Un oleoducto es un sistema de tuberías para el transporte a larga distancia de un líquido o gas, generalmente hasta un área de mercado para su consumo. Los últimos datos de 2014 dan un total de poco menos de 2.175.000 millas (3.500.000 km) de tuberías en 120 países de todo el mundo. [1] Estados Unidos tenía el 65%, Rusia el 8% y Canadá el 3%, por lo que el 76% de todos los oleoductos se encontraban en estos tres países. [1]
Las cifras de la encuesta mundial de Pipeline and Gas Journal indican que hay 118.623 millas (190.905 km) de gasoductos planificados y en construcción. De ellos, 88.976 millas (143.193 km) representan proyectos en fase de planificación y diseño; 29,647 millas (47,712 km) reflejan oleoductos en diversas etapas de construcción. Los líquidos y gases se transportan a través de tuberías, y cualquier sustancia químicamente estable puede enviarse a través de una tubería. [2]
Existen oleoductos para el transporte de petróleo crudo y refinado, combustibles (como petróleo, gas natural y biocombustibles) y otros fluidos, incluidas aguas residuales , lodos , agua , cerveza , agua caliente o vapor para distancias más cortas. Las tuberías son útiles para transportar agua para beber o irrigar a largas distancias cuando es necesario desplazarse sobre colinas , o cuando los canales o canales son malas opciones debido a consideraciones de evaporación , contaminación o impacto ambiental.
Los oleoductos están hechos de tubos de acero o plástico que normalmente están enterrados. El petróleo se transporta a través de los oleoductos mediante estaciones de bombeo a lo largo del oleoducto. El gas natural (y combustibles gaseosos similares) se presurizan en líquidos conocidos como líquidos de gas natural (NGL). [3] Los gasoductos de gas natural están construidos con acero al carbono . El transporte de hidrógeno por tuberías es el transporte de hidrógeno a través de una tubería. Los oleoductos son una de las formas más seguras de transportar materiales en comparación con la carretera o el ferrocarril y, por lo tanto, en la guerra, los oleoductos suelen ser blanco de ataques militares. [4]
Está bien documentado cuándo se construyó el primer oleoducto . El crédito por el desarrollo del transporte por oleoductos pertenece indiscutiblemente a la Oil Transport Association, que construyó por primera vez un oleoducto de hierro forjado de 2 pulgadas (51 mm) sobre una vía de 6 millas (9,7 km) desde un campo petrolífero en Pensilvania hasta una estación de ferrocarril en Oil Creek , en la década de 1860. Los oleoductos son generalmente la forma más económica de transportar grandes cantidades de petróleo, productos refinados del petróleo o gas natural por tierra. Por ejemplo, en 2014, el transporte de petróleo crudo por oleoducto costaba alrededor de 5 dólares por barril, mientras que el transporte por ferrocarril costaba entre 10 y 15 dólares por barril. [5] El transporte por carretera tiene costos aún más altos debido a la mano de obra adicional requerida; El empleo en los oleoductos terminados representa sólo "el 1% del de la industria del transporte por carretera". [6]
En Estados Unidos, el 70% del petróleo crudo y los productos derivados del petróleo se transportan por oleoductos. (El 23% se realiza por barco, el 4% por camión y el 3% por ferrocarril). En Canadá, el 97% del gas natural y los productos derivados del petróleo se envían por gasoducto. [5]
El gas natural (y combustibles gaseosos similares) se presurizan ligeramente hasta convertirlos en líquidos conocidos como líquidos de gas natural (NGL). Se pueden ubicar pequeñas instalaciones de procesamiento de NGL en campos petrolíferos, de modo que el líquido de butano y propano, bajo una ligera presión de 125 libras por pulgada cuadrada (860 kPa), pueda enviarse por ferrocarril, camión o tubería. El propano se puede utilizar como combustible en campos petroleros para calentar diversas instalaciones utilizadas por los perforadores de petróleo o equipos y camiones utilizados en la zona petrolera. Por ejemplo: el propano se convertirá de gas a líquido bajo una presión ligera, 100 psi, más o menos dependiendo de la temperatura, y se bombea a automóviles y camiones a menos de 125 psi (860 kPa) en las estaciones minoristas. Las tuberías y los vagones utilizan aproximadamente el doble de esa presión para bombear a 250 psi (1700 kPa).
La distancia para enviar propano a los mercados es mucho más corta, ya que miles de plantas de procesamiento de gas natural están ubicadas en campos petroleros o cerca de ellos. Muchas compañías petroleras de la Cuenca Bakken en los campos de gas de Dakota del Norte, Montana, Manitoba y Saskatchewan separan los NGL en el campo, lo que permite a los perforadores vender propano directamente a pequeños mayoristas, eliminando el control de los productos y precios del propano o butano por parte de las grandes refinerías.
