Sin embargo, el método más común en el uso por contratistas, y para decir tristemente, aún en la actualidad, es lo que llamo el método de "busca y destruye". Esto es, utilizar técnicas cuestionables de adivinamiento y cavan un hoyo donde piensan que la fuga puede estar. Si no la encuentran siguen cavando hasta que la encuentran. ¡Este método puede llevar a perdidas de tiempo y dinero, y claro, a algunos hoyos enormes!
Fuga subterránea de vapor
Al inicio de mi carrera en ultrasonido, me solicito un contratista para localizar una fuga subterránea de vapor en la Universidad del Sur de California. El contratista fue el contratista principal que había instalado originalmente los tubos subterráneos de vapor. Desgraciadamente para él, el campus ahora parecía tener pequeños géiseres erupcionando por todas partes, creando nubes densas condensadas por todas partes del campus. La aparición de estas nubes significó grandes pérdidas de energía.
Un nuevo proyecto de construcción estaba en progreso, utilizando un tubo externo para proteger el tubo interior de acero de 16-pulgadas con un aislamiento de fibra de vidrio tipo bobinado (no un impermeabilizante anticorrosivo). Este proyecto particular fue diseñado para conectar el sistema viejo de vapor con el nuevo sistema. Las líneas de vapor subterráneas más viejas en el campus incluían una línea principal de vapor de 4 pulgadas y una línea de condensado de 2 pulgadas dentro de una camisa de acero aislante de 16 pulgadas aislado con un impermeabilizante anticorrosivo envuelto fue enterrado a 5½ pies debajo del estacionamiento. El impermeabilizante anticorrosivo es un aislante de sonido muy bueno, y no permite casi que ningún sonido sea emitido dentro del tubo para viajar a la superficie para su detección. Por lo tanto, había muy pocas oportunidades de que un detector ultrasónico escuchara un escape a 5 ½ pies debajo de la tierra.
Debido a la profundidad del tubo de vapor enterrado podía ser mejor presurizar la línea de vapor principal o la línea de condensación para aislar y saber cuál de las dos líneas tenía la fuga. Puede ser necesario para localizar el tubo utilizar un localizador de tubo si no hay signos de construcción previa ni de donde las líneas fueron tendidas.
Un punto más débil del tubo está en las conexiones. Las juntas, empaques, uniones de soldadura, la rosca de la tubería y la instalación pobre, son las razones más comunes que un tubo como éste puede tener una fuga.
Para localizar esta fuga particular, yo escogí utilizar un compresor de aire para crear una presión positiva dentro del tubo. Pensé que el aire que sale del sitio de la fuga crearía un sonido que el detector ultrasónico posiblemente pudiera oír. (Cuando se usa aire comprimido para esta aplicación particular puede ser necesario modificar el tubo, tal como soldar un cople de tubo con un acoplador conectado, para que el aire pueda ser suministrado a la línea de condensado).
De hecho, esta fuga en el campus nunca se registró en el detector de fugas balístico como una fuga. En cambio yo no vi virtualmente ningún movimiento en el medidor balístico. Sin embargo, poco después de barrer con el equipo de ultrasonido, me sorprendió oír un sonido muy suave que silbaba en los auriculares ultrasónicos del detector. Fue débil, suficiente débil que si movía el detector 18 pulgadas a la derecha o a la izquierda lo perdía.
Tome una lata de pintura en spray e inmediatamente marque una "X" de 20 pies para marcar el lugar. El contratista entonces corto y abrió el asfalto con un tractor exponiendo la camisa de acero que alberga el tubo principal de vapor y la línea de condensación. Armado con una cámara, miré como el soldador cortó una apertura en la cubierta. El descubrió un aislamiento roto de 2 pulgadas alrededor de un cople que se había partido, que causó el escape del vapor. El contratista se preguntó si el escape había sido causado por vándalos. El dijo que había sorprendido a unos vándalos en el pasado que trataban de robar la tubería de cobre. No era inusual entre los vándalos conectar una cadena a un coche o camión y sacar cuanta tubería de cobre les fuera posible, y posteriormente venderla.
