Los ductos son uno de los medios más seguros y eficaces para trasladar productos. Dado que trabajamos alrededor del mundo, conocemos que algunos ductos deben atravesar zonas remotas o áreas de altas consecuencia (HCA).
Además, en algunos países existen aspectos medioambientales que amenazan la integridad en ductos. Las tecnologías de detección de fugas y detección de rupturas pueden ayudar a disminuir los efectos negativas que estas tienen en los ductos, detectándolas rápidamente y proporcionando a los operadores una localización precisa. En este artículo cubriremos:
- Los principales aspectos medioambientales que amenazan la integridad de ductos
- El trabajo que los operadores de ductos realizan para superar estas amenazas
- La ayuda que pueden prestar las tecnologías de detección de fugas y detección de robos
Los principales aspectos medioambientales que amenazan la integridad de ductos
Los fenómenos naturales pueden representar una gran amenaza para los ductos. Si bien estos son robustos y transportan los recursos energéticos y de servicios públicos necesarios, en condiciones extremadamente difíciles, existen amenazas ambientales adicionales que pueden tener un efecto negativo en la infraestructura.
En lugares como América Latina, los operadores de ductos deben enfrentarse a una larga lista de retos, entre ellos:
- Deslizamientos de tierra
- Desgastes en margen de ríos y erosión de subsuelo
- Inundaciones
- Erupciones volcánicas
Deslizamiento de tierra
Algunos ductos atraviesan zonas muy susceptibles de sufrir desprendimientos1. Aunque estos deslizamientos sean pequeños, pueden ser destructivos y causar daños graves al ducto.
Los desprendimientos se deben a varias causas, entre ellas las lluvias fuertes, una ruptura de un ducto, degradación del terreno, el drenaje inadecuado, los terremotos y la erosión. Las tuberías que se encuentran en zonas como la cordillera de los Andes deben hacer frente a la alta probabilidad de desprendimientos debido a la actividad sísmica y a las frecuentes inundaciones repentinas.
Estar tan cerca del Amazonas, el ecosistema más importante del mundo hace que la protección para los ductos sea cada vez más importante. Hay muchos pueblos indígenas que viven en la proximidad y, por supuesto, el hábitat natural, que podría tardar años en recuperarse de cualquier daño.
Algunas zonas de Bolivia también sufren frecuentes inundaciones repentinas que provocan corrimientos de tierra. La ruptura de un gasoducto causada por un desprendimiento de tierra afectó el año pasado al suministro de gas para varias organizaciones del sector industrial8.
Desgastes en margen de ríos y erosión de subsuelo
Hay dos tipos principales de erosión que afectan a los ductos: la socavación del margen del río y la erosión subterránea. La primera es la erosión que sucede en el margen del río (socavación vertical) o de las riberas (socavación lateral) por el agua que fluye2. Se produce gradualmente, pero se acelera con las inundaciones. La resistencia del material del lecho del río determina la velocidad a la que se producirá la socavación. Una vez que un ducto ha quedado expuesto por la socavación, es vulnerable al impacto de los escombros, sobre todo en épocas donde el caudal aumenta debido a inundaciones repentinas.
Recientemente, en Ecuador, la socavación del margen del río y la posterior erosión provocaron la ruptura de tres oleoductos3. Los ductos se rompieron debido a los deslizamientos de tierra a lo largo del río, derramando alrededor de 57.000 litros de petróleo.
Las zonas de Ecuador como ésta son susceptibles de sufrir grandes desprendimientos debido a la geografía y el clima. También hay actividad volcánica, actividad sísmica y frecuentes inundaciones repentinas4, todo esto amenaza los ductos que se han construido.
La erosión subterránea crea cavidades lineales, en un proceso conocido como piping7. En este caso, el suelo es arrastrado por las aguas filtradas en el subsuelo. La actividad subterránea de este tipo provoca cambios de tensión significativos alrededor del ducto, lo que, de nuevo, afecta a la integridad y a las zonas más débiles del ducto, sobre todo si se tienen en cuenta también factores como el envejecimiento.
Inundaciones
Si los ductos que atraviesan ríos quedan expuestos debido a la erosión del margen del río, los desechos no son el único riesgo. Los ductos también pueden sufrir vibraciones debido al rápido flujo de agua, lo que se conoce como vibración inducida por vórtices (VIV)2. La VIV somete la tubería a una tensión adicional y empieza a debilitar su integridad. Esto también puede ser un reto para los ductos submarinos que soportan corrientes, la integridad debe ser gestionada para reducir los daños por fatiga.