El gasoducto importante más reciente que comenzó a operar en América del Norte es una línea de gas natural TransCanada que va hacia el norte a través de los puentes de la región del Niágara. Este gasoducto transporta gas de esquisto Marcellus desde Pensilvania y otras fuentes vinculadas de metano o gas natural a la provincia canadiense de Ontario. Comenzó a operar en el otoño de 2012, suministrando el 16 por ciento de todo el gas natural utilizado en Ontario.
Este nuevo gas natural suministrado por Estados Unidos desplaza el gas natural que anteriormente se enviaba a Ontario desde el oeste de Canadá en Alberta y Manitoba, eliminando así los cargos de envío por gasoductos regulados por el gobierno debido a la distancia significativamente más corta desde la fuente de gas hasta el consumidor. Para evitar retrasos y regulaciones del gobierno estadounidense, muchos pequeños, medianos y grandes productores de petróleo en Dakota del Norte han decidido tender un oleoducto al norte de Canadá para encontrarse con un oleoducto canadiense que transporta petróleo de oeste a este. Esto permite a los productores de petróleo de Bakken Basin y Three Forks obtener precios negociados más altos para su petróleo porque no estarán restringidos a un solo mercado mayorista en Estados Unidos. La distancia desde la mayor mancha petrolera de Dakota del Norte, en Williston, Dakota del Norte , es de sólo 85 millas o 137 kilómetros hasta la frontera entre Canadá y Estados Unidos y Manitoba . Los fondos mutuos y las empresas conjuntas son los mayores inversores en nuevos oleoductos y gasoductos. En el otoño de 2012, Estados Unidos comenzó a exportar propano a Europa, conocido como GLP, ya que los precios al por mayor allí son mucho más altos que en América del Norte. Además, actualmente se está construyendo un oleoducto desde Dakota del Norte hasta Illinois, comúnmente conocido como Dakota Access Pipeline . [7]
A medida que se construyen más gasoductos en América del Norte, se producen aún más exportaciones de GNL, propano, butano y otros productos de gas natural en las tres costas de Estados Unidos. Para dar una idea, la producción de petróleo de la región de Bakken en Dakota del Norte ha crecido un 600% entre 2007 y 2015. [8] Las compañías petroleras de Dakota del Norte están enviando enormes cantidades de petróleo en vagones cisterna, ya que pueden dirigir el petróleo al mercado que ofrece la mejor precio, y los vagones de ferrocarril pueden usarse para evitar un oleoducto congestionado y llevar el petróleo a un oleoducto diferente para llevarlo al mercado más rápido o a una refinería de petróleo diferente menos ocupada. Sin embargo, los oleoductos proporcionan un medio más económico de transporte por volumen.
Enbridge en Canadá está solicitando revertir un oleoducto que va de este a oeste (Línea 9), expandirlo y utilizarlo para enviar petróleo bituminoso del oeste de Canadá hacia el este. [9] De un oleoducto actualmente clasificado de 250.000 barriles equivalentes por día, se ampliará a entre 1,0 y 1,3 millones de barriles por día. Llevará petróleo occidental a refinerías en Ontario, Michigan, Ohio, Pensilvania, Quebec y Nueva York a principios de 2014. New Brunswick también refinará parte de este crudo del oeste de Canadá y exportará parte del petróleo crudo y refinado a Europa desde su ULCC de petróleo de aguas profundas. puerto de carga.
Aunque se pueden construir oleoductos bajo el mar, ese proceso es exigente desde el punto de vista económico y técnico, por lo que la mayor parte del petróleo en el mar se transporta en buques cisterna . De manera similar, a menudo es más viable económicamente transportar gas natural en forma de GNL; sin embargo, el punto de equilibrio entre el GNL y los gasoductos dependería del volumen de gas natural y de la distancia que recorre. [10]
El tamaño del mercado para la construcción de oleoductos y gasoductos experimentó un enorme crecimiento antes de la recesión económica de 2008. Después de vacilar en 2009, la demanda de ampliación y actualización de oleoductos aumentó el año siguiente a medida que crecía la producción de energía. [11] En 2012, se estaban planificando o en construcción casi 32.000 millas (51.500 km) de oleoductos en América del Norte. [12] Cuando las tuberías están limitadas, las opciones adicionales de transporte de productos por tuberías pueden incluir el uso de agentes reductores de arrastre o el transporte del producto por camión o ferrocarril.
