Sr. arreglo

Jul 01, 2023

De seis a diez pies bajo tierra, tuberías de 12 pulgadas transportan gas natural por todo Estados Unidos. Se enrollan alrededor de conductos eléctricos y tuberías de agua. Soportan el peso de los desplazamientos diarios, los camiones de reparto y los autobuses urbanos. Y muchos de ellos están goteando. "Algunas de estas tuberías han estado enterradas durante más de 100 años y cada vez están envejeciendo", dice Alexander Duncan, robótico de GE Research. “Nadie pensó realmente en cómo prestarles servicio. Por lo tanto, ahora es un problema enorme y costoso para la infraestructura nacional”.

Duncan trabaja en un equipo multidisciplinario que ha ideado una posible solución. Lo llaman sistema de revisión sin zanjas subterráneas PipeLine, o “PLUTO” para abreviar. El objetivo: encontrar una manera de reparar tuberías sin tener que cavar enormes zanjas en el suelo para retirar y reemplazar las tuberías dañadas, una tarea costosa y disruptiva. En cambio, el robot de tres o seis patas se arrastra a través de la tubería y la repara desde el interior, aprovechando la tecnología de recubrimiento de GE utilizada en los motores a reacción. El dispositivo tiene potencial para reducir el costo de rehabilitación de tuberías a tan solo $200,000 a $500,000 por milla, desde un rango de $1 millón a $10 millones usando métodos tradicionales.

El robot se está desarrollando como parte de una iniciativa apoyada y dirigida por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Energía (ARPA-E). La semana pasada, el sistema de construcción de tuberías PLUTO recibió el máximo honor de la industria como “Tecnología Emergente del Año” en la Conferencia anual de Construcción de Tecnologías Subterráneas en Orlando, Florida.

Las tuberías con fugas son un problema muy conocido y extendido. Billones de pies cúbicos de gas natural fluyen a través de millones de millas de tuberías a lo largo de los EE. UU. A lo largo del camino, en más puntos de los que se pueden contar, las emisiones fugitivas liberan metano, un poderoso gas de efecto invernadero, a la atmósfera. No está mejorando. Un estudio estima que sólo en las tuberías de distribución local hay más de 630.000 fugas.

Las tuberías viejas, a menudo hechas de hierro fundido o acero, constituyen sólo alrededor del 3% de las tuberías subterráneas, pero representan alrededor del 50% de las fugas de metano, dice Duncan. Y debido a que se han construido una y otra vez tantas veces, es extremadamente difícil acceder a ellos. "Se termina con muchas de estas geometrías y codos realmente interesantes que hacen que sea muy difícil abordar más que un segmento muy pequeño a la vez", explica Duncan. "Aquellos que tienen un costo tan prohibitivo o simplemente son tan difíciles desde el punto de vista tecnológico son aquellos a los que esencialmente se les permite continuar posponiendo el gas hasta que se pueda encontrar una solución".

Ahí es donde entra en juego el robot de GE.

Según las pruebas realizadas hasta la fecha, solo es necesario retirar un pequeño segmento de tubería para instalar el sistema de construcción de tuberías “PLUTO”. El robot modular rueda a lo largo de la pared interior de una tubería, escaneando con un sistema de detección de luz y video para evaluar el estado de la tubería e identificar dónde necesita mayor refuerzo. A medida que retrocede, es cuando comienza la verdadera acción. La nariz del robot es un cabezal rociador giratorio ajustable que deposita un epoxi de dos partes a lo largo de la pared interior de la tubería. La tubería rociada in situ (SIPP) establece un sello hermético con la tubería existente y se endurece en cuatro horas, deteniendo la fuga de manera rápida y efectiva con una excavación mínima. A medida que la tubería heredada continúa envejeciendo y corroyéndose, simplemente puede caerse, dejando la nueva tubería de epoxi en su lugar.

El equipo se basó en las décadas de experiencia de GE en la aplicación de recubrimientos protectores a motores a reacción y componentes de turbinas de gas y trabajó con la firma de ingeniería ambiental Garver, que tiene experiencia en transmisión de gas. El material epoxi es fabricado por el socio del proyecto Warren Environmental. El equipo espera completar y probar un prototipo industrial del robot este verano.

El robot fue diseñado para ofrecer fuerza y ​​versatilidad, delicadeza y fuerza bruta. Consta de vainas de forma triangular y en forma de araña, cada una de solo un par de pies de largo, y puede maniobrar alrededor de las articulaciones de los codos. La suspensión incorporada le permite desplazarse suavemente sobre baches y escombros. Con su trío de patas presionando hacia afuera y un potente motor, mantiene la tracción dentro de una tubería y puede remolcar cientos de pies de cable de alimentación y mangueras rociadoras que pesan 1,800 libras. "Nuestro objetivo es una manzana de la ciudad", dice Duncan. El objetivo es poder acceder a una tubería en una intersección, luego reparar y reforzar las tuberías que salen en todas direcciones desde allí.

"Siempre que tengamos suficiente material", dice Duncan, "dondequiera que pueda ir el robot, podremos repararlo".