Procedimiento
El Ultrasonido es muy direccional. La onda sonora de alta frecuencia es típicamente de 1/8 a 5/8 de pulgada. Al realizar una inspección subterránea de fugas, es mejor utilizar unas puntas de contacto o, si es posible, un micrófono de suelo. Este sensor podría ser el mismo sensor para escuchar los cojinetes, localizar los problemas con ventilas de vapor y/o inspecciones de válvula.
Cuando se utiliza el Ultrasonido, seleccione la punta de contacto y coloque la frecuencia en 20 khz, típicamente la frecuencia más baja en la mayoría de los detectores ultrasónicos. Recuerde - mientras más baja es la frecuencia - más grandes son las ondas sonoras – mientras más grandes son las ondas sonoras - más lejos viajaran - lo que puede hacer la detección mucho más fácil. Utilice la extensión si es necesario. El tubo de metal (hierro, galvanizado, cobre) resonará un tono audible que puede ser detectado por el detector ultrasónico. El Empujar el aire comprimido por la fuga aumentará esta resonancia, pero, si hay suficiente turbulencia (fricción) presente, no será necesario agregar una fuente de aire adicional. Por otro lado, las tuberías de plástico (PVC) virtualmente no hacen ruido cuando tienen fugas.
Cierre la zona o las válvulas del sistema principal de vapor por zonas individuales. Esto puede ayudar a aislar la fuga. Lentamente y deliberadamente, escanee el suelo utilizando la punta ultrasónica de contacto o micrófono de suelo y escuche cambios sutiles.
Tubería contra incendios
El Ultrasonido fue muy efectivo para encontrar una fuga en una tubería contra incendios en una planta de manufactura en Minneapolis, Minesota, EEUU. Esta fuga era parte del sistema principal contra incendios. Aquí está la historia. ...
Al realizar una inspección de rutina de detección de fugas en la planta, un técnico de mantenimiento decidió escuchar varios tubos del sistema principal. Utilizando la punta de contacto del receptor ultrasónico en la frecuencia de 20 khz, el técnico tocó unos cuantos tubos del soporte y comparó las lecturas. El tubo con la lectura o decibeles más altos significó que el técnico estaba buscando cerca del objetivo. El encontró el tubo con la lectura más alta, escuchó otra vez con la punta de contacto y suavemente empujó de un lado a otro. Después de identificar el tubo, se fue a almorzar. Después del almuerzo, regreso al sitio para terminar su inspección. Desgraciadamente, se encontró con agua hasta su tobillo. Las buenas noticias fueron que encontró el tubo correcto con el ultrasonido. Las malas noticias fueron que al mover el tubo de un lado a otro se fracturó la línea lo que permitió a la tubería contra incendio inundar el área.
Ultrasonido o Sonido-sónico?
Ni el ultrasonido ni el sonido sónico deben ser eliminados de su lista de instrumentos para localizar fugas subterráneas. El sonido sónico (de baja frecuencia, ondas largas) es utilizado más por las instalaciones y los servicios de detección de fugas subterráneas a nivel mundial. ¿Recuerda las historias del viejo oeste y cómo nuestros antepasados colocaban una oreja en la vía férrea para oír el sonido de un tren aproximándose? ¿O poner una oreja al suelo para oír el sonido de los soldados mientras cabalgaban en las llanuras? Las bajas frecuencias viajan grandes distancias y por lo tanto es muy efectiva para la detección de fugas subterráneas. El Ultrasonido o sonido de alta frecuencia, tiene ondas cortas, típicamente de 1/8 a 5/8 de pulgada de largo, y es muy direccional. Los objetos en el camino del Ultrasonido pararán las ondas, y, consecuentemente, el sonido.
La tierra floja no transmite el sonido así como la tierra duramente comprimida. Las líneas enterradas a mayor profundidad de 7 a 8 pies tienden a absorber los sonidos de fugas de agua. Pero las líneas que son sólo están a 3 - 4 pies de profundidad son mucho más fáciles de oír en la superficie del suelo. La atenuación baja de la frecuencia del sonido es aproximadamente 40 dB por pie3 de profundidad.
También, las frecuencias más altas de sonido (onda corta) son absorbidos más rápidamente en la tierra que en frecuencias bajas (onda larga).
Las tuberías de cobre, galvanizado o de acero producen sonidos que son más fuertes (Figura 3) y eso es más alto en frecuencias (Figura 4) que en la tubería de PVC. Por lo tanto, el conocimiento del material de la tubería es importante.
