Ameaças ambientais e naturais à integridade dos dutos na América Latina
O transporte por dutos é uma das formas mais seguras e eficientes de transportar produtos. Trabalhando em todo o mundo, sabemos que alguns dutos precisam passar por áreas remotas ou de alto risco (HCAs).
Além disso, em alguns países, há ameaças ambientais mais graves à integridade dos dutos. A tecnologia de detecção de ruptura e vazamento pode ajudar a mitigar os efeitos de um vazamento ou ruptura na tubulação, detectando-os rapidamente e fornecendo aos operadores de tubulação uma localização precisa. Neste artigo, exploraremos:
- As principais ameaças ambientais à integridade dos dutos
- Como os operadores de dutos trabalham para superar essas ameaças
- Tecnologias de detecção de vazamentos e rupturas que podem ajudar
As principais ameaças ambientais à integridade dos dutos
Eventos naturais podem representar uma grave ameaça à infraestrutura de dutos. Embora os dutos sejam robustos e transportem a energia necessária e os recursos de serviços públicos em condições extremamente desafiadoras, há outras ameaças ambientais que podem ter um efeito negativo sobre a infraestrutura.
Em lugares como a América Latina, os operadores de dutos precisam lidar com uma longa lista de desafios, incluindo:
- Deslizamentos de terra
- Desgaste do leito do rio e erosão subterrânea
- Inundações severas
- Erupções de vulcões
Deslizamentos de terra
Alguns corredores de dutos passam por áreas altamente suscetíveis a deslizamentos de terra1. Eles podem causar danos significativos aos dutos e não precisam ser grandes para serem destrutivos.
Há várias causas para os deslizamentos de terra, incluindo chuvas fortes, tubulações quebradas, nivelamento, drenagem inadequada, terremotos e erosão. Os oleodutos que existem em áreas como a Cordilheira dos Andes precisam lidar com a alta probabilidade de deslizamentos de terra devido à atividade sísmica e às frequentes inundações repentinas.
Estar tão perto da Amazônia, o ecossistema mais importante do mundo, torna a proteção dos dutos ainda mais importante. Há muitos povos indígenas que vivem nas proximidades e, é claro, o habitat natural que pode levar anos para se recuperar de qualquer dano ambiental.
As áreas da Bolívia também sofrem com frequentes inundações repentinas, o que leva a deslizamentos de terra. O rompimento de um gasoduto causado por um deslizamento de terra afetou o fornecimento de gás para várias organizações do setor industrial no ano passado8.
Desgaste do leito do rio e erosão subterrânea
Há dois tipos principais de erosão que afetam as tubulações: a erosão do leito do rio e a erosão subterrânea. A erosão do leito do rio é a erosão do leito do rio (erosão vertical) ou das margens do rio (erosão lateral) pela água corrente2. Ela ocorre gradualmente, mas é acelerada por inundações. A resistência do material do leito do rio determina a taxa em que a erosão ocorrerá. Depois que uma tubulação é exposta pela erosão, ela fica vulnerável ao impacto de detritos que passam, especialmente durante períodos de alto fluxo devido a inundações repentinas.
Recentemente, no Equador, a escavação do leito do rio e a erosão subsequente resultaram na ruptura de três oleodutos3. Os oleodutos se romperam devido a deslizamentos de terra ao longo do rio, derramando cerca de 57.000 litros de óleo.
Áreas como essa no Equador são suscetíveis a grandes deslizamentos de terra devido à geografia e ao clima. Há também atividade vulcânica, atividade sísmica e frequentes inundações repentinas4, que ameaçam os oleodutos que foram construídos.
A erosão subterrânea cria cavidades lineares, em um processo conhecido como piping7. É nesse ponto que o solo é levado pela infiltração de água subterrânea. A atividade subterrânea como essa causa mudanças significativas de tensão ao redor da tubulação, novamente, afetando a integridade e as áreas de fraqueza ao longo do duto, especialmente quando se consideram fatores como o envelhecimento também.
Inundações severas
Se as tubulações que atravessam rios ficarem expostas devido à limpeza do leito do rio, não é apenas a passagem de detritos que representa um risco. As tubulações também podem sofrer vibração devido ao fluxo rápido da água, o que é conhecido como vibração induzida por vórtice (VIV)2. A VIV coloca o duto sob estresse adicional e começa a enfraquecer a integridade da tubulação. Isso também pode ser um desafio para os dutos submarinos que enfrentam correntes; a integridade deve ser gerenciada para reduzir os danos por fadiga.