Los oleoductos están hechos de tubos de acero o plástico con un diámetro interior típicamente de 4 a 48 pulgadas (100 a 1220 mm). La mayoría de las tuberías suelen estar enterradas a una profundidad de aproximadamente 3 a 6 pies (0,91 a 1,83 m). Para proteger las tuberías del impacto , la abrasión y la corrosión , se utilizan diversos métodos. Estos pueden incluir revestimiento de madera (listones de madera), revestimiento de hormigón , protección contra rocas, polietileno de alta densidad , relleno de arena importado, cátodos de sacrificio y máquinas acolchadoras. [13]
El petróleo crudo contiene cantidades variables de cera de parafina y en climas más fríos puede ocurrir acumulación de cera dentro de una tubería. A menudo estas tuberías se inspeccionan y limpian mediante pigging , la práctica de utilizar dispositivos conocidos como "pigs" para realizar diversas operaciones de mantenimiento en una tubería. Los dispositivos también se conocen como "raspadores" o "Go-devils". Los "pigs inteligentes" (también conocidos como pigs "inteligentes" o "inteligentes") se utilizan para detectar anomalías en la tubería como abolladuras, pérdida de metal causada por corrosión, grietas u otros daños mecánicos. [14] Estos dispositivos se lanzan desde estaciones de lanzamiento de cerdos y viajan a través de la tubería para ser recibidos en cualquier otra estación aguas abajo, ya sea limpiando depósitos de cera y material que pueda haberse acumulado dentro de la línea o inspeccionando y registrando el estado de la línea. .
Para el gas natural, las tuberías se construyen con acero al carbono y varían en tamaño de 2 a 60 pulgadas (51 a 1524 mm) de diámetro, según el tipo de tubería. El gas es presurizado por estaciones compresoras y es inodoro a menos que se mezcle con un odorante mercaptano cuando lo requiera una autoridad reguladora.
Un importante oleoducto de amoníaco es la línea ucraniana Transammiak que conecta las instalaciones de TogliattiAzot en Rusia con el puerto exportador de Odesa en el Mar Negro .
Se han utilizado oleoductos para el transporte de etanol en Brasil y existen varios proyectos de oleoductos en Brasil y Estados Unidos. [15] Los principales problemas relacionados con el transporte de etanol por ductos son su naturaleza corrosiva y su tendencia a absorber agua e impurezas en los ductos, lo que no es problema con el petróleo y el gas natural. [15] [16] Los volúmenes insuficientes y la rentabilidad son otras consideraciones que limitan la construcción de ductos de etanol. [16] [17]
En Estados Unidos se transportan cantidades mínimas de etanol por oleoductos. La mayor parte del etanol se transporta por ferrocarril, siendo las principales alternativas los camiones y las barcazas. La entrega de etanol por tubería es la opción más deseable, pero la afinidad del etanol por las propiedades del agua y los solventes requiere el uso de una tubería dedicada o una limpieza significativa de las tuberías existentes.
Los oleoductos a veces se utilizan para transportar carbón o mineral desde las minas. El material a transportar se mezcla estrechamente con agua antes de introducirlo en la tubería; en el otro extremo, el material debe secarse. Un ejemplo es un oleoducto de 525 kilómetros (326 millas) que está previsto transportar mineral de hierro desde la mina Minas-Rio (que produce 26,5 millones de toneladas por año) al Puerto de Açu en Brasil. [18] Un ejemplo existente es el oleoducto Savage River Slurry de 85 kilómetros (53 millas) en Tasmania , Australia, posiblemente el primero del mundo cuando se construyó en 1967. Incluye un tramo de puente de 366 metros (1201 pies) a 167 metros. (548 pies) sobre el río Savage. [19] [20]
El transporte de hidrógeno por tuberías es un transporte de hidrógeno a través de una tubería como parte de la infraestructura de hidrógeno . El transporte de hidrógeno por tuberías se utiliza para conectar el punto de producción o entrega de hidrógeno con el punto de demanda, con costos de transporte similares a los del GNC , [21] la tecnología está probada. [22] La mayor parte del hidrógeno se produce en el lugar de demanda, con una instalación de producción industrial cada 50 a 100 millas (160 km). [23] El oleoducto de hidrógeno de 240 kilómetros (150 millas) Rin-Ruhr de 1938 todavía está en funcionamiento. [24] En 2004 [update], hay 900 millas (1.400 km) de tuberías de hidrógeno de baja presión en los EE.UU. y 930 millas (1.500 km) en Europa.
