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Preparando el futuro de los sistemas de oleoductos seguros

by Kacy Karlen | oct. 29, 2021

Con más de 305,775 kilómetros (190,000 millas), los oleoductos de petróleo líquido y gaseoso ponen de manifiesto las economías de producción y exportación de América del Norte, conectando campos, refinerías y consumidores globales con productos que impulsan la vida cotidiana.

Aunque están diseñados para brindar seguridad y eficiencia, los oleoductos no están exentos de desafíos. Los sistemas de América del Norte funcionan las 24 horas del día, durante todo el año y a lo largo de cientos y miles de kilómetros de algunos de los terrenos más accidentados del continente, así como humedales, vías fluviales y parques ecológicos. Una sola fuga en cualquier punto puede tener devastadores impactos naturales y humanos.

Actualmente se están realizando múltiples esfuerzos de expansión para aumentar la capacidad de transporte por oleoductos a fin de satisfacer la demanda global de energía. Una de esas iniciativas se está llevando a cabo en Canadá. Iniciado en diciembre de 2019 y con una finalización programada para 2022, un sistema de líquidos que atraviesa más de 800 kilómetros (500 millas) se está "hermanando" para triplicar la capacidad: un esfuerzo que requiere hacer coincidir un oleoducto existente con uno nuevo que permita transportar petróleo más pesado de manera segura, sujeto a rigurosas normas de protección del medio ambiente.

Una iniciativa como ésta requiere un socio de desarrollo de clase mundial y lo tiene en Hifi Engineering con sede en Calgary. Hifi es una empresa de sensores de fibra óptica que ha liderado la industria del petróleo y el gas de América del Norte hacia el futuro.

Steven Koles ha hecho una carrera profesional durante 25 años dirigiendo las transformaciones de empresas de tecnología limpia y de actores de telecomunicaciones hacia la excelencia operativa. Desde que se unió a Hifi hace cinco años como Presidente y CEO de la compañía, ha ayudado a impulsar la transición de Hifi de aplicaciones de fibra óptica de pozos profundos a aplicaciones de oleoductos y servicios llave en mano, gestionando todo, desde especificaciones de construcción hasta implementaciones de software y soporte técnico.

“Los proyectos de expansión son únicos en escala. La seguridad es absolutamente crucial. La complejidad del terreno, las necesidades de transporte de gran volumen y los entornos sensibles, requieren soluciones llave en mano con un monitoreo inteligente en su núcleo”.

-Steven Koles

Una idea brillante en aplicaciones de fibra óptica

Los oleoductos son, en la mayoría de los casos, vehículos de petroquímicos más seguros y de menor huella que los camiones o vagones ferroviarios, y su construcción se ha optimizado a lo largo de los años. Pero ha existido un desafío generalizado en los sistemas de detección de fugas. Durante los últimos 25 años, las tecnologías de detección dominantes, los medidores de flujo electromagnéticos, han ofrecido sensibilidad y especificidad variables para las fugas.

En este grave problema surge la oportunidad innovadora de Koles y Hifi: implementar un sistema de detección de fugas de alta fidelidad utilizando avances en fibra óptica y aprendizaje automático.

La fibra óptica puede transportar grandes cantidades de datos a largas distancias de manera eficiente, transmitiendo datos como pulsos de luz enviados a través de filamentos de vidrio o plástico. Implementados como sensores e instalados directamente a lo largo de un oleoducto, Koles y Hifi determinaron que los sensores podían detectar anomalías sutiles de acústica, temperatura y vibración en tramos de hasta 9.75 metros (32 pies). Cuando se integra con algoritmos de aprendizaje automático y hardware del sistema colocado cada 40 a 48 kilómetros (25 a 30 millas), la arquitectura de detección de Hifi puede escanear continuamente un oleoducto en busca de precursores de fugas y roturas y emitir alarmas tempranas. Y lo mejor de todo, hacerlo a mayor velocidad y menos interferencia que un sistema de medidor de flujo. Es decir, las implicaciones para la detección precisa de fugas y la seguridad general del sistema fueron enormes, incluso dentro de un sistema masivo.

