OLEODOTTO
OLEODOTTO
. L'o. è un mezzo per il trasporto del petrolio grezzo e/o dei prodotti derivati dal petrolio grezzo. Comprende tubazioni in acciaio, stazioni di spinta, impianti per ricevere, immagazzinare e consegnare gl'idrocarburi liquidi trasportati, sistemi di misura e telecomunicazione.
Il primo o., lungo circa 10 km e del diametro di 5 cm, fu costruito in Pennsylvania, negli SUA, nel 1865. Il mezzo alternativo di trasporto era costituito dai carri tirati da cavalli che trasportavano petrolio grezzo immagazzinato in barili. Da allora vi è stata una rapida crescita dell'uso degli o. in tutti i continenti. La lunghezza complessiva degli o. nel mondo supera oggi le diverse centinaia di migliaia di km e i diametri raggiungono 150 cm. I volumi trasportati superano il miliardo di tonnellate/anno. La necessità di tutti questi o. è legata alla richiesta mondiale di energia ottenuta dal petrolio e agli sviluppi della petrolchimica.
L'o. è un mezzo di trasporto di liquidi, come le navi, le chiatte, i carri cisterna ferroviari e le autocisterne. Gli o. hanno però alcuni vantaggi intrinsechi sugli altri mezzi di trasporto. Infatti sono mezzi di trasporto continui, silenziosi, non hanno bisogno di tornare vuoti al punto di origine, non sono influenzati da condizioni atmosferiche o dagl'intasamenti del traffico. Tutta l'energia richiesta negli o. è usata per il trasporto del liquido e nulla viene usato per il movimento del mezzo di trasporto. Inoltre gli o. sono il mezzo di trasporto più sicuro che si conosca e non inquinano l'ambiente, ma hanno lo svantaggio di mancare di flessibilità. Una volta costruiti possono trasportare liquidi tra punti lungo una rotta fissa e il volume massimo trasportabile è definito entro limiti abbastanza precisi. Inoltre i costi operativi sono fissi per la maggior parte (circa 75%) e sono sostenuti al momento della costruzione: sono quindi in larga parte indipendenti dal quantitativo di liquido trasportato. Perciò se il volume previsto diminuisce, il costo di trasporto per unità di volume aumenta e altri mezzi di trasporto tendono a diventare più economici.
La scelta del mezzo di trasporto più economico dev'essere fatta caso per caso. In generale l'o. è il mezzo più economico per trasporti via terra purché i volumi siano adeguati. Gli o. sono talvolta economici anche rispetto a trasporti via acqua quando particolari condizioni geografiche dànno loro il vantaggio della distanza.
Con larga approssimazione, posto uguale a 1 il costo di trasporto con grosse petroliere, il costo con o. di volume adeguato è 3, quello con chiatte 6 e con autocisterne 25. In generale le navi sono usate per quantità grandi su lunghe e medie distanze, le autocisterne per brevi distanze e quantità piccole e gli o. per grandi quantità su distanze lunghe e corte. L'o. è infatti sempre competitivo per distanze minime e quantità adeguate, in quanto è un mezzo di trasporto che non richiede costi di caricazione e scaricazione.
Gli o. sono un mezzo molto usato per il trasporto di petrolio greggio e suoi derivati. Il petrolio estratto dai pozzi petroliferi viene convogliato con o. a impianti di raccolta ove l'acqua e i gas eventualmente presenti vengono separati. Dai vari centri di raccolta il petrolio viene trasportato attraverso o. di diametro crescente e in quantità sempre maggiori ai terminali di caricazione delle navi cisterna, o direttamente alle raffinerie.
Dalle raffinerie i prodotti derivati da petrolio greggio vengono trasportati con o. ai depositi per la caricazione di autobotti che consegnano i prodotti ai vicini clienti e alle stazioni di servizio per gli automobilisti.
