Transporte por oleoduto - Pipeline transport

Dutos de HDPE em uma mina na Austrália.

O transporte por gasoduto é a longa distância transporte de um líquido ou de gás através de um sistema de tubos -a-oleoduto, tipicamente a uma área de mercado de consumo. Os dados mais recentes de 2014 fornecem um total de pouco menos de 2.175.000 milhas (3.500.000 km) de oleoduto em 120 países do mundo. Os Estados Unidos tinham 65%, a Rússia 8% e o Canadá 3%, portanto, 75% de todo o gasoduto estava nesses três países.

Os números da pesquisa mundial do Pipeline and Gas Journal indicam que 118.623 milhas (190.905 km) de dutos estão planejados e em construção. Destes, 88.976 milhas (143.193 km) representam projetos em fase de planejamento e projeto; 29.647 milhas (47.712 km) refletem oleodutos em vários estágios de construção. Líquidos e gases são transportados em dutos, e qualquer substância quimicamente estável pode ser enviada por meio de um duto. Existem dutos para o transporte de petróleo bruto e refinado, combustíveis - como petróleo, gás natural e biocombustíveis - e outros fluidos, incluindo esgoto , lama , água , cerveja , água quente ou vapor para distâncias mais curtas. Os dutos são úteis para transportar água para beber ou irrigação por longas distâncias quando ela precisa se mover sobre colinas ou onde canais ou canais são escolhas ruins devido a considerações de evaporação , poluição ou impacto ambiental.

Os oleodutos são feitos de tubos de aço ou plástico, geralmente enterrados. O óleo é movido através dos oleodutos por estações de bombeamento ao longo do oleoduto. O gás natural (e combustíveis gasosos semelhantes) são pressurizados em líquidos conhecidos como Líquidos de Gás Natural (NGLs). Os dutos de gás natural são construídos em aço carbono . O transporte de hidrogênio por duto é o transporte de hidrogênio por meio de um duto. Os oleodutos são uma das formas mais seguras de transportar materiais em comparação com as rodovias ou ferrovias e, portanto, na guerra, os oleodutos costumam ser alvo de ataques militares.

Petróleo e gás natural

Um lançador / receptor " Pig ", no gasoduto de gás natural na Suíça

Não se sabe quando o primeiro oleoduto de petróleo bruto foi construído. O crédito pelo desenvolvimento do transporte por oleoduto é disputado, com reivindicações concorrentes para Vladimir Shukhov e a empresa Branobel no final do século 19, e a Associação de Transporte de Petróleo, que construiu pela primeira vez um oleoduto de ferro forjado de 2 polegadas (51 mm) ao longo de um 6 milhas (9,7 km) de um campo de petróleo na Pensilvânia até uma estação ferroviária em Oil Creek , na década de 1860. Os oleodutos são geralmente a forma mais econômica de transportar grandes quantidades de petróleo, produtos petrolíferos refinados ou gás natural por terra. Por exemplo, em 2014, o transporte de petróleo bruto por oleoduto custava cerca de $ 5 por barril, enquanto o transporte ferroviário custava cerca de $ 10 a $ 15 por barril. O transporte por caminhão tem custos ainda mais elevados devido à mão de obra adicional necessária; o emprego em dutos concluídos representa apenas "1% do da indústria de transporte rodoviário".

Nos Estados Unidos, 70% do petróleo bruto e produtos petrolíferos são enviados por oleoduto. (23% são por navio, 4% por caminhão e 3% por ferrovia) No Canadá, para gás natural e produtos petrolíferos, 97% são enviados por gasoduto.

O gás natural (e combustíveis gasosos semelhantes) são levemente pressurizados em líquidos conhecidos como Líquidos de Gás Natural (NGLs). Pequenas instalações de processamento de NGL podem ser localizadas em campos de petróleo, de forma que o butano e o líquido propano, sob leve pressão de 125 libras por polegada quadrada (860 kPa), possam ser transportados por trem, caminhão ou oleoduto. O propano pode ser usado como combustível em campos de petróleo para aquecer várias instalações usadas pelos perfuradores de petróleo ou equipamentos e caminhões usados ​​na área de petróleo. EG: O propano se transforma de gás em líquido sob leve pressão, 100 psi, mais ou menos dependendo da temperatura, e é bombeado para carros e caminhões a menos de 125 psi (860 kPa) nos postos de varejo. Dutos e vagões usam cerca do dobro dessa pressão para bombear a 250 psi (1.700 kPa).

Uma seção elevada do Oleoduto do Alasca .

A distância para enviar propano aos mercados é muito menor, já que milhares de plantas de processamento de gás natural estão localizadas em ou perto de campos de petróleo. Muitas empresas de petróleo da Bacia Bakken em Dakota do Norte, Montana, Manitoba e campos de gás Saskatchewan separam os NGLs no campo, permitindo que os perfuradores vendam propano diretamente para pequenos atacadistas, eliminando o controle do produto em grandes refinarias e os preços do propano ou butano.

O gasoduto principal mais recente a começar a operar na América do Norte, é uma linha de gás natural TransCanada indo para o norte através das pontes da região de Niagara com gás de xisto Marcellus da Pensilvânia e outros ligados a fontes de metano ou gás natural, na província canadense de Ontário a partir de outono de 2012, fornecendo 16% de todo o gás natural usado em Ontário.

