizaje forzoso seguro, en el caso de helicópteros
monomotores.
3.18.3. No se operará un helicóptero sobre extensiones de agua, a menos que
cuente con los dispositivos de flotación instalados en la aeronave, chalecos
salvavidas para cada persona a bordo, balsas salvavidas, equipo de emergencia
tal como botiquines, luces de señales, entre otros, y el equipo transmisor
localizador de emergencia (ELT), de acuerdo a lo indicado en la Norma Oficial
Mexicana aplicable, debidamente autorizados.
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CAPÍTULO 3
HELICÓPTERO APTO PARA
OPERACIÓN EN AGUAS
PROFUNDAS
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4.1Especificaciones técnicas de la aeronave Bell 412
De acuerdo a el manual de vuelo en la sección de limitaciones, el 412 está
certificado como categoría A, con esta categoría la configuración básica del
helicóptero está aprobada para 15 pasajeros, el máximo permitido en
compartimiento de carga para equipaje es de 400 libras (181kg), que no exceda
de 100 libras por pie cuadrado (4,9 kg / 100cm2).
También cuenta con equipo básico necesario y el kit IFR, sistema pitot estático y
calefacción, piloto limpiaparabrisas, indicador de actitud de reserva, dos radios de
comunicaciones VHF, dos receptores de navegación con auxiliar, equipo
apropiado para IFR previsto, ruta de vuelo, equipos DME, ATC transponder,
receptor de radiobaliza, piloto de velocidad vertical instantánea.
La temperatura máxima de operación a nivel del mar es de 51.7°C (125°F) y
disminuye con la altitud. La temperatura ambiente mínima para operación en todas
las altitudes es de -40 ° C (-40 ° F).
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FIGURA 18
BELL 412
Fuente:http://www.bellhelicopter.com/en_US/Commercial/Bell412EPI/1193325374201.html#/?tab=images-tab&media=0
10/10/2014, 20:45
Tabla 1 Especificaciones técnicas Bell 412
VELOCIDAD con peso bruto máximo
Velocidad de nunca exceder (Vne)
259KM/H
Velocidad de crucero máxima
226km/h
122 nudos
672 km
363 millas náuticas
Alcance a velocidad de crucero de largo alcance (VLRC)
Autonomía máxima
140nudos
3.8 horas
ALTITUD DE TECHO
Techo de servicio (altitud presión)
5.017m
16.460 pies
Techo de vuelo estacionario dentro de efecto de suelo (peso bruto máximo, ISA)
3.459m
11350 pies
Techo de vuelo estacionario fuera de efecto de suelo (peso bruto máximo, ISA)
2012m
6600 pies
CAPACIDADES
Asientos estándar
1+14
asientos máximos
Combustible estándar
Combustible auxiliar (opcional)
Ancho de puerta
1+14
1.251 litros
331 galones EE.UU
123 o 617 litros
163 galones EE. UU
2.3m
7.7 pies
Volumen de cabina
6,2 m3
220 m3
Volumen de compartimento de equipaje
0.8 m3
28 pies 3
Peso vacío (configuración estándar para IFR)
3.207 kg
7.071 lb
Carga útil interna, (configuración estándar para IFR)
2.190 kg
4.829 lb
Peso bruto máximo (interno)
5.398 kg
11900 lb
Peso bruto máximo (carga externa)
5398 kg
1900 lb
Capacidad de gancho de carga
2.041 kg
4500 lb
PESOS
Sistemas de potencia
Sistema Propulsor (motor)
Clasificación de transmisión MCP
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(2) Pratt &Whitney PT6T-9 Twin Pac
828 KW
1.100 shp
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Las siguientes gráficas fueron tomadas del manual de vuelo en la sección 4
llamada Rendimientos. En la gráfica 1, se busca saber con qué peso puede
despegar el helicóptero, utilizando una temperatura de 15°.
FIGURA 19
GRÁFICA PESO ALTITUD LIMITACIONES DE TEMPERATURA BELL 412
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FIGURA 20
GRÁFICA HOVER DENTRO DEL EFECTO DE SUELO BELL 412
Esta gráfica proporciona los pesos brutos máximos admisibles para vuelo
estacionario IGE (dentro del efecto de suelo), en todas las condiciones de altitud
de presión y temperatura del aire exterior, la altitud
de techo para vuelo
estacionario se puede determinar para cualquier peso bruto dado.
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FIGURA 21
GRÁFICA COMBUSTIBLE CONTRA VELOCIDAD BELL 412
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A) Análisis considerando que no se puede hacer proceso de recarga de
combustible en la plataforma
 Gráfica 1, se obtiene el siguiente dato considerando una temperatura en la
zona costera a nivel del mar de 15-25°C
 Peso Máximo de Despegue
PMD = 11, 600 lb
 Peso vacío Bell-412, tiene estos pesos como configuración estándar para
IFR
 Peso específico del combustible, Del JP-4 es:
JP-4
PC = Peso combustible (lb)
PC = Peso combustible (gal)
 Peso de pasajeros, se consideró con un promedio de 80kg (176.4 lb) por
persona.
 Peso de equipaje se omitirá el del piloto, cada persona podrá subir 10kg
(22 lb)

