Correlaciones exitosas de líneas troncales en Australia, la tierra de extensas tuberías

» Descargar Estudio de Caso en PDF (extracto de Revista, en Inglés)

El Aquascan TM encuentra fugas a distancias de más de 1KM en Sidney.

El correlador Aquascan TM de Gutermann proporcionó una serie de correlaciones de excelente calidad en los ensayos realizados en Sidney, Australia.  Sydney Water proporcionó una línea troncal de acero de 1,2 km y 600 mm OD para una serie de pruebas a realizarse para evaluar el desempeño.  La prueba fue administrada por Veolia Water & Water con la asistencia en el lugar proporcionada por ADS Environmental.

El rendimiento de ambos acelerómetros e hidrófonos fue examinado durante esta prueba.  La instalación de acelerómetros es mucho más fácil y siempre la opción preferida cuando no hay tomas disponibles. Para colocar un sensor acelerómetro, se necesita acceso a la tubería y hacer una conexión magnética.  Para utilizar hidrófonos, se debecrear un acceso (tap) en la troncal, de manera que el sensor pueda hacer contacto con la columna de agua.

Area de Despliegue
Medición 1

Se puede ver en el mapa en la página anterior que cuando un sensor se coloca en la posición "A", estará justo al lado de una de las más autopistas más transitadas de Sidney generando una gran cantidad de ruido de fondo de baja frecuencia.  Hay una fuerte posibilidad de que este ruido de fondo pueda ahogar el sonido de la fuga y hacer imposible la correlación durante los períodos de tráfico intenso. Si este es el caso las pruebas quizás tengan que ser realizadas durante la noche.

Se simuló una fuga a través de un agujero en el punto "B" mediante la colocación de una tapa sobre la válvula con un pequeño agujero de aproximadamente 1 mm de diámetro perforado en la tapa.  La válvula de drenaje se utilizó como una simulación de fugas en el punto "D".  Para crear una fuga de 1 L/S se abrió aproximadamente 2 vueltas y para crear 0,3 L/S se abrió una media vuelta.

Medición 1 es una fuga simulada en una tubería de acero de 600 mm OD sobre una distancia de 746m y la fuga se simula mediante la activación de una válvula de drenaje para generar una fuga de 1L/S.  Hidrófonos se utilizaron en esta correlación y el pico de correlación de alta calidad alta inmediatamente identificó la posición de la fuga a 428.3m del sensor A y 317.7m del Sensor B.  El correlador fijó este pico después de unos 15 segundos, entregando un resultado casi inmediatamente.  La posición real del drenaje es 426m del sensor A y 310 del sensor B.  La medición exacta de la distancia está aún por confirmarse, el dibujo indica una distancia de 736m, sin embargo la distancia ingresada en el correlador fue de 746m, un error de 10m.

Medición 2

Medición 2 es una fuga simulada en una tubería de acero de 600 mm OD sobre una distancia de 746m y la fuga se simula mediante la activación de una válvula de drenaje para generar una fuga de 1L/S.  Se utilizaron sensores acelerómetros en esta correlación y el pico de la correlación de alta calidad  identificó instantáneamente la posición de la fuga a 428.3m del sensor A y 317.7m del Sensor B.  La posición real es 426m desde el sensor A y 310 del sensor B.  La diferencia entre las correlaciones en la Medición 1 y la Medición 2 es que la Medición 1 utiliza sensores Hidrófono y la Medición 2 usa sensores acelerómetros.

Se requiere un acceso (tapping) en la troncal para utilizar hidrófonos ya que éstos realmente miden el sonido y la onda de presión en la columna de agua, mientras los sensores tipo acelerómetro hacen una conexión magnética a la pared del tubo para detectar el ruido de la fuga viajando a lo largo de la pared del tubo.  Con el éxito resonante de Medición 1 y Medición 2, la distancia se extendió a 1226m y el tamaño de la fuga se redujo a 0,3 L/S.

Medición 3
Medición 4

Medición 3 muestra la correlación con hidrófonos y Medición 4 con acelerómetros.  La fuga se encontró de inmediato con los hidrófonos en la Medición 3 y un pico de fuga de muy alta calidad ubicó muy precisamente la  posición de la fuga.  Esta pérdida se simuló con una válvula de compuerta a 0,3 L/S.

Medición 4 muestra la posición de la fuga correlacionada utilizando los sensores acelerómetro.  Los filtros tuvieron que aplicarse para mejorar la forma del pico que indicaba la posición de la fuga y el pico es mucho menos dominante que la correlación con los hidrófonos.  Los acelerómetros recogieron un rango significativamente más amplio de ruidos y estos ruidos de fondo están ahogando el sonido de la fuga.  El hecho de que el sensor A estaba justo al lado de "Liverpool Road",  una de las vías más transitadas de Sidney, habría aumentado la cantidad de ruido de fondo.  Si esta correlación se hubiera hecho en la noche con menos ruido de tráfico, esperaríamos ver un pico de mejor calidad.

