La inspección de los oleoductos y gasoductos que transportan petróleo y gas a lo largo de miles de kilómetros ha sido una tarea monumental y llena de errores, hasta ahora.

Si bien las tecnologías de detección desplegadas en oleoductos y gasoductos no son nuevas, tienden a ser llenas de problemas tales como falsos positivos, falsos negativos y errores de identificación. Huawei ha tomado las tecnologías ópticas que utiliza en las comunicaciones de fibra, lo que resulta en la OptiXsense de Huawei EF3000— el primer producto de detección óptica inteligente de Huawei.

El petróleo es uno de los recursos más importantes del mundo hoy en día. Sin embargo, la distribución geográfica desigual y las propiedades físicas del petróleo significan un gran desafío logístico para su transporte.

El petróleo y el gas se transportan típicamente por ferrocarril, carretera, agua, aire o tuberías. De estos, las tuberías son el método menos restrictivo. Sin embargo, las inspecciones son notoriamente difíciles en redes de tuberías que pueden atravesar decenas de miles de kilómetros. Un tramo de oleoducto de 200 km a 300 km normalmente requiere un equipo dedicado de tres inspectores en un vehículo, asumiendo terreno navegable libre de obstáculos como embalses, lagos, bosques y pendientes empinadas.

“La infraestructura digital del futuro debería ser hiper segura, confiable y determinista, además de estar equipada con una circulación de datos eficiente y capacidades de potencia informática.” Comenta Luis Zhang, Vice Presidente de Huawei Enterprise del Sector de Energía. Huawei ha tomado las tecnologías ópticas que normalmente utiliza en las comunicaciones de fibra, las ha aplicado a la detección por fibra y ha construido el OptiXsense de Huawei EF3000, el primer producto de detección óptica inteligente de Huawei.

El reto de inspeccionar 90,000 km de gasoducto

Los recursos de petróleo y gas de China se concentran principalmente en el noreste y noroeste del país, pero los principales consumidores de combustible se encuentran en las ciudades de la costa sureste y zona centro-sur. El petróleo y el gas deben transportarse a grandes distancias, con el transporte por tuberías que proporciona la mejor solución, pero que presenta más desafíos cuando se trata de inspecciones.

China Oil & Gas Pipeline Network Corporation (PipeChina) construye y opera varias infraestructuras, incluyendo redes de gasoductos troncales de petróleo y gas, así como almacenamiento de gas y peak shaving. También trabaja en la interconexión de redes de tuberías troncales y el acoplamiento con tuberías locales, operando y programando redes nacionales, y asegurando un acceso justo y abierto de los usuarios a la infraestructura. A partir de 2021, la longitud total de los oleoductos de PipeChina superó los 90,000 km, y para 2025, se espera que la longitud total supere los 120,000 km.

PipeChina emplea a un equipo de inspección de tuberías de alrededor de 15,000 personas. Sin embargo, a medida que las tuberías se alargan, la gestión y las operaciones de inspección son cada vez más difíciles.

Para abordar este problema, PipeChina planea combinar inspecciones manuales y automáticas de tuberías y utilizar tecnologías digitales para automatizar todo el proceso de inspección, desde la detección y el análisis hasta la toma de decisiones y las advertencias. Se esperan cero falsos negativos y falsas alarmas mínimas, y la dependencia de las inspecciones manuales se reducirá gradualmente. También se resolverán otros problemas, tales como las pérdidas resultantes de problemas como reparaciones inadecuadas a los daños causados por otros proyectos de construcción, métodos ineficientes de gestión de tuberías y mala precisión de las alertas tempranas.

Yu Hao, senior experto en el Departamento de Digitalización de PipeChina dijo: “Huawei ha participado activamente en la industria de tuberías y ha innovado tecnologías como la detección óptica y el Big-data. Estas tecnologías nos han mostrado la posibilidad de una inspección automatizada no tripulada de tuberías. Esperamos que Huawei continúe invirtiendo en esta área para contribuir a garantizar un transporte seguro, confiable y eficiente en tuberías de China”.