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 Tanque Auxiliar
de 33gal = 225.72lb (considerar peso específico del
combustible JP-4)
 Gráfica 3, se obtiene el siguiente dato considerando un torque de 75% y
con un peso máximo de 11, 600 lb.

( )

( )
(
)
(

)
(
)
Se consideró un viaje a la plataforma Supremos-1, este viaje consta de 540km
(292 millas náuticas) en viaje redondo partiendo del aeropuerto de Matamoros.

Esta distancia la se convierte en autonomía, considerando una velocidad de 113
KNOTS. Se obtiene la reserva de emergencia.

(
)
(
)
(
)
1hr = 60min
0.73hr=43.8min
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B) Análisis suponiendo que en la plataforma la aeronave realizará una
recarga de combustible. Con las mismas condiciones al nivel del mar.
 Gráfica 1, se obtiene el siguiente dato considerando una temperatura en la
zona costera a nivel del mar de 15-25°C
 Peso Máximo de Despegue PMD = 11, 600 lb
 Peso vacío Bell-412, tiene estos pesos como configuración estándar para
í =7,071
IFR
=331
 Peso de pasajeros, se consideró con un promedio de 80kg (176.4 lb) por
persona.
 Número de personas=15 (14 𝑦
p
)
=2,646
 Peso equipaje se omitirá el del piloto, cada persona podrá subir
e
10kg (22 lb)
=308
Combustible que se puede cargar
má
=
p
−
e
d
c
í −
−
=1,519
Peso específico del combustible, se considera el peso específico del JP-4
=6.84
PC = Peso Combustible (lb)
VC = Peso Combustible (gal)
=
=222.07
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 Gráfica 3, se obtuvo el siguiente dato considerando un torque de 75% y
con un peso máximo de 11,600lb.

=113
/
=209.2
á
=113
/hr
=750 /


=
( )
( /
v
=
(
)=2.02 (
)
v
)×
(
) =422.6
á
=227.8
Se consideró en un viaje a la plataforma Supremos-1, este viaje consta de
270km (145.8 millas náuticas). Solo ida

p
=
𝑓
−
v
=152.6
á
=82.393
Esta distancia se convierte en autonomía, volviendo a considerar una
velocidad de 113 KNOTS. Se obtiene la reserva de emergencia