Principais gasodutos russos para a Europa em 2009

Este novo gás natural fornecido pelos Estados Unidos substitui o gás natural anteriormente enviado para Ontário do oeste do Canadá em Alberta e Manitoba, diminuindo assim os encargos de transporte de gasodutos regulamentados pelo governo devido à distância significativamente menor da fonte de gás ao consumidor. Para evitar atrasos e a regulamentação do governo dos EUA, muitos pequenos, médios e grandes produtores de petróleo em Dakota do Norte decidiram abrir um oleoduto do norte ao Canadá para se encontrar com um oleoduto canadense que transporta petróleo do oeste para o leste. Isso permite que os produtores de petróleo da Bacia Bakken e de Three Forks obtenham preços negociados mais altos para seu petróleo, porque eles não ficarão restritos a apenas um mercado de atacado nos Estados Unidos. A distância da maior mancha de petróleo na Dakota do Norte, em Williston, Dakota do Norte , é de apenas cerca de 85 milhas ou 137 quilômetros até a fronteira Canadá-EUA e Manitoba . Os fundos mútuos e joint ventures são grandes investidores em novos oleodutos e gasodutos. No outono de 2012, os EUA começaram a exportar propano para a Europa, conhecido como GLP, porque os preços no atacado são muito mais elevados do que na América do Norte. Além disso, um oleoduto está sendo construído de Dakota do Norte a Illinois, comumente conhecido como oleoduto de acesso Dakota .

À medida que mais gasodutos norte-americanos são construídos, mais exportações de GNL, propano, butano e outros produtos de gás natural ocorrem nas três costas dos Estados Unidos. Para dar uma ideia, a produção de petróleo da região de Dakota do Norte Bakken cresceu 600% de 2007 a 2015. As empresas de petróleo da Dakota do Norte estão enviando grandes quantidades de petróleo em vagões-tanque, pois podem direcionar o petróleo para o mercado que oferece o melhor preço, e os vagões ferroviários podem ser usados ​​para evitar um oleoduto congestionado para levar o óleo para um oleoduto diferente, a fim de fazer com que o petróleo chegue ao mercado mais rapidamente ou para uma refinaria de petróleo diferente e menos movimentada. No entanto, os oleodutos fornecem um meio mais barato de transporte por volume.

A Enbridge, no Canadá, está se candidatando a reverter um oleoduto que vai de leste a oeste (Linha 9), expandindo-o e usando-o para enviar óleo de betume canadense ocidental para o leste. De um gasoduto atualmente avaliado em 250.000 barris equivalentes por dia, ele será expandido para entre um milhão e 1,3 milhão de barris por dia. Ele trará petróleo ocidental para refinarias em Ontário, Michigan, Ohio, Pensilvânia, Quebec e Nova York no início de 2014. New Brunswick também irá refinar parte deste petróleo bruto canadense ocidental e exportar algum petróleo bruto e refinado para a Europa a partir de seu óleo de águas profundas ULCC porto de carregamento.

Embora os oleodutos possam ser construídos no fundo do mar, esse processo é econômica e tecnicamente exigente, de modo que a maior parte do petróleo no mar é transportado por navios-tanque . Da mesma forma, muitas vezes é mais economicamente viável transportar gás natural na forma de GNL; no entanto, o ponto de equilíbrio entre o GNL e os gasodutos dependeria do volume de gás natural e da distância que ele percorre.

Crescimento do mercado

Tubulação de gás na região seca de Antofagasta, Chile.

O tamanho do mercado para a construção de oleodutos e gasodutos experimentou um tremendo crescimento antes da crise econômica em 2008. Depois de vacilar em 2009, a demanda para expansão e atualização de oleodutos aumentou no ano seguinte à medida que a produção de energia cresceu. Em 2012, quase 32.000 milhas de oleodutos norte-americanos estavam sendo planejados ou em construção. Quando os dutos são restritos, as opções adicionais de transporte de produtos de dutos podem incluir o uso de agentes redutores de arrasto ou transportando o produto por caminhão ou trem.

Construção e operação

Os oleodutos são feitos de tubos de aço ou plástico com diâmetro interno tipicamente de 4 a 48 polegadas (100 a 1.220 mm). A maioria dos oleodutos é normalmente enterrada a uma profundidade de cerca de 3 a 6 pés (0,91 a 1,83 m). Para proteger os tubos de impacto , abrasão e corrosão , vários métodos são usados. Estes podem incluir a madeira ficando (ripas de madeira), concreto de revestimento, rockshield, polietileno de alta densidade , estofamento areia importada, e máquinas de enchimento.

O petróleo bruto contém quantidades variáveis ​​de cera de parafina e, em climas mais frios, pode ocorrer acúmulo de cera dentro de um oleoduto. Freqüentemente, esses dutos são inspecionados e limpos usando pigging , a prática de usar dispositivos conhecidos como "pigs" para realizar várias operações de manutenção em um duto. Os dispositivos também são conhecidos como "raspadores" ou "Go-devils". Os "pigs inteligentes" (também conhecidos como pigs "inteligentes" ou "inteligentes") são usados ​​para detectar anomalias no tubo, como amassados, perda de metal causada por corrosão, rachaduras ou outros danos mecânicos. Esses dispositivos são lançados de estações de lançamento de pig e viajam pelo duto para serem recebidos em qualquer outra estação a jusante, seja para limpar depósitos de cera e materiais que possam ter se acumulado dentro da linha ou inspecionar e registrar a condição da linha.

Para o gás natural, os dutos são construídos em aço carbono e variam em tamanho de 2 a 60 polegadas (51 a 1.524 mm) de diâmetro, dependendo do tipo de duto. O gás é pressurizado por estações de compressão e é inodoro, a menos que seja misturado com um odorante de mercaptano quando exigido por uma autoridade reguladora.

Amônia

O maior oleoduto de amônia do mundo, da Rússia à Ucrânia

Um importante gasoduto de amônia é a linha Transammiak ucraniana que conecta a instalação de TogliattiAzot na Rússia ao porto exportador de Odessa no Mar Negro .