Sia i vari tipi di greggio sia i vari prodotti sono spesso trasportati in sequenza attraverso lo stesso o. senza alcuna separazione. La sequenza è preselezionata in modo che il piccolo quantitativo dei prodotti che risultano miscelati all'arrivo può essere iniettato nel prodotto puro senza alterarne le caratteristiche. Per es., greggi di diversa viscosità vengono trasportati in sequenza; gasolio o nafte vengono trasportati in sequenza a greggio e così pure benzine, cherosene, gasolio. Tutti i volumi ricevuti e consegnati lungo il percorso dell'o. dai diversi utilizzatori sono misurati accuratamente. Perciò la programmazione dei volumi da trasportare in un sistema complesso di o., che serve diverse raffinerie e depositi, è una procedura complicata e i calcolatori elettronici sono spesso usati per aiutare i programmatori.
Negli ultimi anni o. sono stati usati per il trasporto di alcuni prodotti speciali come ammoniaca, etilene, propilene, oppure per il trasporto di carbone usando come veicolo l'acqua.
Costruzione degli oleodotti. - Diversi fattori devono essere valutati attentamente e con grande esperienza prima di decidere se costruire un o. che dai calcoli sembra il mezzo più economico di trasporto. La previsione dei volumi da trasportare è la fase più delicata in quanto deve prevedere lo sviluppo di richieste di energia in un arco di tempo di 10 o 20 anni. Per questa ragione diverse compagnie petrolifere si associano per costruire grandi o. aumentando i volumi previsti e diminuendo i rischi commerciali e i costi di trasporto. Per es., una linea da 60 cm di diametro ha una capacità di trasporto quadrupla rispetto a una linea da 30 cm; costa solo 2 volte per l'investimento e il costo unitario di trasporto è la metà. Altre considerazioni importanti sono lo sviluppo tecnologico dei mezzi di trasporto alternativo (per es., l'aumento di dimensioni delle petroliere), la stabilità politica dei paesi attraversati dall'o., la diverse leggi fiscali o regolamenti dei paesi attraversati, la continuità nei rifornimenti, la diversificazione delle rotte di approvvigionamento. In definitiva la decisione di costruire un o. è una scelta complessa in quanto spesso decide il costo dell'energia prodotta dal petrolio e il grado di sviluppo industriale dei paesi attraversati.
Una volta decisa la costruzione, i tecnici definiscono la scelta del diametro della tubazione. I fattori principali sono il costo di costruzione, il costo dell'energia per il trasporto dei liquidi, il costo del denaro per finanziare l'investimento e le particolari leggi fiscali dei paesi attraversati. Per ogni data quantità da trasportare questi fattori permettono di definire il diametro ottimo; in genere se l'energia costa più del denaro, il diametro sarà più largo in quanto occorre meno energia per far passare lo stesso liquido attraverso un tubo più largo.
La linea retta è preferita perché si riduce il costo di costruzione. Talvolta s'incontrano ostacoli naturali da superare: terreni rocciosi, fosse profonde nel mare, montagne, città. La rotta assume allora un andamento non rettilineo. La zona da attraversare viene fotografata dal cielo, la compattezza del terreno, o del fondo marino, viene saggiata mediante carotaggi. I dati raccolti vengono studiati su mappe e infine i tecnici decidono qual è in linea di massima la rotta da seguire tenendo conto sia del costo di costruzione iniziale sia del futuro costo di manutenzione sia dei futuri sviluppi delle zone attraversate. Si può quindi passare alla fase di progettazione in dettaglio e di costruzione.
Generalmente le compagnie che utilizzeranno l'o. assumono una ditta d'ingegneria per progettare l'oleodotto. La progettazione di o. è un campo molto specializzato e i problemi di progettazione variano da caso a caso, come pure le regolamentazioni tecniche approvate dai vari paesi. Le stazioni di spinta sono generalmente costruite all'aperto, la tubazione è interrata, misure protettive contro la corrosione sono applicate, è necessario un sofisticato sistema di telecomunicazioni e telecomandi e i dispositivi di sicurezza sono scelti con cura. I rappresentanti delle compagnie utilizzatrici controllano la ditta d'ingegneria per assicurare i servizi necessari all'o. al minimo costo.