=
(
/
)=0.72
(
r
e(
)
v
)=43.7
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4.2 Especificaciones técnicas de la aeronave Bell 429
El 429 es un helicóptero que tiene 8 plazas y dos motores, Categoría A, un solo
piloto, certificado como helicóptero IFR, el máximo peso de despegue es de
7000lb (3175kg) ,aumentado a 7500 lb (3402 kg) de carga interna.
De acuerdo al manual de vuelo del helicóptero 429, se obtuvieron las siguientes
gráficas en donde se hará el cálculo de los rendimientos de la aeronave Bell 429.
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FIGURA 22
BELL 429
Fuente: http://www.bellhelicopter.com/en_US/Commercial/Bell429I/ 18/12/2014, 20:32
Tabla 1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS BELL 429
VELOCIDAD con peso bruto máximo
Velocidad de nunca exceder (Vne)
287KM/H
Velocidad de crucero máxima
278km/h
150 nudos
Alcance a velocidad de crucero de largo alcance (VLRC)
761 km
411 millas náuticas
Autonomía máxima
155nudos
4.5 horas
ALTITUD DE TECHO
Techo de servicio (altitud presión)
Techo de vuelo estacionario dentro de efecto de suelo (peso bruto máximo, ISA)
Techo de vuelo estacionario fuera de efecto de suelo (peso bruto máximo, ISA)
20000Pie
s
12070
pies
9150
pies
6093 m
3679m
2789m
CAPACIDADES
Asientos estándar
1+7
asientos máximos
1+7
Combustible estándar
821 litros
217 galones EE.UU
Combustible auxiliar (opcional)
148 litros
39 galones EE. UU
2.3m
7.7 pies
Volumen de cabina
5,78 m3
204pies3
Volumen de compartimento de equipaje
2.1 m3
74 pies 3
Peso vacío (configuración estándar para IFR)
2025 kg
4465 lb
Carga útil interna, (configuración estándar para IFR)
1150 kg
2555 lb
Peso bruto máximo (interno)
3175 kg
7000 lb
Peso bruto máximo (carga externa)
3402 kg
7500 lb
Capacidad de gancho de carga
1361 kg
3000 lb
Ancho de puerta
PESOS
OTROS
Sistema Propulsor (moto)
Clasificación de transmisión MCP
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(2) Pratt &Whitney Canada
PW207D1
828 KW
1.100 shp
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En la siguiente gráfica se calculará el peso con el que puede salir la aeronave,
con una temperatura de 15°C.
FIGURA 23
GRÁFICA PESO ALTITUD Y LIMITACIONES DE TEMPERATURA
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FIGURA 24
GRÁFICA PESO HOVER DENTRO EFECTO DE SUELO BELL 429
En la gráfica previa se presentan las condiciones para el vuelo estacionario en
donde indica cuánto peso puede sustentar con una temperatura de 15° C.
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FIGURA 25
GRÁFICA CONBUSTIBLE CONTRA VELOCIDAD BELL 429
En la gráfica previa fue consideró un torque de 75 % en donde posteriormente se
obtuvo un flujo de combustible de 523 lb/hr y con el peso de la gráfica anterior se
encontró que la velocidad verdadera es de 130 KNOTS.
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A) ANÁLISIS DE RENDIMIENTOS CON 7 PASAJEROS INCLUYENDO EL
PILOTO
 Gráfica 1, se obtiene el siguiente dato considerando una temperatura en la
zona costera a nivel del mar de 15-25°C
 Peso máximo de despegue PMD = 7, 500 lb
 Peso vacío Bell-429, tiene los siguientes pesos como configuración
estándar para IFR
í =4,465
=217
 Peso específico del combustible, se considera el peso específico del
combustible JP-4 de acuerdo al manual que es el que utiliza la aeronave.
JP-4 = 6.84
PC = Peso combustible (lb)
PC = Peso combustible (gal)
=
× =1,484
 Peso de pasajeros, se consideró con un promedio de 80kg (176.4 lb) por
persona.
ú
=6 +(un Piloto)
p
=1,234.8
 Peso de equipaje se omitirá el del piloto, cada persona podrá subir 10kg
(22 lb)
e
=132
El resultado es un déficit de peso de:
r
=
c
−
r
má
p
d
−
−
í −
e
=184
 Gráfica 3, se obtiene el siguiente dato considerando un torque de 75% y
con un peso máximo de 7,500 lb.
v
=130
c
v
=240.76
=130
á
/
=523 /
=
de combustible ( ) / l
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( /
)=2.83
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v
v(
=
/
)×
(
)=681.3
=367.8
á
Se consideró en un viaje a la plataforma Supremos-1, este viaje consta de 540km
(292 millas náuticas) en viaje redondo.
r