Álcool Combustíveis

Dutos têm sido usados ​​para transporte de etanol no Brasil, e existem vários projetos de dutos de etanol no Brasil e nos Estados Unidos. Os principais problemas relacionados ao transporte de etanol por dutos são sua natureza corrosiva e tendência a absorver água e impurezas nos dutos, o que não é problema do petróleo e do gás natural. Volumes insuficientes e custo-benefício são outras considerações que limitam a construção de dutos de etanol. Nos EUA, quantidades mínimas de etanol são transportadas por dutos. A maior parte do etanol é transportada por ferrovia, sendo as principais alternativas o caminhão e a barcaça. Distribuir etanol por dutos é a opção mais desejável, mas a afinidade do etanol pelas propriedades da água e do solvente exige o uso de um duto dedicado ou limpeza significativa dos dutos existentes.

Carvão e minério

Dutos de polpa às vezes são usados ​​para transportar carvão ou minério das minas. O material a ser transportado é intimamente misturado à água antes de ser introduzido na tubulação; na outra extremidade, o material deve ser seco. Um exemplo é um mineroduto de 525 quilômetros (326 mi) que está planejado para transportar minério de ferro da mina Minas-Rio (produzindo 26,5 milhões de toneladas por ano) até o Porto do Açu, no Brasil. Um exemplo existente é o oleoduto Savage River Slurry de 85 quilômetros na Tasmânia , Austrália, possivelmente o primeiro do mundo quando foi construído em 1967. Inclui um vão de ponte de 366 metros (1.201 pés) a 167 metros (548 pés) ) acima do Rio Selvagem.

Hidrogênio

O transporte de hidrogênio por duto é um transporte de hidrogênio por meio de um duto como parte da infraestrutura de hidrogênio . O transporte por duto de hidrogênio é utilizado para conectar o ponto de produção ou entrega de hidrogênio ao ponto de demanda, com custos de transporte semelhantes aos do GNV , tecnologia comprovada. A maior parte do hidrogênio é produzida no local de demanda com cada 50 a 100 milhas (160 km) de instalação de produção industrial. O oleoduto de hidrogênio de 1938 Rhine-Ruhr de 240 quilômetros (150 milhas) ainda está em operação. Em 2004, havia 900 milhas (1.400 km) de dutos de hidrogênio de baixa pressão nos EUA e 930 milhas (1.500 km) na Europa.

Água

Dois milênios atrás, os antigos romanos usavam grandes aquedutos para transportar água de altitudes mais elevadas, construindo os aquedutos em segmentos graduados que permitiam que a gravidade empurrasse a água até chegar ao seu destino. Centenas deles foram construídos em toda a Europa e em outros lugares, e junto com os moinhos de farinha eram considerados a tábua de salvação do Império Romano. Os antigos chineses também faziam uso de canais e sistemas de tubulação para obras públicas. O famoso eunuco da corte da Dinastia Han Zhang Rang (falecido em 189 DC) certa vez ordenou ao engenheiro Bi Lan que construísse uma série de bombas de corrente de palete quadrada fora da capital Luoyang . Essas bombas de corrente serviam aos palácios imperiais e bairros residenciais da capital, enquanto a água levantada pelas bombas de corrente era trazida por um sistema de tubos de grés .

Os dutos são úteis para transportar água para beber ou irrigação por longas distâncias quando ela precisa se mover sobre colinas ou quando canais ou canais são escolhas ruins devido a considerações de evaporação , poluição ou impacto ambiental.

O Esquema de Abastecimento de Água Goldfields de 530 km (330 mi) na Austrália Ocidental usando um tubo de 750 mm (30 polegadas) e concluído em 1903 foi o maior esquema de abastecimento de água de seu tempo.

Exemplos de dutos de água significativos no Sul da Austrália são os dutos Morgan-Whyalla (concluído em 1944) e Mannum-Adelaide (concluído em 1955), ambos parte do esquema maior de Snowy Mountains .

Existem dois aquedutos em Los Angeles, Califórnia , o aqueduto Owens Valley (concluído em 1913) e o Segundo aqueduto de Los Angeles (concluído em 1970), que também incluem o uso extensivo de oleodutos.

O Grande Rio Manufaturado da Líbia fornece 3.680.000 metros cúbicos (4.810.000 cu yd) de água todos os dias para Trípoli, Benghazi, Sirte e várias outras cidades da Líbia. O gasoduto tem mais de 2.800 quilômetros (1.700 milhas) de comprimento e está conectado a poços que drenam um aquífero com mais de 500 metros (1.600 pés) de profundidade.

Outros sistemas

Aquecimento urbano

Gasoduto de aquecimento urbano na Áustria com um comprimento de 31 km

Os sistemas de aquecimento urbano ou teleaquecimento consistem em uma rede de tubos isolados de alimentação e retorno que transportam água aquecida, água quente pressurizada ou, às vezes, vapor até o cliente. Embora o vapor seja o mais quente e possa ser usado em processos industriais devido à sua temperatura mais elevada, é menos eficiente para produzir e transportar devido às maiores perdas de calor. Os óleos de transferência de calor geralmente não são usados ​​por razões econômicas e ecológicas. A perda anual típica de energia térmica por meio da distribuição é de cerca de 10%, conforme visto na rede de aquecimento distrital da Noruega.

Os dutos de aquecimento urbano são normalmente instalados no subsolo, com algumas exceções. Dentro do sistema, o armazenamento de calor pode ser instalado para equilibrar as demandas de pico de carga. O calor é transferido para o aquecimento central das habitações através de permutadores de calor em subestações de calor , sem mistura dos fluidos em qualquer um dos sistemas.