Una volta finita la fase di progettazione si ordina il materiale per la costruzione e si stendono i contratti per la posa delle tubazioni. Una delle voci più importanti è il tubo stesso sia dal punto di vista del costo sia della sicurezza. Fortunatamente i tubifici hanno migliorato la qualità del loro prodotto negli ultimi 30 anni e oggi si può acquistare un tubo veramente sicuro che non scoppierà alle alte pressioni di prova a cui viene assoggettato prima che l'o. entri in servizio. I tubi sono formati da lamiere, sono lunghi 10 ÷ 14 m e sono normalmente elettrosaldati su una generatrice. Durante tutte le fasi della produzione si ha un controllo con sofisticati mezzi di analisi per individuare tubi che mostrano difetti e vanno scartati. Le analisi non distruttive sui tubi riguardano sia il materiale sia le saldature. Si eseguono pure prove distruttive su alcuni tubi per verificare l'elasticità, lo snervamento e le proprietà a freddo dei materiali. Tutti i tubi vengono provati a pressione e a caso vengono scelti alcuni tubi per prove chimiche che indicano la composizione del materiale. Dopo che i tubi sono stati individualmente sottoposti a queste prove di pressione, essi vengono marcati dal compratore per essere individuati.
La ragione di tutte queste precauzioni è il costo elevato di riparazione di tubi difettosi quando l'o. viene provato ad alte pressioni con acqua prima di entrare in regolare servizio. I tubi vengono rivestiti con materiali isolanti per evitare la corrosione e se usati per il trasporto di combustibili caldi con materiali che evitano la dispersione termica.
Speciali macchine eseguono lo scavo nel terreno, negli alvei dei fiumi e sul fondo di mari poco profondi. La profondità dello scavo varia da caso a caso ma non è mai inferiore a 1 metro. I tubi vengono saldati; le saldature radiografate e quelle che potrebbero essere difettose vengono rifatte. Tratti di tubazione di circa 100 m vengono posti nello scavo e ricoperti. I metodi di saldatura, scavo, posa della tubazione variano a seconda della natura dei problemi tecnici da superare. Per posa in mare (fino a 200 ÷ 300 m di profondità) vi sono navi speciali che sono ovviamente ben diverse da quelle usate per la posa in terreni paludosi. Esplosivi vengono usati per aprire uno scavo in zone rocciose, sorbone per scavi in alvei melmosi. La velocità di costruzione di un o. può variare da alcuni km a poche decine di metri al giorno.
La prova finale di un o. prima d'iniziare le operazioni è fatta quando la tubazione è interrata. Questa prova finale è fatta riempiendo la tubazione di acqua a pressioni molto superiori alle normali condizioni di esercizio. La pressione viene mantenuta per permettere che eventuali piccoli difetti si esaltino e la tubazione si rompa quando è ancora piena di acqua. Quando la prova è superata può iniziare l'esercizio silenzioso e sicuro dell'oleodotto. Nel frattempo sono stati costruiti serbatoi, stazioni di spinta e di misura.
La stazione di spinta è il cuore dell'oleodotto. Serve infatti a trasformare energia (normalmente elettrica) in un'altra forma di energia (pressione) che permette di trasportare i liquidi entro tubazioni. I liquidi si muovono nella tubazione da un punto a pressione elevata a un punto a pressione minore. La velocità di trasporto è maggiore quanto più grande è la differenza di pressione tra i due punti. Più energia viene consumata per il trasporto se maggiore è il peso dei liquidi da trasportare, maggiore è la loro viscosità, più lungo è il percorso. Le macchine per trasformare l'energia elettrica in pressione sono normalmente pompe centrifughe azionate da motori elettrici. Ove manca l'energia elettrica è economico usare turbine che bruciano gas oppure una piccola parte dei liquidi trasportati. Il consumo di energia dipende anche dalla differenza di altitudine del punto di partenza e di arrivo dell'oleodotto.