Si el usuario sabe que la fuga es pequeña, (60 psi o más), y está en una tubería de hierro, acero o cobre, los sonidos deben estar en una gama audible de alta frecuencia, quizá 400 Hz a 1200 Hz. Por otro lado si una fuga es grande (30-40 psi), y es tubo de PVC, entonces los sonidos deben estar en una gama más baja de frecuencia, quizá 200 Hz hasta 600 Hz.
Como se muestra en la Figura 5, la tubería de cobre, acero o hierro (6 -12 pulgadas de diámetro) puede transmitir el sonido a centenares de pies, mientras el PVC del mismo diámetro sólo puede transmitir el sonido 100-500 pies.
¿Qué estoy escuchando?
La resonancia del tubo o la vibración son a menudo el ruido de fuga más intenso, sonando como un "soplido" o un "silbido". EL sonido de agua corriendo por la tubería es generalmente una señal muy débil. Aunque haya podido utilizar este tipo de señal para seguir un tubo para localizar la fuga y/o las válvulas en el sistema, es bastante difícil. Sin embargo, si la señal es fuerte en un cierto punto, y se deja de escuchar después de mover el sensor, probablemente este directamente sobre la fuga. En una ocasión me llamaron a un trabajo donde el agua salía del suelo directamente del camino de las líneas eléctricas subterráneas. Después de que la empresa de servicio público hubiera marcado estas líneas, utilicé esas marcas para recorrer ese camino en la espera de encontrar el punto donde se encontraba la ruptura de la tubería. Afortunadamente, en 5 minutos había localizado el punto de escape, que acabó por ser una tubería de agua de 6 pulgadas justo encima de una zanja de una línea eléctrica. El sonido realmente me recordó un "arroyo balbuceando" o una corriente de montaña. Las grandes fugas pueden, de hecho, crear una cavidad subterránea. Si este es el caso, usted nunca puede oír el sonido del agua que se filtra del tubo. Corte el suministro y de unas cuantas horas para disiparse, entonces utilice el aire y el agua que queda en la línea para empezar su inspección. El sonido de la fuga se escuchara como "escupiendo" o un "chisporroteo". Pero una vez que la cavidad se llena de agua otra vez, el sonido será más como soplando aire a través de una paja y creando burbujas, o un sonido como de "borboteo".
El Ultrasonido puede ser limitativo
El utilizar el ultrasonido (alta frecuencia, de 20 khz de –200 khz) para la detección de fugas subterráneas no es tan común como el sonido sónico (de baja frecuencia, 100 Hz – 1200 Hz). Pero el uso de aire comprimido es necesario a veces para ayudar en el descubrimiento de fugas cuando se usa baja frecuencia. Sónico o de baja frecuencia es lo que usted y yo oímos, así que es a veces es difícil de utilizar en áreas de mucho tráfico. La alta frecuencia o ultrasonido puede estar limitando también. De hecho, me a tocado escuchar como suenan las balatas del freno de camiones o automóviles cuando se acercan a un área que estoy inspeccionando. Tenga presente que aviones, trenes y automóviles pueden intervenir con la detección de fugas. Su presencia podría extender también la cantidad de tiempo que le toma para encontrar una fuga porque usted puede tener que parar y esperar que el tráfico o los aviones dejen de pasar antes de continuar su inspección.
Por otro lado, la alta frecuencia suena por encima del rango del oído humano. Así que lo que es típicamente ruidoso para usted o para mí, no es ruidoso al receptor ultrasónico. Las plantas de fabricación o industriales con piscinas, fuentes, sistemas presurizados de agua, así como tuberías de aire comprimido y/o otros gases pueden querer invertir en un sistema sónico y ultrasónico de detección. Ambos sistemas son útiles bajo circunstancias diferentes. Si usted tiene ambos, usted tendrá una mejor oportunidad en encontrar esas fugas subterráneas.
Un agradecimiento especial a Sub-Surface Instruments, www.sslocators.com , Houston, TX por los datos técnicos y la información.
Jim Hall es el presidente de Ultra-Sound Technologies, una compañía Vendedor-Neutral que proporciona consultoría de mantenimiento y capacitación predictiva en el lugar.