Cerveja

Thor Pipeline em Randers, Dinamarca
Thor Pipeline em Randers , Dinamarca

Os bares da Veltins-Arena , um importante campo de futebol em Gelsenkirchen , Alemanha, são interligados por um duto de cerveja de 5 quilômetros. Na cidade de Randers, na Dinamarca, o chamado oleoduto Thor Beer foi operado. Originalmente, os tubos de cobre saíam diretamente da cervejaria, mas quando a cervejaria se mudou da cidade na década de 1990, Thor Beer a substituiu por um tanque gigante.

Um oleoduto de cerveja de três quilômetros foi concluído em Bruges , Bélgica, em setembro de 2016, para reduzir o tráfego de caminhões nas ruas da cidade.

Salmoura

A vila de Hallstatt , na Áustria, que é conhecida por sua longa história de mineração de sal , reivindicações para conter "o mais antigo encanamento industrial do mundo", que remonta a 1595. Foi construída a partir de 13.000 troncos ocos de árvores troncos de transportes salmoura 40 quilômetros (25 milhas) de Hallstatt a Ebensee .

Leite

Entre 1978 e 1994, um oleoduto de 15 km percorreu entre a ilha holandesa de Ameland e Holwerd no continente, dos quais 8 km abaixo do mar de Wadden . Todos os dias, 30 mil litros de leite produzidos na ilha eram transportados para serem processados ​​no continente. Em 1994, o transporte de leite foi abandonado.

Oleodutos marítimos

Em alguns lugares, um oleoduto pode ter que cruzar extensões de água, como pequenos mares, estreitos e rios. Em muitos casos, eles se encontram inteiramente no fundo do mar. Esses dutos são chamados de dutos "marinhos" (também dutos "submarinos" ou "offshore"). Eles são usados ​​principalmente para transportar petróleo ou gás, mas o transporte de água também é importante. Em projetos offshore, é feita uma distinção entre uma "linha de fluxo" e um duto. O primeiro é um duto intra - campo , no sentido de que é usado para conectar cabeças de poço submarinas , coletores e a plataforma dentro de um campo de desenvolvimento específico. Este último, às vezes chamado de "oleoduto de exportação", é usado para trazer o recurso para a costa. A construção e manutenção de dutos marítimos implicam em desafios logísticos diferentes dos terrestres, principalmente pela dinâmica das ondas e das correntes, juntamente com outros riscos geográficos .

Funções

Em geral, os pipelines podem ser classificados em três categorias, dependendo da finalidade:

Coletando pipelines
Grupo de dutos menores interligados formando redes complexas com o objetivo de trazer petróleo bruto ou gás natural de vários poços próximos para uma planta de tratamento ou instalação de processamento. Nesse grupo, os dutos são geralmente curtos - algumas centenas de metros - e com diâmetros pequenos. Dutos submarinos para coletar produtos de plataformas de produção em águas profundas também são considerados sistemas de coleta.
Dutos de transporte
Principalmente tubos longos com grandes diâmetros, movendo produtos (óleo, gás, produtos refinados) entre cidades, países e até continentes. Essas redes de transporte incluem várias estações de compressão em linhas de gás ou estações de bombeamento para dutos de petróleo bruto e multiprodutos.
Pipelines de distribuição
Composto por diversos dutos interligados de pequenos diâmetros, utilizados para levar os produtos até o consumidor final. Linhas de alimentação para distribuir gás para residências e empresas a jusante. Os dutos em terminais de distribuição de produtos para tanques e depósitos estão incluídos neste grupo.

Desenvolvimento e planejamento

Quando um duto é construído, o projeto de construção não cobre apenas as obras de engenharia civil para colocar o duto e construir as estações de bombas / compressores, mas também deve cobrir todos os trabalhos relacionados à instalação dos dispositivos de campo que darão suporte à operação remota.

O pipeline é encaminhado ao longo do que é conhecido como "direito de passagem". Os pipelines são geralmente desenvolvidos e construídos usando os seguintes estágios:

  1. Período de caça para determinar o interesse do mercado: Os clientes em potencial têm a chance de se inscrever para parte dos direitos de capacidade do novo oleoduto.
  2. Seleção de rota (direito de passagem)
  3. Projeto de gasoduto: O projeto de gasoduto pode assumir várias formas, incluindo a construção de um novo gasoduto, conversão de um gasoduto existente de um tipo de combustível para outro ou melhorias nas instalações em uma rota de gasoduto atual.
  4. Obtenção de aprovação: uma vez que o projeto seja finalizado e os primeiros clientes do duto tenham adquirido sua parcela de capacidade, o projeto deve ser aprovado pelas agências reguladoras relevantes.
  5. Examinando a rota
  6. Limpando a rota
  7. Abertura de valas - rota principal e cruzamentos (estradas, ferrovias, outras tubulações, etc.)
  8. Instalando o tubo
  9. Instalação de válvulas, cruzamentos, etc.
  10. Cobrindo o tubo e a vala
  11. Teste: Após a conclusão da construção, o novo duto é submetido a testes para garantir sua integridade estrutural. Isso pode incluir teste hidrostático e embalagem de linha.

A Rússia tem "Tropas de oleodutos" como parte dos Serviços de Retaguarda , que são treinados para construir e reparar oleodutos. A Rússia é o único país com tropas de oleoduto.

Operação

Os dispositivos de campo são instrumentação, unidades de coleta de dados e sistemas de comunicação. A instrumentação de campo inclui medidores / transmissores de fluxo, pressão e temperatura e outros dispositivos para medir os dados relevantes necessários. Esses instrumentos são instalados ao longo do gasoduto em alguns locais específicos, como estações de injeção ou entrega, estações de bombeamento (gasodutos) ou estações de compressão (gasodutos) e estações de válvula de bloqueio.

