Big Data contro le fughe di gas

Le perdite di gas nell'industria del gas naturale hanno di solito gravi conseguenze. Il gas è un'importante fonte di energia e diventerà ancora più importante come sostituto del carbone nel medio e lungo termine. Tuttavia, il trasporto e soprattutto la distribuzione fine del gas naturale alle famiglie è una sfida tecnica e ha un impatto significativo sulla sicurezza pubblica e la compatibilità ambientale di questa fonte di energia fossile.

Le perdite nei gasdotti si verificano frequentemente e significano danni all'infrastruttura che, a causa della loro ubicazione in agglomerati spesso densamente popolati, possono essere trovati solo con uno sforzo corrispondente. L'odorizzazione del gas naturale è iniziata negli anni '50. Da allora, i fornitori di gas hanno potuto contare sui propri clienti per individuare le perdite "annusandole" e avvisando gli operatori di una fuga di gas.

Gli sviluppi tecnologici degli ultimi trent'anni hanno portato a strumenti di misurazione che possono rilevare il metano come componente principale del gas naturale. In molti luoghi, i gasdotti sono periodicamente camminati - da un lato per soddisfare i requisiti normativi, dall'altro a causa delle difficoltà di individuare le perdite sotterranee. Questo è molto costoso e i rilevatori di gas utilizzati permettono solo un monitoraggio spaziale molto limitato della rete del gas.

Il rilevamento convenzionale delle perdite di gas richiede una misurazione direttamente sopra il gasdotto interessato, che di solito si trova sotto una strada o un marciapiede. L'efficienza di questo metodo, che dipende dalla posizione del gasdotto, dipende molto dall'esperienza dell'ispettore e dalle condizioni locali della rete del gas naturale. Nel mondo anglosassone, questo metodo di rilevamento delle perdite è chiamato "metodo basato sul patrimonio" - il "patrimonio" sono le condutture di gas naturale del distributore di gas.

Rilevamento delle fughe di gas: da asset based a area based

Sono necessari metodi migliori e più efficienti per ridurre il gran numero di chiamate di odore. In primo luogo, tale tecnologia dovrebbe avere il vantaggio di una piattaforma mobile per poter controllare le centinaia di chilometri di gasdotti in modo efficiente e a intervalli regolari. In secondo luogo, questa piattaforma mobile deve contenere un rilevatore molto più sensibile degli strumenti di misurazione convenzionali per poter localizzare le perdite che non si trovano nelle immediate vicinanze della sonda di misurazione. L'ultimo punto esclude un metodo basato sulla posizione del gasdotto (asset-based), poiché le reti di gas non sono mai completamente accessibili.

Sono gli svantaggi sopra citati del rilevamento delle perdite basato sulle risorse che il Picarro Surveyor migliora significativamente, rivoluzionando la ricerca delle perdite di gas. Il Surveyor offre un metodo che non dipende più dalla posizione del rilevatore in relazione alla rete del gas, ma si concentra sull'intera infrastruttura del gas all'interno di una zona. Questo approccio basato sull'area permette di trovare perdite di gas che non sono direttamente accessibili con un dispositivo di misurazione convenzionale.

Concentrando il rilevamento delle perdite di gas su un'area piuttosto che sulla posizione immediata del gasdotto, è possibile localizzare le perdite anche se la posizione geografica del gasdotto non è nota con precisione o il gasdotto non è accessibile a causa delle condizioni strutturali.

Nel rilevamento delle perdite ad area, una zona dell'infrastruttura del gas viene attraversata sistematicamente, e la parte monitorata dal rilevatore viene registrata in tempo reale su una mappa (Google Map). A differenza degli strumenti di misurazione convenzionali, la direzione e la velocità del vento sono misurate anche per mostrare la parte della rete del gas effettivamente coperta. A seconda delle caratteristiche geografiche e della forza del vento, vengono registrate anche le linee di accesso e gli impianti domestici di difficile accesso.

