Operación y mantenimiento de un gasoducto: Garantizando un flujo continuo y seguro de gas

Autor: Ing. Euclides Quiñonez, 5 agosto 2023

Introducción

La operación y mantenimiento de un gasoducto constituyen trabajos necesarios para garantizar un suministro seguro y eficiente de gas natural. Estos sistemas diseñados para transporte gas, de forma segura, desde las zonas de producción hasta su destino final, representan una infraestructura de altísima importancia en la cadena de suministro de gas, el cual es utilizado para una variedad de aplicaciones industriales, centrales eléctricas, comerciales y residenciales.

Es importante mantener un flujo constante y seguro para evitar interrupciones que puedan afectar a la operatividad y economías de los usuarios e instalaciones. Esto denota la gran importancia que se le debe dar a la operación y mantenimiento adecuados de los gasoductos, aplicando las mejores prácticas y las tecnologías necesarias para asegurar la integridad, confiabilidad,   eficiencia de los mismos y el flujo continuo durante su ciclo de vida útil.

¿Qué es un gasoducto?

Empecemos por definir un gasoducto, el cual es un sistema de tuberías de diferentes diámetros, utilizadospara transportar gas desde los pozos de producción hacías los patios de almacenamiento, las instalaciones industriales o residenciales, para embarque en muelles o cruzando fronteras para exportación del producto a diferentes países. Este proceso también incluye tres tipos diferentes de sistemas que son:

• Recolección: Recolección de gas de los pozos de producción a instalaciones
• Transmisión: Transportan el gas natural desde las instalaciones hasta los puertos, refinerías y ciudades de todo el país
• Distribución: Consisten en una gran red que distribuye el producto a hogares y empresas.

• Características generales de los gasoductos
• Las tuberías de estos sistemas se construyen sobre el suelo, sumergida en el agua o enterradas bajo tierra de 1,0 a 2,0 metros de profundidad.
• Materiales utilizados: Generalmente los gasoductos son fabricados de acero al carbono, pero la tubería de distribución, se están utilizando cada vez más de plásticos o compuestos.
• Revestimiento y protección: Para la protección contra la corrosión externa de tuberías enterradas, se utilizan varios tipos de recubrimientos, los más comunes son las mangas termorretráctiles de epoxi o polietileno unidas por fusión. Para las tuberías sumergidas, la protección catódica, inhibidores y recubrimientos industriales y para las tuberías sobre el suelo se usan sistemas de pinturas que son seleccionadas dependiendo de la corrosividad del ambiente, (Figura 1).
• Dimensiones: Los espesores, diámetros y longitudes depende del propósito, la presión, el caudal y la distancia ente las zonas de producción y las áreas de almacenamiento y distribución. Para tener una idea de un gasoducto de alta capacidad, el más largo del mundo, es el Nord Stream 1 que va de Rusia hasta Alemania, con 1.224 Km de longitud, 48” de diámetro, 220 Bar de presión y capacidad de 55.000 millones de m3 anuales de gas natural y el recién inaugurado Nestor Kirchner en Argentina es de 573 Km de longitud, 36” de diámetro y cuadral máximo de 7.665 millones de m³ al año. En otra palabra. A mayor presión, más espesor, para mayor caudal mayor diámetro.    

Riesgos de los gasoductos

Los gasoductos son sistemas instalados en diferentes medios, cada uno con sus características muy particulares, como tuberías sumergidas en el mar, enteradas bajo tierra o expuesta y al ambiente externo del aire que causan diferentes daños por corrosión o daños mecánicos a los materiales.

Los riesgos más comunes son:

• Fugas y Explosiones: Un riesgo de seguridad crítico en la operación de gasoductos es la posibilidad de fugas de gas. Estas fugas pueden ser peligrosas si el gas se acumula en áreas confinadas y se combina con una fuente de ignición, lo que podría resultar en explosiones o incendios (Figura 2).
• Interrupciones del Suministro: Cualquier interrupción en la operación de un gasoducto puede causar problemas en el suministro de gas a las comunidades y a las industrias. Esto puede afectar calefacción, la generación de energía eléctrica y otros procesos que dependen del gas.
• Daños Externos: Los gasoductos a menudo atraviesan áreas pobladas y terrenos diversos. Pueden ser dañados por la corrosión, excavaciones no autorizadas, construcciones cercanas o desastres naturales como terremotos, inundaciones y deslizamientos de tierra, con las consecuencias de los riesgos de seguridad y la perdida de flujo continuo.

Operación y mantenimiento de un gasoducto: ¿Cómo evitar fallas?