Figura 1: Vibração induzida por vórtice (VIV)
As enchentes contribuem para induzir deslizamentos de terra, conforme mencionado acima, pois a chuva forte faz com que o solo se desloque e inche. Além disso, as águas das enchentes podem tornar cada vez mais difícil para os operadores de dutos acessar o local do vazamento e reparar o duto.
Erupção vulcânica
Os vulcões também representam uma ameaça em algumas áreas da América Latina. Essa é uma consideração vital para a segurança dos dutos que estão a uma distância impressionante. No Equador, várias seções de oleodutos de petróleo bruto estão enterradas para ajudar a protegê-las dessa ameaça5.
As erupções vulcânicas também podem desencadear outras ameaças, como enchentes e deslizamentos de terra, o que representa um alto risco para os dutos.
Como as operadoras de dutos trabalham para superar essas ameaças
Considerar as ameaças ambientais é um aspecto crucial do gerenciamento de integridade de dutos (PIM). Um plano de mitigação eficaz detalha o nível aceitável de risco para o duto. Há várias atividades que podem ser realizadas durante o estágio de construção da tubulação, como avaliar adequadamente a topologia da paisagem em relação ao local onde o corredor do duto estará. Os operadores podem considerar rotas e alinhamentos alternativos se os propostos representarem um alto risco.
Há também a manutenção adequada do duto, o trabalho com especialistas no assunto de áreas ambientais e a formação de parcerias com as partes interessadas para resolver problemas que o corredor do oleoduto proposto possa causar.
É claro que só é possível considerar muitos desses aspectos para dutos que já existem. Por isso, é importante conhecer as regras, os regulamentos e as leis do local do oleoduto. Parte do PIM responsável por algumas das áreas e desafios mencionados diz respeito a ter um sistema de detecção de vazamentos (LDS) em sua tubulação para que você possa detectar e localizar vazamentos ou rupturas rapidamente, minimizando o impacto no ambiente ao redor.
Tecnologias de detecção de vazamentos e rupturas que podem ajudar
Parte da mitigação dos riscos contra as principais ameaças ambientais aos dutos consiste em ter um sistema de detecção de ruptura e LDS eficaz e confiável. Ameaças como deslizamentos de terra podem ocorrer muito rapidamente, mesmo que as causas demorem um pouco para se materializar.
Com todas essas ameaças, o desafio está não apenas em detectar o vazamento, mas também em encontrá-lo. Se uma tubulação estiver sujeita a um deslizamento de terra, ela pode estar enterrada sob o solo e os detritos. Da mesma forma, se a tubulação for afetada pela erosão do leito do rio, será difícil identificar o local, especialmente se houver um fluxo alto.
O Atmos Pipe é um LDS confiável que usa o poderoso Sequential Probability Ratio Test (SPRT) com análise de pressão e fluxo para otimizar a detecção de vazamentos. É uma tecnologia comprovada em campo há mais de 25 anos, em mais de 1.500 dutos. O software usa dados de fluxo e pressão dos sistemas SCADA, DCS, PLC ou RTU.
Há também soluções que usam os métodos de onda de pressão negativa (NPW) e de balanço de volume, como o Atmos Wave Flow. Como um LDS, isso o torna multielemento, o que ajuda a reduzir a incerteza e melhorar o desempenho. Usando esse modelo, o Atmos Wave Flow fornece detecção e localização precisas de vazamentos em um curto espaço de tempo.
Considerando as áreas remotas e de alta consequência (HCAs) por onde passam alguns dos dutos na América Latina e em outras áreas, o hardware pode adicionar outra camada de confiabilidade e sensibilidade ao LDS.
O Atmos Eclipse fornece instrumentação não intrusiva como parte de sua estratégia geral de PIM. Ele é ideal para tubulações que não têm comunicação, energia, instrumentação e alojamento para o equipamento. Trabalhando com o nosso software, o Atmos Eclipse visa melhorar a sensibilidade, o tempo de resposta e a precisão da localização de vazamentos.
Figura 2: Uma variedade de cenários em que o Atmos Eclipse pode ser instalado para monitoramento remoto
O hardware robusto funciona em climas desafiadores, operando em temperaturas de -20 C a 60+ C. Os recursos de comunicação significam que ele é ideal para as HCAs da América Latina.
Referências
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