Hace dos milenios, los antiguos romanos utilizaron grandes acueductos para transportar agua desde elevaciones más altas mediante la construcción de acueductos en segmentos graduados que permitían que la gravedad empujara el agua hasta llegar a su destino. Cientos de estos se construyeron en toda Europa y otros lugares, y junto con los molinos harineros se consideraron la salvación del Imperio Romano. Los antiguos chinos también utilizaban canales y sistemas de tuberías para obras públicas. El famoso eunuco de la corte de la dinastía Han, Zhang Rang (muerto en 189 d. C.), ordenó una vez al ingeniero Bi Lan que construyera una serie de bombas de cadena de paletas cuadradas en las afueras de la ciudad capital de Luoyang . [25] Estas bombas de cadena daban servicio a los palacios imperiales y las viviendas de la ciudad capital, ya que el agua levantada por las bombas de cadena llegaba a través de un sistema de tuberías de gres . [25] [26]
Las tuberías son útiles para transportar agua para beber o irrigar a largas distancias cuando es necesario desplazarse sobre colinas , o cuando los canales o canales son malas opciones debido a consideraciones de evaporación , contaminación o impacto ambiental.
El plan de suministro de agua de Goldfields , de 530 km (330 millas) en Australia Occidental , utilizando tuberías de 750 mm (30 pulgadas) y completado en 1903, fue el plan de suministro de agua más grande de su época. [27] [28]
Ejemplos de tuberías de agua importantes en Australia del Sur son las tuberías Morgan-Whyalla (terminadas en 1944) y Mannum-Adelaide (terminadas en 1955), ambas parte del plan más amplio de las Montañas Nevadas . [29]
Hay dos acueductos de Los Ángeles, California , el acueducto de Owens Valley (terminado en 1913) y el Segundo Acueducto de Los Ángeles (terminado en 1970), que también incluyen un uso extensivo de tuberías.
El Gran Río Artificial de Libia suministra 3.680.000 metros cúbicos (4.810.000 yardas cúbicas) de agua cada día a Trípoli, Bengasi, Sirte y varias otras ciudades de Libia. El oleoducto tiene más de 2.800 kilómetros (1.700 millas) de largo y está conectado a pozos que explotan un acuífero a más de 500 metros (1.600 pies) bajo tierra. [30]
Los sistemas de calefacción urbana o telecalefacción consisten en una red de tuberías aisladas de alimentación y retorno que transportan agua calentada, agua caliente a presión o, a veces, vapor hasta el cliente. Si bien el vapor es más caliente y puede usarse en procesos industriales debido a su temperatura más alta, su producción y transporte son menos eficientes debido a mayores pérdidas de calor. Los aceites caloportadores generalmente no se utilizan por razones económicas y ecológicas. La pérdida anual típica de energía térmica a través de la distribución es de alrededor del 10%, como se observa en la red de calefacción urbana de Noruega. [32]
Las tuberías de calefacción urbana normalmente se instalan bajo tierra, con algunas excepciones. Dentro del sistema, se puede instalar almacenamiento de calor para igualar las demandas de carga máxima. El calor se transfiere a la calefacción central de las viviendas a través de intercambiadores de calor en subestaciones térmicas , sin mezclar los fluidos en ninguno de los sistemas.
Los bares del Veltins-Arena , un importante campo de fútbol en Gelsenkirchen , Alemania, están interconectados por una tubería de cerveza de 5 kilómetros (3,1 millas) de largo. En la ciudad danesa de Randers se explotó el llamado oleoducto Thor Beer. Originalmente, las tuberías de cobre salían directamente de la cervecería, pero cuando la cervecería se mudó fuera de la ciudad en la década de 1990, Thor Beer la reemplazó con un tanque gigante.
En septiembre de 2016 se completó un oleoducto de cerveza de tres kilómetros en Brujas , Bélgica, para reducir el tráfico de camiones en las calles de la ciudad. [33]
El pueblo de Hallstatt en Austria, conocido por su larga historia de extracción de sal , afirma contener "el oleoducto industrial más antiguo del mundo", que data de 1595. [34] Fue construido a partir de 13.000 troncos de árboles ahuecados para transportar salmuera a 40 kilómetros (25 millas) desde Hallstatt hasta Ebensee . [35]
Entre 1978 y 1994, un oleoducto de 15 kilómetros discurría entre la isla holandesa de Ameland y Holwerd en el continente, de los cuales 8 kilómetros se encontraban bajo el mar de Wadden . Cada día se transportaban 30.000 litros de leche producida en la isla para ser procesada en tierra firme. En 1994, el oleoducto fue abandonado. [36]
En algunos lugares, una tubería puede tener que atravesar extensiones de agua, como pequeños mares, estrechos y ríos. [37] En muchos casos, yacen enteramente en el fondo del mar. Estos oleoductos se denominan oleoductos "marinos" (también, oleoductos "submarinos" o "offshore"). Se utilizan principalmente para transportar petróleo o gas, pero el transporte de agua también es importante. [37] En los proyectos offshore se distingue entre una "línea de flujo" y un oleoducto. [37] [38] [39] El primero es un oleoducto dentro del campo , en el sentido de que se utiliza para conectar bocas de pozo submarinas , colectores y la plataforma dentro de un campo de desarrollo particular. Este último, a veces denominado "ducto de exportación", se utiliza para llevar el recurso a la costa. [38] La construcción y el mantenimiento de oleoductos marítimos implican desafíos logísticos diferentes a los terrestres, principalmente debido a la dinámica de las olas y las corrientes, junto con otros riesgos geológicos . En Nigeria, los ladrones aburren los oleoductos; en 2022, durante la guerra ruso-ucraniana, los oleoductos submarinos Nord Stream I y II fueron destruidos.
