ES2306545A1 - Metodo y dispositivo de verificacion de estanqueidad y/o deteccion de fugas en tanques. - Google Patents
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Abstract
Método y dispositivo de verificación de estanqueidad y/o detección de fugas en tanques. Aplicable a tanques de almacenamiento de productos petrolíferos líquidos y productos químicos que se encuentren ¿vacíos¿ y ¿desgasificados¿. Consta de 3 partes: 1) Selección de la instrumentación y dispositivos adecuados para la realización de este tipo de pruebas con una garantía de detección de fugas del orden de 100 ml/h, y para el envío de las señales de la instrumentación, a un ordenador portátil. 2) Implementación y utilización de técnicas de acondicionamiento de la señal, y técnicas de análisis en el dominio del tiempo y en el de la frecuencia, sobre señales de presión adquiridas durante la ejecución de este tipo de pruebas. 3) Desarrollo de un software, basado en las conclusiones de la aplicación de las técnicas citadas, sobre multitud de pruebas, capaz de trabajar ¿en tiempo real¿ y expedir de forma automática un diagnóstico de estanqueidad o presencia de fugas.
Description
Método y dispositivo de verificación de
estanqueidad y/o detección de fugas en tanques.
La presente invención, según lo expresa el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un método y
dispositivo de verificación de estanqueidad y/o detección de fugas
en tanques, en especial en instalaciones de almacenamiento de
productos petrolíferos líquidos y productos químicos y surge para
cumplir con las exigencias legislativas sobre los tanques de simple
pared enterrados que pertenecen a éstas instalaciones, exigencias
que obligan antes de poner en servicio éstos tanques, a la
realización de pruebas, tras una limpieza e inspección y/o una
reparación interior (según se indica en el informe UNE 53 991 IN),
y antes de su enterramiento definitivo (se denominan pruebas en el
lugar de emplazamiento).
Mediante éste sistema (método y dispositivo) se
consigue la verificación de estanqueidad y/o detección de fugas,
cuando los tanques se encuentran "vacíos", es decir, sin
producto líquido en su interior, y "desgasificados", sin
presencia apreciable de producto en fase gaseosa en su interior. La
invención consta de tres partes:
\vskip1.000000\baselineskip
- 1)
- Selección de la instrumentación y dispositivos adecuados para la realización de pruebas en tanques vacíos y desgasificados, con la seguridad necesaria y con una garantía de detección de fugas del orden de 100 ml/h, (exigida en la actual legislación), así como del equipamiento para la adquisición y envío de las señales de la citada instrumentación hasta un ordenador portátil.
- 2)
- Implementación y utilización de técnicas sobre las señales de presión adquiridas durante la ejecución de pruebas de verificación de la estanqueidad y detección de fugas en tanques vacíos y desgasificados. Las técnicas referidas con anterioridad, son las de acondicionamiento de la señal, análisis en el dominio del tiempo y análisis en el dominio de la frecuencia.
- 3)
- Desarrollo de un software, basado en las conclusiones de la aplicación de las técnicas citadas en el párrafo anterior, sobre multitud de pruebas, capaz de trabajar "en tiempo real" y expedir de forma automática un diagnóstico de estanqueidad o presencia de fugas.
\vskip1.000000\baselineskip
A fecha 18 de abril de 1.997, existían 285
métodos que poseen la homologación EPA/530/90 de la Agencia de
Medio Ambiente de los Estados Unidos de América. Todos éstos
métodos se evaluaron mediante pruebas con presencia de producto en
fase líquida, es decir, demostraron su aptitud únicamente para la
detección de fugas de producto. Y son:
\vskip1.000000\baselineskip
- -
- Métodos que miden las variaciones de un determinado parámetro a lo largo del tiempo, y según la evolución de dicha variación, son capaces de diagnosticar la presencia o no, de fugas.
- -
- Métodos que aprovechan los efectos causados por el paso del fluido a través del defecto que ocasiona la fuga de producto, y detectan las vibraciones o las variaciones de nivel que tienen lugar empleando micrófonos o sensores de ultrasonidos, cuyas lecturas se tratan informáticamente.
\vskip1.000000\baselineskip
En todos éstos métodos citados, la fiabilidad
del diagnóstico es muy deficiente, entre otras, en las siguientes
circunstancias: niveles freáticos elevados, nivel bajo de llenado
de producto en el tanque, variación importante de presión exterior
o de la temperatura del producto durante la prueba, etc.