As informações medidas por esses instrumentos de campo são então reunidas em unidades terminais remotas (RTU) locais que transferem os dados de campo para um local central em tempo real usando sistemas de comunicação, como canais de satélite, links de microondas ou conexões de telefone celular.

Os dutos são controlados e operados remotamente, a partir do que normalmente é conhecido como "Sala de Controle Principal". Neste centro, todos os dados relacionados à medição de campo são consolidados em um banco de dados central. Os dados são recebidos de várias UTRs ao longo do oleoduto. É comum encontrar UTRs instaladas em todas as estações ao longo do gasoduto.

O sistema SCADA para dutos.

O sistema SCADA da Sala de Controle Principal recebe todos os dados de campo e os apresenta ao operador do duto por meio de um conjunto de telas ou Interface Homem-Máquina , mostrando as condições operacionais do duto. O operador pode monitorar as condições hidráulicas da linha, bem como enviar comandos operacionais (abrir / fechar válvulas, ligar / desligar compressores ou bombas, alterar setpoints, etc.) através do sistema SCADA para o campo.

Para otimizar e proteger a operação desses ativos, algumas empresas de dutos estão usando o que é chamado de "Aplicativos de dutos avançados", que são ferramentas de software instaladas no topo do sistema SCADA, que fornecem funcionalidade estendida para realizar detecção de vazamento, localização de vazamento, rastreamento de lote (linhas de líquido), rastreamento de pig, rastreamento de composição, modelagem preditiva, modelagem antecipada e treinamento do operador.

Tecnologia

Componentes

A travessia do oleoduto Trans Alaska sob o rio Delta e sobre o cume da cordilheira do Alasca

As redes de dutos são compostas por vários equipamentos que operam juntos para mover produtos de um local para outro. Os principais elementos de um sistema de dutos são:

Estação de injeção inicial
Conhecida também como estação de “abastecimento” ou “entrada”, é o início do sistema, onde o produto é injetado na linha. Instalações de armazenamento, bombas ou compressores geralmente estão localizados nesses locais.
Estações de compressor / bomba
Bombas para gasodutos e compressores para gasodutos estão localizadas ao longo da linha para mover o produto através do gasoduto. A localização dessas estações é definida pela topografia do terreno, tipo de produto transportado ou condições de operação da rede.
Estação de entrega parcial
Também conhecidas como “estações intermediárias”, essas instalações permitem que o operador do duto entregue parte do produto que está sendo transportado.
Bloco de válvula de estação
Esta é a primeira linha de proteção para dutos. Com essas válvulas, o operador pode isolar qualquer segmento da linha para trabalhos de manutenção ou isolar uma ruptura ou vazamento. As estações de válvula de bloqueio estão geralmente localizadas a cada 20 a 30 milhas (48 km), dependendo do tipo de duto. Embora não seja uma regra de projeto, é uma prática muito comum em dutos de líquidos. A localização dessas estações depende exclusivamente da natureza do produto transportado, da trajetória do duto e / ou das condições operacionais da linha.
Estação reguladora
Este é um tipo especial de estação de válvula, onde o operador pode liberar parte da pressão da linha. Os reguladores geralmente estão localizados no lado descendente de um pico.
Estação de entrega final
Conhecidos também como “pontos de venda” ou terminais, é onde o produto será distribuído ao consumidor. Pode ser um terminal tanque para gasodutos ou uma conexão a uma rede de distribuição para gasodutos.

Sistemas de detecção de vazamento

Uma vez que os oleodutos e gasodutos são um ativo importante para o desenvolvimento econômico de quase todos os países, isso tem sido exigido por regulamentações governamentais ou políticas internas para garantir a segurança dos ativos, da população e do meio ambiente onde esses dutos funcionam.

As empresas de dutos enfrentam regulamentações governamentais, restrições ambientais e situações sociais. Os regulamentos governamentais podem definir pessoal mínimo para executar a operação, requisitos de treinamento do operador, instalações de dutos, tecnologia e aplicações necessárias para garantir a segurança operacional. Por exemplo, no estado de Washington, é obrigatório que os operadores de dutos sejam capazes de detectar e localizar vazamentos de 8 por cento do fluxo máximo em quinze minutos ou menos. Fatores sociais também afetam a operação de dutos. O roubo de produtos às vezes também é um problema para as empresas de dutos. Nesse caso, os níveis de detecção devem estar abaixo de dois por cento do fluxo máximo, com uma alta expectativa de precisão de localização.

Várias tecnologias e estratégias foram implementadas para monitorar dutos, desde a caminhada física nas linhas até a vigilância por satélite. A tecnologia mais comum para proteger pipelines de vazamentos ocasionais é o Monitoramento Computacional de Pipeline ou CPM. O CPM obtém informações de campo relacionadas a pressões, fluxos e temperaturas para estimar o comportamento hidráulico do produto sendo transportado. Assim que a estimativa for concluída, os resultados são comparados a outras referências de campo para detectar a presença de uma anomalia ou situação inesperada, que pode estar relacionada a um vazamento.

O American Petroleum Institute publicou diversos artigos relacionados ao desempenho do CPM em dutos de líquidos. As publicações da API são:

  • RAM 1130 - Monitoramento computacional de dutos para dutos de líquidos
  • API 1149 - Incertezas de variáveis ​​de pipeline e seus efeitos na detecção de vazamentos

Onde um duto contendo passa sob uma estrada ou ferrovia, ele geralmente é colocado em um invólucro protetor. Este invólucro é ventilado para a atmosfera para evitar o acúmulo de gases inflamáveis ​​ou substâncias corrosivas e para permitir que o ar dentro do invólucro seja amostrado para detectar vazamentos. O respiradouro do revestimento , um tubo que se projeta do solo, muitas vezes funciona como um marcador de aviso denominado marcador de ventilação do revestimento .