Figura 1: Vibración inducida por vórtices (VIV)
Las inundaciones contribuyen a provocar desprendimientos de tierra, como se ha mencionado anteriormente, ya que las fuertes lluvias provocan el desplazamiento e hinchazón del terreno. Además, las aguas de las inundaciones pueden dificultar cada vez más el acceso de los operarios de las tuberías al lugar de la fuga y su reparación.
Erupciones volcánicas
Los volcanes también suponen una amenaza en algunas zonas de América Latina. Esta es una consideración importante para la seguridad de los ductos que se encuentran a una distancia considerable. En Ecuador, varias secciones están enterradas para protegerlos de esta amenaza5.
Las erupciones volcánicas también pueden desencadenar otras amenazas, como las inundaciones y los desprendimientos de tierra, que suponen un alto riesgo para los oleoductos.
El trabajo que los operadores de ductos realizan para superar estas amenazas
Tener en cuenta las amenazas medioambientales es un aspecto crucial de la gestión de la integridad de ductos (PIM por sus siglas en inglés). Un plan de mitigación eficaz detalla el nivel de riesgo aceptable del ducto. Hay varias actividades que pueden realizarse durante la fase de construcción de la tubería, como evaluar adecuadamente la topología del paisaje en relación con el lugar donde estará el corredor. Los operadores de ductos pueden considerar rutas y alineamientos alternativos si los propuestos suponen un alto riesgo.
También hay que considerar el mantenimiento adecuado, la colaboración con expertos en materia de medio ambiente y la formación de asociaciones con las partes interesadas para resolver los problemas que pueda causar el corredor del oleoducto propuesto.
Por supuesto, sólo se pueden tener en cuenta la mayoría de estos aspectos en ductos que ya existen. Por eso es importante conocer las normas, reglamentos y leyes de la ubicación del ducto. Parte del PIM responsable para algunas de las áreas y retos mencionados consiste en tener un sistema de detección de fugas (LDS) en su tubería para poder detectar y localizar rápidamente las fugas o rupturas, minimizando el impacto en el entorno.
La ayuda que pueden prestar las tecnologías de detección de fugas y detección de robos
Parte de la mitigación de los riesgos frente a las principales amenazas medioambientales consiste en disponer de un sistema eficaz y fiable de detección de rupturas y detección de fugas. Amenazas como los desprendimientos de tierra pueden producirse rápidamente, aunque las causas tarden en materializarse.
Con todas estas amenazas, el reto consiste no sólo en detectar la fuga, sino en localizarla. Si una tubería sufre un movimiento de tierras, puede quedar enterrada. Del mismo modo, si el ducto se ve afectado por la socavación del lecho del río, será difícil de ubicar, especialmente si hay un gran caudal.
Atmos Pipe es un LDS fiable que utiliza la potente Prueba de Razón de Probabilidad Secuencial (SPRT por sus siglas en inglés) con análisis de presión y flujo para optimizar la detección de fugas. Es una tecnología probada en campo durante más de 25 años, en más de 1.500 ductos. El software utiliza datos de flujo y presión de sistemas SCADA, DCS, PLC o RTU.
También hay soluciones que utilizan tanto el método de la Onda de Presión Negativa (NPW) como el del balance de volumen, como Atmos Wave Flow. Al ser un LDS, esto lo convierte en multimétodo, lo que ayuda a reducir la incertidumbre y a mejorar el rendimiento. Utilizando este modelo, Atmos Wave Flow proporciona una detección y localización de fugas precisa en poco tiempo.
Si consideramos las zonas remotas y las áreas de altas consecuencias (HCA) por las que atraviesan algunos ductos en América Latina y otras zonas, el hardware puede añadir otra capa de fiabilidad y sensibilidad al LDS.
Atmos Eclipse proporciona instrumentación no intrusiva como parte de su estrategia global de PIM. Es ideal para ductos sin comunicación, energía, instrumentación y alojamiento para los equipos. Al trabajar con nuestro software, Atmos Eclipse pretende mejorar la sensibilidad, el tiempo de respuesta y la precisión de la localización de fugas.
Figura 2: Diferentes escenarios en los que se puede instalar Atmos Eclipse para la monitorización remota
El robusto hardware funciona en climas difíciles, operando en temperaturas de -20 C a 60+ C. Las capacidades de comunicación hacen que sea ideal para los HCA de América Latina.
Referencias
1https://pubs.usgs.gov/of/2008/1164/pdf/OF08-1164_508.pdf
4https://www.amazonfrontlines.org/chronicles/real-price-oil-amazon/
5https://www.argusmedia.com/en/news/1120920-ecuador-buries-oil-pipelines-in-volcano-path