En la actualidad, y para pruebas con producto
líquido en el interior del tanque, además de los indicados
anteriormente, existen algunos sistemas que se basan en la
aplicación de sobrepresión o la ejecución de un vacío y a
continuación la realización de un seguimiento mediante
instrumentación de las variaciones de presión en la fase gaseosa
del interior del tanque. Estos sistemas tienen las siguientes
limitaciones y deficiencias:
Los que utilizan la sobrepresión, tienen
la característica de cuanto mayor es el volumen de la fase gaseosa
del interior del tanque, más se debe alargar el tiempo de prueba,
para que el sistema sea capaz de detectar una fuga. Dicho de otra
forma, si el tanque presenta un % elevado de su volumen en fase
gaseosa y el producto tiene un elevado grado de volatilidad
(gasolinas), el tiempo de estabilización de la fase gaseosa, que
deberían esperar, para detectar una fuga del orden de 100 ml/h
sería muy elevado. Además, necesitan un excesivo tiempo de reposo o
espera, tras una descarga de producto para permitir la
estabilización de la temperatura del citado producto. También es
necesario realizar correcciones, debidas a variaciones de
temperatura exterior e interior, presión atmosférica, posición del
nivel freático, tipo de líquido o gas que atraviesa el posible
defecto del tanque, etc.
Los métodos que funcionan provocando una
depresión en los tanques, tienen las desventajas
siguientes:
- a)
- Someten a unas fuerzas estructurales, a los tanques, que en condiciones normales no existen.
- b)
- Aumentan la probabilidad de que se produzca un taponamiento de la fuga en el exterior del tanque.
- c)
- Tienen limitada el nivel de depresión máximo al que pueden ser sometidos a 200 mb, por lo que existe una limitación en la altura de columna de producto líquido que puede existir en el tanque al inicio del proceso de ejecución de una prueba.
\vskip1.000000\baselineskip
En conclusión, no existe ningún método o sistema
que sea capaz de emitir un diagnóstico totalmente fiable acerca de
la estanqueidad de un tanque, si la prueba se realiza con producto
en fase líquida en su interior, ya que, la diversidad de condiciones
iniciales descritas, sobre las que se desarrollan éstas pruebas con
producto líquido, influye de forma considerable en el
diagnóstico.
La invención que se presenta, es el primer
sistema desarrollado y eficaz para ser aplicado en tanques vacíos y
desgasificados, es decir, tanques que han sido limpiados y
desgasificados, para ser inspeccionados, o tanques que han sido
reparados o instalados por primera vez. Así, antes de proceder a su
llenado con productos potencialmente contaminantes, aplicando éste
sistema podemos verificar la estanqueidad de la instalación y por
tanto garantizar la protección del medioambiente. Además se
implementa un "mantenimiento preventivo", ya que se pueden
detectar fugas de aire a través de defectos, orificios, grietas,
etc, de la estructura del tanque, antes de que puedan llegar a
provocar pérdidas de producto.
Por tanto, a diferencia de lo que ocurre con
todos los sistemas existentes, en los cuales, lo que se detecta es
la fuga de producto líquido contaminante y por tanto son, de
acuerdo con la normativa europea UNE-EN 13160,
intrínsecamente no seguros, éste, es el primer sistema itinerante o
portable (es decir, que no se instala permanentemente), que posee
la diferencia cualitativa con el resto, de ser intrínsecamente
seguro.
\vskip1.000000\baselineskip
En líneas generales, el método y dispositivo de
verificación de estanqueidad y/o detección de fugas en tanques,
objeto de la invención, permite realizar la prueba de estanqueidad,
una vez efectuadas las conexiones pertinentes, sometiendo al tanque
a un aumento de la presión interna, estando éste incremento
limitado a un máximo de 0'75 bar, o inferior, si la normativa
nacional y/o europea correspondiente, así lo indica.
Con el tanque sometido a presión, el sistema,
inicia un proceso de adquisición de las señales de presión captadas
por un sensor que se halla en su interior, señales a las que aplica
técnicas de acondicionamiento y técnicas de análisis
(simultáneamente, en el dominio del tiempo y en el dominio de la
frecuencia), y cuando el análisis y seguimiento de los parámetros
de la citadas señales de presión, determinan la condición de
estanqueidad o de fuga, se emite automáticamente el diagnóstico de
la prueba.
Las técnicas utilizadas por el sistema son:
- -
- En el campo de acondicionamiento de señales; técnicas matriciales de descomposición en valores singulares, entre otras.
- -
- En el dominio del tiempo; técnicas estadísticas, tales como el seguimiento de parámetros de varianza, media, curtosis, neguentropía, etc.
- -
- En el dominio de la frecuencia; técnicas avanzadas que permiten analizar y hacer un seguimiento de parámetros tales como la densidad espectral de potencia, parámetros auto-regresivos y otros.
- Con la implementación de todas las técnicas citadas, el sistema, además de emitir un diagnóstico acerca de la estanqueidad, puede determinar patrones característicos de defectos asociados a fugas de fluidos y parametrizar las características del tanque, es decir, aportar una "firma espectral" promediada a toda la etapa de análisis de estanqueidad y establecer un patrón a seguir para el mantenimiento preventivo y predictivo del tanque.
\vskip1.000000\baselineskip
La capacidad de detección del sistema se basa en
la aplicación de las citadas técnicas a varios centenares de
pruebas realizadas en diversas condiciones a tanques entre 5 y 50
m^{3} de volumen.