Implementação

Os dutos geralmente são colocados no subsolo porque a temperatura é menos variável. Como os dutos geralmente são de metal, isso ajuda a reduzir a expansão e o encolhimento que podem ocorrer com as mudanças climáticas. No entanto, em alguns casos, é necessário cruzar um vale ou um rio em uma ponte de oleoduto . Os dutos para sistemas de aquecimento centralizados são freqüentemente colocados no solo ou no alto. Os dutos de petróleo que passam por áreas de permafrost como o Trans-Alaska-Pipeline costumam passar por cima, a fim de evitar o derretimento do solo congelado pelo petróleo quente, o que resultaria no afundamento do duto no solo.

Manutenção

A manutenção dos dutos inclui a verificação dos níveis de proteção catódica para o alcance adequado, vigilância para construção, erosão ou vazamentos a pé, veículo terrestre, barco ou ar, e limpeza de pigs em execução, quando houver algo transportado no duto que seja corrosivo.

As regras de manutenção de oleodutos dos EUA são cobertas nas seções do Código de Regulamentações Federais (CFR), 49 CFR 192 para oleodutos de gás natural e 49 CFR 195 para oleodutos líquidos de petróleo.

Regulamento

Um oleoduto subterrâneo de petróleo que atravessa um parque

Nos Estados Unidos, os dutos onshore e offshore usados ​​para transportar petróleo e gás são regulamentados pela Administração de Segurança de Materiais Perigosos e Dutos (PHMSA). Certos dutos offshore usados ​​para produzir petróleo e gás são regulamentados pelo Serviço de Gerenciamento de Minerais (MMS). No Canadá, os dutos são regulamentados pelos reguladores provinciais ou, se cruzarem as fronteiras provinciais ou a fronteira Canadá-EUA, pelo National Energy Board (NEB). As regulamentações governamentais no Canadá e nos Estados Unidos exigem que os dutos de combustível enterrados sejam protegidos da corrosão . Freqüentemente, o método mais econômico de controle de corrosão é pelo uso de revestimento de dutos em conjunto com proteção catódica e tecnologia para monitorar o duto. Acima do solo, a proteção catódica não é uma opção. O revestimento é a única proteção externa.

Pipelines e geopolítica

Os gasodutos para os principais recursos energéticos (petróleo e gás natural) não são apenas um elemento de comércio. Eles se conectam a questões de geopolítica e da segurança internacionais , bem como, ea construção, colocação e controle de oleodutos e gasodutos, muitas vezes figura proeminente no estado interesses e ações. Um exemplo notável de política de gasodutos ocorreu no início do ano de 2009, quando uma disputa entre a Rússia e a Ucrânia aparentemente sobre preços levou a uma grande crise política. A estatal russa de gás Gazprom cortou o fornecimento de gás natural à Ucrânia depois que as negociações entre ela e o governo ucraniano fracassaram. Além de cortar o fornecimento para a Ucrânia, o gás russo que fluía pela Ucrânia - que incluía quase todos os fornecimentos para o sudeste da Europa e alguns suprimentos para a Europa Central e Ocidental - foi cortado, criando uma grande crise em vários países fortemente dependentes do gás russo como combustível . A Rússia foi acusada de usar a disputa como alavanca em sua tentativa de impedir que outras potências, especialmente a União Européia , interferissem em seu " exterior próximo ".

Os oleodutos e gasodutos também figuram com destaque na política da Ásia Central e do Cáucaso .

Identificação de perigo

Como a fração de solvente do dilbit normalmente compreende aromáticos voláteis como nafta e benzeno , pode-se esperar que a vaporização do carreador razoavelmente rápida siga um derramamento acima do solo - aparentemente permitindo uma intervenção oportuna, deixando apenas um resíduo viscoso que é lento para migrar. Protocolos eficazes para minimizar a exposição a vapores petroquímicos estão bem estabelecidos, e o óleo derramado do oleoduto dificilmente alcançaria o aquífero, a menos que uma remediação incompleta fosse seguida pela introdução de outro transportador (por exemplo, uma série de chuvas torrenciais).

A introdução de benzeno e outros compostos orgânicos voláteis (coletivamente BTEX ) no ambiente subterrâneo agravam a ameaça representada por um vazamento de oleoduto. Particularmente se seguido por chuva, uma ruptura do oleoduto resultaria na dissolução BTEX e equilíbrio do benzeno na água, seguido pela percolação da mistura no aqüífero. O benzeno pode causar muitos problemas de saúde e é cancerígeno com o Nível Máximo de Contaminante (MCL) da EPA definido em 5 μg / L para água potável . Embora não seja bem estudado, eventos de exposição única ao benzeno têm sido associados à carcinogênese aguda. Além disso, a exposição de animais, principalmente bovinos, ao benzeno demonstrou causar muitos problemas de saúde, como neurotoxicidade , danos fetais e envenenamento fatal.

Toda a superfície de uma tubulação acima do solo pode ser examinada diretamente para verificar se há violação de material. O petróleo acumulado não é ambíguo, é facilmente detectado e indica a localização dos reparos necessários. Como a eficácia da inspeção remota é limitada pelo custo do equipamento de monitoramento, lacunas entre os sensores e dados que requerem interpretação, pequenos vazamentos em tubos enterrados às vezes podem passar despercebidos

Os desenvolvedores de dutos nem sempre priorizam a vigilância eficaz contra vazamentos. Canos enterrados atraem menos reclamações. Eles são isolados dos extremos da temperatura ambiente , são protegidos dos raios ultravioleta e estão menos expostos à fotodegradação . Canos enterrados são isolados de destroços no ar, tempestades elétricas , tornados , furacões , granizo e chuva ácida . Eles são protegidos contra ninhos de pássaros, mamíferos no cio e chumbo grosso. Tubos enterrados são menos vulneráveis ​​a danos causados ​​por acidentes (por exemplo, colisões de automóveis ) e menos acessíveis a vândalos , sabotadores e terroristas .

