Cuando se produce una fuga de gas natural desde una tubería subterránea, la cobertura del suelo saturada de agua/nieve, el pavimento asfáltico o una combinación de estos pueden transportar el gas tres o cuatro veces más lejos del lugar de la fuga que el suelo seco, según un nuevo estudio.
Un equipo de investigación dirigido por SMU también descubrió que estas condiciones de la superficie pueden afectar la velocidad del gas que se escapa, viajando 3,5 veces más rápido que una fuga equivalente en condiciones de suelo seco.
“Este trabajo es extremadamente importante porque, por primera vez, vincula los efectos de los cambios en las condiciones de la superficie con los tiempos y distancias del transporte subterráneo de gas”, dijo Kathleen M. Smits de SMU, quien dirigió el estudio y es uno de los coautores. -dijeron los autores del estudio. Diario Cartas de ciencia y tecnología ambiental. Smits, catedrático de Ingeniería Civil y Ambiental de la Escuela de Ingeniería Lyle de SMU y profesor Solomon de Global, dijo que es fundamental que los socorristas y las compañías de gas y petróleo consideren las estructuras subterráneas al evaluar el riesgo de seguridad de una fuga en una tubería a hogares y negocios cercanos. Desarrollo
Hay dos riesgos en juego en estas fugas de tuberías: el gas natural no disuelto, compuesto principalmente de metano (CH4), tiene el potencial de causar una explosión, pero el metano es una importante preocupación por el calentamiento global, seguido por el dióxido de carbono (CO2). es también el segundo mayor contribuyente. Encontrar todos los lugares donde el gas metano se escapa de los ductos (y eliminar el gas de manera segura) podría reducir el calentamiento global, dijo Smits.
“Los resultados de este estudio proporcionan información importante sobre la identificación y priorización de fugas desde una perspectiva tanto ambiental como de seguridad”, dijo Smits.
El equipo de investigación dirigido por SMU realizó experimentos de fugas controladas en el Centro de Evaluación de Tecnología de Emisiones de Metano (METEC) de la Universidad Estatal de Colorado bajo las siguientes estructuras de la superficie del suelo: nieve o lluvia sobre pasto, suelo seco cubierto de pasto o asfalto seco y húmedo. Con lluvia o nieve. Aquí, los investigadores pudieron filtrar gas de manera segura desde una tubería rota y luego observar qué tan lejos escapó el gas vertical y horizontalmente durante un período de tiempo específico después de la fuga. Para cada experimento, se liberó gas natural continuamente durante 24 horas a tasas de fuga predeterminadas para simular la forma en que se fugaría el gas en un escenario real.
Navadi Jayarthane, investigador postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Civil y de la Escuela Lyell de SMU, dirigió el estudio. También asistió Daniel J. Zimmerle, director y director principal del Centro de Evaluación de Tecnología de Emisiones de Metano de CSU. Richard S. Kolodzij IV, que cursa una maestría en SMU y forma parte del equipo de investigación de Smits; y Stuart Ruddick, científico investigador del Instituto de Energía de la Universidad Estatal de Colorado.
Hallazgos clave del estudio dirigido por SMU
Los investigadores descubrieron que se ha demostrado que la lluvia, la nieve y el asfalto evitan que el gas se filtre fuera del suelo en la superficie, lo que hace que el gas se mueva hacia abajo y fuera del lugar de la fuga.
Imagínese el gas de algo parecido a una loncha de queso suizo, explicó Jayarthane. Huecos o “poros” en el suelo que pueden llenarse con agua, gas u otras partículas.
“Debido a esto, el gas continúa migrando a través del suelo a largas distancias y aumenta el peligro potencial”, explicó Jayarthane.
Además, “encontramos que en condiciones de asfalto, humedad o hielo, cuando el gas finalmente encuentra un lugar para escapar del suelo, se mueve mucho más rápido y en concentraciones más altas, lo que aumenta el riesgo para la seguridad”, dijo Smits.
Otro hallazgo sorprendió a los investigadores: incluso después de cortar el suministro de gas o reparar la fuga, el metano atrapado bajo condiciones de hielo, suelo húmedo o superficie de asfalto aún podía encontrarse en altas concentraciones durante hasta 12 días. Y el gas natural se extendió entre un 2 y un 4 por ciento desde la fuente de la fuga durante ese tiempo.
“Los datos anteriores sugieren que el gas se filtrará rápidamente del suelo después del cierre del gas”, dijo Smits. “Pero este estudio muestra que la extracción de gas es única según el medio ambiente, particularmente la superficie”.
Smits dijo que los socorristas deben ser conscientes de que el campo de gas seguirá desarrollándose después de que se detenga la fuga.
Los investigadores notaron que las distancias de migración que registraron se basaron en el tipo y condición del suelo de METEC.
“Los valores pueden variar cuando se aplican a otros lugares y entornos. Sin embargo, los patrones reflejarán también el comportamiento esperado en otros lugares de derrames”, dijo Smits.
