Las emisiones fugitivas son fugas y otras liberaciones irregulares de gases o vapores de un confinamiento presurizado (como electrodomésticos, tanques de almacenamiento, tuberías, pozos u otros equipos), principalmente provenientes de actividades industriales. Además del costo económico de la pérdida de productos básicos, las emisiones fugitivas contribuyen a la contaminación del aire local y pueden causar más daños ambientales. Los gases industriales comunes incluyen refrigerantes y gas natural , mientras que ejemplos menos comunes son los perfluorocarbonos , el hexafluoruro de azufre y el trifluoruro de nitrógeno .
La mayoría de los casos de emisiones fugitivas son pequeños, sin impacto inmediato y difíciles de detectar. Sin embargo, debido a la rápida expansión de la actividad, incluso los gases más estrictamente regulados se han acumulado fuera de las instalaciones industriales hasta alcanzar niveles mensurables a nivel mundial. [1] Las emisiones fugitivas incluyen muchas vías poco comprendidas por las cuales las sustancias más potentes y de larga duración que agotan la capa de ozono y los gases de efecto invernadero ingresan a la atmósfera de la Tierra. [2]
En particular, la acumulación de una variedad de gases halogenados producidos por el hombre durante las últimas décadas contribuye con más del 10% del forzamiento radiativo que impulsa el cambio climático global a partir del año 2020. [3] Además, la actual acumulación de pequeños a grandes cantidades de estos gases en electrodomésticos, sistemas industriales y equipos abandonados en todo el mundo prácticamente ha garantizado sus emisiones futuras durante muchos años. [4] Las emisiones fugitivas de CFC y HCFC procedentes de equipos y procesos antiguos han seguido obstaculizando la recuperación de la capa de ozono estratosférico en los años transcurridos desde que se prohibió la mayor parte de la producción de conformidad con el Protocolo internacional de Montreal . [5]
Se siguen creando problemas heredados similares a una escala cada vez mayor con la extracción de hidrocarburos fósiles , incluida la ventilación de gas y las emisiones fugitivas de gases de las minas de carbón, los pozos de petróleo y los pozos de gas. [6] Las minas y pozos económicamente agotados pueden ser abandonados o mal sellados, mientras que las instalaciones adecuadamente desmanteladas pueden experimentar aumentos de emisiones luego de fallas en los equipos o perturbaciones terrestres. Se están empezando a desarrollar e implementar sistemas de seguimiento por satélite para ayudar a identificar los mayores emisores, a veces conocidos como superemisores. [7] [8]
Un inventario detallado de las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de las actividades de petróleo y gas en Canadá para el año 2000 estimó que las fugas fugitivas de equipos tenían un potencial de calentamiento global equivalente a la liberación de 17 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono , o el 12 por ciento de todos los gases de efecto invernadero emitidos. por el sector, [9] mientras que otro informe sitúa las emisiones fugitivas en el 5,2% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero en 2013. [10] La ventilación de gas natural, la quema , las liberaciones accidentales y las pérdidas de almacenamiento representaron un 38 por ciento adicional. [ cita necesaria ]
Las emisiones fugitivas presentan otros riesgos y peligros. Las emisiones de compuestos orgánicos volátiles, como el benceno, procedentes de refinerías de petróleo y plantas químicas suponen un riesgo para la salud a largo plazo de los trabajadores y las comunidades locales. En situaciones en las que se contienen grandes cantidades de líquidos y gases inflamables bajo presión, las fugas también aumentan el riesgo de incendio y explosión.
Las fugas de equipos de proceso presurizados generalmente ocurren a través de válvulas , conexiones de tuberías , sellos mecánicos o equipos relacionados. Las emisiones fugitivas también ocurren en fuentes de evaporación como estanques de tratamiento de aguas residuales y tanques de almacenamiento . Debido al gran número de fuentes potenciales de fugas en las grandes instalaciones industriales y a las dificultades para detectar y reparar algunas fugas, las emisiones fugitivas pueden representar una proporción significativa de las emisiones totales. Aunque las cantidades de gases filtrados pueden ser pequeñas, los gases que tienen graves impactos sobre la salud o el medio ambiente pueden causar un problema importante.
Las técnicas de monitoreo de cercas implican el uso de muestreadores y detectores ubicados en la cerca de una instalación. Se utilizan varios tipos de dispositivos para proporcionar datos sobre las emisiones fugitivas de una instalación, incluidos muestreadores pasivos con tubos absorbentes y sensores "SPod" que proporcionan datos en tiempo real. [11]
Para minimizar y controlar las fugas en las instalaciones de proceso, los operadores llevan a cabo actividades periódicas de detección y reparación de fugas. Las inspecciones de rutina de los equipos de proceso con detectores de gas se pueden utilizar para identificar fugas y estimar la tasa de fuga a fin de decidir la acción correctiva adecuada. El mantenimiento de rutina adecuado de los equipos reduce la probabilidad de fugas.
