Autor: Ing. Antonio Zavarce, 09 junio 2023.
Introducción
La corrosión es un problema recurrente en la industria petrolera, con el potencial de generar graves consecuencias si no se aborda adecuadamente. Sin embargo, en los últimos años, los avances en tecnología han brindado soluciones prometedoras para combatir este problema.
Los drones y la robótica han surgido como herramientas fundamentales en la inspección de la corrosión, permitiendo un monitoreo constante y una detección temprana de anomalías.
Este fenómeno puede afectar seriamente la integridad de las estructuras y tuberías utilizadas en la extracción, transporte y refinación del petróleo, lo que puede resultar en fugas peligrosas y costosas interrupciones en la producción.
Tradicionalmente, la inspección se realizan por personal humano, lo que conlleva riesgos significativos para la seguridad y limitaciones en términos de alcance y eficiencia. Sin embargo, en los últimos años, los avances en la tecnología de Drones y Robótica han brindado nuevas soluciones prometedoras para abordar este desafío de manera más efectiva.
En este artículo, se realiza un resumen sobre la corrosión en la industria petrolera, sobre la aplicación y beneficios que aportan nuevas tecnologías para mitigarla, como la integración de drones y robótica en la inspección de corrosión como una solución prometedora para superar las limitaciones de las metodologías tradicionales de inspección.
La Corrosión en la industria petrolera
La corrosión es un proceso natural que afecta a los componentes metálicos utilizados en la industria petrolera. Las infraestructuras, tuberías y equipos están expuestos a ambientes agresivos que aceleran el deterioro y generan riesgos potenciales como fugas, fallas estructurales y disminución de la eficiencia operativa. Es importante abordar la corrosión de manera efectiva para evitar interrupciones costosas y garantizar la seguridad de los trabajadores y el medio ambiente.
La exposición constante a ambientes corrosivos, como el contacto con productos químicos agresivos, la presencia de gases ácidos y la humedad, puede provocar la degradación y el deterioro de los materiales metálicos utilizados en esta industria. El fenómeno de corrosión es una de las principales causas de fallas en las instalaciones petroleras y la mitad de estas fallas están vinculadas a la corrosión debido a la presencia de gases como CO2 y H2S1,2; los cuales, se disuelven en la fase acuosa del fluido, produciendo diferentes formas de corrosión.
La corrosión en el interior de los tanques de almacenamiento, depende de la naturaleza del producto almacenado y en los techos se debe fundamentalmente a la combinación de los gases sulfurosos, la humedad y el oxígeno presentes en el interior del equipo3. Los tipos y el grado de corrosión de las unidades de refinación tienen una gran relación con el material y la calidad del petróleo crudo4 .
La corrosión en agua de mar depende de factores específicos como la temperatura del agua, la salinidad, la clorinidad, la profundidad del agua y la velocidad de las corrientes, así como de las diferentes zonas a las que están expuestas5.
El papel de los Drones en la inspección de la corrosión
Los drones han surgido como una herramienta valiosa en las inspecciones de corrosión en la industria petrolera. Equipados con cámaras de alta resolución y sensores especializados, estos dispositivos pueden sobrevolar áreas extensas y de difícil acceso para capturar imágenes detalladas de las estructuras y equipos; las cuales, son analizadas mediante algoritmos de inteligencia artificial y sistemas automatizados para detectar anomalías y áreas propensas a la corrosión. Los drones permiten un monitoreo constante y una detección de fallas y la implementación de medidas correctivas.
Beneficios de los Drones y la Robótica en la detección de corrosión en diferentes ambientes
1. Espacios confinados
La adopción de drones y robótica en las inspecciones de corrosión ofrece una serie de beneficios significativos. Permite la realización de inspecciones no destructivas, evitando interrupciones en la producción y reduciendo los riesgos para los trabajadores. Además, el monitoreo constante proporcionado permite detectar discontinuidades antes de que se conviertan en fallas, lo que ayuda a prevenir daños mayores y a minimizar los costos asociados.
La integración de los datos recopilados con sistemas de gestión de activos y mantenimiento predictivo facilita la planificación de actividades de mantenimiento de manera más eficiente y basada en datos, prolongando la vida útil de los equipos y reduciendo los costos asociados con paradas no programadas. Una de las principales ventajas de los drones es su capacidad para acceder a zonas peligrosas o inaccesibles para los operadores humanos.
Los espacios confinados, como tanques de almacenamiento, tuberías o estructuras industriales, a menudo presentan condiciones riesgosas, como gases tóxicos, altas temperaturas, falta de oxígeno o estrechos pasajes. Al utilizar drones, se elimina la necesidad de que los operadores ingresen físicamente a estos espacios peligrosos, reduciendo drásticamente el riesgo de accidentes y lesiones.