Antes de poner en funcionamiento esta solución especializada de hardware y software a gran escala, Koles y su equipo de ingenieros la habían estado probando en proyectos de oleoductos de pequeña y mediana escala, asegurando más de 70 patentes en el proceso. Asumir un proyecto de expansión representaba variables adicionales: grandes distancias por recorrer, cambios drásticos de temperatura, complejidad de construcción y una cantidad de datos generados que ronda entre los 80 y 90 terabytes de información diaria.

Para Koles y Hifi, el camino hacia Dura-Line, parte de la comunidad de empresas de Orbia, fue en línea recta.

Desempeño de principio a fin

Koles había estado en contacto con Dura-Line durante cinco años, habiendo descubierto por primera vez las soluciones de PEAD de Dura-Line con la transición de Hifi a aplicaciones para oleoductos. Koles y su equipo acordaron que la línea FuturePath tenía las características adecuadas para este proyecto: el equilibrio de suficiente protección de revestimiento para sensores de fibra óptica delicados, pero no demasiado como para impedir la relación óptima de señal-ruido y la transmisión de datos de alta velocidad.

Koles sabía que la flexibilidad del conducto haría o alteraría la construcción. Al iniciar la construcción el invierno pasado, mencionó varios factores prácticos: “Cuando estás desplegando este conducto en carretes de casi 2 kilómetros (6.500 pies) y a menos 5 grados, el conducto pesado no solo no es divertido de manejar, tampoco tendrás la certeza de si se tiene la capacidad que se necesita para la inyección de fibra".

Y con un territorio accidentado que requiere tanto una colocación bajo tierra estándar como taladros direccionales horizontales para sortear vías fluviales y picos, la personalización de FuturePath de Dura-Line fue indudablemente la respuesta correcta.

Koles comenta: "Trabajamos mucho con Dura-Line para encontrar el equilibrio adecuado para todas estas variables en el proyecto, y estamos muy contentos con la personalización". Añadió que “La vida útil de la fibra óptica y los conductos es bastante amplia. Con una correcta instalación y utilizando productos de calidad, estás hablando de 50 años. Los láseres de su hardware informático y su software de inteligencia artificial deberán actualizarse cada década, pero los sensores y conductos de fibra óptica son los que tienen valor y eficiencias significativas”.

Lo que depara el futuro

Con este proyecto de expansión en marcha, Koles y Hifi están encontrando numerosas oportunidades para aprender mientras construyen. Como dice Koles, "El alcance total de la gestión de datos es único, pero también lo es manejar varios equipos de construcción y averiguar la configuración del sistema a medida que avanzamos".

Koles confía en el modelo llave en mano de Hifi y la tecnología especializada, que, según él, tiene aplicaciones para carreteras inteligentes, seguridad perimetral y otros proyectos de infraestructura seguros e inteligentes. También pronostica que a medida que más actores del sector energético como Kinder Morgan, Enbridge, Exxon Mobil y Husky Energy adopten los sistemas de detección de fibra óptica de Hifi, se establecerá un nuevo estándar de la industria.

“La demanda de hidrocarburos sigue aumentando, y no solo como combustible directo, sino como derivados que se utilizan en la fabricación de productos cotidianos. La pregunta es cómo se puede satisfacer la demanda aumentada de la manera más segura y eficiente posible. Para la industria del petróleo y el gas, proyectos como este son demostraciones de cómo puede ser el futuro de la entrega responsable de energía, aprovechando al máximo la tecnología inteligente con la menor cantidad de recursos iniciales”.

-Steven Koles

En el caso de este proyecto, Hifi está alineando el sistema de oleoductos seguros y ecológicos: un concepto que, a través de la importante innovación, ya no resulta contradictorio.