Las emisiones fugitivas son fugas y otras liberaciones irregulares de gases o vapores de una contención presurizada, como electrodomésticos, tanques de almacenamiento, tuberías, pozos u otros equipos, principalmente de actividades industriales. Además del costo económico de los productos perdidos, las emisiones fugitivas contribuyen a la contaminación del aire local y pueden causar más daño ambiental. Los gases industriales comunes incluyen refrigerantes y gas natural , mientras que los ejemplos menos comunes son los perfluorocarbonos , el hexafluoruro de azufre y el trifluoruro de nitrógeno .
La mayoría de las ocurrencias de emisiones fugitivas son pequeñas, sin impacto inmediato y difíciles de detectar. Sin embargo, debido a la actividad en rápida expansión, incluso los gases regulados más estrictamente se han acumulado fuera de los trabajos industriales para alcanzar niveles mensurables a nivel mundial. [1] Las emisiones fugitivas incluyen muchas vías mal entendidas por las cuales las sustancias que agotan la capa de ozono y los gases de efecto invernadero más potentes y de larga duración ingresan a la atmósfera de la Tierra. [2]
En particular, la acumulación de una variedad de gases halogenados producidos por el hombre durante las últimas décadas contribuye con más del 10% del forzamiento radiativo que impulsa el cambio climático global a partir del año 2020. [3] Además, el continuo banco de pequeños a grandes cantidades de estos gases en los aparatos de consumo, los sistemas industriales y los equipos abandonados en todo el mundo prácticamente ha garantizado sus emisiones futuras durante muchos años. [4] Las emisiones fugitivas de CFC y HCFC de equipos heredados y usos de procesos han seguido obstaculizando la recuperación de la capa de ozono estratosférico en los años transcurridos desde que se prohibió la mayor parte de la producción de conformidad con el Protocolo internacional de Montreal . [5]
Se siguen creando problemas heredados similares a una escala cada vez mayor con la extracción de hidrocarburos fósiles , incluida la ventilación de gas y las emisiones fugitivas de gas de minas de carbón, pozos de petróleo y pozos de gas. [6] Las minas y pozos económicamente agotados pueden estar abandonados o mal sellados, mientras que las instalaciones debidamente clausuradas pueden experimentar aumentos de emisiones después de fallas en los equipos o perturbaciones de la tierra. Los sistemas de monitoreo por satélite están comenzando a desarrollarse y desplegarse para ayudar a identificar a los emisores más grandes, a veces conocidos como superemisores. [7] [8]
Inventario de emisiones
Un inventario detallado de las emisiones de gases de efecto invernadero de las actividades upstream de petróleo y gas en Canadá para el año 2000 estimó que las fugas de equipos fugitivos tenían un potencial de calentamiento global equivalente a la liberación de 17 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono , o el 12 por ciento de todos los gases de efecto invernadero emitidos. por el sector, [9] mientras que otro informe situó las emisiones fugitivas en el 5,2% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero en 2013. [10] La ventilación de gas natural, la quema , las emisiones accidentales y las pérdidas por almacenamiento representaron un 38 por ciento adicional.
Las emisiones fugitivas presentan otros riesgos y peligros. Las emisiones de compuestos orgánicos volátiles como el benceno de las refinerías de petróleo y las plantas químicas representan un riesgo para la salud a largo plazo para los trabajadores y las comunidades locales. En situaciones en las que se encuentran bajo presión grandes cantidades de líquidos y gases inflamables, las fugas también aumentan el riesgo de incendio y explosión.
Equipo presurizado
Las fugas de equipos de proceso presurizados generalmente ocurren a través de válvulas , conexiones de tuberías , sellos mecánicos o equipos relacionados. Las emisiones fugitivas también ocurren en fuentes de evaporación como estanques de tratamiento de aguas residuales y tanques de almacenamiento . Debido a la gran cantidad de posibles fuentes de fugas en las grandes instalaciones industriales y las dificultades para detectar y reparar algunas fugas, las emisiones fugitivas pueden representar una proporción significativa de las emisiones totales. Aunque las cantidades de gases que se escapan pueden ser pequeñas, los gases que tienen graves impactos ambientales o para la salud pueden causar un problema importante.
Detección y reparación
Para minimizar y controlar las fugas en las instalaciones de proceso, los operadores llevan a cabo actividades periódicas de detección y reparación de fugas. Las inspecciones de rutina de los equipos de proceso con detectores de gas se pueden utilizar para identificar fugas y estimar la tasa de fugas a fin de decidir la acción correctiva adecuada. El mantenimiento de rutina adecuado del equipo reduce la probabilidad de fugas.
