Cómo IoT está transformando la gestión de oleoductos y gasoductos

Las redes de monitoreo habilitadas para IoT pueden mejorar las prácticas de administración de oleoductos y gasoductos para reducir los costos y el tiempo de inactividad, minimizar la huella ambiental, aumentar la seguridad y garantizar el cumplimiento normativo.

Las tuberías son una parte integral de la industria del petróleo y el gas, ya sea en operaciones aguas arriba, aguas medias o aguas abajo. Si bien se considera la forma más segura y rápida de transportar sustancias peligrosas, estos activos críticos no están libres de errores. Bajo la influencia progresiva de los flujos de materiales y las condiciones ambientales dinámicas, las tuberías son susceptibles a múltiples fallas estructurales. La corrosión, grietas, fugas y desacoplamiento se encuentran entre los problemas más comunes.

Además de la pérdida significativa de producto, las fugas en la tubería pueden causar impactos tremendos e irreversibles en el medio ambiente y la vida silvestre, al tiempo que amenazan a los trabajadores y la seguridad pública. Según una investigación de 2018, solo en los EE. UU. Los accidentes de tuberías líquidas cuestan la asombrosa cantidad de $ 326 millones anuales . $140 millones de esto se atribuyen a los costos ambientales y de remediación. El estudio también reveló que generalmente tomaba 9 horas identificar un accidente y otras 5 horas para que los operadores respondieran.

El desafío de la visibilidad granular de los activos

Ante la presión cada vez mayor de regulaciones más estrictas, la volatilidad de los precios, los movimientos ambientales agresivos y un cambio de paradigma hacia las energías renovables, la industria del petróleo y el gas se ve obligada a cambiar. Las empresas con visión de futuro han adoptado cada vez más la digitalización para administrar mejor sus activos y evitar derrames costosos. El monitoreo de tuberías no es nuevo en la industria, pero los sistemas SCADA tradicionales no pueden proporcionar la visibilidad granular de los activos necesaria. Cuando se trata de tuberías de cientos, si no miles de kilómetros de largo, es fundamental saber lo que sucede cada metro.

Muchos sistemas de tuberías comenzaron en sitios de exploración remotos donde las redes terrestres no son confiables o están ausentes por completo. Por lo tanto, las opciones de monitoreo se limitan a verificaciones manuales intensivas en mano de obra o costosas suscripciones satelitales, ninguna de las cuales permite la recolección de datos con la granularidad deseable. Incluso cuando está disponible, la conectividad terrestre, como la celular y la Wi-Fi, consume mucha energía e impone costosos planes de datos en los puntos finales. Esto hace que el costo de implementar y mantener una red de monitoreo a gran escala sea desalentador para muchas empresas.

El Internet de las cosas (IoT) con nuevas tecnologías de sensores y comunicaciones está cambiando el juego al hacer que el monitoreo de activos sea más fácil y asequible que nunca. Las redes de área amplia de baja potencia (LPWAN) ,en particular, introducen un enfoque de bajo costo y eficiencia energética para recopilar datos de telemetría granular. Gracias a su amplio rango y topología en estrella, LPWAN puede conectar puntos de medición masivos dispersos geográficamente con menos infraestructura requerida. La LPWAN privada es ideal en el contexto del petróleo y el gas, ya que su cobertura de red se puede adaptar de manera flexible a las necesidades específicas de las empresas en ubicaciones en alta mar e inaccesibles.

En concierto con sensores inteligentes miniaturizados y multisensor, LPWAN robusto desbloquea una gran cantidad de información crítica relacionada con la salud estructural de las tuberías y sus condiciones de operación. Los datos del sensor pueden enviarse a una HMI in situ para contrarrestar de inmediato, así como a un sistema de gestión central y / o una plataforma en la nube para el almacenamiento y análisis a largo plazo.