Debido a las dificultades técnicas y los costos de detectar y cuantificar las emisiones fugitivas reales en un sitio o instalación, y a la variabilidad y la naturaleza intermitente de los caudales de emisiones, generalmente se utilizan estimaciones ascendentes basadas en factores de emisión estándar para fines de presentación de informes anuales.
Se están desarrollando nuevas tecnologías que podrían revolucionar la detección y el seguimiento de emisiones fugitivas. Una tecnología, conocida como lidar de absorción diferencial (DIAL), se puede utilizar para medir de forma remota perfiles de concentración de hidrocarburos en la atmósfera hasta a varios cientos de metros de una instalación. DIAL se ha utilizado para estudios de refinerías en Europa durante más de 15 años. Un estudio piloto realizado en 2005 utilizando DIAL encontró que las emisiones reales en una refinería eran quince veces mayores que las reportadas anteriormente utilizando el enfoque del factor de emisión. Las emisiones fugitivas equivalieron al 0,17% del rendimiento de la refinería. [12]
Las cámaras portátiles de imágenes de fugas de gas también son una nueva tecnología que se puede utilizar para mejorar la detección y reparación de fugas, lo que lleva a una reducción de las emisiones fugitivas. Las cámaras utilizan tecnología de imágenes infrarrojas para producir imágenes de vídeo en las que se pueden identificar claramente los gases invisibles que se escapan de las fuentes de fuga.
Las emisiones de gases fugitivos son emisiones de gas (normalmente gas natural , que contiene metano ) a la atmósfera o al agua subterránea [13] que resultan de la actividad minera de petróleo y gas o de carbón . [14] En 2016, estas emisiones, cuando se convierten a su impacto equivalente de dióxido de carbono , representaron el 5,8% de todas las emisiones globales de gases de efecto invernadero . [14]
La mayoría de las emisiones fugitivas son el resultado de la pérdida de integridad de los pozos debido a revestimientos mal sellados debido al cemento geoquímicamente inestable . [15] Esto permite que el gas escape a través del propio pozo (conocido como flujo de ventilación de la carcasa de superficie) o mediante migración lateral a lo largo de formaciones geológicas adyacentes (conocida como migración de gas). [15] Aproximadamente entre el 1% y el 3% de los casos de fugas de metano en pozos de petróleo y gas no convencionales son causados por sellos imperfectos y cemento deteriorado en los pozos. [15] Algunas fugas también son el resultado de fugas en el equipo, prácticas intencionales de liberación de presión o liberaciones accidentales durante las actividades normales de transporte, almacenamiento y distribución. [16] [17] [18]
Las emisiones se pueden medir utilizando técnicas terrestres o aéreas. [15] [16] [19] En Canadá , se cree que la industria del petróleo y el gas es la mayor fuente de emisiones de gases de efecto invernadero y metano , [20] y aproximadamente el 40% de las emisiones de Canadá se originan en Alberta . [17] Las emisiones son en gran medida declaradas por las propias empresas. El Regulador de Energía de Alberta mantiene una base de datos sobre los pozos que liberan emisiones de gases fugitivos en Alberta, [21] y la Comisión de Petróleo y Gas de Columbia Británica mantiene una base de datos de pozos con fugas en Columbia Británica . No fue necesario realizar pruebas en los pozos en el momento de la perforación en Columbia Británica hasta 2010, y desde entonces, el 19% de los pozos nuevos han informado problemas de fugas. Esta cifra puede ser una estimación baja, como sugiere el trabajo de campo realizado por la Fundación David Suzuki . [13] Algunos estudios han demostrado que entre el 6% y el 30% de los pozos sufren fugas de gas. [19] [21] [22] [23]
Canadá y Alberta tienen planes de políticas para reducir las emisiones, lo que puede ayudar a combatir el cambio climático . [24] [25] Los costos relacionados con la reducción de emisiones dependen en gran medida de la ubicación y pueden variar ampliamente. [26] El metano tiene un mayor impacto en el calentamiento global que el dióxido de carbono , ya que su fuerza radiativa es 120, 86 y 34 veces mayor que la del dióxido de carbono, cuando se consideran un marco temporal de 1, 20 y 100 años (incluido Climate Carbon Feedback [27] [ 28 ] [21] Además, conduce a aumentos en la concentración de dióxido de carbono a través de su oxidación por el vapor de agua .{{citation}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace ). Sitio web del Grupo de Trabajo 1 sobre Cambio Climático 2013.