Para visualizar los dispositivos de conexión de
la invención y formando parte integrante de esta memoria
descriptiva, se acompaña una hoja de planos en cuya figura única,
con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo
siguiente:
Figura 1.- Es una vista esquemática del
dispositivo de verificación de estanqueidad y/o detección de fugas
en tanques, acorde con la invención, donde una tapa de pruebas
(portadora de las conexiones necesarias para la ejecución de las
pruebas), se encuentra acoplada a la boca de hombre de un tanque
mostrado parcialmente.
Haciendo referencia a la numeración adoptada en
las figuras, podemos ver cómo la invención se traduce en la
práctica en un dispositivo que incluye una tapa de pruebas de
aluminio (1), que se acopla a la solapa de la boca de hombre (2)
del tanque (3), y que lleva acoplados dos "carretes" (4) de
cierre rápido que se ajustan herméticamente a los orificios
practicados sobre ella (la tapa), ya que en ambos platos (5) de los
carretes existen juntas tóricas de cierre hermético contra la tapa
de pruebas y contra la "tapeta" (6), donde se conectan los
diferentes sensores (presión, frecuencia, etc), manómetro, válvula
de seguridad, entrada para la presurización del tanque, fuga
patrón, etc.
La tapa de pruebas (1) queda asegurada a la
solapa perimetral de la boca de hombre (2), mediante las grapas de
presión (7).
El sensor de presión está referenciado con el
número (8) y queda perfectamente asegurado a la "tapeta" (6),
donde se conecta la instrumentación, e introducido en el
tubo-guía de aluminio (9) que está roscado
interiormente en su extremo inferior y con un cierre de seguridad
en el extremo superior. La referencia (10) designa la fuente de
alimentación continua para alimentar el citado sensor de presión
(8). El sistema de adquisición de señales está referenciado con el
número (11) y el ordenador portátil con el número (12).
Se ha referenciado con el número (13) la
conexión para medir una fuga patrón, y con el (14) la válvula de
seguridad que estará tarada a 0'5 bar. La conexión (16), es
necesaria para el acoplamiento de la bomba de impulsión de aire
(15) con la que se efectuará la presurización del tanque. La
conexión (17), referencia el latiguillo donde se conecta un
indicador de presión manométrica o absoluta.
Claims (2)
1. Método de verificación de estanqueidad y/o
detección de fugas en tanques, caracterizado porque
incluye:
a) Someter un tanque vacío y desgasificado a un
aumento de la presión interna, limitada a una sobrepresión máxima
de 0'75 bar, e iniciar una etapa de adquisición de señales de
presión, seguimiento y análisis de parámetros de ésas señales,
mediante técnicas de acondicionamiento de señal y técnicas
estadísticas y de análisis, simultáneamente, en los dominios del
tiempo y de la frecuencia,
b) Finalizar la prueba cuando el análisis y
seguimiento de los parámetros de las señales de presión adquiridas,
con las técnicas citadas, determinan la condición de estanqueidad
o fuga del tanque y se emite de forma automática el resultado,
c) Calcular la firma espectral promediada a toda
la etapa de análisis de estanqueidad y establecer el patrón a
seguir para el mantenimiento preventivo y predictivo del
tanque.
2. Dispositivo de verificacion de estanqueidad
y/o detección de fugas en tanques, caracterizado porque
incluye una tapa (1), de pruebas con medios de cierre mediante
mordazas de presión (7) respecto de la solapa de la boca de hombre
(2) del tanque (3), habiéndose previsto que la tapa (1) lleve
acoplados con interposición de juntas tóricas, dos carretes de
cierre rápido (4) para acoplamiento de unas tapetas (6), donde se
conectarán los diferentes sensores (presión, frecuencia, etc),
manómetro, válvula de seguridad, boquilla de entrada para la
presurización del tanque, fuga patrón, etc., incluyendo el sensor
de presión (8) un tubo (9) de aluminio, roscado interiormente en su
extremo inferior e interior al tanque (3), con cierre de seguridad
en su extremo superior, con conexión a la fuente de alimentación
de corriente continua (10), para alimentar el transmisor de
presión, conectándose a ésta fuente una tarjeta de adquisición de
datos (11), que a su vez se conecta a un ordenador portátil (12),
con el software desarrollado para la evaluación de la estanqueidad
y la detección de fugas en tanques vacíos.
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|---|---|---|---|
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| ES200500597A Expired - Fee Related ES2306545B1 (es) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | Metodo y dispositivo de verificacion de estanqueidad y/o deteccion de fugas en tanques. |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| ES2088350A2 (es) * | 1993-08-12 | 1996-08-01 | Rafibra S L | Procedimiento para el control de estanquidad en depositos |
| US5767393A (en) * | 1997-03-10 | 1998-06-16 | Mcdermott Technology, Inc. | Apparatus and method for detecting leaks in tanks |
| ES2151444A1 (es) * | 1999-01-18 | 2000-12-16 | Net S A | Procedimiento para la detencion de transferencia de masa a traves de orificios, grietas, o defectos y/o verificacion de la estanqueidad de instalaciones de almacenamiento y/o transporte de fluidos. |
-
2005
- 2005-03-15 ES ES200500597A patent/ES2306545B1/es not_active Expired - Fee Related
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