En general, las tuberías se pueden clasificar en tres categorías según su finalidad:
Cuando se construye un ducto, el proyecto de construcción no solo cubre el trabajo de ingeniería civil para tender el ducto y construir las estaciones de bombeo/compresor, sino que también debe cubrir todo el trabajo relacionado con la instalación de los dispositivos de campo que soportarán la operación remota.
El trazado del oleoducto se realiza a lo largo del llamado "derecho de paso". Las tuberías generalmente se desarrollan y construyen utilizando las siguientes etapas:
Rusia tiene "Tropas de Oleoductos" como parte de los Servicios de Retaguardia , que están entrenadas para construir y reparar oleoductos. Rusia es el único país que tiene tropas del oleoducto. [41]
El gobierno estadounidense, principalmente a través de la EPA , la FERC y otros, revisa los proyectos de tuberías propuestos para cumplir con la Ley de Agua Limpia , la Ley de Política Ambiental Nacional , otras leyes y, en algunos casos, leyes municipales. [42] [43] La administración Biden ha tratado de permitir que los respectivos estados y grupos tribales evalúen y potencialmente bloqueen los proyectos propuestos. [44]
Los dispositivos de campo son instrumentación, unidades de recopilación de datos y sistemas de comunicación. La instrumentación de campo incluye medidores/transmisores de flujo, presión y temperatura, y otros dispositivos para medir los datos relevantes requeridos. Estos instrumentos se instalan a lo largo de la tubería en algunos lugares específicos, como estaciones de inyección o entrega, estaciones de bombeo (tuberías de líquido) o estaciones de compresión (tuberías de gas) y estaciones de válvulas de bloqueo.
La información medida por estos instrumentos de campo luego se recopila en unidades terminales remotas (RTU) locales que transfieren los datos de campo a una ubicación central en tiempo real utilizando sistemas de comunicación, como canales satelitales, enlaces de microondas o conexiones de teléfonos celulares.
Los ductos son controlados y operados de forma remota, desde lo que habitualmente se conoce como “Sala de Control Principal”. En este centro, todos los datos relacionados con la medición de campo se consolidan en una base de datos central. Los datos se reciben de múltiples RTU a lo largo de la tubería. Es común encontrar RTU instaladas en cada estación a lo largo del ducto.
El sistema SCADA en la Sala de Control Principal recibe todos los datos de campo y los presenta al operador del ducto a través de un conjunto de pantallas o Interfaz Hombre Máquina , mostrando las condiciones operativas del ducto. El operador puede monitorear las condiciones hidráulicas de la línea, así como enviar comandos operativos (abrir/cerrar válvulas, encender/apagar compresores o bombas, cambiar puntos de ajuste, etc.) a través del sistema SCADA al campo.
Para optimizar y asegurar la operación de estos activos, algunas compañías de ductos están utilizando lo que se llama "Aplicaciones avanzadas de ductos", que son herramientas de software instaladas en la parte superior del sistema SCADA, que brindan funcionalidad extendida para realizar detección de fugas, ubicación de fugas y seguimiento de lotes. (líneas de líquido), seguimiento de cerdos, seguimiento de composición, modelado predictivo, modelado anticipado y capacitación de operadores.
Las redes de tuberías están compuestas por varios equipos que operan juntos para mover productos de un lugar a otro. Los principales elementos de un sistema de tuberías son:
Dado que los oleoductos y gasoductos son un activo importante para el desarrollo económico de casi cualquier país, las regulaciones gubernamentales o las políticas internas han requerido que se garantice la seguridad de los activos, la población y el medio ambiente donde discurren estos oleoductos.
Las empresas de oleoductos enfrentan regulaciones gubernamentales, limitaciones ambientales y situaciones sociales. Las regulaciones gubernamentales pueden definir el personal mínimo para ejecutar la operación, los requisitos de capacitación de los operadores, las instalaciones de tuberías, la tecnología y las aplicaciones necesarias para garantizar la seguridad operativa. Por ejemplo, en el estado de Washington es obligatorio que los operadores de tuberías puedan detectar y localizar fugas del 8 por ciento del flujo máximo en quince minutos o menos. Los factores sociales también afectan el funcionamiento de los oleoductos. El robo de productos a veces también es un problema para las empresas de oleoductos. En este caso, los niveles de detección deben estar por debajo del dos por ciento del flujo máximo, con una alta expectativa de precisión de ubicación.