La stazione di misura comprende contatori a volumi e attrezzature per tarare i contatori. La precisione delle misure è dello 0,1% e la precisione della taratura è dello o,02%. La precisione molto spinta è necessaria in quanto con grossi volumi errori anche piccoli significano errori costosi nella riconsegna dei liquidi trasportati.
Il sistema di comunicazioni è ottenuto con cavi telefonici interrati assieme alla tubazione o con sistema radio.
Esercizio degli oleodotti. - Le attività dell'esercizio sono la programmazione dei trasporti, le operazioni di messa in moto e fermata delle stazioni di spinta; le operazioni di apertura e chiusura delle valvole che mettono in comunicazione con i vari punti di ricezione e consegna dei liquidi trasportati; la misurazione dei volumi e infine la manutenzione e sorveglianza di tutte le attrezzature dell'oleodotto. Un o. è un sistema molto automatizzato che richiede per l'esercizio poche persone altamente specializzate. Molte attrezzature completamente automatiche vengono operate a distanza e visitate dal personale solo saltuariamente. Quindi è importante il sistema di comunicazione che permette al personale di muoversi rapidamente verso il punto ove si fosse verificato un qualsiasi guasto. Normalmente il personale di manutenzione è in continuo movimento su automobili o motoscafi o elicotteri e in costante comunicazione radio con la centrale operativa. Le attrezzature che richiedono manutenzione preventiva, cioè prima che si verifichi un guasto, sono le parti mobili delle pompe delle stazioni di spinta, i sistemi di sicurezza, telecomunicazione e misura.
Uno dei compiti dell'esercizio è prevenire danni alla tubazione interrata. In zone molto abitate come in Europa vi è un notevole numero di costruzioni che sorgono in vicinanza di oleodotti. Per es., la costruzione di strade, case, la posa di cavi telefonici, ecc., sono tutte attività che devono essere sorvegliate in quanto possono avvenire rotture accidentali durante scavi eseguiti da persone che non sono state specificamente avvertite dell'esatta posizione dell'o. o che dopo diversi anni si sono dimenticate dell'esistenza della tubazione interrata. Devono essere sorvegliate anche le frane nei terreni montagnosi e i fiumi che in talune zone cambiano percorso e possono mettere allo scoperto tubazioni che originariamente erano ben interrate. Nelle zone desertiche, ove l'o. è generalmente non interrato, il movimento delle dune di sabbia va sorvegliato. Talvolta si rende necessario o economico variare il percorso dell'o. per brevi tratti sia per movimenti geologici che non erano stati previsti nella fase di progettazione sia per l'allargarsi delle zone urbane ove il terreno edificabile acquista un notevole valore.
Altra attività dell'esercizio è mantenere un'adeguata protezione contro le corrosioni. La tubazione è rivestita di materiale isolante che tuttavia può nel corso degli anni deteriorarsi a causa dell'acqua o di movimenti lenti del suolo lasciando non protetti alcuni punti dell'oleodotto. In questi punti inizierebbe la corrosione, e per evitare ciò la tubazione viene mantenuta a un potenziale elettrico tale, rispetto alle strutture interrate esistenti nelle vicinanze, che con le eventuali correnti elettriche, che si formano, non sia l'o. a corrodersi. Esistono organismi tecnici dei vari utilizzatori del sottosuolo che decidono di comune accordo i valori dei potenziali elettrici delle strutture interrate.
Talvolta, molto raramente, succede che l'o. si rompa. Le cause di rottura sono generalmente corrosioni, rotture provocate dall'uomo, rotture dovute a sforzi eccessivi esercitati sulla tubazione per cause naturali (per es., frane, terremoti). Tutta l'industria dell'o. collabora a mantenere le statistiche di queste rotture per individuare le cause principali ed eliminarle. Il numero di rotture per anno in tutta l'Europa occidentale è di 10 ÷ 15 e il volume sparso è lo 0,00001% del trasportato, cioè meno di una parte per milione. Inoltre la quasi totalità di quest'olio è recuperato. Una volta avvenuta la rottura la riparazione dell'o. è semplice: basta infatti sostituire il breve tratto danneggiato. Tale riparazione e il recupero del prodotto fuoriuscito è compito dell'esercizio e normalmente le diverse compagnie collaborano tra di loro in caso di necessità. È infatti vantaggio di tutta l'industria degli o. mantenere basso il numero di rotture, evitare inquinamenti dell'ambiente e mantenere l'immagine, conquistata con i fatti, dell'o. come mezzo di trasporto sicuro e non inquinante.
