Le tecnologie di rilevamento delle perdite forniscono soluzioni per la sicurezza delle tubazioni

L’industria del gas naturale è sotto costante pressione per garantire la sicurezza pubblica e ridurre la quantità di metano rilasciata nell’atmosfera come emissione di gas serra (GHG). Ciò coinvolge l’intera catena di approvvigionamento del gas naturale dalla testa pozzo alla punta del bruciatore o dall’upstream, esplorazione e produzione al midstream, raccolta, stoccaggio e trasmissione fino alle operazioni di distribuzione a valle. L’industria non solo si trova ad affrontare le continue normative della Federal Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA) e delle rispettive agenzie statali di regolamentazione per la sicurezza delle condutture, ma anche delle Agenzie federali e statali per la protezione dell’ambiente (EPA).

L'industria ha fatto molta strada dagli albori dell'utilizzo della tecnologia di rilevamento perdite a ionizzazione di fiamma (FID) sia portatile che mobile, che utilizzava una miscela di idrogeno e azoto in un rilevatore per camminare o guidare sulle reti di tubazioni del gas naturale. Questi dispositivi richiedevano una notevole quantità di manutenzione insieme alle bottiglie esterne di gas di calibrazione.

La chiave per ridurre le emissioni di metano dagli impianti sia sopra che sotto terra sono le ispezioni regolari per il rilevamento delle perdite, che possono essere eseguite utilizzando rilevatori fissi di gas, tecnologie basate su veicoli e strumentazione portatile. L’industria sta assistendo all’avvento di tecnologie basate sull’aviazione via satellite, velivoli ad ala fissa, elicotteri e veicoli aerei senza pilota (UAV) o droni. Chiamiamo questo approccio "a più livelli" al rilevamento delle perdite in cui diversi livelli di protezione possono rilevare, localizzare e individuare le posizioni delle perdite per la riparazione.

Non esiste un'unica tecnologia per il rilevamento delle perdite, ma una moltitudine di tecnologie basate sulla posizione della risorsa, sull'applicazione e sul risultato desiderato. La maggior parte dei dispositivi rileva il metano, che è il componente principale del gas naturale e il principale responsabile del cambiamento climatico come emissione di gas serra. Tutti i dati di queste tecnologie possono essere acquisiti in un'applicazione software per la rendicontazione federale e statale, nonché per la riparazione successiva. I dati possono includere le coordinate GPS delle reti di tubazioni sottoposte a rilevamento delle perdite per la verifica con data e ora, posizione delle perdite, classificazione delle perdite, quantificazione delle perdite e calibrazione dello strumento per la tenuta di registri permanenti. Sappiamo anche che un mercaptano o un solfuro può essere aggiunto al gas naturale come odorizzante affinché il pubblico possa rilevarlo tramite l'olfatto per un'indicazione di potenziale perdita, ma questo è utilizzato principalmente nelle attività di distribuzione e non è comune nella trasmissione o nella raccolta del gas. Le tecnologie discusse di seguito rilevano il metano nel gas naturale e non l'odorizzante aggiunto.

I rilevatori di gas fissi basati sulla tecnologia della spettroscopia di assorbimento laser a diodi accordabili a percorso aperto (TDLAS) monitorano le emissioni di metano 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Questa tecnologia viene generalmente utilizzata in siti di pozzi, depositi sotterranei, stazioni di gate e posizioni di condutture ad alte conseguenze (HCA). Esistono diverse tecnologie implementate, dai laser a percorso aperto ai sensori puntuali per il monitoraggio continuo delle risorse per le indicazioni di perdite. Queste tecnologie non individuano posizioni esatte ma possono fornire una posizione generalizzata per il follow-up con la tecnologia portatile.

Advanced Mobile Leak Detection (AMLD) che utilizza la tecnologia TDLAS a percorso aperto per il rilevamento di perdite di gas naturale su condotte di raccolta, trasmissione e distribuzione. Questa tecnologia è in grado di rilevare separatamente sia il metano che l’etano in parti per miliardo (ppb). Ciò consente all'operatore di differenziare le perdite nelle tubazioni dai gas biogenici, di palude, di decomposizione o di fogna presenti in natura. I veicoli dotati di antiriciclaggio possono viaggiare molto più velocemente e consentire una copertura più frequente dei beni sia per la sicurezza pubblica che per la continua riduzione delle emissioni. Questi sistemi dispongono di pacchetti software molto elaborati per analizzare i rilevamenti in base alle indicazioni, alla direzione del vento, alla posizione GIS, alla quantificazione delle perdite e centrare l'indicazione per le indagini di follow-up e l'individuazione da parte delle squadre "stivali a terra".

Il rilevamento mobile delle perdite mediante rilevamento di gas tramite spettroscopia di polarizzazione a interferenza controllata a infrarossi (CIPS) con campionamento tramite pompa per il rilevamento di reti di tubazioni sotterranee di raccolta, trasmissione e distribuzione, è in grado di rilevare il metano in parti per milione (ppm). Questa tecnologia può essere installata su veicoli fuoristrada per un facile accesso a luoghi difficili. La stessa tecnologia può essere facilmente rimossa dal veicolo per applicazioni portatili di localizzazione della perdita ed esecuzione di letture sottosuolo tramite foro di barra per l'individuazione e la classificazione delle perdite con la capacità di determinare il limite inferiore di esplosività (LEL) e le letture della percentuale di gas. È fondamentale disporre di un unico dispositivo per rilevare ppm, LEL e percentuale di gas in volume, il tutto con una risposta rapida e automatica per la centratura, l'individuazione e la classificazione delle perdite. Questi dispositivi hanno sostituito la precedente tecnologia FID come strumento principale per le indagini sulle perdite con campionamento superficiale per la conformità normativa.