2. Espacios submarinos en la detección de corrosión
Las tuberías sumergidas en agua de mar están expuestas a condiciones ambientales agresivas que aumentan el riesgo de corrosión. El agua de mar, con su alta salinidad y la presencia de iones cloruros, aunado a las corrientes marinas y a la actividad biológica, crea un ambiente propicio para el deterioro de las tuberías metálicas.
La aplicación de drones submarinos en la detección de la corrosión de tuberías sumergidas en agua de mar ha abierto nuevas posibilidades para la industria marina y petrolera. Estas innovadoras herramientas permiten realizar inspecciones detalladas y precisas en entornos submarinos, facilitando la detección de problemas de corrosión para prevenir y controlar posibles fallos en las tuberías.
Anteriormente, la inspección de tuberías submarinas se realizaba mediante métodos tradicionales, como el uso de buzos o Vehículos Operados por control Remoto (ROV, por sus siglas en inglés). Estos métodos son costosos, requieren tiempo y conllevaban riesgos para los buzos y el personal técnico a cargo de los ROV.
La llegada de los drones submarinos ha revolucionado este proceso, permitiendo una inspección más eficiente, segura y precisa de las tuberías sumergidas en agua de mar. Estos drones, también conocidos como AUV (Vehículos Submarinos Autónomos), están diseñados específicamente para operar bajo el agua y cuentan con sistemas avanzados de navegación, cámaras de alta resolución y sensores especializados.
3. Espacios aéreos de difícil acceso
En la industria petrolera, existen diversas estructuras que están expuestas a condiciones climáticas desafiantes, como las plataformas de perforación, las torres de producción y los sistemas de tuberías elevadas y tanques. Estas estructuras son fundamentales para la extracción, el procesamiento, almacenamiento y el transporte del petróleo, y su integridad e importante para garantizar operaciones seguras y continuas.
Los sistemas aéreos no tripulados proporcionan a los expertos en END, procedentes de todos los sectores industriales, una perspectiva aérea única. Esta metodología posibilita un fácil acceso a zonas remotas o inaccesibles sin comprometer la seguridad del inspector.
Anteriormente, la inspección de estas estructuras se realizaba mediante métodos tradicionales que implicaban riesgos y eran costosos en términos de tiempo y recursos. La utilización de andamios, grúas o personal en altura presentaba peligros evidentes, mientras que los métodos de inspección manual no siempre proporcionaban una evaluación exhaustiva y precisa de la corrosión en todas las áreas de inspección.
Actualmente el uso de drones aéreos en la industria petrolera permite acceder a áreas de difícil acceso de manera rápida y segura. Estos dispositivos pueden volar cerca de las estructuras y capturar imágenes detalladas de las superficies expuestas. Las cámaras de alta resolución proporcionan una visión clara y precisa de las áreas afectadas por corrosión, erosión u otros tipos de daños.
Además, algunos drones aéreos están equipados con tecnología de imágenes térmicas, lo que les permite detectar discontinuidades que no son visibles a simple vista. Esto es especialmente útil en la detección de corrosión bajo recubrimientos protectores o en áreas donde la corrosión se encuentra en sus etapas iniciales y no es fácilmente perceptible.
Limitaciones de los Drones y la Robótica en la detección de corrosión
A pesar de los beneficios significativos que ofrecen los drones y la robótica en las inspecciones de corrosión, también existen algunas limitaciones importantes de considerar. A continuación, se presentan algunas de las limitaciones comunes de estas tecnologías:
Cobertura limitada: Aunque los drones pueden cubrir grandes áreas y proporcionar imágenes detalladas, todavía existen limitaciones en términos de autonomía de vuelo y alcance. Los drones tienen tiempos de vuelo limitados y pueden requerir recargas frecuentes de batería, lo que puede afectar la eficiencia y la cobertura de inspección.
Condiciones climáticas adversas: Las condiciones climáticas adversas, como fuertes vientos, lluvia intensa o neblina, pueden afectar la operación de los drones y limitar su capacidad para realizar inspecciones de manera segura y efectiva. Estas condiciones pueden reducir la calidad de las imágenes capturadas y dificultar la detección precisa de la corrosión.
Acceso a áreas de difícil alcance: Aunque los drones y los robots terrestres o submarinos pueden acceder a muchas áreas de difícil alcance, aún existen limitaciones en ciertos entornos complejos. Algunas áreas confinadas, como espacios estrechos o tuberías de diámetro reducido, pueden ser inaccesibles para las herramientas robóticas convencionales.
Interpretación de datos: La interpretación de los datos recopilados por los drones y los robots puede ser un desafío. Si bien estas tecnologías pueden capturar imágenes y recopilar datos precisos, el análisis y la interpretación de estos datos a menudo requieren la intervención de expertos humanos para tomar decisiones informadas.
