La fuga masiva de gas natural en Aliso Canyon arrojó luz sobre la envejecida infraestructura de gas natural de California. Y cinco años de sequía extrema también cobraron su precio en las tuberías de transmisión. Ahora, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab) recibió $ 4.6 millones de la Comisión de Energía de California para dos proyectos destinados a mejorar la seguridad y confiabilidad del sistema de gas natural del estado.

El primer proyecto, dirigido por Yingqi Zhang, recibirá $ 3 millones para desarrollar un enfoque más integral hacia la gestión de riesgos, basado en la integración de datos en tiempo real y modelos científicos. El segundo proyecto, dirigido por Jonny Rutqvist, recibirá $ 1.6 millones para desarrollar una nueva metodología 3-D para identificar y monitorear áreas con alto riesgo de deformación del suelo causada por el hundimiento de la tierra.

"Los pozos y tuberías de gas natural de California enfrentan riesgos que podrían causar daños potenciales o eventos catastróficos, "dijo Zhang, un hidrogeólogo. "Existe una necesidad urgente de un sistema de gestión de riesgos que sea completo, robusto, y confiable y que facilitará la detección temprana de daños y la prevención de fugas ".

Tanto Zhang como Rutqvist son científicos del Área de Ciencias Ambientales y de la Tierra de Berkeley Lab. Zhang dirigirá un equipo multidisciplinario de científicos que desarrollarán y demostrarán un sistema destinado a ayudar a los operadores de instalaciones y a los gestores de riesgos a caracterizar, modelo, y gestionar la seguridad e integridad de la infraestructura de almacenamiento subterráneo de gas natural.

Modelos científicos para gestionar el riesgo

California tiene 14 instalaciones de almacenamiento subterráneo en 12 campos con una capacidad de 385 mil millones de pies cúbicos de gas natural. Hay alrededor de 350 pozos activos en esos campos, muchos de los cuales se utilizan actualmente para gas natural, pero fueron diseñados para la producción de petróleo y gas y construidos antes de 1970. Además de las fugas a través de pozos, terremotos, derrumbes, y la fractura de la roca de fondo también podría causar daños potenciales a las instalaciones de almacenamiento de gas natural y posibles fugas de gas natural.

"La forma en que se construyeron estos pozos hace décadas puede no ser adecuada para los estándares actuales, "Dijo Zhang." Las tensiones que encuentran hoy cuando se utilizan para la inyección y extracción de gas natural no se consideraron durante el proceso de diseño del pozo original ".

El sistema de Zhang, denominado Sistema Integrado de Gestión de Riesgos y Soporte de Decisiones (IRMDSS), fusionará tecnologías de monitoreo avanzadas con modelos científicos para evaluar continuamente los riesgos y proporcionar una detección temprana de fugas. También identificará amenazas potenciales al sistema, ayudar a los operadores de las instalaciones con la gestión de datos y el análisis de tendencias, y eventualmente ayudarlos a evaluar opciones destinadas a prevenir fugas o mitigar riesgos.

En otras palabras, El IRMDSS se diseñará para permitir que los operadores sean más proactivos a la hora de tomar medidas preventivas desde el principio. en lugar de solucionar un problema después de que ocurra. "En comparación con los métodos actuales de análisis de riesgos, IRMDSS proporciona una información más cuantitativa, análisis prospectivo con tecnologías avanzadas, ", dijo." Planeamos incorporar datos en tiempo real para actualizar nuestro modelo y actualizar nuestras predicciones ".

Como socio oficial del proyecto, la empresa de servicios públicos de Southern California Gas trabajará con el equipo para probar y demostrar IRMDSS en una de sus instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas natural.

Cómo la sequía llevó a la deformación del suelo

Para empeorar las cosas para los gasoductos envejecidos del estado, la sequía extrema provocó grandes aumentos en el bombeo de agua subterránea, lo que a su vez ha dado lugar a tasas de hundimiento sin precedentes. Pacific Gas and Electric Company (PG&E) ha dicho que unas 50 millas de sus gasoductos de gas natural podrían verse afectadas por el hundimiento de la tierra.

California importa actualmente alrededor del 90 por ciento de su gas natural, y se espera que el cambio climático solo aumente la dependencia del estado del agua subterránea. "Una comprensión y una evaluación fundamentales de los posibles impactos en las líneas de transmisión de gas natural son fundamentales para la evaluación y el monitoreo de riesgos, ", Dijo Rutqvist.

Berkeley Lab e InfraTerra Inc., en colaboración con el Jet Propulsion Laboratory, PG&E, y Natural Resources Canada, desarrollará una nueva metodología que combina a gran escala, Levantamientos de sensores remotos de última generación vinculados con modelado avanzado y análisis inverso de la deformación del suelo. Un avance clave de esta tecnología es considerar las deformaciones del suelo en 3D y su impacto en las tuberías, incluyendo componentes tanto horizontales (laterales) como verticales de la deformación de la superficie.

Los mapas de deformación de la superficie se integrarán con geológicos, hidrológico y datos de ingeniería sobre la infraestructura de gas natural utilizando un sistema de información geográfica (GIS).

"Combinaremos todo este análisis e intentaremos desarrollar una metodología predictiva para pronosticar el riesgo para la infraestructura de gas natural que plantean los futuros escenarios de subsidencia relacionados con la sequía". ", Dijo Rutqvist.

Ambos proyectos no solo reducirán los costos y proporcionarán una mayor confiabilidad del sistema de gas natural, sino que también minimizarán las fugas de metano y, por lo tanto, reducirán las emisiones de gases de efecto invernadero y protegerán la salud pública.

"Nuestro equipo tiene mucha experiencia en tecnología y modelado de monitoreo avanzados, ", dijo Zhang." Es muy emocionante que podamos usar nuestro conocimiento para abordar un problema real. Esperamos que la aplicación de nuestro sistema resulte en menores costos de mitigación y evite interrupciones en nuestro suministro de energía ".