v
=
=141.3
=76.3
−
á
Esta distancia se convierte a autonomía, considerando una velocidad de
113 KNOTS. Se obtiene la reserva de emergencia

=
(
/
)=.588
(
r
e(
)
v
)=43.8
1hr = 60min
0.588hr= 35.32min
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B) ANÁLISIS DE RENDIMIENTOS SIN RECARGA DE COMBUSTIBLE EN
PLATAFORMA CON 8 PASAJEROS
De la Gráfica 1, se obtiene el siguiente dato considerando una temperatura en la
zona costera a nivel del mar de 15-25°C
 Peso Máximo de Despegue PMD = 7, 500 lb por autorización de
fabricante la hoja datos de certificado
 Peso vacío de Bell-429, tiene este peso como configuración estándar para
IFR
í =4,465
 El peso de pasajeros, se consideró con un promedio de 80kg (176.4 lb)
por persona
ú
p
= 8 (7 𝑦
p
)
=1,411.2
 Equipaje, se omitirá el del piloto, cada persona podrá subir
𝐸
10kg (22 lb)
=154
 El combustible
má
=
−
e
d
í −
−
de c
=1,469.8
 Peso específico del combustible, se considera el peso específico del
combustible
JP-4 =6.84 /
PC = Peso Combustible (lb)
VC = Peso Combustible (gal)
=
=214.5
 Gráfica 3, se obtiene el siguiente dato considerando un torque de 75% y
con un Peso máximo de 7,500 lb
.

v
=130
=240.76 k / =130
á
/
=523 /

v
=
c
e( ) / l
c
( / )=2.8
(
)

v
=
v
( / )×Alcance( )=674.1 =363.9
á
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Se considera como ejemplo en un viaje a la plataforma Supremos-1, este viaje
redondo consta de 540km (291.5 millas náuticas)
á
r
p
=
𝑓
v
−
=134.1
=72.4
Esta distancia se convertirá a tiempo de vuelo, se considera una velocidad de 113
KNOTS. Se obtiene la reserva de emergencia

r
=
(
/
)=.55
(
e(
)
v
)=33
SEMINARIO DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE HELICÓPTEROS
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CONCLUSIÓN
Después de realizar el análisis de operación se obtuvo el siguiente resultado.

El Bell 429 es más veloz que el Bell 412.

El Bell 429 consume considerablemente menos combustible que el
Bell 412 y por lo tanto recorre mayor distancia.

El Bell 412 necesita recargar combustible en el primer viaje de
acuerdo a el primer análisis (A) y el Bell 429 puede hacer 2 viajes sin
recargar combustible transportando un total de 12 pasajeros, pero un
poco más limitado en equipaje,
mientras que el Bell 412 puede
trasportar 14 pasajeros y mayor peso en el compartimento de carga.