Costos: La implementación de drones y robótica en las inspecciones de corrosión implica inversiones significativas en la adquisición de equipos, capacitación del personal y mantenimiento. Estos costos pueden ser costosos para algunas empresas, especialmente las más pequeñas o aquellas con presupuestos limitados.
Es importante tener en cuenta estas limitaciones y considerar cómo abordarlas al implementar drones y robótica en las inspecciones de corrosión. Si bien estas tecnologías ofrecen numerosos beneficios, es fundamental comprender sus limitaciones y trabajar en soluciones para maximizar su efectividad y superar los desafíos técnicos y operativos que puedan surgir.
Ejemplos de aplicación de Drones y Robótica en la detección de la corrosión
Diversas empresas6 líderes en la industria petrolera, han adoptado con éxito el uso de drones y robótica en las inspecciones de corrosión, obteniendo resultados positivos. Por ejemplo, existen empresas que implementaron una flota de drones equipados con cámaras termográficas para monitorear sus estructuras petroleras. Gracias a esta tecnología, lograron detectar puntos calientes que indicaban áreas de corrosión incipiente, lo que les permitió intervenir rápidamente y evitar daños mayores.
Otro ejemplo es incorporación de robots submarinos para inspeccionar sus tuberías subacuáticas. Estos robots, equipados con sensores magnéticos y de ultrasonido, detectaron áreas corroídas y midieron el espesor del metal con precisión. Como resultado, la empresa pudo programar mantenimientos preventivos y evitar costosas reparaciones.
Estos casos demuestran cómo las empresas están aprovechando el potencial de los drones y la robótica para mejorar la detección de corrosión y optimizar sus operaciones.
Oportunidades de empleo y formación en inspecciones de corrosión con Drones y Robótica
El avance de la tecnología de drones y robots en las inspecciones de corrosión crea nuevas oportunidades de empleo y formación. Los inspectores de corrosión pueden capacitarse en el manejo de estos equipos ampliando sus perspectivas laborales. Además, la implementación de estas tecnologías impulsa el desarrollo de nuevas empresas especializadas en drones y robótica, generando empleos adicionales y contribuyendo al crecimiento económico.
Desafíos y consideraciones éticas en la Inspección de la corrosión con Drones y Robótica
Aunque los drones y robots ofrecen numerosas ventajas, existen desafíos y consideraciones éticas a tener en cuenta. Es necesario establecer regulaciones claras y estándares de seguridad para garantizar un uso responsable de estas tecnologías en las inspecciones de corrosión. Además, es crucial asegurar que los algoritmos utilizados sean imparciales y eviten el sesgo algorítmico, garantizando resultados éticos y precisos.
Conclusiones
Estas tecnologías permiten un monitoreo constante y una detección temprana de anomalías, lo que facilita la implementación de medidas preventivas y reduce los riesgos asociados con la corrosión. Ofrecen una visión detallada de las estructuras y equipos, mientras que los robots terrestres y submarinos pueden acceder a áreas de difícil alcance. Esto mejora la eficiencia de las inspecciones, reduce los costos y prolonga la vida útil de los activos.
Empresas líderes en la industria petrolera han adoptado estas tecnologías con resultados exitosos, logrando detectar y abordar problemas de corrosión de manera oportuna. A medida que la tecnología continúa avanzando, se espera que los drones y la robótica jueguen un papel aún más importante en la detección y prevención de la corrosión, mejorando la seguridad y la eficiencia de la industria petrolera.
En última instancia, la era de los cazadores de corrosión impulsada por drones y robótica está transformando la forma en que enfrentamos este desafío persistente. Gracias a estas tecnologías, la industria petrolera está preparada para mantener sus activos en óptimas condiciones, prevenir interrupciones costosas y promover una operación segura y eficiente.
Referencias bibliográficas
1. Kermany M.B., D. Harrop. SPE Prod Facil, 1996; 11: 186-190.
2. Ikeda A., Ueda M., Mukai S. Influence of Environmental Factors on Corrosion in CO2 Source Well. In: Advances in CO2 Corrosion, ed. Houston, TX (EE.UU.): NACE International, 1986, (Vol. II): 1-22.
3. Groysman, A. (2014); Corrosion in Systems for Storage and Transportation of Petroleum Products and Biofuels: Identification, Monitoring and Solutions. Cap. 1, pp. 1-21. 1st ed.
4. Peiyang Chemical Equipment Co., Ltd. (PCC) (2017). Consultado en fecha 06-06-2023 de:
5. S. Price y R. Figueira, «Corrosion Protection Systems and Fatigue Corrosion in Offshore Wind Structures: Current Status and Future Perspectives», Coatings. Vol. 7, No 2, p. 25 (2017).
6. Murray, J. ( 2020); Seven major oil and gas firms using drones in their operations; NS Energy. Consultado en fecha de: https://www.nsenergybusiness.com/news/oil-and-gas-drones/
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