Piedras angulares: Los primeros gasoductos – Parte 1

En gran medida invisible, un pilar fundamental de la industria de compresión de gas natural fue el desarrollo de gasoductos seguros y confiables . En los inicios del desarrollo petrolero en Estados Unidos, el gas se consideraba un subproducto a menos que pudiera utilizarse cerca del pozo productor. Se descubrieron enormes pozos de gas, pero este se veía como una materia prima sin valor que se quemaba o simplemente se dejaba escapar a la atmósfera. La idea de transportarlo por gasoducto a largas distancias para convertirlo en un bien comercializable aún no se había concebido.

El primer oleoducto fue una tubería de hierro forjado de 8 km (5 millas) y 51 mm (2 pulgadas) de diámetro, construida en 1865 cerca de Pithole, Pensilvania. Aunque inicialmente fueron objeto de burla, los oleoductos compitieron con los ferrocarriles y los transportistas de petróleo de la época. John D. Rockefeller afirmó que toda la industria se habría estancado sin el desarrollo de los oleoductos.

Como el gas natural no podía almacenarse en barriles ni transportarse, fue necesario desarrollar gasoductos subterráneos para llegar a los mercados lejanos.

Hecho de madera

Los primeros gasoductos se construyeron de madera, comenzando en Fredonia, Nueva York, en 1821. En 1823, el gas que brotaba de la costa sur del lago Erie se capturó y se condujo a través de tuberías de pino hasta un faro. Las tuberías de madera se usaban para el gas manufacturado en varias ciudades de Nueva York desde 1854, y algunas siguieron en funcionamiento hasta 1929.

Figura 1. Tubería de gas de tronco hueco con válvula de compuerta de hierro.

El origen de miles de kilómetros de oleoductos subterráneos de larga distancia en Estados Unidos comenzó con un audaz experimento que fracasó estrepitosamente . En 1870, se iniciaron las obras de un oleoducto de 40 km (25 millas) desde West Bloomfield hasta Rochester, Nueva York.

En aquella época, las tuberías de hierro de gran diámetro eran escasas y las de acero aún no existían, por lo que se utilizaban troncos de pino ahuecados. Se comprimían bandas de hierro alrededor de troncos ahuecados de entre 0,6 y 2,4 metros de longitud, que luego se recubrían con alquitrán por dentro y por fuera.

Las juntas se sellaban sumergiendo el extremo de un tronco en alquitrán caliente e introduciéndolo en otro. Los troncos de madera tenían poca flexibilidad, por lo que las curvas eran muy graduales. Se insertaron válvulas de compuerta de hierro en la tubería en puntos frecuentes; un ejemplo de ellas se muestra en la figura 1, excavada tras años de servicio.

A medida que avanzaba el proyecto de Nueva York, el gas fluía por la tubería y, al colocar cada válvula, se cerraba para contener una presión de aproximadamente 8 psig (0,6 bar) para realizar pruebas de fugas. Las válvulas no se cerraban herméticamente, por temor a que la presión del pozo pudiera reventar la tubería. Las fugas se reparaban envolviendo la tubería con tiras de arpillera empapadas en alquitrán o mantas sobrantes de la Guerra Civil, sujetas con dos semicírculos de hierro atornillados entre sí.

El proyecto representó una gran hazaña de ingeniería para la época. Al principio, hubo pocas fugas y se logró transportar un buen flujo de gas a una presión adecuada hasta 8 km de Rochester. Sin embargo, la presión aumentó considerablemente y el gasoducto explotó.

La línea férrea finalmente llegó a Rochester en 1872. Sin embargo, sufría constantes fugas y filtraciones de agua y lodo que se congelaban en las tuberías. Cuando la demanda era baja, la presión aumentaba y las tuberías reventaban. La línea fue abandonada poco después .

Primer uso de tubería de hierro

El primer uso de tubería de hierro para un gasoducto de larga distancia se produjo en 1872. La tubería de hierro fundido existía desde la década de 1840, y las tuberías de hierro fundido y forjado (dúctil) de diversos diámetros se utilizaban comúnmente en los pozos petrolíferos. Un gasoducto de hierro forjado de 2 pulgadas (51 mm) desde Newton hasta Titusville, Pensilvania, permitió que una presión de boca de pozo de 90 psig (6,2 bar) impulsara el gas a lo largo de unos 8 km (5 millas).

En 1876, se instaló un gasoducto de hierro fundido de 17 millas (27 km) y 6 pulgadas (152 mm) de diámetro desde el condado de Butler hasta Etna, Pensilvania, para abastecer una fábrica de hierro a una presión de 119 psig (8,2 bar). Otras fábricas de hierro y acero de Pittsburgh recibieron suministro en la década de 1880 mediante nuevos gasoductos que transportaban el gas desde pozos de la zona, incluido uno que George Westinghouse había perforado en su propiedad.

Figura 2 Grupos de tenazas atornillando tramos de tubería de hierro, c. 1900.

La revista Harper's Magazine informó en 1886 que el gas natural en Pittsburgh ya estaba desplazando más de diez mil toneladas de carbón diariamente.

En 1885, los intereses de Rockefeller instalaron un oleoducto de hierro forjado de 203 mm (8 pulgadas) de diámetro desde Oil City hasta Titusville, parte del cual permaneció en servicio durante 70 años. En 1889, la Equitable Gas Company fabricó un gasoducto de 34 km (21 millas) y 914 mm (36 pulgadas) de diámetro con placas de acero de 6,4 mm (0,25 pulgadas) de espesor, remachadas y selladas para evitar fugas.

En 1886, se construyó un oleoducto de hierro forjado de 140 km (87 millas) y 203 mm (8 pulgadas) de diámetro, con acoplamientos roscados, desde Kane, Pensilvania, hasta Buffalo, Nueva York. Este oleoducto seguía en funcionamiento en 1973, cuando se renovó insertando en su interior una tubería de plástico de 102 mm (4 pulgadas). En 1898, un oleoducto paralelo de 203 mm (8 pulgadas) de diámetro utilizó por primera vez acoplamientos Dresser en lugar de juntas roscadas. Estos acoplamientos autoempañantes con juntas de goma, desarrollados por Solomon R. Dresser, permitieron que este oleoducto funcionara a 17,2 bar (250 psig).

Trabajo intensivo

La construcción de los primeros oleoductos requería mucha mano de obra. Las zanjas se excavaban con picos y palas. Los trabajadores, golpeando martillos de ocho libras sobre un pozo perforador, despejaban las rocas y abrían túneles bajo las colinas de roca sólida. Una vez transportados los tramos de tubería de hierro, de longitud variable, con equipos de mulas que tiraban de carros o trineos, se atornillaban y apretaban con tenazas, como se muestra en la figura 2.

Pasaron casi 70 años desde el descubrimiento del primer pozo de gas en Fredonia hasta que se descubrió cómo transportar gas a más de 100 millas (161 km).

En 1891, se construyeron dos tuberías paralelas de hierro forjado roscado de 120 millas (193 km) y 8 pulgadas (203 mm) desde cerca de Greenwood, Indiana, con una presión en la boca del pozo de 525 psi (36,2 bar), hasta Chicago, Illinois.

Poco después de 1900, el gas natural se extendió a centros industriales como Cincinnati, Cleveland y Toledo, Ohio.

Gasoductos - cronología.