Exposição

Trabalhos anteriores demonstraram que o “pior cenário de exposição” pode ser limitado a um conjunto específico de condições. Com base nos métodos de detecção avançados e SOP de fechamento de dutos desenvolvidos pela TransCanada, o risco de uma liberação substancial ou grande em um curto período de tempo contaminar as águas subterrâneas com benzeno é improvável. Os procedimentos de detecção, desligamento e remediação limitariam a dissolução e o transporte do benzeno. Portanto, a exposição do benzeno seria limitada a vazamentos que estão abaixo do limite de detecção e passam despercebidos por longos períodos de tempo. A detecção de vazamentos é monitorada por meio de um sistema SCADA que avalia a pressão e o volume do fluxo a cada 5 segundos. Um vazamento pequeno que libera pequenas quantidades que não podem ser detectadas pelo sistema SCADA (fluxo <1,5%) pode se acumular em um derramamento substancial. A detecção de vazamentos pinhole viria de uma inspeção visual ou olfativa , levantamento aéreo ou inconsistências de balanço de massa. Presume-se que vazamentos pinhole sejam descobertos dentro do intervalo de inspeção de 14 dias; no entanto, a cobertura de neve e a localização (por exemplo, remoto, profundo) podem atrasar a detecção. O benzeno normalmente compõe 0,1 - 1,0% do óleo e terá vários graus de volatilidade e dissolução com base em fatores ambientais.

Mesmo com volumes de vazamento de dutos dentro dos limites de detecção do SCADA, às vezes os vazamentos de dutos são mal interpretados pelos operadores de dutos como defeitos de bomba ou outros problemas. A falha do oleoduto de petróleo bruto Enbridge Line 6B em Marshall, Michigan, em 25 de julho de 2010, foi considerada pelos operadores em Edmonton como decorrente da separação da coluna do dilbit nesse oleoduto. O vazamento em áreas úmidas ao longo do rio Kalamazoo só foi confirmado 17 horas depois de acontecer por um funcionário de uma empresa de gás local em Michigan.

Volume-frequência de derramamento

Embora a Administração de Segurança de Dutos e Materiais Perigosos (PHMSA) tenha frequências de incidentes de linha de base padrão para estimar o número de derramamentos, a TransCanada alterou essas suposições com base no projeto, operação e segurança aprimorados de dutos. Se esses ajustes são justificados é discutível, pois essas premissas resultaram em uma redução de quase 10 vezes nas estimativas de derramamento. Dado que o oleoduto atravessa 247 milhas do Aquífero Ogallala, ou 14,5% de todo o comprimento do oleoduto, e a vida útil de 50 anos de todo o oleoduto deve ter entre 11 - 91 derramamentos, aproximadamente 1,6 - 13,2 derramamentos podem ser esperados para ocorrem sobre o aqüífero. Uma estimativa de 13,2 derramamentos sobre o aquífero, cada um com duração de 14 dias, resulta em 184 dias de exposição potencial ao longo dos 50 anos de vida do gasoduto. No cenário de pior caso de exposição de escopo reduzido, o volume de um vazamento de furo de alfinete a 1,5% da taxa de fluxo máxima por 14 dias foi estimado em 189.000 barris ou 7,9 milhões de galões de óleo. De acordo com o banco de dados de incidentes do PHMSA, apenas 0,5% de todos os derramamentos nos últimos 10 anos foram> 10.000 barris.

Destino e transporte do benzeno

Cenário de lixiviação de benzeno para águas subterrâneas

O benzeno é considerado um hidrocarboneto aromático leve com alta solubilidade e alta volatilidade. Não está claro como a temperatura e a profundidade impactariam a volatilidade do benzeno, então suposições foram feitas de que o benzeno no óleo (1% em peso por volume) não volatilizaria antes de se equilibrar com a água.

Usando o coeficiente de partição octanol-água e um evento de precipitação de 100 anos para a área, uma estimativa de pior caso de 75 mg / L de benzeno é antecipada para fluir em direção ao aqüífero. O movimento real da pluma através dos sistemas de água subterrânea não está bem descrito, embora uma estimativa seja que até 4,9 bilhões de galões de água no Aquífero Ogallala possam ser contaminados com benzeno em concentrações acima do MCL. A Declaração Final de Impacto Ambiental do Departamento de Estado não inclui uma análise quantitativa porque presume que a maior parte do benzeno irá volatilizar.

Dificuldades de remediação de derramamento de dilbit anterior

Uma das principais preocupações sobre o dilbit é a dificuldade em limpá-lo. A Linha 6B da Enbridge, um oleoduto de petróleo bruto de 30 polegadas, rompido em Marshall, Michigan em 25 de julho de 2010, mencionado acima, derramou pelo menos 843.000 galões de dilbit. Após a detecção do vazamento, barreiras e caminhões a vácuo foram implantados. As fortes chuvas fizeram com que o rio ultrapassasse as barragens existentes e carregasse um dilbit a 30 milhas rio abaixo antes que o vazamento fosse contido. O trabalho de remediação coletou mais de 1,1 milhão de galões de óleo e quase 200.000 jardas cúbicas de sedimentos e detritos contaminados com óleo do sistema do rio Kalamazoo. No entanto, o petróleo ainda estava sendo encontrado nas águas afetadas em outubro de 2012.