Debido a los resultados obtenidos anteriormente y como se dijo al
principio de este trabajo el helicóptero más adecuado para operar en
la zona de Matamoros, que transporta más personal técnico a la
plataforma Supremus-1 es el Bell 412.
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TABLA 3.
Resultados del cálculo de rendimientos.
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BIBLIOGRAFÍA
.
1. Tesis: Memoria de Experiencia Profesional “Administración del
mantenimiento en empresas operadoras de Helicópteros”,
Autor: Fernando Sinhue López García.
Fecha: 2005.
2. Tesis: Ingeniería costa afuera orientada al diseño estructural de una
plataforma marina fija tipo Jacket, para tirantes de aguas someras,
instaladas en el Golfo de México
Autor: José Ramón Caballero Díaz.
Fecha: 2011.
3. Tesis: Evaluación de los proyectos pidiregas en Pemex
Autor: Eduardo Alejandro González Bolaños
Fecha: 2011.
4. Manuales: Mantenimiento y vuelo de los helicópteros analizados
Bell Helicopter Textron,
Manual de Vuelo y rendimientos del Bell 412 y 429.
5. Taller sobre la Seguridad Operacional y Eficiencia en Helipuertos
Heliplataformas, Helipuertos a bordo de buques
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REFERENCIAS
1. http://www.ipen.org.br/downloads/simmtechnaval_2013/e_09.pdf
2. http://www.sct.gob.mx/fileadmin/_migrated/content_uploads/86_Circular_Ob
ligatoria_CO_AV050_07_Reglas_generales_para_la_operacion_de_helicop
teros_civiles..pdf
3. https://deptoenergiaymedioambiente.files.wordpress.com/2009/10/tipos-deplataformas-petroleras-marinas_comite-cientifico.pdf
4. http://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/11958/1302%202005.pdf?se
quence=1
5. http://rgl.faa.gov/Regulatory_and_Guidance_Library/rgMakeModel.nsf/0/2c6
2bc9ec68f337b86257daa004f26a6/$FILE/H4SW_Rev_29.pdf
6. http://www.ogimet.com
7. http://bristowgroup.com/helicopter-services/oil-and-gas-transportation/
8. http://www.asesa.com.mx/
9. http://transportes-pegaso.com/
10. http://www.observatoriodelaingenieria.org.mx/docs/pdf/3ra.%20Etapa/18.Ag
uas%20Profundas.pdf
11. .http://www.observatoriodelaingenieria.org.mx/docs/pdf/3ra.%20Etapa/18.A
guas%20Profundas.pdf
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GLOSARIO
 Lecho marino: Se le llama lecho marino
encuentra al fondo de los océanos.
al manto de tierra que se
 Amaraje: Descenso de un vehículo aéreo sobre la superficie del agua
hasta quedar flotando sobre ella.
 Offshore: Terminó en inglés que significa mar adentro.
 VNE (velocidad de nunca exceder): es la velocidad de diseño de las
aeronaves que nuca debe excederse.
 Heliplataforma: Helipuerto situado en una estructura en mar adentro, ya
sea fija o flotante.
 Manual de vuelo de helicóptero: Manual relacionado con el certificado de
aeronavegabilidad, que contiene limitaciones dentro de las cuales el
helicóptero debe considerarse aeronavegable, así como las instrucciones e
información que necesitan los miembros de la tripulación de vuelo para la
operación segura del mismo.
 Peso máximo: Peso máximo del helicóptero especificado por la entidad
responsable del diseño tipo del helicóptero y certificado por la Autoridad
Aeronáutica, para el aterrizaje y/o despegue.
 Vuelos sobre extensiones de agua: Son aquellas operaciones realizadas
sobre una porción de agua a una distancia desde tierra correspondiente a
más de 10 minutos, a la velocidad normal de crucero, para helicópteros
bimotores, o bien, a una distancia desde tierra superior a la distancia de
autorrotación o de aterrizaje forzoso seguro, para helicópteros
monomotores.
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Abreviaturas
 AGL – Sobre el nivel del mar.
 CDP – Punto de decisión crítica.
 CDT – Tiempo de decisión crítica.
 GROC – Régimen de ascenso.
 LDP – Punto de decisión de aterrizaje.
 VnniNIFR – Velocidad aerodinámica mínima para IFR.
 VTOSSV2 – Seguridad de velocidad de despegue.
 Vv – Velocidad vertical de ascenso.
 WAT - Peso -Altitud –Temperatura.
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