Se han implementado diversas tecnologías y estrategias para monitorear los ductos, desde recorrer físicamente las líneas hasta vigilancia satelital. La tecnología más común para proteger las tuberías de fugas ocasionales es el Monitoreo Computacional de Tuberías o CPM. CPM toma información de campo relacionada con presiones, flujos y temperaturas para estimar el comportamiento hidráulico del producto transportado. Una vez completada la estimación, los resultados se comparan con otras referencias de campo para detectar la presencia de una anomalía o situación inesperada, que pueda estar relacionada con una fuga.
El Instituto Americano del Petróleo ha publicado varios artículos relacionados con el desempeño del CPM en ductos de líquidos. Las Publicaciones API son:
Cuando una tubería que contiene pasa por debajo de una carretera o vía férrea, normalmente está encerrada en una carcasa protectora. Esta carcasa tiene ventilación a la atmósfera para evitar la acumulación de gases inflamables o sustancias corrosivas y para permitir que se tomen muestras del aire dentro de la carcasa para detectar fugas. El respiradero de la carcasa , un tubo que sobresale del suelo, a menudo también funciona como un marcador de advertencia llamado marcador de ventilación de la carcasa . [45]
Las tuberías generalmente se colocan bajo tierra porque la temperatura es menos variable. Debido a que las tuberías suelen ser metálicas, esto ayuda a reducir la expansión y la contracción que pueden ocurrir con los cambios climáticos. [46] Sin embargo, en algunos casos es necesario cruzar un valle o un río sobre un puente de tubería . Las tuberías para sistemas de calefacción centralizados suelen instalarse en el suelo o en el techo. Los oleoductos que atraviesan zonas de permafrost, como el Trans-Alaska-Pipeline, suelen pasar por encima para evitar que el petróleo caliente derrita el suelo congelado, lo que provocaría el hundimiento del oleoducto en el suelo.
El mantenimiento de las tuberías incluye la verificación de los niveles de protección catódica para el rango adecuado, la vigilancia de la construcción, la erosión o las fugas a pie, en vehículos terrestres, en bote o por aire, y el funcionamiento de cerdos de limpieza, cuando hay algo corrosivo en la tubería.
Las normas de mantenimiento de tuberías de EE. UU. están cubiertas en las secciones del Código de Regulaciones Federales (CFR), 49 CFR 192 para tuberías de gas natural y 49 CFR 195 para tuberías de líquidos de petróleo.
En los EE. UU., los oleoductos terrestres y marinos utilizados para transportar petróleo y gas están regulados por la Administración de Seguridad de Materiales Peligrosos y Oleoductos (PHMSA). Ciertos oleoductos marinos utilizados para producir petróleo y gas están regulados por el Servicio de Gestión de Minerales (MMS). En Canadá, los gasoductos están regulados por los reguladores provinciales o, si cruzan fronteras provinciales o la frontera entre Canadá y Estados Unidos, por la Junta Nacional de Energía (NEB). Las regulaciones gubernamentales en Canadá y Estados Unidos exigen que las tuberías de combustible enterradas estén protegidas contra la corrosión . A menudo, el método más económico de control de la corrosión es mediante el uso de revestimiento de tuberías junto con protección catódica y tecnología para monitorear la tubería. En la superficie, la protección catódica no es una opción. El revestimiento es la única protección externa.
Los oleoductos para los principales recursos energéticos (petróleo y gas natural) no son simplemente un elemento de comercio. También se conectan con cuestiones de geopolítica y seguridad internacional , y la construcción, colocación y control de oleoductos y gasoductos a menudo ocupan un lugar destacado en los intereses y acciones del Estado . Un ejemplo notable de política de oleoductos ocurrió a principios del año 2009, cuando una disputa entre Rusia y Ucrania aparentemente sobre precios condujo a una crisis política importante. La empresa estatal rusa de gas Gazprom cortó el suministro de gas natural a Ucrania después de que fracasaran las conversaciones entre ésta y el gobierno ucraniano. Además de cortar el suministro a Ucrania, se cortó el gas ruso que fluye a través de Ucrania (que incluía casi todos los suministros a Europa sudoriental y algunos suministros a Europa central y occidental ), lo que creó una crisis importante en varios países que dependen en gran medida del gas ruso como combustible. . Rusia fue acusada de utilizar la disputa como palanca en su intento de evitar que otras potencias, y en particular la Unión Europea , interfieran en su " exterior cercano ".
Los oleoductos y gasoductos también ocupan un lugar destacado en la política de Asia Central y el Cáucaso .
