El uso del gas natural, cuyo componente principal es el metano, está aumentando en todo el mundo. También tiene muchos usos industriales, como la fabricación de productos químicos como el amoníaco, el metanol, el butano, el etano, el propano y el ácido acético; también es un ingrediente de productos tan diversos como los fertilizantes, los anticongelantes, los plásticos, los productos farmacéuticos y los tejidos.

El gas natural se transporta de varias maneras: a través de gasoductos en forma gaseosa; como gas natural licuado (GNL) o gas natural comprimido (GNC). El GNL es el método habitual para transportar el gas a distancias muy largas, como por ejemplo a través de los océanos, mientras que el GNC suele transportarse en camiones cisterna a distancias cortas. Los gasoductos son la opción preferida para el transporte de largas distancias por tierra (y a veces por mar), como entre Rusia y Europa central. Las empresas de distribución local también suministran gas natural a los usuarios comerciales y domésticos a través de redes de servicios públicos dentro de los países, regiones y municipios.

El mantenimiento regular de los sistemas de distribución de gas es esencial. Identificar y rectificar las fugas de gas es también una parte integral de cualquier programa de mantenimiento, pero es notoriamente difícil en muchos entornos urbanos e industriales, ya que las tuberías de gas pueden estar ubicadas bajo tierra, por encima de la cabeza, en los techos, detrás de las paredes y mamparos o en lugares inaccesibles, como edificios cerrados. Hasta hace poco, las sospechas de fugas en estas tuberías podían llevar a acordonar zonas enteras hasta encontrar el lugar de la fuga.

Precisamente porque los detectores de gas convencionales -como los que utilizan la combustión catalítica, la ionización de llama o la tecnología de semiconductores- no son capaces de detectar el gas a distancia y, por lo tanto, no pueden detectar las fugas de gas en las tuberías de difícil acceso, se ha investigado mucho recientemente sobre las formas de detectar el gas metano a distancia.

Detección a distancia

Actualmente se dispone de tecnologías de vanguardia que permiten detectar e identificar fugas a distancia con una precisión milimétrica. Las unidades manuales, por ejemplo, pueden detectar metano a distancias de hasta 100 metros, mientras que los sistemas montados en aviones pueden identificar fugas a medio kilómetro de distancia. Estas nuevas tecnologías están transformando la forma de detectar y tratar las fugas de gas natural.

La teledetección se consigue mediante la espectroscopia de absorción láser infrarroja. Como el metano absorbe una longitud de onda específica de la luz infrarroja, estos instrumentos emiten láseres infrarrojos. El rayo láser se dirige al lugar donde se sospecha que hay una fuga, como una tubería de gas o un techo. Como parte de la luz es absorbida por el metano, la luz recibida de vuelta proporciona una medición de la absorción por el gas. Una característica útil de estos sistemas es el hecho de que el rayo láser puede penetrar superficies transparentes, como el cristal o el plexiglás, por lo que puede ser posible comprobar un espacio cerrado antes de entrar en él. Los detectores miden la densidad media del gas metano entre el detector y el objetivo. Las lecturas de las unidades portátiles se dan en ppm-m (un producto de la concentración de la nube de metano (ppm) y la longitud del trayecto (m)). De este modo, las fugas de metano pueden confirmarse rápidamente apuntando con un rayo láser hacia la presunta fuga o a lo largo de una línea de inspección, por ejemplo.

Una diferencia importante entre la nueva tecnología y los detectores de metano convencionales es que los nuevos sistemas miden la concentración media de metano, en lugar de detectar el metano en un solo punto, lo que da una indicación más precisa de la gravedad de la fuga.

Las aplicaciones para los dispositivos portátiles incluyen:

• Estudios de oleoductos y gasoductos
• Planta de gas
• Estudios de propiedades industriales y comerciales
• Llamada de emergencia
• Control de los gases del vertedero
• Estudio de la superficie de la carretera

Redes municipales de distribución

Las ventajas de la tecnología a distancia para la supervisión de tuberías en entornos urbanos se están haciendo realidad.