Tres capacidades tecnológicas básicas

Algunas tecnologías digitales ya se han aplicado a las inspecciones de tuberías, como las tecnologías de sensores. Sin embargo, siguen existiendo problemas tales como falsos negativos donde el daño no se detecta, el daño se detecta donde no hay ninguno, o se produce una identificación errónea donde la construcción se categoriza erróneamente.

Algunas tecnologías, como los drones aéreos utilizados para inspeccionar redes eléctricas, no son adecuadas para los escenarios de oleoductos y gasoductos, porque la mayoría de los oleoductos están construidos bajo tierra.

El OptiXsense de Huawei es un sensor de vibración de fibra óptica con la mejor precisión de identificación de su clase. Tres capacidades principales diferencian al OptiXsense EF3000 de los productos rivales:

• Recopilación de señales: El módulo oDSP mejorado de Huawei tiene un algoritmo de corrección fuerte e integrado para puntos ciegos, que puede corregir y dar forma a la fase de señales débiles y elevar la tasa de adquisición de señal efectiva al 99,9%.

• Identificación precisa de incidentes: El motor exclusivo de identificación de ondulación por vibración de Huawei puede analizar incidentes de construcción en múltiples dimensiones. Para cada punto de vibración de construcción, se obtiene un mínimo de 32 piezas de información de fase. Se pueden extraer múltiples características, incluyendo impresión de voz, frecuencia, espacio, secuencia temporal y duración. Las muestras se identifican y comparan a través de una convolución profunda multidimensional, elevando la precisión de identificación de incidentes al 97%.
• Aprendizaje rápido: El OptiXsense EF3000 de Huawei puede realizar iteraciones basadas en nuevos datos de comportamiento de construcción y diferentes escenarios de entornos geológicos en la base de datos. Huawei trabaja con universidades que proporcionan grandes cantidades de datos geológicos – de hasta 1,000 de nuevas muestras de incidentes cada día. Huawei utiliza estos datos para mejorar la precisión de detección y advertencia de sus productos de OptiXsense.

(VIENE EN EL POWERPOINT DE LA CARPETA FOTOS)

Con estas tres características técnicas, creemos que los productos OptiXsense pueden ayudar a digitalizar y automatizar el proceso de inspección E2E con cero falsos negativos y mínimas falsas alarmas.

Innovación totalmente óptica: Tecnología y casos de uso

Huawei ha aprovechado sus 30 años de experiencia acumulada en tecnología óptica para aplicar la tecnología de detección totalmente óptica a los puntos débiles que han existido en el transporte de petróleo y gasoductos durante años.

OptiXsense EF3000 marca la primera incursión de Huawei en la detección de fibra más allá de las redes de comunicaciones. Planeamos desarrollar tecnologías ópticas adicionales, como la detección distribuida de la vibración de la fibra óptica, la temperatura, el estrés y la calidad del agua, para muchas más industrias, incluyendo la energía eléctrica, el transporte, el gobierno y el saneamiento. Junto con el Big data y el mapeo GIS, estas tecnologías admitirán soluciones de detección y alerta diferenciadas, multidimensionales e inteligentes.

Shandong Jihua Gas fue una de las primeras empresas en adoptar el OptiXsense EF3000. La compañía opera redes de gasoductos en varios niveles, que comprenden más de 3.000 km de tuberías que suministran gas a 920.000 hogares y más de 3.000 usuarios industriales, de calderas y de bienestar público en la ciudad de Jinan. Para garantizar que las soluciones de detección de fibra e identificación de IA adaptativa puedan adoptarse en la construcción de tuberías, Huawei ha trabajado con Shandong Jihua Gas para desplegar una tubería subterránea de 20 km que atraviesa entornos complejos como suburbios, carreteras nacionales y áreas rurales. Se recogieron muestras de construcción de excavadoras, apisonadoras, zanjas y excavaciones manuales en el sitio para capacitación y creación de modelos. A partir de estos, se realizaron 56 pruebas en diferentes segmentos de carretera. Se ha completado la fase inicial de verificación técnica, lo que demuestra la eficacia del primer producto de detección óptica inteligente de Huawei.

Como las principales arterias energéticas de la economía mundial, los oleoductos y gasoductos inevitablemente se digitalizarán. Y en el futuro, las tecnologías de detección de fibra continuarán evolucionando, beneficiando a más industrias al abordar requisitos particulares.