Debido a que la fracción de solvente del dilbit generalmente comprende compuestos aromáticos volátiles como nafta y benceno , se puede esperar que después de un derrame en la superficie se produzca una vaporización razonablemente rápida del vehículo, lo que aparentemente permite una intervención oportuna al dejar solo un residuo viscoso que migra lentamente. Están bien establecidos protocolos eficaces para minimizar la exposición a los vapores petroquímicos , y sería poco probable que el petróleo derramado desde el oleoducto llegara al acuífero a menos que a una remediación incompleta le siguiera la introducción de otro portador (por ejemplo, una serie de aguaceros torrenciales).
La introducción de benceno y otros compuestos orgánicos volátiles (colectivamente BTEX ) al ambiente subterráneo agrava la amenaza que representa una fuga en una tubería. En particular, si va seguido de lluvia, una rotura en la tubería daría como resultado la disolución del BTEX y el equilibrio del benceno en agua, seguido de la filtración de la mezcla en el acuífero. El benceno puede causar muchos problemas de salud y es cancerígeno según el nivel máximo de contaminante (MCL) de la EPA establecido en 5 μg/L para agua potable . [47] Aunque no está bien estudiado, los eventos de exposición única al benceno se han relacionado con la carcinogénesis aguda. [48] Además, se ha demostrado que la exposición del ganado, principalmente ganado vacuno, al benceno causa muchos problemas de salud, como neurotoxicidad , daño fetal e intoxicación mortal. [49]
Toda la superficie de una tubería sobre el suelo se puede examinar directamente para detectar roturas materiales. El petróleo acumulado es inequívoco, se detecta fácilmente e indica la ubicación de las reparaciones necesarias. Debido a que la efectividad de la inspección remota está limitada por el costo del equipo de monitoreo, las brechas entre los sensores y los datos que requieren interpretación, a veces las pequeñas fugas en tuberías enterradas pueden pasar desapercibidas.
Los desarrolladores de oleoductos no siempre dan prioridad a una vigilancia eficaz contra las fugas. Las tuberías enterradas generan menos quejas. Están aislados de temperaturas ambientales extremas , protegidos de los rayos ultravioleta y menos expuestos a la fotodegradación . Las tuberías enterradas están aisladas de escombros transportados por el aire, tormentas eléctricas , tornados , huracanes , granizo y lluvia ácida . Están protegidos de las aves que anidan, de los mamíferos en celo y de los perdigones callejeros. Las tuberías enterradas son menos vulnerables a daños accidentales (por ejemplo, colisiones automovilísticas ) y menos accesibles a vándalos , saboteadores y terroristas .
Trabajos anteriores [50] han demostrado que el "peor escenario de exposición" puede limitarse a un conjunto específico de condiciones. Según los métodos de detección avanzados y los POE de cierre de tuberías desarrollados por TransCanada, es poco probable que se produzca una liberación sustancial o importante durante un corto período de tiempo que contamine las aguas subterráneas con benceno. [51] Los procedimientos de detección, cierre y remediación limitarían la disolución y el transporte de benceno. Por lo tanto, la exposición al benceno se limitaría a fugas que estén por debajo del límite de detección y pasen desapercibidas durante largos periodos de tiempo. [50] La detección de fugas se monitorea a través de un sistema SCADA que evalúa la presión y el flujo volumétrico cada 5 segundos. Una fuga estenopeica que libera pequeñas cantidades que no pueden ser detectadas por el sistema SCADA (<1,5% de flujo) podría acumularse y convertirse en un derrame importante. [51] La detección de fugas por orificios provendría de una inspección visual u olfativa , un reconocimiento aéreo o inconsistencias en el equilibrio de masa. [51] Se supone que las fugas por orificios se descubren dentro del intervalo de inspección de 14 días; sin embargo, la capa de nieve y la ubicación (por ejemplo, remota, profunda) podrían retrasar la detección. El benceno normalmente constituye entre el 0,1 y el 1,0 % del petróleo y tendrá distintos grados de volatilidad y disolución según factores ambientales.
Incluso con los volúmenes de fugas de las tuberías dentro de los límites de detección de SCADA, a veces los operadores de las tuberías malinterpretan las fugas como mal funcionamiento de las bombas u otros problemas. Los operadores de Edmonton pensaron que la falla del oleoducto de crudo Enbridge Línea 6B en Marshall, Michigan, el 25 de julio de 2010, se debía a la separación de columnas del dilbit en ese oleoducto. La fuga en los humedales a lo largo del río Kalamazoo solo fue confirmada 17 horas después de que ocurriera por un empleado de una compañía de gas local.