 “Las redes de monitoreo habilitadas para IoT pueden mejorar las prácticas de administración de oleoductos y gasoductos para reducir los costos y el tiempo de inactividad, minimizar la huella ambiental, aumentar la seguridad y garantizar el cumplimiento normativo.”

Acelerar la resolución de problemas y las respuestas

Tener información sobre la integridad de la tubería las 24 horas del día significa que cualquier anomalía o desviación se puede informar al instante. Si bien la caída de presión aparentemente indica una fuga, otros parámetros del sensor pueden ayudar a identificar problemas estructurales de las tuberías mucho antes, antes de que ocurra un derrame grave o una explosión fatal. Por ejemplo, los sensores ultrasónicos y acústicos pueden informar ondas de sonido anormales que sugieren el inicio y el crecimiento de grietas junto con la delaminación. Del mismo modo, los sensores magnéticos pueden detectar un cambio en el grosor de la pared de la tubería debido a la corrosión.

Los sensores inteligentes pueden comunicar no solo el daño en la etapa inicial, sino también su ubicación y gravedad para identificar y acelerar las acciones requeridas. Minimizar el tiempo transcurrido entre una falla y una reparación es clave para minimizar las pérdidas de material y la contaminación causada por los productos liberados. La detección de daños desde el principio también simplifica la reparación, lo que resulta en costos reducidos y tiempos de inactividad asociados con el servicio.

Habilitar estrategias de mantenimiento avanzadas

Al recopilar datos sobre la integridad de la tubería y las condiciones de funcionamiento a lo largo del tiempo, incluso se pueden anticipar y prevenir fallas con estrategias de mantenimiento predictivo. El análisis de modos de mal funcionamiento anteriores permite el desarrollo de modelos de predicción de crecimiento de defectos y evaluación de riesgos. Además de eso, la evaluación del deterioro de la integridad a largo plazo ayuda a calcular la vida útil restante real de una tubería. Esto permite el diagnóstico de cuellos de botella estructurales junto con la planificación estratégica del mantenimiento y el reemplazo de piezas para evitar daños. El mantenimiento predictivo no solo ayuda a evitar costosas interrupciones no planificadas, sino también un tiempo de inactividad planificado y redundante que las empresas con enfoques basados ​​en el cronograma desean evitar.

Automatizar tareas manuales

Una red de monitoreo de condición basada en IoT disminuye la necesidad de una inspección de campo regular y elimina el registro manual de datos. Además de minimizar los errores humanos, esto contribuye a ahorrar costos y mejorar la productividad de los trabajadores, ya que pueden centrarse en tareas más importantes. La disminución de las visitas al sitio, especialmente a ubicaciones remotas, también reduce el tiempo total de los viajes en camión, lo que limita el uso de combustible y las emisiones de CO2.

Optimizar la utilización de activos y el diseño futuro

Los datos del sensor IoT permiten a las empresas analizar y comprender los comportamientos de las tuberías bajo diferentes condiciones externas, incluidas las cargas estructurales, los cambios climáticos, las características del suelo, la humedad y los niveles de pH. Esta información es fundamental para mejorar las prácticas futuras de ingeniería y construcción para optimizar la vida útil efectiva de una tubería. Además, para las tuberías más antiguas que han estado en servicio durante varias décadas, los datos del sensor pueden validar su integridad para operaciones seguras continuas.

La llegada de IoT permite una visibilidad de activos sin precedentes que va más allá de la capacidad de las redes industriales convencionales. La implementación de una solución de IoT no requiere necesariamente una inversión inicial significativa o alteraciones peligrosas y engorrosas en los sistemas brownfield. Las soluciones inalámbricas emergentes como LPWAN y las nuevas tecnologías de sensores se pueden adaptar fácilmente a activos heredados críticos que permiten IoT, como tuberías a bajo costo. Más importante aún, el impacto inmediato de una red de monitoreo de IoT en la eficiencia operativa, la seguridad y la sostenibilidad pronto superará los costos iniciales y avanzará la ventaja competitiva de las empresas en el mercado de petróleo y gas.