Il metodo richiede solo uno stile di guida sistematico all'interno della zona selezionata. È quindi molto meno impegnativo di un rilevamento di perdite che deve avvenire direttamente sopra il gasdotto interessato. Questo riduce le differenze che sorgono a causa dei diversi metodi di lavoro e dell'esperienza degli ispettori.

L'adozione di un metodo basato sull'area per rilevare le perdite a distanza richiede una comprensione accurata delle condizioni di trasporto locale nell'atmosfera e algoritmi informatici che possano distinguere la firma unica delle perdite di gas naturale da quelle di altre fonti di metano. Questo è un fattore critico per evitare false indicazioni positive, pur garantendo un rilevamento efficiente e completo delle perdite.

Gli operatori della rete del gas che hanno integrato il metodo di rilevamento delle perdite basato sull'area nella loro organizzazione possono effettuare il monitoraggio dell'infrastruttura in modo molto più efficiente e quindi aumentare la frequenza del rilevamento delle perdite, il che a lungo termine contribuisce a migliorare la sicurezza e la sostenibilità della rete del gas.

"Big Data" nella gestione delle infrastrutture del gas

Il metodo di rilevamento delle perdite basato sull'area contiene una ricchezza di dati che va ben oltre le misurazioni effettive del gas. Oltre al controllo normativo dell'infrastruttura, può essere utilizzato anche per altre applicazioni.

Il sito Metodo Picarro Surveyor offre una risposta a un ambiente di mercato mutevole e sempre più in rete (Internet of Things), che tra l'altro richiede anche l'elaborazione e la gestione sicura di quantità molto grandi di dati (Big Data). La piattaforma Pcubed raccoglie le misure di concentrazione di gas, le informazioni sul vento e sul tempo e integra le informazioni geografiche (GIS) sull'infrastruttura del gas su una piattaforma basata sul cloud.

Oltre al monitoraggio normativo dell'infrastruttura del gas, questi dati completi su Pcubed possono essere utilizzati anche per ulteriori applicazioni nella manutenzione di un operatore della rete del gas. Sulla base dell'analisi di molte migliaia di perdite di gas rilevate in oltre un milione di ispezioni dal 2014, è stato sviluppato un modello per la ponderazione del rischio delle perdite di gas in collaborazione con un grande operatore di rete del gas statunitense. Questo software analitico valuta la pericolosità di una fuga di gas e le assegna una classifica basata sul potenziale di rischio calcolato, che serve come base per pianificare ulteriori processi di lavoro (localizzazione).

Questo software di analisi intelligente basato sul cloud assegna un livello di priorità alle perdite di gas rilevate in base al loro potenziale di rischio, in modo che le risorse di manutenzione possano essere impiegate, per esempio, nei tratti di conduttura in cui le perdite si verificano frequentemente. Oltre a registrare il numero di perdite di gas all'interno di una sezione della rete, il software analitico può anche essere programmato per dare priorità alle perdite con le maggiori emissioni. Questa impostazione del rilevamento delle perdite basata sul rischio aiuta a ridurre il rischio di un incidente e può anche essere usata come applicazione aggiuntiva per mitigare le emissioni di gas serra.

L'efficienza del rilevamento delle perdite basato sull'area in combinazione con l'elaborazione intelligente dei dati permette di rilevare da due a tre volte più perdite di gas potenzialmente pericolose rispetto ai metodi convenzionali. Grazie alla maggiore efficienza, la quota di costi per il rilevamento delle perdite (indagine di conformità) diminuisce e permette (con lo stesso budget) di utilizzare più fondi per le riparazioni e la manutenzione. Questi investimenti nelle infrastrutture aumentano la qualità e la sicurezza della rete del gas, il che a lungo termine porta a una riduzione delle pericolose perdite di gas e delle chiamate per odori associate. (Fonte: AQUA & GAS/ "Wasserspiegel")