Un conjunto de coches de mapas de Google Street View, especialmente equipado con analizadores de metano de última generación, están permitiendo que los investigadores de la Universidad Estatal de Colorado "vean" fugas invisibles de metano de las líneas de gas natural debajo de nuestras calles.

Los desafíos técnicos y computacionales de medir el metano, y las complejas metodologías utilizadas para recopilar, analizar y dar a conocer los datos, se detallan en un nuevo artículo de la revista Ciencia y Tecnología Ambiental 22 de marzo.

El proyecto pionero está dirigido por Joe von Fischer, Profesor asociado de la CSU en biología, en asociación con la organización sin fines de lucro Environmental Defense Fund (EDF), y Alcance de Google Earth. Los coautores de la CSU de von Fischer incluyen investigadores de estadística (Dan Cooley), ciencia atmosférica (Russ Schumacher), y ciencias del suelo y los cultivos (Jay Ham), así como expertos de la Universidad del Norte de Colorado y el colectivo científico sin fines de lucro Conservation Science Partners.

Los datos del proyecto están ayudando a las empresas de servicios públicos, Los reguladores y los grupos de defensa reducen las fugas innecesarias y dañinas para el medio ambiente de forma más rápida y rentable.

Además de ser el ingrediente principal del gas natural, El metano también es un potente gas de efecto invernadero, con más de 80 veces el poder de calentamiento del dióxido de carbono durante un período de 20 años. La creciente conciencia de este riesgo climático ha estimulado un nuevo interés en encontrar y reparar fugas de bajo nivel a lo largo de la cadena de suministro de gas natural. incluidos los sistemas de servicios públicos locales, donde muchas fugas de bajo nivel pueden persistir durante muchos años. Esa necesidad ha generado un nuevo tipo de ciencia.

"Este es un gran desafío en el que casi nadie había estado pensando. Ahora estamos descubriendo cuán extendidas están estas filtraciones, ", dijo von Fischer." Cuanto más rápido los arregles, cuanto mayores son los beneficios ambientales. Pero las empresas de servicios públicos y los reguladores no tenían los datos para enfocar sus esfuerzos. Ahí es donde entramos nosotros. Nuestro objetivo es hacerlo más rápido, más barato y más fácil de encontrar y medir las fugas de metano de las líneas de gas natural para ayudar a acelerar las reparaciones cruciales ".

Para el proyecto de Google, von Fischer y sus colegas estaban especialmente ansiosos por identificar y cuantificar las fugas de metano de las áreas urbanas del país, donde las tuberías de distribución de gas natural se encuentran a varios pies por debajo del suelo. Su proyecto EDF Google Street View es el primero de su tipo, inventario completo de fuentes de fugas de metano dentro de las ciudades. El objetivo es hacer brillar una luz poderosa sobre este antes invisible, problema difícil de definir.

Una de las principales motivaciones del proyecto es ayudar a las empresas de servicios públicos y los gobiernos a priorizar las reparaciones de fugas en función de la magnitud de las emisiones. Los investigadores calculan que arreglar el 8 por ciento más grande de las fugas reduciría las emisiones de metano de las tuberías en un 30 por ciento. La compañía de servicios públicos de Nueva Jersey, PSE &G, aprobó actualizaciones por valor de casi $ 1 mil millones dirigidas en parte por los datos de los investigadores de CSU.

La tecnología de base que permitió que el proyecto floreciera es un analizador de metano láser infrarrojo. Estos instrumentos móviles, que ni siquiera existía hace una década, puede identificar columnas de gas metano en tiempo real, sin la necesidad de un análisis de cromatografía de gases en el laboratorio.

"El aire contiene gases que lo hacen parecer brumoso en el espectro infrarrojo, ", explicó von Fischer." El láser puede escanear a través de colores de luz infrarroja y 'ver' cuánto metano hay ".

En el centro del esfuerzo se encuentra un conjunto de algoritmos y protocolos que proporcionan una contabilidad precisa de las fugas de metano, incluido el tamaño de las plumas.

Antes de que llevaran su tecnología a los coches de Street View, Los investigadores primero realizaron pruebas preliminares con vehículos de investigación conducidos por el campus y en la pista del campo aéreo de Christman. Esto incluyó emisiones controladas de metano tanto en entornos abiertos como urbanos.

El proyecto ha consistido en diseñar rutas óptimas para los conductores de Google, manteniendo pasiva y sencilla la interacción de los conductores con el equipo. Los investigadores también han desarrollado métodos para descartar lecturas falsas positivas, por ejemplo, cómo diferenciar entre una verdadera fuga de metano, y una lectura caprichosa de un vertedero o una instalación eléctrica cercana.

Para von Fischer, un ecologista de ecosistemas con formación clásica, el proyecto lo ha estirado como científico y ha catalizado interacciones con una vertiginosa variedad de disciplinas. "Hablo regularmente con abogados, gente de la industria, estadísticos, científicos de la computación, físicos atmosféricos, Google ... esto es solo una parte de mi vida ahora, " él dijo.

En el presente, hay cuatro coches de Google Street View en varias ciudades que llevan los analizadores de metano CSU, mientras continúa el trabajo de von Fischer y sus colegas. Se indica a los conductores que conduzcan por todas las carreteras en un área predeterminada para capturar los datos de fugas que descargan los investigadores de la CSU. analizar, y subirlo a un sitio web público alojado por EDF.

Para hacer frente a los enormes flujos de datos que produce el proyecto, aproximadamente 2, 000 puntos de datos por minuto:el investigador en ciencias de la computación de CSU, Sangmi Pallickara, está creando una plataforma basada en la nube para administrar, almacenar y presentar los datos.

Hasta aquí, los analizadores de metano de CSU han proporcionado mapas de fugas de Boston; Burlington, Vermont; Chicago Dallas, Indianápolis, Jacksonville, Los Angeles, Colina baja, Arizona; Pittsburgh; Staten Island, Nueva York; y Siracusa, Nueva York.

Entre otras cosas, han informado que, de media, Bostón, Staten Island y Syracuse:ciudades con Líneas de distribución propensas a la corrosión:tenían fugas que liberaban 25 veces más metano por kilómetro de carretera (2 litros de metano por minuto por kilómetro) que Burlington e Indianápolis (0,08 litros de metano por minuto por kilómetro).