El MIT Lincoln Laboratory ha desarrollado una tecnología que está transformando la forma en que la industria energética de Estados Unidos detecta y repara fugas de gas natural, ayudando a evitar pérdidas valoradas en mil millones de dólares anuales.
La magnitud del problema
Cada año, la industria energética estadounidense pierde aproximadamente el 3% de su producción de gas natural debido a infraestructuras con fugas. Este metano, invisible al ojo humano, se escapa silenciosamente a la atmósfera, representando no solo una pérdida económica masiva sino también un grave problema medioambiental.
Una solución tecnológica innovadora
La respuesta llega de la mano de Bridger Photonics, una empresa líder en detección de metano con sede en Bozeman, Montana, que ha desarrollado un lidar especializado capaz de detectar, visualizar y medir plumas de gas metano desde pequeñas aeronaves.
El componente clave de este sistema es un amplificador de potencia óptica desarrollado por el MIT Lincoln Laboratory, basado en su tecnología SCOWA (slab-coupled optical waveguide amplifier). Este lidar es entre 10 y 50 veces más potente que otros sensores aéreos remotos disponibles en el mercado.
El «milagro» que necesitaba la industria
Paul Juodawlkis, pionero de la tecnología SCOWA junto con Jason Plant, explica que «este sensor para drones capaz de obtener imágenes de metano es un gran ejemplo de la tecnología del Lincoln Laboratory en funcionamiento, combinada con una aplicación comercial de gran impacto».
Pete Roos, fundador y director de innovación de Bridger, recuerda que en 2014, cuando la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) buscaba una forma precisa y rentable de detectar fugas de metano, «mantener el gas en la tubería es bueno para todos: ayuda a las empresas a llevar el gas al mercado, mejora la seguridad y protege el medio ambiente».
Tecnología de vanguardia
¿Cómo funciona el sistema?
El lidar aéreo envía luz láser hacia el suelo y mide la luz que se refleja de vuelta al sensor. La innovación de Bridger fue combinar el mapeo topográfico con mediciones de gas. Dado que el metano absorbe luz en la longitud de onda infrarroja de 1.65 micrones, operar un láser en esa longitud de onda permite al lidar detectar las plumas invisibles y medir las tasas de fuga.
El desafío técnico era considerable: necesitaban una fuente láser con características específicas para emitir con suficiente potencia a una longitud de onda de 1.65 micrones para funcionar desde altitudes útiles. Como recordó Roos, el administrador del programa ARPA-E dijo que necesitaban un «milagro» para lograrlo.
El legado de innovación en láseres del MIT
El Lincoln Laboratory ha sido líder en tecnología de láseres semiconductores durante décadas. En 1962, el laboratorio fue uno de los primeros en demostrar el láser de diodo, que ahora es el láser más utilizado a nivel mundial.
En los primeros años 2000, Juodawlkis, Plant y otros investigadores del laboratorio reconocieron la necesidad de un amplificador óptico semiconductor estable, potente y brillante de modo único. Desarrollaron el concepto SCOWA, que resultó ser «10 veces mejor que cualquier cosa que se hubiera demostrado antes», según Plant.
Impacto comercial y adopción masiva
Resultados extraordinarios
El Gas Mapping Lidar se lanzó comercialmente en 2019 y ese mismo año ganó un premio R&D 100, reconociendo su carácter revolucionario en el mercado. Hoy, el producto está siendo adoptado ampliamente, incluyendo nueve de los 10 principales productores de gas natural de Estados Unidos.
Bruce Niemeyer, presidente de las operaciones de petróleo de esquisto de Chevron, describe la capacidad del lidar como «un cambio total de juego»: «Nuestro objetivo es simple: mantener el metano en la tubería. Esta tecnología nos ayuda a asegurar que estamos haciendo eso… Puede encontrar fugas que son 10 veces más pequeñas de lo que otros proveedores comerciales son capaces de detectar».
Aplicaciones versátiles
Bridger Photonics despliega su Gas Mapping Lidar para clientes en todo el país, conectando el sensor a aviones y drones para localizar fugas precisas en toda la cadena de suministro, desde donde se extrae el gas hasta su entrega a empresas y hogares.
En enero de 2025, la Agencia de Protección Ambiental otorgó aprobación regulatoria para la tecnología, consolidando su posición en el mercado.
Futuro de la tecnología
Expansión de capacidades
En el MIT Lincoln Laboratory, los investigadores continúan innovando nuevos dispositivos de interés nacional. El SCOWA es una de las muchas tecnologías en el conjunto de herramientas de la Microsystems Prototyping Foundry del laboratorio, que pronto se expandirá para incluir una nueva Compound Semiconductor Laboratory – Microsystem Integration Facility.
El laboratorio también está buscando socios de transferencia industrial para una tecnología que acopla SCOWA con una plataforma de circuitos integrados fotónicos. Esta plataforma podría hacer avanzar la computación cuántica y los sensores, entre otras aplicaciones.
Un recurso nacional estratégico
«Lincoln Laboratory es un recurso nacional para la tecnología de emisores ópticos semiconductores», concluye Juodawlkis, subrayando la importancia estratégica de estas innovaciones para la seguridad energética y la eficiencia de Estados Unidos.
La colaboración entre el MIT Lincoln Laboratory y Bridger Photonics representa un ejemplo perfecto de cómo la investigación académica de vanguardia puede traducirse en soluciones comerciales que abordan problemas críticos de la industria y el medio ambiente, demostrando que la innovación tecnológica puede ser tanto rentable como responsable.
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