כך יימנע הפיצוץ הגדול הבא: טכנולוגיה מתקדמת למיפוי ועקיבות תשתיות גז תת קרקעיות

בשעה 18:11 ב-9 בספטמבר 2010, נשמע פיצוץ עז בסן ברונו, אחד מפרברי סן פרנסיסקו שבקליפורניה. בתחילה חשבו התושבים שמדובר ברעידת אדמה או במטוס שהתרסק בקרבת מקום, אבל כעבור שעה, הובהר כי היה זה צינור לחלוקת גז טבעי שהתפוצץ ממש בתוך השכונה, וגרם למותם של שמונה אנשים ולמחיקתם עד עפר של 38 בתים באזור. המכון הגאולוגי האמריקני ציין לאחר מכן כי הפיצוץ גרם לגל הלם בעצמה של 1.1 בסולם ריכטר. עדי ראייה דיווחו על “קיר אש בגובה אלף רגל”. פיצוץ זה, ומקרים דומים אחרים שהלכו ונשנו בתדירות הולכת וגוברת, העלו על סדר היום של הממשל האמריקני את מצבן החמור של תשתיות הגז הטבעי התת-קרקעיות בארה”ב.

שחר לוי, מנכ”ל ומייסד NortecView

לפי PHMSA, המנהל לבטיחות בנושאי חומרים מסוכנים ותשתיות הפועל תחת משרד התחבורה האמריקני, בין השנים 2013-1994 התרחשו בארה”ב 745 תאונות חמורות בתחום חלוקת הגז הטבעי, בעטיין נהרגו 278 בני אדם ונפצעו 1059. הנזק לרכוש כתוצאה מתאונות אלו נאמד בסכום אסטרונומי של 110,658,083 דולר אמריקני. הנתונים החמורים הללו חשפו את שורש הבעיה – לרוב חברות התשתית בארה”ב (כלומר, חברות שבבעלותן תשתיות תת קרקעיות לחלוקת גז) אין כיום מידע מדויק לגבי מיקום התשתיות, וכפועל יוצא, אין ביכולתן לעקוב אחר מצב התשתיות ובהתאמה, לבצע פעולות תחזוקה נדרשות. כך קרה, שתאונות רבות נגרמו בעקבות פגיעה לא מכוונת של גורמים מצד שלישי שחפרו באדמה ופגעו בצנרת גז תת קרקעית מאחר ולא קיבלו מידע מפורט דיו מחברות התשתית. בנוסף, צינורות ישנים העשויים פלדה החלידו והתפוררו, דבר שגרם לדליפות גז המסוכנות מאוד גם הן.
על מנת לפתור את הבעיות הללו, החליטה ממשלת ארה”ב להקצות משאבים כספיים אדירים ובכך לעודד חברות תשתית להחליף את תשתיות חלוקת הגז הישנות בחדשות והפעם, לעשות זאת תוך שימוש במערכות מדויקות למיפוי התשתיות ויצירת עקיבות (Traceability). כמובן, שבשל הצורך ההולך וגובר לשימוש באנרגיה ירוקה, קיימת גם דרישה לא מבוטלת להקמת תשתיות חדשות (ולא רק להחלפת הקיימות), כשהמטרה היא לייצר עקיבות ולמפות גם אותן באותו האופן.
במקביל לפעילות הממשל האמריקני, גוף בשם (Operations Technology Development) המפעיל קרן משותפת למחקר ופיתוח בבעלות 23 חברות תשתיות הגז המובילות בארה”ב המספקות גז טבעי ליותר מ-38 מיליון תושבים, העלה צורך זהה למיפוי תשתיות גז תת קרקעיות. לצורך כך, פנה ה-OTD למכון הגז האמריקני
(- Gas Technology Institute) על-מנת שיפתח עבור חברות התשתית פתרון כולל שיהווה סטנדרט תעשייתי חדש. עם תחילת פיתוח המערכת על-ידי המכון, עלה הצורך לצרף לפרויקט שותף עסקי שבקיא בעולם העקיבות. הסתבר, כי סמנכ”ל הפיתוח של המכון זכר כי בעבר עבד מול חברה ישראלית בשם נורטק בתחום זה, והשאר – היסטוריה. לפני כשנתיים, הקימה נורטק חברת בת בשם NortecView שעיקר עיסוקה הוא פיתוח ושיווק המערכת בעולם.
פעילותם המשותפת של NortecView ו-GTI מומנה על-ידי קרן בירד (BIRD), הקרן הדו-לאומית למחקר ולפיתוח תעשייתיים ישראל-ארה”ב, המעודדת שיתופי פעולה מסחריים בין חברות ישראליות ואמריקניות, וכן על-ידי ה-OTD.