Debido a las dificultades técnicas y los costos de detectar y cuantificar las emisiones fugitivas reales en un sitio o instalación, y la variabilidad y naturaleza intermitente de las tasas de flujo de emisión, las estimaciones ascendentes basadas en factores de emisión estándar se utilizan generalmente para fines de informes anuales.
Nuevas tecnologías
Se están desarrollando nuevas tecnologías que podrían revolucionar la detección y el seguimiento de emisiones fugitivas. Una tecnología, conocida como LIDAR de absorción diferencial (DIAL), se puede utilizar para medir de forma remota los perfiles de concentración de hidrocarburos en la atmósfera hasta varios cientos de metros de una instalación. DIAL se ha utilizado para estudios de refinerías en Europa durante más de 15 años. Un estudio piloto realizado en 2005 usando DIAL encontró que las emisiones reales en una refinería eran quince veces más altas que las reportadas anteriormente usando el enfoque del factor de emisión. Las emisiones fugitivas fueron equivalentes al 0,17% del rendimiento de la refinería. [11]
Las cámaras portátiles de imágenes de fugas de gas también son una nueva tecnología que se puede utilizar para mejorar la detección y reparación de fugas, lo que reduce las emisiones fugitivas. Las cámaras utilizan tecnología de imágenes infrarrojas para producir imágenes de video en las que se pueden identificar claramente los gases invisibles que escapan de las fuentes de fuga.
Tipos
Gas natural
Las emisiones fugitivas de gas son emisiones de gas (normalmente gas natural , que contiene metano ) a la atmósfera o al agua subterránea [12] que resultan de la actividad del petróleo y el gas . La mayoría de las emisiones son el resultado de la pérdida de la integridad del pozo a través de revestimientos de pozos mal sellados debido al cemento geoquímicamente inestable . [13] Esto permite que el gas escape a través del pozo mismo (conocido como flujo de ventilación de revestimiento superficial) o por medio de la migración lateral a lo largo de formaciones geológicas adyacentes (conocido como migración de gas). [13] Aproximadamente el 1-3% de los casos de fugas de metano en pozos de petróleo y gas no convencionales son causados por sellos imperfectos y cemento deteriorado en los pozos. [13] Algunas fugas también son el resultado de fugas en el equipo, prácticas de liberación de presión intencionales o escapes accidentales durante las actividades normales de transporte, almacenamiento y distribución. [14] [15] [16]
Las emisiones se pueden medir utilizando técnicas terrestres o aéreas. [13] [14] [17] En Canadá , se cree que la industria del petróleo y el gas es la mayor fuente de emisiones de gases de efecto invernadero y metano , [18] y aproximadamente el 40% de las emisiones de Canadá se originan en Alberta . [15] Las emisiones son en gran parte autoinformadas por las empresas. El Regulador de Energía de Alberta mantiene una base de datos sobre pozos que liberan emisiones fugitivas de gas en Alberta, [19] y la Comisión de Petróleo y Gas de Columbia Británica mantiene una base de datos de pozos con fugas en Columbia Británica . En Columbia Británica no se requirió probar los pozos en el momento de la perforación hasta 2010 y, desde entonces, el 19% de los nuevos pozos han informado problemas de fugas. Este número puede ser una estimación baja, como sugiere el trabajo de campo realizado por la Fundación David Suzuki . [12] Algunos estudios han demostrado que entre el 6 y el 30% de los pozos sufren fugas de gas. [17] [19] [20] [21]
Canadá y Alberta tienen planes de políticas para reducir las emisiones, lo que puede ayudar a combatir el cambio climático . [22] [23] Los costos relacionados con la reducción de emisiones dependen en gran medida de la ubicación y pueden variar ampliamente. [24] El metano tiene un mayor impacto en el calentamiento global que el dióxido de carbono , ya que su fuerza de radiación es 120, 86 y 34 veces mayor que la del dióxido de carbono, cuando se considera un marco temporal de 1, 20 y 100 años (incluida la retroalimentación climática de carbono [25] [ 26] [19] Además, conduce a aumentos en la concentración de dióxido de carbono a través de su oxidación por el vapor de agua . [27]Ver también
- Llamarada de gas
- Gases de efecto invernadero
- Fugas
- Compuesto orgánico volátil
- Emisiones fugitivas de gases
Referencias
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enlaces externos
- Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero (consulte la Sección 4.2).