Las interrupciones frecuentes en las tuberías submarinas significan que las soluciones son posibles para Nord Stream

Apr 09, 2023

Mientras los expertos internacionales tratan de averiguar qué causó las rupturas en el oleoducto Nord Stream, los ingenieros tienen múltiples opciones para tratar de solucionarlo.

La semana pasada, tres sitios diferentes a lo largo de las tuberías submarinas Nord Stream 1 y 2 se rompieron y comenzaron a tener fugas de gas. Las circunstancias en Nord Stream pueden ser inusuales, pero los daños en las tuberías submarinas no lo son.* La corrosión del agua salada puede causar fugas y, una y otra vez, ocurren accidentes como resultado de la navegación comercial. Las tuberías de Nord Stream también se encuentran debajo de algunas de las rutas de envío más transitadas del mundo. Es por eso que las tuberías cuentan con sofisticadas medidas de protección y técnicas de reparación; los planes para hacer frente a fugas y accidentes se formulan tan pronto como se construyen los oleoductos. Los ingenieros seguirán un libro de jugadas establecido para comenzar a reparar las secciones dañadas de Nord Stream lo antes posible.

Los oleoductos deben resistir muchas amenazas. Las enormes anclas de los grandes portacontenedores o petroleros en particular pueden dañar las tuberías, como sucedió en 2008 con el oleoducto Kvitebjørn en el Mar del Norte frente a la costa noruega. Los objetos que caen de los barcos, como contenedores e incluso los propios barcos que se hunden, también pueden golpear la tubería. Asimismo, la erosión y los deslizamientos de tierra bajo el agua representan un peligro potencial. Por este motivo, las tuberías se protegen con diferentes métodos, según las circunstancias y el riesgo. Por ejemplo, pueden rodearse de grandes piedras para repeler anclas, cubrirse con esteras de hormigón o enterrarse completamente en el fondo del mar.

Sin embargo, tales medidas habrían sido muy costosas para los más de 1.000 kilómetros de tuberías de Nord Stream. Las estructuras descansan directamente sobre el lecho marino o, cuando no es lo suficientemente estable o nivelado, sobre un lecho de grava. Solo se colocan bajo tierra donde corren más cerca de la orilla. Las tuberías están protegidas por sus paredes de acero de 2,7 a 4,1 centímetros de espesor y una camisa de concreto de hasta 11 centímetros de espesor, que también sirve como contrapeso adicional; sin el concreto, la tubería simplemente sería demasiado liviana y flotaría.

Incluso la posibilidad de una explosión cerca de las tuberías se tuvo en cuenta en la planificación de Nord Stream. Innumerables bombas de la Segunda Guerra Mundial se encuentran en el Mar Báltico hasta el día de hoy, por lo que los expertos limpiaron una franja de 50 metros de ancho a lo largo de la tubería. Pero las corrientes también podrían transportar municiones cerca de la ruta, advierte la evaluación de riesgos de Nord Stream. Así, según el operador, las tuberías fueron diseñadas para resistir una explosión de dos toneladas de explosivos ubicada a 12 metros de la tubería sin fugas.

A pesar de estas precauciones, algo se ha abierto paso en el oleoducto Nord Stream, aunque es difícil estimar el alcance de los daños actuales. Es cierto que se pueden utilizar análisis informáticos para calcular con precisión el estado de la tubería. Sin embargo, para hacer esto, se necesita saber con bastante precisión a qué fuerzas se sometió el material. Hasta ahora, las indicaciones, por ejemplo, el tamaño de la fuga de gas, sugieren que las enormes tuberías están muy dañadas o incluso completamente cortadas. La extensión de la destrucción determinará cómo se debe reparar la tubería. La mayoría de los oleoductos construidos en la actualidad tienen una "estrategia de reparación" especialmente diseñada en caso de daños: en Nord Stream, esta estrategia incluye cinco escenarios diferentes de diversa gravedad, incluida una ruptura total del oleoducto, según los operadores.