Acidentes e perigos

A destruição de oleodutos pode afetar a economia de um país e provavelmente será alvo de guerra civil, guerra e terrorismo. Os combustíveis fósseis podem ser transportados por dutos, trens, caminhões ou navios, embora o gás natural exija compressão ou liquefação para tornar o transporte de veículos econômico. Para o transporte de petróleo bruto por meio desses quatro modos, vários relatórios classificam os oleodutos como proporcionando menos mortes humanas e danos à propriedade do que trens e caminhões e derramando menos óleo do que caminhões.

Acidentes

Dutos que transportam materiais inflamáveis ​​ou explosivos, como gás natural ou óleo, representam preocupações especiais de segurança.

  • 1965 - Um gasoduto de transmissão de gás de 32 polegadas, ao norte de Natchitoches, Louisiana, pertencente ao Gasoduto de Tennessee explodiu e queimou devido à falha de rachadura por corrosão sob tensão em 4 de março, matando 17 pessoas. Pelo menos outras 9 pessoas ficaram feridas e 7 casas a 150 metros do rompimento foram destruídas. Este acidente, e outros da época, levaram o então presidente Lyndon B. Johnson a convocar a formação de uma agência nacional de segurança de dutos em 1967. O mesmo duto também teve uma explosão em 9 de maio de 1955, a apenas 930 pés (280 m) da falha de 1965.
  • 16 de junho de 1976 - Um oleoduto de gasolina foi rompido por uma equipe de construção de uma estrada em Los Angeles, Califórnia . A gasolina espalhou-se pela área e logo pegou fogo, matando 9 e ferindo pelo menos 14 outras pessoas. A confusão sobre a profundidade do oleoduto na área de construção parecia ser um fator para o acidente.
  • 4 de junho de 1989 - O desastre do trem Ufa : faíscas de dois trens que passavam detonaram o vazamento de gás de um gasoduto de GLP perto de Ufa , na Rússia. Pelo menos 575 pessoas foram mortas.
  • 17 outubro de 1998 - de 1998 Jesse explosão gasoduto : Um petróleo oleoduto explodiu em Jesse no Delta do Níger na Nigéria , matando cerca de 1.200 moradores, alguns dos quais foram limpam gasolina .
  • 10 de junho de 1999 - A ruptura de um oleoduto em um parque de Bellingham, Washington, levou ao lançamento de 277.200 galões de gasolina. A gasolina foi acesa, causando uma explosão que matou duas crianças e um adulto. A operação incorreta do oleoduto e uma seção anteriormente danificada do oleoduto que não foi detectada antes foram identificados como causadores da falha.
  • 19 de agosto de 2000 - Ruptura e incêndio de um gasoduto de gás natural perto de Carlsbad, Novo México ; esta explosão e incêndio mataram 12 membros de uma grande família. A causa foi devido à corrosão interna severa da tubulação.
  • 30 de julho de 2004 - Um grande gasoduto de gás natural explodiu em Ghislenghien , Bélgica, perto de Ath (trinta quilômetros a sudoeste de Bruxelas ), matando pelo menos 24 pessoas e deixando 132 feridos, alguns em estado crítico.
  • 12 de maio de 2006 - Um oleoduto rompido fora de Lagos , Nigéria . Até 200 pessoas podem ter morrido. Veja a explosão de petróleo na Nigéria .
  • 1 de novembro de 2007 - Um oleoduto de propano explodiu perto de Carmichael, Mississippi, cerca de 30 milhas (48 km) ao sul de Meridian, Mississippi . Duas pessoas morreram instantaneamente e outras quatro ficaram feridas. Várias casas foram destruídas e sessenta famílias foram deslocadas. O pipeline é de propriedade da Enterprise Products Partners LP, e vai de Mont Belvieu, Texas , a Apex, Carolina do Norte . A incapacidade de encontrar defeitos em defeitos de tubos soldados com costura ERW anteriores a 1971 foi um fator que contribuiu para o acidente.
  • 9 de setembro de 2010 - 2010 Explosão do gasoduto San Bruno : Um gasoduto de gás natural de alta pressão de 30 polegadas de diâmetro de propriedade da Pacific Gas and Electric Company explodiu no bairro residencial de Crestmoor 2 mi (3,2 km) a oeste do Aeroporto Internacional de San Francisco, matando 8 , ferindo 58 e destruindo 38 casas. O mau controle de qualidade da tubulação usada e da construção foram citados como fatores no acidente.
  • 27 de junho de 2014 - Ocorreu uma explosão após a ruptura de um duto de gás natural no vilarejo de Nagaram, distrito de East Godavari, Andhra Pradesh , Índia, causando 16 mortes e destruindo "dezenas de casas".
  • 31 de julho de 2014 - Na noite de 31 de julho, uma série de explosões originadas em gasodutos subterrâneos ocorreu na cidade de Kaohsiung , Taiwan . O vazamento de gás encheu os esgotos ao longo de várias vias principais e as explosões resultantes transformaram vários quilômetros de superfície da estrada em trincheiras profundas, enviando veículos e detritos para o ar e provocando incêndios em uma grande área. Pelo menos 32 pessoas foram mortas e 321 feridas.

Como alvos

Os oleodutos podem ser alvo de vandalismo , sabotagem ou mesmo de ataques terroristas . Por exemplo, entre o início de 2011 e julho de 2012, um gasoduto de gás natural conectando o Egito a Israel e a Jordânia foi atacado 15 vezes. Em 2019, um oleoduto de combustível ao norte da Cidade do México explodiu depois que ladrões de combustível invadiram a linha. Foi relatado que pelo menos sessenta e seis pessoas morreram. Na guerra, os oleodutos costumam ser alvo de ataques militares, pois a destruição dos oleodutos pode atrapalhar seriamente a logística do inimigo .

Veja também

Referências

links externos