La nostra era moderna è stata sempre caratterizzata dalle modalità di estrazione e gestione di materie prime e la relativa produzione di energia destinata alla quotidianità.
Oleodotti e gasdotti sono tra i sistemi di trasporto più comuni per il trasporto di petrolio e gas naturale e come una ragnatela attraversano praticamente tutte le aree territoriali del Mondo.
Queste opere, tra le più imponenti di ingegneria, sono spesso anche causa di incidenti gravi per l’ambiente, e pertanto soggette a continue modifiche strutturali e di funzionamento, orientate a implementare miglioramenti tecnologici sia nell’ambito della sicurezza, per scongiurare danni ecologici, e sia per la raccolta e la gestione di dati che provengono dalle centrali e che sono un patrimonio inestimabile di informazioni.
Petrolio e gas naturale nella nostra quotidianità
Il nostro progresso industriale si basa anche sull’utilizzo di risorse quali petrolio e gas naturale che intervengono in moltissimi ambiti della nostra vita privata e domestica, così come per far funzionare le aziende e le attività. Senza la nostra società si fermerebbe: non avremmo possibilmente più riscaldamento né si muoverebbero le macchine.
Petrolio e gas naturale sono due combustibili fossili, il primo liquido e il secondo gassoso, formatisi nel sottosuolo nel corso di milioni di anni, e possono venire utilizzati solo tramite infrastrutture in grado di trasportare queste risorse alle diverse località, perché non tutte provviste.
Serve pertanto trasportare le risorse fino a raggiungere e coprire anche grandissime distanze, utilizzando oltre a navi petroliere, navi cisterne e i camion, i gasdotti e gli oleodotti, che rappresentano una modalità alternativa di trasporto possibilmente meno inquinante.
I pericoli per l’ambiente di gas naturale e petrolio
La questione dei trasporti di petrolio e gas naturale ha aperto il via ad una serie di dibattiti all’interno del mondo scientifico in merito alla possibilità che queste fonti possono essere inquinanti per l’ambiente e pericolose per l’uomo.
Può infatti succedere che ci siano danni alle tubazioni di oleodotti e gasdotti con perdite e fuoriuscite di petrolio o gas che si disperdono nell’ambiente.
Il gas naturale è un combustibile fossile composto per il 90% da metano e per la parte restante da una miscela di idrocarburi e altri gas quali azoto, propano, butano e CO2.
Quando un gasdotto presenta delle falle e fuoriuscite, il metano, sotto forma di gas, che si solleva dalla superficie del mare nell’atmosfera, potrebbe contribuire in modo importante ad aumentare l’effetto serra.
Il petrolio grezzo è una mescolanza di diversi idrocarburi, la cui composizione varia in base alla zona geografica di provenienza.
Oltre a idrogeno e carbonio il petrolio contiene altre sostanze dette “impurità” quali, ad esempio, lo zolfo.
Quando il petrolio va a riversarsi sulle coste o, in generale, nell’ambiente, può distruggere interi ecosistemi, inquinando e provocando danni ad attività quali pesca e acquacoltura, o al turismo.
Sia per il gas naturale e sia per il petrolio, fanno la differenza ovviamente le quantità. Se infatti le perdite sono notevoli, non si possono prevedere soprattutto, e se necessita molto tempo per provvedere al danno, le quantità di metano e petrolio riversate nell’ambiente saranno certamente maggiori e in grado di essere talvolta così ingenti da produrre danni anche irreparabili a livello dell’ecosistema e dell’ambiente.
Problematiche attuali per oleodotti e gasdotti
Oggi è indubbio il ruolo di queste fonti per l’approvvigionamento energetico del Pianeta. La domanda tra l’altro è sempre crescente e le risorse ovviamente non infinite.
Le società che gestiscono le forniture risentono di questa pressione che porterebbe ad accrescere la produzione e la distribuzione in quantitativi sempre maggiori, bilanciandola per altro con i rischi per l’inquinamento ambientale e per la sicurezza anche dell’operato con l’impiego di risorse umane.
Un guasto alle infrastrutture di gasdotti e oleodotti può avere conseguenze tremende. Quando le linee che trasportano e distribuiscono queste fonti energetiche hanno problematiche che possono portare anche all’esplosione di intere linee, possono esserci anche perdite di vite umane e disastri per l’ambiente, con importanti ricadute (chiaramente) anche sul brand dell’azienda di gestione e distribuzione.
