Em caminhões, drones e aviões, Dez tecnologias promissoras para encontrar vazamentos de gás natural de forma rápida e barata competiram no Desafio de Monitoramento Móvel, a primeira avaliação independente de detectores de vazamento de gás móveis em locais de poços. Os organizadores do concurso - a Iniciativa de Gás Natural da Universidade de Stanford e o Fundo de Defesa Ambiental - descrevem os resultados em um estudo publicado em 10 de setembro em Elementa pela University of California Press.

Embora seja considerado um "desafio, "os organizadores não tinham intenção de declarar um vencedor, já que as tecnologias se concentraram em diferentes aspectos da detecção de vazamentos, como localização exata ou tamanho do vazamento. Enquanto as tecnologias ainda estão em desenvolvimento, geral, todos encontraram vazamentos de gás muito bem.

Vazamentos na produção, o processamento e transporte do gás natural emitem metano - o principal constituinte do gás natural - para a atmosfera. Um gás de efeito estufa, o metano é 36 vezes mais potente do que o dióxido de carbono. Em 2016, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos agiu para reduzir as emissões de metano em toda a indústria de gás natural, que estimulou o desenvolvimento de tecnologias de detecção menos caras. No final do mês passado, Contudo, a EPA agiu para reverter essas regulamentações de metano.

"As tecnologias são geralmente eficazes na detecção de vazamentos, e pode atuar como uma primeira linha de defesa, "disse Adam Brandt, professor associado de engenharia de recursos de energia e autor sênior do estudo. "Os operadores de sistemas de gás muitas vezes desejam confirmar vazamentos com sistemas convencionais de imagem de gás óptico, mas essas tecnologias móveis geralmente informam onde procurar por vazamentos muito rapidamente. "

Uma equipe de duas pessoas usando um sistema de imagem convencional pode visitar quatro a seis áreas de poços por dia. Todas as tecnologias móveis são consideravelmente mais rápidas do que isso, embora suas velocidades variem muito. Os sistemas baseados em aviões funcionam mais rapidamente do que os caminhões, que são mais rápidos do que drones. Como o tempo do trabalhador é uma grande parte do custo de detecção, acelerar a detecção permite que as empresas de petróleo e gás encontrem mais vazamentos e gastem menos dinheiro.

Resultados

Como parte do Desafio de Monitoramento Móvel, nove corporações e uma equipe de pesquisa da universidade participaram no ano passado em instalações de testes controlados em Fort Collins, Colorado, e perto de Sacramento, Califórnia. Todas as tecnologias foram eficazes na detecção de vazamentos. Oito em nove vazamentos detectados corretamente 75 por cento das vezes. (Uma tecnologia não tinha voos suficientes para serem incluídos no resumo do estudo.) Cinco dos nove sistemas detectaram 90 por cento ou mais dos vazamentos, incluindo minúsculas emissões de um pé cúbico de gás por hora.

Contudo, a maioria dos sistemas testados precisa melhorar sua capacidade de quantificar o tamanho dos vazamentos. Também, as tecnologias variaram em sua capacidade de detectar a localização precisa dos vazamentos, embora isso geralmente seja intencional.

Por exemplo, o sistema baseado em drones de uma startup detectou 100% dos vazamentos e não apresentou falsos positivos. Avançar, identificou com precisão a peça do equipamento com vazamento - em vez de apenas a plataforma do poço - 84 por cento das vezes. Contudo, ao quantificar o tamanho dos vazamentos, as estimativas do sistema foram relativamente próximas em apenas 36% das vezes. Para os outros oito sistemas, pela mesma medida relativamente estrita, a precisão da quantificação variou de 18 a 53 por cento.

"Este é apenas o primeiro passo para demonstrar que essas tecnologias podem ajudar a reduzir as emissões em um nível equivalente às abordagens existentes, "Brandt disse." Os testes foram executados na primavera de 2018, e tenho certeza de que a maioria - senão todas - essas tecnologias foram aprimoradas desde então. "

Outros avanços podem estar em risco, Contudo.

"O recente anúncio da EPA dos EUA sobre a reversão das regulamentações do metano não é apenas ruim para o meio ambiente, mas também priva as comunidades de petróleo e gás de altos salários, empregos locais que essas empresas inovadoras de tecnologia poderiam criar. Reverter as regulamentações pode sufocar o desenvolvimento dessas tecnologias, "disse Arvind Ravikumar, autor principal do estudo. Ravikumar era um bolsista de pós-doutorado em Stanford na época do projeto e agora é professor assistente na Universidade de Ciência e Tecnologia de Harrisburg.

Uma avaliação como esta pode ajudar os reguladores a entender melhor esses sistemas e fornecer um possível caminho para a adoção em larga escala para fins de conformidade, disseram os pesquisadores. O estudo examinou a descoberta de vazamentos em equipamentos de produção que podem ser encontrados em um campo de gás, não em encontrar vazamentos subterrâneos que podem ocorrer em tubulações nas cidades.

Projetos para diferentes usos

O Desafio de Monitoramento Móvel não foi uma competição cara a cara porque as tecnologias testadas são projetadas para realizar coisas diferentes.

"Nenhuma tecnologia pode atender a todos os requisitos de detecção e quantificação de vazamentos em toda a cadeia de abastecimento de gás natural, "Ravikumar disse." A chave para a implantação em grande escala é combinar a força de cada tecnologia, como velocidade, precisão e custo, com o aplicativo de detecção de vazamento certo. O que funciona para uma instalação de processamento complexa pode não funcionar para dutos de transmissão de longa distância. "

Os sistemas de alguns participantes se concentram em identificar vazamentos apenas como provenientes de um grupo de equipamentos, que poderia incluir uma cabeça de poço, um separador e um tanque, por exemplo. Em tais casos, os operadores usariam sistemas de imagens ópticas de gás ou tecnologia semelhante para identificar a fonte específica do vazamento antes de iniciar os reparos.

De forma similar, duas das tecnologias testadas são projetadas para encontrar rapidamente grandes vazamentos, em vez de todos os vazamentos. Mais da metade do metano perdido na produção e processamento de gás natural vem de apenas 5% dos vazamentos. Encontrar e consertar esses "superemissores" é fundamental para reduzir as emissões de metano.

Mesmo sem regulamentações estritas, as empresas de gás natural poderiam reduzir as emissões voluntariamente. Detectores baratos combinados com o uso de sistemas óticos de geração de imagens de gás podem se pagar reduzindo as perdas de produtos da empresa. Isso é particularmente verdadeiro em partes do mundo onde os preços do gás natural são mais altos do que na América do Norte.