Aunque el transporte por oleoducto se considera la forma más segura y rápida de transportar productos peligrosos, existen muchos problemas potenciales. Tanto si operan en fases anteriores, intermedias o posteriores, la supervisión de oleoductos y gasoductos es parte integrante de la industria del petróleo y el gas. Bajo la influencia de los flujos de transporte y las condiciones ambientales dinámicas, los oleoductos son susceptibles de sufrir diversos daños estructurales, como corrosión, grietas, fugas y desprendimientos, entre otros.
Además de graves pérdidas de recursos, las fugas de oleoductos pueden tener impactos dramáticos e irreversibles en el medio ambiente y la vida silvestre, al tiempo que amenazan la seguridad de los trabajadores y el público. Según un estudio de 2018, los incidentes en oleoductos de líquidos cuestan $326 millones anuales solo en Estados Unidos, de los cuales $140 millones corresponden a costes medioambientales y de reparación. La investigación también muestra que normalmente se tarda nueve horas en identificar un incidente y otras cinco horas para que los operadores respondan.
Muchos sistemas de tuberías comienzan en lugares de exploración remotos donde las redes de superficie son poco fiables o inexistentes. Por ello, las opciones de control se limitan a inspecciones manuales que requieren mucha mano de obra o a costosas redes por satélite, ninguna de las cuales puede recoger datos con el nivel de granularidad deseado. Incluso cuando están disponibles, las conexiones terrestres como móviles y Wi-Fi consumen mucha energía y requieren planes de datos caros impuestos a los terminales. Normalmente, los sensores recogen cantidades muy pequeñas de datos y sólo necesitan enviar mensajes cuando los valores quedan fuera de un rango predefinido. Por tanto, los planes de datos tradicionales son redundantes, lo que aumenta el coste de implantación y mantenimiento de redes de vigilancia a gran escala.
La Internet de los objetos (IoT) emplea nuevas tecnologías de sensores y comunicaciones para que la supervisión de activos sea más fácil y asequible que nunca. Las redes de área extensa de baja potencia (LPWAN), en particular, introducen un método de bajo coste y eficiencia energética para recopilar datos telemétricos granulares. Gracias a sus características de gran alcance y a su topología en estrella, las LPWAN pueden conectar puntos de medición a gran escala y geográficamente dispersos con menos infraestructura necesaria. La LPWAN privada es más idónea en el sector del petróleo y el gas porque su cobertura de red puede adaptarse con flexibilidad a las necesidades específicas de una empresa en alta mar y en zonas inaccesibles.
Combinadas con sensores inteligentes miniaturizados y multidetección, las potentes redes de área extensa de baja potencia pueden desvelar una gran cantidad de información crítica sobre el estado estructural de las tuberías y sus condiciones de funcionamiento. Los datos de los sensores pueden enviarse a una interfaz hombre-máquina in situ para una respuesta inmediata, o a un sistema de gestión central o una plataforma en la nube para su almacenamiento y análisis a largo plazo.
Esta red de supervisión de oleoductos basada en IoT puede mejorar las prácticas de explotación de petróleo y gas de múltiples maneras para reducir costes y tiempos de inactividad, minimizar la huella medioambiental y mejorar la seguridad y el cumplimiento normativo.
1. Acelerar la resolución de problemas y la respuesta
La visibilidad ininterrumpida de la integridad de las tuberías permite notificar inmediatamente cualquier anomalía o desviación. Aunque una caída de presión indica obviamente una fuga, otros parámetros de los sensores pueden ayudar a identificar problemas estructurales en la tubería antes de que se produzca una fuga grave o una explosión mortal. Por ejemplo, los sensores ultrasónicos y sónicos pueden informar de ondas sonoras anormales que apuntan a la aparición de grietas y a la difusión y estratificación. Del mismo modo, los sensores magnéticos pueden detectar cambios en el grosor de la pared de la tubería debidos a la corrosión.
Los sensores inteligentes comunican no sólo los daños tempranos, sino también su localización y gravedad para identificar y agilizar las acciones necesarias. Reducir al mínimo el tiempo entre el fallo y la reparación es clave para minimizar la pérdida de material y la contaminación por fugas de producto. Además, detectar los daños desde el principio simplifica el proceso de reparación, reduciendo así los costes y el tiempo de inactividad asociados a las reparaciones.
2. Automatizar tareas manuales
Las redes de monitorización de estado basadas en IoT reducen la necesidad de inspecciones periódicas in situ y eliminan la molestia de registrar datos manualmente. Además de minimizar los errores humanos, esto también ayuda a ahorrar costes y aumenta la productividad de los trabajadores, ya que pueden centrarse en tareas más importantes. La reducción de las visitas in situ, especialmente a zonas remotas, también disminuye el tiempo total de desplazamiento de los camiones, reduciendo así el uso de combustible y las emisiones de CO2.
3. Habilitar estrategias avanzadas de mantenimiento
La recopilación de datos sobre la integridad y el estado de las tuberías permite incluso predecir y prevenir fallos mediante estrategias de mantenimiento predictivo. Mediante el análisis de los modos de fallo anteriores, pueden desarrollarse modelos de predicción del crecimiento de los defectos y de evaluación de riesgos. Además, la evaluación del deterioro de la integridad a largo plazo ayuda a calcular la vida útil restante real de la tubería. Esto permite diagnosticar cuellos de botella estructurales y planificar estratégicamente el mantenimiento y la sustitución de piezas para evitar daños. El mantenimiento predictivo no sólo ayuda a evitar costosos tiempos de inactividad no planificados, sino también los tiempos de inactividad planificados redundantes que suelen derivarse de que las empresas adopten un enfoque especulativo y basado en planes para la prevención.
4. Optimizar la utilización de los activos y el diseño futuro
Los datos de los sensores IoT permiten a las empresas analizar y comprender el comportamiento de las tuberías en diferentes condiciones externas, como cargas estructurales, cambios meteorológicos, propiedades del suelo, humedad y pH, etc. Esta información puede ayudar a mejorar las futuras prácticas de ingeniería y construcción para optimizar la vida útil efectiva de las tuberías. Además, en el caso de las tuberías más antiguas que llevan décadas en servicio, los datos de los sensores pueden verificar su integridad para que sigan funcionando con seguridad.
La aparición de IoT aporta una visibilidad sin precedentes de los activos y supera las capacidades de las redes industriales tradicionales. La implantación de soluciones IoT no requiere necesariamente grandes inversiones iniciales ni modificaciones peligrosas y engorrosas de los sistemas existentes. Las soluciones inalámbricas emergentes, como las redes de área extensa de baja potencia (LPWAN) y las nuevas tecnologías de sensores, pueden transformar de forma sencilla y rentable las tuberías en activos críticos compatibles con el IoT.
