Mayo 04, 2021

Protección de poliductos

La integración de las tecnologías DAS y UAV, implementada en miles de kilómetros de poliductos en el mundo, es una alternativa para protegerlos, pues puede detectar una amenaza y activar una alarma en cuestión de segundos.

Cuando los delincuentes aprovechan la oportunidad en un intento de robo de producto, se necesita detección y respuesta rápida para evitar fugas y una limpieza costosa.

El rápido desarrollo de los Vehículos Aéreos no Tripulados (UAV), o tecnología de drones, introduce nuevas posibilidades, entre las que se incluye el lanzamiento automático de respuesta a amenazas y vuelo de un UAV a las coordenadas proporcionadas por DAS. Con la estrategia correcta, un UAV puede llegar a una ubicación a lo largo de un ducto en el tiempo objetivo de respuesta requerido, proporcionando grabaciones de cámaras visuales y térmicas.

Por qué la respuesta UAV al hot-tapping es lo mejor

Tanto el movimiento de vehículos o personas que caminan cerca de un ducto, como las actividades de excavación a mano o con máquinas y la instalación de un hot-tapping generan ruido y vibraciones en el suelo. Si un cable de fibra óptica está enterrado en el suelo cerca del ducto, un sistema DAS puede monitorear y detectar eventos preocupantes y activar una alarma. Los algoritmos son lo suficientemente inteligentes para ignorar actividades que no sean de interés, mitigando así falsas alarmas.

La tecnología DAS puede alertar de amenaza a un operador de ducto en pocos segundos, pero el reto es cómo responde el personal. Por su naturaleza, los ductos cubren largas distancias, comúnmente en terrenos despoblados e inhóspitos. Pueden atravesar el bosque, el desierto o la tundra helada. La respuesta por carretera o pie puede tomar varias o demasiadas horas. La respuesta por helicóptero puede ser la ruta más rápida y directa a la ubicación, pero es una opción costosa y no adecuada para ductos donde la copa de un árbol prohibiría el aterrizaje.

Los UAV brindan una buena alternativa para lanzar una respuesta rápida,  volar con ruta directa desde la base al lugar de la amenaza, capturar imágenes visuales y térmicas de la actividad  y hacer saber a los delincuentes que han sido detectados.

Evaluación del tiempo de respuesta 

Es importante evaluar cuidadosamente el tiempo de respuesta para las diferentes ubicaciones de los ductos. El tiempo de respuesta requerido está basado en varios factores, en los que se incluye la profundidad a la que está enterrado el ducto. El tipo de suelo también es un factor, ya que algunos suelos pueden excavarse más rápidamente, y de esta manera, la ubicación determina si la excavación se hará a mano o por medio de una máquina.

El tiempo de respuesta determina qué tecnología UAV será requerida, cuántas UAV se necesitarán y dónde estarán ubicadas. Hay factores claves a considerar: tiempo de lanzamiento, velocidad del vuelo, alcance del UAV, restricciones del espacio aéreo, además de cualquier restricción física en las ubicaciones de la plataforma de lanzamiento.

Podría calcularse que el tiempo típico de respuesta es de un máximo de 45 minutos, lo que significa que un UAV capaz de lanzarse en uno o dos minutos después que la amenaza sea identificada, volando a 72 km/hr, podría cubrir aproximadamente 50 km dentro de este plazo determinado. Según este cálculo, un UAV podría cubrir 100km de ductos, así que, para un ducto largo, las estaciones UAV deberían ubicarse en intervalos de 100 km. Si se requiere un tiempo de respuesta más rápido, entonces las plataformas de lanzamiento UAV deben estar más cerca una de las otras.

Tecnología de aceleración UAV

La tecnología de dispositivos móviles ha impulsado el desarrollo de la capacidad y rendimiento de las baterías y ahora los UAV cuentan con motores eléctricos y de gasolina pequeños y livianos, o incluso con pilas de combustible de hidrógeno, lo que permite tiempos de vuelo más largos. Los materiales de construcción de UAV también han evolucionado rápidamente. El diseño e impresión 3D han permitido la creación de estructuras y componentes ligeros, lo que ayuda a reducir el consumo de combustible.

Los avances en las tecnologías de cámaras móviles significan que ahora los UAV pueden llevar cámaras sofisticadas – lo que proporciona imágenes y video de alta resolución de un dispositivo liviano que se lleva debajo del fuselaje. Los avances en el aprendizaje automático, la visión computarizada y el procesamiento de imágenes a bordo, permiten que los UAV detecten cualquier anomalía en una situación determinada, como la presencia de personas o vehículos. Esta capacidad puede extenderse a un rango amplio de otras cargas y sensores como cámaras OGI (Inspección Óptica de Gas), térmicas, sensores infrarrojos, magnetómetros y radares, en escenarios donde los UAV juegan un papel proactivo de disuasión e inspección.