Quando la richiesta di trasporto aumenta è sempre economico ampliare l'o. piuttosto che costruirne uno nuovo. L'ampliamento si fa aggiungendo stazioni di spinta o costruendo tratti paralleli dell'oleodotto. Successivi ampliamenti hanno portato a sistemi di o. che hanno 3 o più tubazioni parallele con diametri diversi e decine di stazioni di spinta. Talvolta invece considerazioni di flessibilità di rifornimento consigliano di costruire o. che partono da punti diversi per servire un certo mercato di energia.
La tariffa è il denaro richiesto dai proprietari dell'o. per effettuare il trasporto. L'insieme delle tariffe è il fatturato che serve a coprire i costi operativi fissi e variabili, i costi finanziari dei prestiti per la costruzione, l'ammortamento e gli utili sul capitale investito. Sono in genere le stesse società petrolifere che posseggono gli o. e li usano per il trasporto dei propri idrocarburi. Alcune compagnie offrono l'uso di o. ad altre compagnie petrolifere. È infatti conveniente per la riduzione dei costi di trasporto che l'o. sia usato con continuità al massimo della portata. Infatti i costi operativi per movimentare il prodotto sono la minima parte dei costi fissi. Aumentando il movimentato i costi fissi possono essere suddivisi su un volume maggiore con conseguente riduzione della tariffa.
Alcuni paesi, per es. gli SUA, hanno regolamentato il massimo utile delle compagnie di o. e hanno sancito il diritto di tutti a usare l'o. alla stessa tariffa. Inoltre, se vi è scarsezza di capacità di trasporto, la capacità esistente andrà suddivisa tra proprietari e utilizzatori non proprietari in base ad alcune eque regole prefissate. Questo tipo di legislazione è tesa a ottenere le tariffe minori e quindi costi di energia minori per i consumatori finali. È da notare che, ove il legislatore non ha regolamentato l'utilizzo del "mezzo" o., le società petrolifere hanno in genere regole interne di buon comportamento che tendono alla riduzione delle tariffe per cui l'o. si può veramente considerare un mezzo al servizio di tutti i consumatori finali di energia e un investimento remunerativo per i proprietari. In alcuni paesi (SUA) le azioni e le obbligazioni emesse da società di o. sono particolarmente richieste dai risparmiatori in quanto fonte di reddito sicuro.
I maggiori sistemi di oleodotti europei. - I maggiori sistemi di o. si trovano in Medio Oriente, Nord America, Alasca e URSS per il trasferimento del greggio dai pozzi di estrazione ai terminali di caricazione delle petroliere o alle raffinerie.
Tuttavia anche in Europa si hanno o. capaci di trasportare decine di milioni di tonnellate/anno di idrocarburi per diverse centinaia di km. Gli o. principali europei (fig. 1) trasportano petrolio greggio dai porti di discarica delle petroliere alle raffinerie interne. I maggiori sistemi sono l'o. del Sud-Europa (SEPL) e l'Oleodotto Transalpino (TAL) che partono rispettivamente da Marsiglia e da Trieste. Entrambi questi sistemi di o. riforniscono molte raffinerie di 11 società petrolifere nazionali e internazionali, attraversano 3 paesi e trasportano in continuazione energia nel cuore dell'Europa.
In Italia il maggiore sistema di o., proprietà dell'ENI, si chiama CEL (Linea Europa Centrale) e rifornisce la Svizzera, la Rep. Fed. di Germania e diverse raffinerie della Valle Padana con petrolio e prodotti scaricati nel porto di Genova. In fig. 2 è data la rete degli o. nazionali italiani. Vedi tav. f. t.