Detección de metano con drones para instalaciones de petróleo, gas y tuberías

Las pruebas de laboratorio de Pergam confirman que el Falcon Plus detecta de forma fiable 500 ppm de metano a distancias de al menos 40 m, y 1000 ppm a distancias de al menos 60 m. La especificación de 500 ppm a 40 m cumple con el criterio de detección LDAR Tipo 2 del reglamento europeo 2024/1787 para inspecciones en superficie. La especificación de 1000 ppm a 60 m cumple con el criterio de Tipo 2 del mismo reglamento para inspecciones subterráneas. El umbral de 500 ppm también se alinea con el Método 21 de la EPA, la norma EPA Quad Oa (40 CFR Parte 60 Subparte OOOOa), el LDAR de CARB y los requisitos federales SOR/2018-66 de Canadá.

Para corredores de tuberías largos sobre terreno abierto, los helicópteros siguen cubriendo más kilómetros al día (de 500 a 700 km frente a los 80 a 100 km de los drones). La ventaja económica de los drones reside en los segmentos donde los helicópteros no pueden operar con seguridad (espacio aéreo industrial congestionado, vegetación densa, zonas pobladas), en inspecciones de instalaciones localizadas (estaciones de compresión, plataformas de pozos, baterías de tanques) y en ciclos de LDAR rutinarios donde el coste por inspección del helicóptero se convierte en un cuello de botella. El proyecto de Houston, Texas, utilizó específicamente un dron porque el espacio aéreo no era apto para aeronaves tripuladas.

Un helicóptero conlleva un coste fijo elevado por vuelo, incluyendo piloto, combustible y movilización, pero cubre una gran superficie al día, por lo que resulta útil para corredores muy largos y abiertos donde la velocidad de cobertura es lo más importante. Un dron apenas tiene esos costes operativos: un equipo pequeño lo lanza en el lugar y vuela la ruta de forma autónoma, manteniendo bajo el coste por inspección. Su limitación es el alcance, ya que cubre mucha menos distancia al día. Por tanto, el dron suele ser la opción más económica para activos localizados como estaciones de compresión y plataformas de pozos, para sitios congestionados o de difícil acceso, y para ciclos de LDAR recurrentes donde un bajo coste por inspección supone un ahorro significativo a lo largo del año.

El Falcon Plus realiza tareas de detección, lo que significa localizar fuentes de emisión de metano y clasificarlas según su intensidad relativa para un análisis posterior. La detección es lo que requieren la mayoría de los programas LDAR: encontrar la fuga y priorizar su reparación. La cuantificación implica determinar la tasa de emisión (masa o volumen por unidad de tiempo) y requiere una medición directa del flujo en la fuente o una estimación basada en modelos. El Falcon Plus no es una herramienta de cuantificación. Para los programas que requieren cuantificación, los resultados de la detección se combinan con un método de cuantificación posterior en las fugas localizadas.

Las cámaras OGI muestran el metano como una columna visible en un video infrarrojo, por lo que la detección depende en parte de lo que el operador ve en la pantalla. El Falcon Plus utiliza TDLAS, que devuelve una lectura numérica de densidad de columna (ppm·m) para cada punto a lo largo del haz láser, proporcionando un valor consistente y etiquetado por posición que el software puede mapear y clasificar por sí mismo. Ambos son métodos de detección más que herramientas de cuantificación, por lo que la diferencia práctica radica en una lectura numérica por punto frente a una imagen visual de la columna.

El Falcon Plus tiene una velocidad máxima de inspección de 30 m/s, limitada en la práctica por la velocidad de crucero segura y la autonomía de la batería de la plataforma del dron. El DJI M350, equipado con el Falcon Plus y el SkyHub, vuela durante aproximadamente 20 a 30 minutos por batería. Para segmentos de corredores largos, UgCS admite misiones de varios segmentos con puntos de referencia para el cambio de batería, de modo que la cobertura continúa desde donde terminó el segmento anterior sin interrupciones.

Los drones compatibles incluyen DJI M300 RTK, DJI M350 RTK, DJI M600, Inspired Flight IF1200A, Harris Aerial H6, Wispr Ranger Pro, SkyFront Perimeter 8, entre otros. Los modelos Wispr Ranger Pro, IF1200A y H6 figuran en la lista Blue UAS Cleared para operaciones federales y de seguridad sensible en EE. UU.

UgCS muestra la trayectoria de vuelo en tiempo real y el estado del dron. Cada lectura de metano aparece en pantalla, lo que permite al piloto identificar ubicaciones sospechosas durante el levantamiento antes de aterrizar.

Falcon Plus y SkyHub exportan lecturas en formato CSV (mediciones sin procesar con marcas de tiempo y coordenadas), KML (superposición visual para Google Earth y herramientas similares) y registros completos de misión. El posprocesamiento de DroneGIS genera mapas de emisiones como capas ráster georreferenciadas, formatos vectoriales compatibles con SIG y archivos PDF listos para informes. Estos resultados cumplen con los requisitos de notificación de la normativa UE 2024/1787, las declaraciones EPA Quad Oa y las presentaciones LDAR de CARB.

El viento es la variable más significativa. El metano se dispersa con los vientos predominantes, por lo que la planificación de la inspección debe tener en cuenta la dirección y la velocidad del viento. Las pruebas de laboratorio de Pergam se realizaron con vientos de 4 a 6 m/s. La vegetación baja casi no afecta a la inspección de metano. La humedad del suelo en sí no afecta directamente a la detección TDLAS, ya que el láser solo mide el metano atmosférico, no el gas del subsuelo.

El umbral de sensibilidad confirmado en laboratorio del Falcon Plus para la detección en condiciones ideales es de aproximadamente 500 ppm a 40 m (tasa de flujo de metano de 1 g/h). Es posible detectar fugas más pequeñas a distancias más cortas o en condiciones de viento favorables, pero los programas rutinarios de LDAR deben planificarse en torno a la especificación de 500 ppm, ya que esta se alinea con el umbral normativo (UE 2024/1787 Tipo 2, EPA Método 21, EPA Quad Oa, CARB LDAR, SOR/2018-66).

Las operaciones con drones en instalaciones en funcionamiento requieren coordinación con el equipo de HSE del operador del sitio, una autorización de vuelo aprobada (FAA Parte 107 en EE. UU., EASA SORA en la UE o una autorización nacional equivalente en otros lugares) y el cumplimiento del plan de seguridad del sitio del operador. El Falcon Plus es seguro para la vista (láser de detección IR de Clase 1), por lo que el láser no introduce riesgos adicionales. El puntero verde de Clase 3R debe mantenerse alejado de los ojos humanos y es responsabilidad del operador gestionarlo durante la inspección. El vuelo sobre zonas ATEX está sujeto a una aprobación por separado, ya que los sistemas basados en drones no cuentan con certificación ATEX.