La capacidad de los dispositivos de detección remota para controlar las fugas de gas a distancia los convierte en herramientas extremadamente útiles en caso de emergencia. Los operarios pueden mantenerse alejados de fuentes de fugas potencialmente peligrosas cuando comprueban la presencia de gas en locales cerrados o espacios confinados, ya que la tecnología les permite controlar la situación sin tener que acceder realmente. Este proceso no sólo es más fácil y rápido, sino que también es seguro. Además, no se ve afectado por otros gases presentes en la atmósfera, ya que los detectores están calibrados para detectar únicamente metano, por lo que no hay peligro de obtener señales falsas, lo cual es importante en situaciones de emergencia.

El principio de la teledetección también se aplica a la inspección de las tuberías ascendentes (las tuberías aéreas que llevan el gas a las instalaciones de los clientes y que normalmente discurren a lo largo de las paredes exteriores del edificio). En este caso, los operarios apuntan el dispositivo hacia la tubería, siguiendo su recorrido; pueden hacerlo desde el nivel del suelo, sin tener que utilizar escaleras ni acceder a las propiedades de los clientes.

Zonas peligrosas

Además de detectar fugas de gas en las redes de distribución municipales, los dispositivos a prueba de explosiones y con homologación ATEX pueden utilizarse en áreas peligrosas de la zona 1, como plantas petroquímicas, refinerías de petróleo, terminales de GNL y buques, así como en determinadas aplicaciones mineras.

Al inspeccionar un tanque subterráneo de GNL/GLP, por ejemplo, se requeriría un dispositivo a prueba de explosiones a menos de 7,5 metros del propio tanque y un metro alrededor de la válvula de seguridad. Por lo tanto, los operarios deben ser plenamente conscientes de estas restricciones y estar equipados con el tipo de equipo adecuado.

Coordinación del GPS

Algunos instrumentos permiten ahora realizar lecturas puntuales de metano en varios puntos de un emplazamiento -como una terminal de GNL-, generando automáticamente un seguimiento por GPS de las lecturas y ubicaciones de las mediciones. Esto hace que los viajes de ida y vuelta para investigaciones adicionales sean mucho más eficientes, al tiempo que proporciona un registro de buena fe de la actividad de inspección confirmada, a menudo un requisito previo para el cumplimiento de la normativa.

Detección aérea

Más allá de los dispositivos manuales, existen también detectores de metano a distancia que pueden instalarse en los aviones y que detectan las fugas de los gasoductos a lo largo de cientos de kilómetros. Estos sistemas pueden detectar los niveles de metano en concentraciones tan pequeñas como 0,5 ppm hasta 500 metros de distancia e incluyen una visualización en tiempo real de las concentraciones de gas mientras se realiza el estudio.

El funcionamiento de estos sistemas es relativamente sencillo. Se coloca un detector remoto debajo del fuselaje de la aeronave (normalmente un helicóptero). Al igual que el dispositivo de mano, la unidad produce una señal láser infrarroja, que es desviada por cualquier fuga de metano que se encuentre en su trayectoria; los niveles más altos de metano provocan una mayor desviación del haz. Estos sistemas también utilizan el GPS, por lo que el piloto puede seguir un mapa en movimiento en tiempo real de la ruta de la tubería, con una visualización en tiempo real de la trayectoria de la aeronave, las fugas de gas y la concentración (en ppm) presentada a la tripulación en todo momento. Se puede establecer una alarma sonora para una concentración de gas deseada, lo que permite al piloto acercarse para investigar más de cerca.

Conclusión:

La gama de sistemas de detección remota de metano está aumentando rápidamente, con nuevas tecnologías que se desarrollan continuamente. Todos estos dispositivos, ya sean de mano o instalados en aviones, permiten una identificación rápida, segura y muy específica de las fugas, ya sea bajo el pavimento, en una ciudad o a lo largo de cientos de kilómetros de la tundra de Alaska. Esto no sólo ayuda a evitar emisiones costosas y de poco valor, sino que también garantiza que el personal que trabaja en las tuberías o cerca de ellas no se exponga a un peligro innecesario.

Dado que el uso del gas natural está aumentando en todo el mundo, prevemos rápidos avances tecnológicos en la detección remota de gas en aplicaciones tan diversas como la inspección de fugas, la integridad de la transmisión, la gestión de plantas e instalaciones, la agricultura y la gestión de residuos, así como en aplicaciones de ingeniería de procesos como la producción de coque y acero. Cada una de estas áreas presenta situaciones en las que el acceso puede ser difícil, junto con la necesidad de dar prioridad a la protección del personal. Por tanto, las oportunidades para los detectores de metano a distancia no dejan de crecer.