Existen varios mecanismos y metodologías, que se pueden aplicar para minimizar las fallas en los gasoductos, como las siguientes:   

• Mantenimiento preventivo: La durabilidad y confiabilidad operacional de los gasoductos depende significativamente a este tipo de mantenimiento; lo cual, implica inspecciones programadas, pruebas no destructivas y evaluaciones de integridad, reparación de los revestimientos protectores, la limpieza de la tubería y la eliminación de corrosión. La tecnología de inspección remota, la inspección ultrasónica con herramientas instrumentadas (Cochino inteligente) para medir los espesores, los robots autónomos, permite llegar a áreas difíciles de acceder y evaluar la condición del gasoducto sin interrumpir su operación. Para realizar todo lo mencionado se deben elaborar planes de mantenimiento preventivo, de operación e inspecciones frecuentes no destructivas a las instalaciones.

• Operación segura: Los operadores de las instalaciones de gas son los responsables y custodio de dichas instalaciones, por lo tanto, debe conocer detalladamente y estar capacitados para operar los equipos y accesorios de manera correcta y segura (Figura 3), controlando las variables operacionales de los sistemas, para evitar desviaciones que puedan causar fallas. Igualmente, se debe trabajar en equipos con los mantenedores e inspectores para que se cumplan los planes de inspección y mantenimiento.   

• Monitoreo constante: El monitoreo continuo es esencial para detectar cualquier anormalidad en la operación de los gasoductos. La tecnología de monitoreo incluye sensores distribuidos a lo largo de la tubería para medir la presión, la temperatura y otras variables operacionales y equipos móviles de detección de fuga de gases. Los sistemas de monitoreo avanzados pueden detectar variaciones mínimas en estos datos y alertar a los operadores sobre posibles problemas. El análisis de datos en tiempo real permite tomar decisiones informadas y rápidas para evitar interrupciones y mantener la seguridad.

Aplicar las mejores prácticas y tecnologías

• Consideraciones desde el diseño: El diseño de una instalación es la base primordial para evitar o eliminar posible falla en el futuro. Esto se logra considerando en el diseño una buena selección de materiales, de recubrimientos y revestimientos, con instalación de sistema de monitoreo y protección catódica, entre otros.  
• Sistemas de control avanzado: La automatización y los sistemas de control avanzados permiten optimizar la operación en tiempo real, ajustando los flujos de gas de acuerdo con la demanda y las condiciones cambiantes.
• Tecnologías de detección de fugas: El uso de drones para la detección de fugas de gas es cada vez más popular a medida que la tecnología se vuelve más avanzada y accesible (Figura 4). Los drones son una forma segura y confiable de detectar fugas en áreas de difícil acceso y ofrecen una serie de beneficios sobre los métodos tradicionales. Pueden llegar a sitios de difícil acceso y realizan mediciones precisas de las concentraciones de gas en el aire, lo que los hace ideales para identificar el origen de las fugas de gas. Esto permite una atención rápida y eficiente para evitar daños mayores.

• Gestión de la Corrosión: Revestimientos especiales y sistemas de protección catódica en líneas enterradas y sumergida previenen la corrosión y extienden la vida útil de la tubería.
• Modelado Predictivo: Utilización de modelos matemáticos para predecir el comportamiento y el desgaste de los gasoductos, permitiendo una planificación más precisa del mantenimiento.
• Utilizar metodologías de confiabilidad:  Existen varias metodologías de ingeniería de confiabilidad como Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad (RAM) análisis causa raíz (RCA), inspección basada en riego (IBR), entre otras, nos permiten jerarquizar sistemas y equipos, en función de su impacto global, comprender el origen de las fallas para eliminar las causas y generar planes basados en riesgo para equipos sujetos a presión, entre otros.

• Respuesta a Incidentes: A pesar de las medidas preventivas, los incidentes pueden ocurrir. Por lo tanto, se debe desarrollar y disponer de planes de respuesta inmediata a incidentes bien establecidos. Esto incluye protocolos claros para el cierre de válvulas, la evacuación de áreas afectadas y la coordinación con las autoridades pertinentes. Los simulacros regulares permiten entrenar al personal en escenarios de crisis y mejorar la preparación para cualquier eventualidad.

Conclusión

La operación y el mantenimiento de gasoductos son necesarios para asegurar un flujo continuo y seguro de gas. El monitoreo constante, el mantenimiento preventivo y la respuesta efectiva a incidentes son fundamentales en este proceso. Las mejores prácticas y las tecnologías avanzadas desempeñan un papel muy importante para dar garantía de la integridad de activos y la eficiencia de los gasoductos, asegurando su funcionamiento óptimo a lo largo de su ciclo de vida útil. Igualmente, el compromiso continuo con la seguridad y la mejora constante son esenciales para mantener la confiabilidad del suministro continuado de gas natural.