Impiegare, di contro, risorse in tutti i punti di pressione, per effettuare monitoraggi e prevenire possibili guasti è un approccio che diventa troppo oneroso e costoso.
L’azione umana è per altro altamente incline a commettere errori e i tempi di raccolta delle informazioni, su cui operare per una analisi preventiva dei guasti o delle effettive quantità necessarie alla distribuzione, risulta parecchio complessa ed estesa nel tempo.
Rispondere in maniera puntuale alla domanda di energia, senza sprechi, diventa inoltre una esigenza sia per l’ambiente, riducendo l’impatto, e sia per ridimensionare i problemi del caro bollette.
Una soluzione a tutte le problematiche sollevate è quella di poter raccogliere dati in maniera precisa e puntuale su tutte le fasi di produzione, trasporto e distribuzione di gas naturale e petrolio.
Ma oleodotti e gasdotti permettono un accesso molto limitato a dati precisi e tempestivi, né offrono la flessibilità necessaria per fare in modo che gli operatori possano rispondere in maniera efficace ed efficiente a contingenze di domanda in relazione ai prezzi e alla disponibilità delle materie prime.
In aggiunta a questi aspetti oleodotti e gasdotti presentano problemi di inattività, manutenzione, sicurezza e affidabilità.
Le smart operations dei modelli basati sull’Industrial Internet of Things
L’applicazione di modelli basati su IIoT è in grado di rispondere prontamente alle problematiche fino a qui esposte, perché all’interno
di una rete integrata unisce persone, processi e tecnologie, facendo sì che si possa realizzare una perfetta convergenza dei sistemi IT con i sistemi OT (Operations Technology).
Grazie alla loro applicazione all’interno delle centrali di gestione e distribuzione di gas e petrolio è possibile seguire l’intera linea dal giacimento fino alla distribuzione, passando chiaramente dalla fase della lavorazione.
Le operazioni intelligenti si basano sulle migliori soluzioni di sensoristica, per raccogliere dati operativi, in grado di essere allocati e analizzati in tempi opportuni e in maniera assolutamente puntuale e precisa, esente da errori e stime di calcoli sbagliate.
I dati analizzati saranno in grado di dare risposte preziose anche in termini predittivi, così da consentire agli operatori di utilizzarli rispondendo a tutte le problematiche che riguardano l’estrazione, la lavorazione e la distribuzione di petrolio e gas naturale.
Grazie ai Sistemi Intelligenti e alla Intelligenza Artificiale si potrà avere una migliore gestione della sala di controllo; più flessibilità strategica e operativa; una pronta risposta ai problemi di manutenzione, affidabilità e sicurezza e una riduzione delle risorse umane impiegate in campo.
Una delle strategie che potranno venire utilizzare riguarda l’implementazione delle comunicazioni cellulari tra i giacimenti di gas e petrolio e il centro di controllo. In questa maniera si abbatteranno ulteriormente i costi e aumenterà l’efficienza.
In questa direzione l’I/O remoto intelligente ioLogik 2542-GPRS di Moxa è una soluzione di acquisizione dati 4 in 1 e che offre inclusi: un dispositivo di acquisizione dati, un gateway Modbus, uno switch non gestito e un data logger.
La serie di ioLogik 2500 di Moxa ha un modulo di comunicazione cellulare e una funzione VPN, così da poter collegare misuratori e sensori in loco, per trasmettere dati tramite connessione cellulare.
In questo caso non è necessario installare router o switch cellulari ed è possibile alimentare i dispositivi tramite pannelli solari, riducendo ulteriormente i costi.
L’I/O remoto intelligente e server lavorano insieme per la gestione dei dati e la loro trasmissione accurata ed efficiente da ioLogik 2542-GPRS ai sistemi SCADA presso il centro di controllo e senza dover richiedere dati aggiuntivi.
L’ ioLogik 2542-GPRS inoltre riesce a prevenire la perdita di dati, salvando i tag I/O e tag seriali localmente nella scheda micro SD a determinati intervalli, quando la connessione GPRS non riesce.
Se la connessione non riesce, l’azienda può recuperare i dati dall’FTP. L’I/O remoto intelligente può anche registrare informazioni quando l’alimentazione è interrotta e riprendere l’analisi a partire dall’ultimo valore registrato.
Con l’ioLogik 2542-GPRS è possibile impostare facilmente avvisi, data logger e meccanismi di acquisizione, persino se si implementano centinaia di I/O remoti intelligenti nei siti sul campo.