Si las grandes cargas explosivas han dañado el oleoducto, como supuestamente sospechan los funcionarios de seguridad, es probable que sea necesario reemplazar los segmentos más largos del oleoducto en secciones. Esta reparación, conocida como "conexión", se puede realizar de varias maneras. En algunos casos, se inserta el segmento de tubería nuevo y sin daños por encima de la superficie del agua. Este fue el caso, por ejemplo, cuando un ancla cortó por completo una línea del Sistema de Oleoducto Transmediterráneo y dañó severamente una segunda en 2008. La tubería estaba a una profundidad de unos 70 metros, similar a la profundidad de una sección de Nord Arroyo cerca de la isla danesa de Bornholm. Debido a la profundidad comparativamente baja del agua, los extremos dañados de la tubería se elevaron por encima de la superficie del agua utilizando embarcaciones especiales. Luego se colocó un nuevo segmento y se soldaron las juntas en ambos extremos. Así es como el equipo de un buque especial se unió a los segmentos individuales de Nord Stream 2 en 2019.

Sin embargo, también es posible unir los extremos de los segmentos de tubería directamente bajo el agua, una técnica que se usó para Nord Stream 1. Esto implica llevar los extremos de la tubería a una cámara hiperbárica especial y soldarlos juntos, un proceso conocido como "hiperbárico". empate". Esta técnica ya se probó en Nord Stream, por ejemplo, en 2011, para conectar las secciones individuales de la primera tubería, cada una establecida por un buque especial diferente.

También hay otras formas, algo menos complejas, de unir herméticamente los extremos de los tubos separados sin soldarlos entre sí. Uno puede unirlos usando bridas especiales, al igual que las tuberías ordinarias. Dichos componentes están disponibles comercialmente y pueden ser instalados por buzos o por vehículos submarinos controlados a distancia. Por ejemplo, al reparar el oleoducto Kvitebjørn, que se encontraba bajo 210 metros bajo el agua, la compañía petrolera estatal noruega Statoil cortó una sección de unos 25 metros de largo alrededor del área dañada y luego sujetó el nuevo segmento con juntas de manguito especiales. Después de que estos se deslizan sobre los extremos de la tubería, se usa un sistema hidráulico para sellar la junta herméticamente.

Una vez reparada la propia tubería, es necesario bombear el agua que ha penetrado en el tubo, secar el interior con una corriente de aire y, si es necesario, renovar la protección anticorrosiva. En Nord Stream, esto consiste en un revestimiento de plástico y los llamados ánodos de sacrificio, hechos de zinc y aluminio, que evitan la corrosión electroquímica.

La tecnología que se utilizará realmente en la reparación de Nord Stream depende de varios factores, incluido el alcance del daño y, lo que es más importante, qué tipo de equipo está disponible. Por ejemplo, un factor clave en la reparación del Sistema de Oleoducto Transmediterráneo sobre la superficie del agua fue que una embarcación especializada adecuada se encontraba en la región. La rapidez con la que se dispone de embarcaciones especializadas, equipos y expertos ayudan a determinar cuánto tiempo lleva reparar las tuberías. Después de todo, Nord Stream por cuenta propia tiene acceso a un grupo de equipos de reparación compartido por varias compañías de tuberías. La extensión del daño, la profundidad del agua y las condiciones en el lugar del daño también influyen en el tiempo que tardarán las tuberías en volver a estar operativas. En el caso del oleoducto de Kvitebjørn, las reparaciones tardaron cinco meses, mientras que el oleoducto del Mediterráneo volvió a estar operativo nueve meses después del accidente. En el caso de Nord Stream, es probable que tome aún más tiempo debido a las circunstancias inusuales: aún se desconoce mucho sobre la causa del daño.

Este es un artículo de opinión y análisis, y las opiniones expresadas por el autor o los autores no son necesariamente las de Scientific American.

Este artículo apareció originalmente en Spektrum der Wissenschaft y fue reproducido con permiso.

*Nota del editor (21/10/22): esta oración se revisó después de la publicación para aclarar la descripción del daño de la tubería submarina.

Lars Fischeres químico y trabaja como periodista y editor en Spektrum der Wissenschaft.

Katharine Sanderson y la revista Nature

Lena Groeger y ProPublica

Sasha Warren