Aunque la Administración de Seguridad de Materiales Peligrosos y Oleoductos (PHMSA) tiene frecuencias de incidentes de referencia estándar para estimar el número de derrames, TransCanada alteró estos supuestos basándose en un mejor diseño, operación y seguridad de los oleoductos. [51] Es discutible si estos ajustes están justificados, ya que estos supuestos resultaron en una disminución de casi 10 veces en las estimaciones de derrames. [50] Dado que el oleoducto cruza 247 millas del acuífero de Ogallala, [52] o el 14,5% de toda la longitud del oleoducto, y se espera que la vida útil de 50 años de todo el oleoducto tenga entre 11 y 91 derrames, [50] Se puede esperar que ocurran aproximadamente entre 1,6 y 13,2 derrames sobre el acuífero. Una estimación de 13,2 derrames sobre el acuífero, cada uno de los cuales durará 14 días, da como resultado 184 días de exposición potencial durante los 50 años de vida útil del oleoducto. En el peor escenario de exposición de alcance reducido, el volumen de una fuga por orificios al 1,5% del caudal máximo durante 14 días se ha estimado en 189.000 barriles o 7,9 millones de galones de petróleo. [50] Según la base de datos de incidentes de PHMSA, [53] sólo el 0,5% de todos los derrames en los últimos 10 años fueron >10.000 barriles.
El benceno se considera un hidrocarburo aromático ligero con alta solubilidad y alta volatilidad. [ se necesita aclaración ] No está claro cómo la temperatura y la profundidad afectarían la volatilidad del benceno, por lo que se han hecho suposiciones de que el benceno en aceite (1% peso por volumen) no se volatilizaría antes de equilibrarse con el agua. [50]
Utilizando el coeficiente de partición octanol-agua y un evento de precipitación de 100 años para el área, se anticipa que, en el peor de los casos, fluirán hacia el acuífero 75 mg/L de benceno. [50] El movimiento real de la columna a través de los sistemas de aguas subterráneas no está bien descrito, aunque una estimación es que hasta 4,9 mil millones de galones de agua en el acuífero de Ogallala podrían contaminarse con benceno en concentraciones superiores al MCL. [50] La Declaración Final de Impacto Ambiental del Departamento de Estado no incluye un análisis cuantitativo porque asumió que la mayor parte del benceno se volatilizará. [51]
Una de las principales preocupaciones sobre el dilbit es la dificultad para limpiarlo. [54] Cuando el ya mencionado oleoducto Enbridge Línea 6B se rompió en Marshall, Michigan en 2010, se derramaron al menos 843.000 galones de dilbit. [55] Después de la detección de la fuga, se desplegaron barreras y camiones aspiradores . Las fuertes lluvias hicieron que el río rebasara las presas existentes y arrastraron el dilbit 30 millas río abajo antes de que se contuviera el derrame. Los trabajos de remediación recolectaron más de 1,1 millones de galones de petróleo y casi 200.000 yardas cúbicas de sedimentos y escombros contaminados con petróleo del sistema del río Kalamazoo. Sin embargo, en octubre de 2012 todavía se encontraba petróleo en las aguas afectadas. [56]
Los oleoductos pueden ayudar a garantizar el bienestar económico de un país y, como tales, representan un objetivo probable para terroristas o adversarios en tiempos de guerra. Los combustibles fósiles pueden transportarse por oleoductos, ferrocarriles, camiones o barcos, aunque el gas natural requiere compresión o licuefacción para que el transporte por vehículos sea económico. Para el transporte de petróleo crudo a través de estos cuatro modos, varios informes clasifican a los oleoductos como proporcionalmente menos muertes humanas y daños a la propiedad que el ferrocarril y el camión y derramando menos petróleo que el camión. [5]
Las tuberías que transportan materiales inflamables o explosivos, como gas natural o petróleo, plantean preocupaciones especiales de seguridad. Si bien la corrosión, la presión y las fallas del equipo son causas comunes, los daños en la excavación también son un tipo de accidente importante que se puede evitar llamando al 811 antes de excavar cerca de las tuberías. [57]
Los oleoductos pueden ser objeto de vandalismo , sabotaje o incluso ataques terroristas . Por ejemplo, entre principios de 2011 y julio de 2012, un gasoducto que conecta Egipto con Israel y Jordania fue atacado 15 veces. [69] En 2019, un oleoducto al norte de la Ciudad de México explotó después de que ladrones de combustible intervinieran en la línea. Se informó que al menos sesenta y seis personas murieron. [70] En la guerra, los oleoductos son a menudo el objetivo de ataques militares, ya que la destrucción de los oleoductos puede alterar gravemente la logística enemiga . El 26 de septiembre de 2022, se produjeron una serie de explosiones y posteriores importantes fugas de gas en los gasoductos Nord Stream 1 y Nord Stream 2 que llegan a Europa desde Rusia bajo el Mar Báltico. Se cree que las filtraciones fueron provocadas por un acto de sabotaje. [71] [72] [73]
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