Control de tierra a UAV – comunicación bidireccional

Hay dos aspectos de la comunicación con UAV.  En primer lugar, la capacidad de controlar el UAV y volarlo de manera segura a su destino. En segundo lugar, la provisión de alimentación de datos desde una cámara térmica o visual u otro sensor para que se pueda evaluar la amenaza.  Estas comunicaciones han mejorado significativamente y ahora es posible que un UAV vuele en piloto automático y sea monitoreado por un operador en una sala de control en el otro lado del mundo. El piloto automático normalmente podrá mitigar cualquier pérdida de comunicaciones y responder de acuerdo con el procedimiento de seguridad apropiado.

Los UAV también pueden llevar un micrófono y altavoz desde los que un oficial de seguridad puede comunicarse con los delincuentes – para dejarles claro que han sido descubiertos, advertirles e informarles que están siendo grabados, o escuchar su respuesta, en caso de que sostengan tener una buena razón para estar ahí.

Las últimas versiones de sistemas DAS, tales como Fotech’s LivePIPE II, se pueden configurar fácilmente para operar con UAV. DAS notifica al sistema de gestión de vuelo UAV dónde ha sido detectada la amenaza al proporcionar las coordenadas GPS en un mensaje. El sistema de gestión de vuelo determina automáticamente la ruta de vuelo, tomando en consideración la topología y los obstáculos, la duración de la batería y las condiciones meteorológicas. La tapa de la caja de almacenamiento en la que se guarda el UAV en modo de espera se abre automáticamente para dejarlo salir. El UAV despega de forma autónoma y vuela hacia las coordenadas designadas. El vuelo es monitoreado desde la sala de operaciones, ya sea en el centro de seguridad del operador del ducto o en el proveedor de servicios del UAV.

Especificaciones de UAV para el monitoreo de ductos

Para la mayoría de los proyectos de ductos, la mejor opción es un sistema que pueda soportar las condiciones climáticas más difíciles, ofrecer la mejor flexibilidad de vuelo que incluya la capacidad de sobrevolar un punto específico, una velocidad de operación rápida y un Despegue y Aterrizaje Vertical (DAV) para la facilidad de implementación. El diseño de los helicópteros cumple con todos estos requisitos y ya se ha adoptado ampliamente para misiones críticas como, por ejemplo, en el campo marítimo. Se desempeñan muy bien en condiciones de mucho viento, ya que puede orientar su cola de acuerdo con las condiciones atmosféricas, manteniendo estables su vuelo y trayectoria.

Los UAV optimizan la logística y también minimizan los costos de detección de fugas 

Quizá no sea práctico cerrar un ducto de inmediato basándose solamente en una alarma del sistema DAS. Un UAV puede proporcionar video de las condiciones del terreno, buscando señales de fugas, por ejemplo. En el futuro, un UAV puede que sea capaz de llevar algún tipo de equipo para derrames, como absorbente, que podría contener la extensión de estos derrames. Un UAV también podría ser utilizado para apoyar al equipo de respuesta cuando hayan llegado a su ubicación. Por ejemplo, si un equipo está tratando de detener una fuga urgentemente y necesita una pieza, o una herramienta de la base, el UAV podría enviarlas rápidamente.

El vuelo de UAV es de bajo costo y los operadores pueden establecer un programa de misiones, adicional a los impulsados por la alarma DAS.  Estos podrían llevar a cabo la inspección del ducto o simplemente actuar como herramienta disuasiva para prevenir la actividad delictiva, en primer lugar.

Respuesta estratégica del UAV 

Un sistema de monitoreo DAS con tecnología UAV integrada crea un poderoso sistema de detección y respuesta capaz de prevenir el hot-tapping ilegal en los ductos, así como proveer una respuesta rápida a las fugas, previniendo desastres medioambientales.

Con la estrategia adecuada, un UAV puede llegar a una ubicación a lo largo de un ducto en el tiempo objetivo de respuesta requerido.  Incluso de noche, un UAV puede informar a los delincuentes de su presencia con audio y luces LED de alta potencia, previniendo un intento de afectación que pudiera salir mal y resultar en un derrame y una limpieza costosa.

Para obtener más información visite  www.fotech.com