Para probar el equipo hasta límites extremos se probó una nueva simulación de fuga, la cual tenía un acceso (tapping) en la troncal de acero de 600 mm OD con una manguera de plástico con una fuga de 5L/S.  Esto no fue detectado por los hidrófonos o los sensores acelerómetro  a una longitud de 1226m.

Medición 5 muestra la correlación de calidad pobre a unos 50 metros de la posición real de la fuga, esta medición se realizó con hidrófonos.

El sensor B se trasladó luego para hacer una distancia total de 220m, con una fuga por un de alrededor de 1 mm de diámetro liberando unos 8ltrs/min.  El resultado exitoso de esta correlación se muestra en la Medición 6, algo de filtrado se usó durante la correlación para encontrar la fuga en unos 30 segundos.  La posición de la fuga indicada a 100.1m del sensor A y 113.9m del sensor B se cree que tiene una precisión de 100 mm.

Medición 5
Medición 6
Medición 7

Medición 7 muestra la misma correlación de fugas con hidrófonos.  Los hidrófonos recogieron el ruido del tráfico extremo cerca al sensor A y no fue sino hasta que se aplicó el modo de "supresión de pico" para suprimir este pico que descubrimos una correlación bastante exacta con un pico de baja calidad indicando la posición de la fuga a 5 metros del lugar real.  Los hidrófonos están sintonizados a frecuencias más bajas que los acelerómetros, por lo que favorecen el ruido de tráfico de baja frecuencia sobre alta frecuencia de la fuga por el agujero.  El pico que tuvo que suprimirse se cree que era una fuga real muy cerca del sensor "A".  Inicialmente se creyó que el ruido era del tráfico, pero después de la investigación con un Kit de detección acústica de fugas Aquascope 3 parece probable que sea una fuga real.

La fuga en B se cerró y se hicieron más correlaciones, los resultados nos dieron una pérdida entre 4 y 6 metros desde el Sensor A en la dirección de B, ver en el gráfico.  La troncal fue luego probada y se usó un Aquascope para escuchar donde la correlación indicaba la fuga.  Efectivamente una fuga pudo ser escuchada.  La confirmación de la fuga se logrará con la excavación.  La correlación se redujo en longitud y el sensor B se trasladó a la ubicación B, donde la fuga fue creada originalmente.  Se hizo una correlación y el resultado de 6 m del Sensor A se muestra abajo.  Esto se sospechó que era una posible correlación fuera del rango, debido a su proximidad al sensor, pero con la confirmación del Aquascope 3 todo esto apunta hacia una fuga.

Conclusión

El correlador de líneas troncales localizó con éxito fugas en la válvula de drenaje a 1L/S y 0,3 L/S a distancias de 746m y 1226m con acelerómetros e hidrófonos durante el día.

Se encontró que los hidrófonos trabajaron mejor con la fuga simulada en la válvula de drenaje y los acelerómetros trabajaron mejor con la fuga de orificio simulada.  Se encontró también que el ruido del tráfico produce una mayor interferencia en los hidrófonos que en los acelerómetros.  Estos hallazgos son de esperar, ya que los hidrófonos operan en frecuencias muy bajas, incluyendo la gama de frecuencias de ruido del tráfico y los sensores acelerómetro trabajan en una gama mucho más amplia de frecuencias que incorpora la frecuencia más alta de una fuga de orificio.

Tanto el acelerómetro como los hidrófonos fueron eficaces en encontrar la fuga simulada de la válvula de compuerta en distancias de 1226m, sin embargo, mejoras en la tecnología se requieren para encontrar las fugas en agujeros pequeños . Yo creo que el correlador hubiera encontrado estos pequeños agujeros en la noche cuando el ruido del tráfico intenso se redujo.

Correladores de ruido de fugas proporcionan una ubicación de la fuga que por lo general con una precisión de 2 m.  Diferentes uniones y variaciones en el proceso de fabricación de tubería siempre causarán una pequeña variación en la velocidad utilizada para calcular la posición de la fuga y el resultado será siempre más preciso cuando la fuga está más cerca del centro. Una vez que la fuga es ubicada con el correlador de troncales, ésta debe ser localizada con precisión con un Micrófono de Piso o una Varilla Electrónica acústica Aquascope 3 . El micrófono de suelo obtendrá mejores resultados en fugas de baja frecuencia y la varilla electrónica acústica tendrá un mejor desempeño fugas de alta frecuencia.  Siga el camino de la tubería tomandos lecturas acústicas 10m a cada lado de la localización de la fuga a intervalos de 750mm para identificar la posición con el nivel de ruido más fuerte, la cual es probable que sea la posición exacta de la fuga.

Fue interesante encontrar que el  Correlador Aquascan 610 estándar de Gutermann también era capaz de localizar con precisión una serie de estas fugas, incluyendo la correlación sobre 1226m, lo que demuestra una vez más por qué muchas personas creen que éste es el mejor correlador en el mundo.