גרף 1

תשתית הגז בארה”ב ובמרבית העולם המערבי
במדינות רבות בעולם נעשה שימוש בגז טבעי כתחליף ירוק לאנרגיה חשמלית. הגז הטבעי מגיע לצרכן הסופי (מפעלים, עסקים מסחריים ובתים) באמצעות תשתית צינורות תת קרקעית. בהקבלה למבנה תשתית המים המוכרת בישראל, “המוביל הארצי” הינו צינור להולכת גז טבעי בלחץ גבוה העשוי לרוב מפלדה בקטרים שבין ”10 ל-”42. צינור זה מונח לרוב בצדי כבישים ראשיים ואינו נמצא בקרבת אזורים מיושבים. מצינור הולכת הגז מתפצלים צינורות נוספים העשויים פוליאתילן (MAIN, SERVICE) בלחץ נמוך יותר ובקטרים קטנים יותר שמעבירים את הגז לתוך אזורים מיושבים ולמעשה, עד לצרכן הסופי.
חשיבות מיפוי ויצירת העקיבות אחר התשתית המוטמנת באזורים מיושבים (בסמוך או מתחת לכבישים ומבנים) הינה גדולה שכן באזורים אלה צפיפות התשתית עולה והסכנה לפגיעה על-ידי עבודות חפירה של גורמים מצד שלישי גוברת. כיום, על אף שהאחריות מוטלת על חברות התשתית לספק מידע רלוונטי לגורמים מצד שלישי, לא תמיד יכולות החברות לספק אותו, ואף אם כן, במרבית הפעמים, יהיה זה מידע חלקי שנסמך על מפות שאינן תמיד מעודכנות, על נתונים שהוקלדו במערכות החברה ו”סובלים” מטעויות אנוש, וכן על זיכרונם הטוב של עובדי החברה שעבדו בפרויקט הספציפי.  הטכניקות לחיבור שני צינורות פוליאתילן נקראות היתוך (FUSION), כשהמתקדמת ביניהן מתבצעת באמצעות מכונת היתוך המעבירה זרם חשמלי לתוך מחבר (JOINT) עשוי פוליאתילן ש”מתלבש” על שני הצינורות. בהיקף הפנימי של המחבר ישנו סליל מתכתי שמתחמם עם קבלת הזרם החשמלי, מתיך את המחבר והצינורות והופך אותם ליחידה אחת. מכונת ההיתוך מקבלת אינפורמציה לגבי עוצמת הזרם החשמלי הנדרש, הזמן המדויק בו עליה להעביר את הזרם החשמלי ונתונים נוספים על-ידי קריאה (שמבצע המפעיל בשטח) של מדבקת ברקוד המודבקת על גבי המחבר. לעומת הערכים הנומינליים שנקבעים על-ידי יצרני המחברים ומייצגים ערכים אופטימליים לצורך ביצוע פעולת היתוך מוצלחת, אוגרת אצלה מכונת ההיתוך את הערכים האקטואליים של ההיתוך עצמו, שיכולים כמובן להיות שונים מאלו האופטימליים ולהשפיע על איכות ההיתוך. הסטטיסטיקה כיום מלמדת, כי 25.8% מהתאונות הקשורות בתשתית הגז מתרחשות בעקבות חפירות של גורמים מצד שלישי וכן בעקבות תהליך היתוך לא איכותי כאשר מקור הכשל יכול להיות במחבר, בצינורות, במכונת ההיתוך או ברמת המיומנות של המפעיל בשטח. (ראה גרף 1)

כיצד פועלת מערכת מיפוי התשתיות?
מערכת מיפוי התשתיות (VISUS) שפותחה על ידי NortecView ו-GTI כוללת תוכנת GIS וחומרה ייעודית המסוגלת לאסוף נתונים קריטיים אודות הרכיבים המותקנים ותהליך ההתקנה באופן אוטומטי וברמת דיוק של 2 ס”מ. הנתונים מועברים באמצעות ענן ישירות לחברות התשתית. הנתונים אף מופקים בשטח על גבי מדבקה עמידה שפותחה על-ידי NortecViewבשיתוף פעולה עם Hanita Coating הישראלית והאוניברסיטה העברית ועמידה בתנאים תת-קרקעיים למשך 50 שנה.
באמצעות הטכנולוגיה החדשנית, יכולה חברת התשתית לקבל מידע מדויק בזמן אמת לגבי מיקום התשתית וכן לבצע תהליך מלא של עקיבות אחר כל רכיב שמוטמן באדמה (למשל, שם יצרן הרכיב, סדרת ייצור, מספר אצווה וכו’), כך שבמקרה ויתגלה בעתיד כי אחד מהרכיבים הינו חלק מסדרת ייצור פגומה, ניתן יהיה לדעת את מיקומו המדויק ולבצע פעולה כירורגית על מנת להחליפו. “לפני כשנתיים נפגשתי עם מנכ”ל אחת מחברות תשתיות הגז המובילות בארה”ב”, מספר שחר לוי, מנכ”ל ומייסד NortecView, “שסיפר לי כי לאחר שסיים להטמין מערכת שלמה של תשתיות תת קרקעיות בשכונה חדשה שהוקמה במרכז ארה”ב, נודע לו שסדרת ייצור שלמה של צינורות פלסטיק היתה פגומה והיה צורך מיידי בהחלפתה. מאחר ולא היה לו כל מידע לגבי מיקום סדרת הייצור הפגומה שהיוותה רק חלק מהתשתית כולה, היה עליו לחפור החוצה את כל התשתית, בעלות של 12 מיליון דולר. את הבעיה הזו ניתן היה לפתור בקלות בעזרת המערכת שלנו.” המערכת כוללת גם טכנולוגיה ייחודית בעולם לאיסוף המידע בזמן אמת על תהליך ההיתוך והחיבור של הצינורות. איסוף מידע זה מתבצע באמצעות מחשבי טאבלט או ניידים אישיים ובאמצעות מכשיר ייעודי שפותח על-ידי , המאפשר למערכת לאסוף נתונים באופן אוטומטי ואחיד ממרבית מכונות ההיתוך הפועלות בשוק האמריקני. הנתונים מוצגים באפליקציה כך שהמפעיל בשטח יוכל לוודא שההיתוך בוצע כנדרש וכן להמיר את הנתונים הללו לברקוד המודפס בשטח (באמצעות מדפסת ניידת) על גבי מדבקה בעלת עמידות מרבית בתנאים תת קרקעיים שתודבק בסמוך למחבר, כך שתיווצר עקיבות גם אחר תהליך ההיתוך. המערכת אף מנטרת את זהות העובד המבצע את ההיתוך ומוודאת כי הוא כשיר ומוסמך לבצע את סוג ההיתוך הרלוונטי.
כל המידע שנאסף לגבי מיקום, הרכיבים וההיתוך מועבר בזמן אמת ישירות למערכת ה-GIS של חברת התשתית ומאפשר למנהלת (back-office) לקבל נתונים מיידית מהשטח, עוד בזמן שהתעלה בה מטמינים את התשתית פתוחה וניתן לבצע שינוי בעלויות נמוכות, ככל שנדרש.
יתרונה הגדול של המערכת הוא האוטומציה המלאה של איסוף הנתונים ויצירת העקיבות בזמן אמת. כך, נוצרת תמונה מלאה על התשתית ורכיביה, ללא מגע יד אדם וללא טעויות אנוש.
כיום, פועלת המערכת במספר חברות תשתיות מובילות המשרתות מיליוני תושבים ברחבי ארה”ב, ובקרוב תושק המערכת גם באירופה, הודו ואוסטרליה.

אמילי שפייזר היא סמנ”כלית שיווק בחברת NortecView