MX2007011513A - Sistema de reparacion y deteccion de anomalias subterraneas. - Google Patents

Abstract

Se describen un metodo y un sistema para identificar, verificar y corregir anomalias subterraneas. Una exploracion termografica infrarroja (IR) de un area superficial seleccionada obtiene datos de area de la imagen (12, 14) que infieren tal anomalia. Un radar que penetra el suelo (GPR) se utiliza (22) en ubicaciones de superficie predeterminadas, se entierra en forma subterranea a una profundidad que incluye la anomalia, lo cual crea datos (120) de radar de dimension vertical, los cuales muestran la profundidad de la anomalia. Los datos IR de imagen de superficie se correlacionan con los datos GPR para verificar la anomalia y su dimension vertical y encuentra (124) una ubicacion central en la anomalia. El valor de la anomalia se predetermina a partir de datos de area y datos de dimension vertical. Una lechada (26, 124) inyectada dentro de la ubicacion central a una primera presion asegura la anomalia al rodear la ubicacion central. Despues de verificar el aseguramiento central, se inyecta mas lechadas (32, 126) dentro de la region de anomalia a una segunda presion, por lo menos tan alta como la primera presion hasta que la lechada total inyectada se aproxima al valor de la anomalia predeterminada.

Description

SISTEMA DE REPARACIÓN Y DETECCIÓN DE ANOMALÍAS SUBTERRÁNEAS Campo de la Invención La invención se refiere a métodos y sistemas para la detección de anomalías subterráneas tales como vacíos y fugas mediante el uso de la termografía infrarroja y, más particularmente, a métodos y sistema para usar la termografía infrarroja junto con el radar de penetración de tierra para cartografiar vacíos y fugas subterráneas y reparar tales vacíos y terminar con estás fugas de una manera altamente exacta, confiable, rápida y de una manera rentable. Antecedentes de la Invención El presente inventor es el poseedor de la Patente Norteamericana 4.910.593 de Weil presentada el 20 de marzo de 1990, titulada System for Geological Defect Detection Utilizing Composite Video-lnfrared Thermography, referida en la presente como "Entech INSITE I System" o, más simplemente, "Entech System". Esta patente, la cual está incorporada en la presente por referencia, describe un sistema selectivamente móvil con un explorador infrarrojo ("IR") y una cámara de vídeo que tiene un área común del foco y aparato para detectar el lugar que permite la detección de anomalías geológicas subterráneas. Las imágenes infrarrojas y visuales sucesivamente son registradas simultáneamente en la videocinta junto con los datos de lugar relacionados y otra información relevante. Los datos de localización y video, infrarrojos, de registro de vídeo, son capturados selectivamente en tramas sucesivas. Tales tramas son registradas por el análisis adicional de modo que determina el lugar y extensión de las anomalías del subsuelo tales como fugas.

Este sistema, que es especialmente útil para cartografiar tales anomalías a lo largo de una ruta de viaje, tal como a través de puentes, carreteras y de otras superficies de tráfico tales como superficies pavimentadas o para las superficies a examinar que se extienden en pasajes alargados tales como canalización enterrada y líneas de agua, no implica el uso adicional del radar de penetración de tierra, ni describe los métodos para la reparación de anomalías detectadas por el uso del sistema patentado. Ese sistema ha conducido ventajosamente al desarrollo de un sensor de erosión de vació y fuga en tubería y a una prueba no destructiva. Información Antecedente La mayoría de los conductos o tuberías subterráneas, si estas contienen aceite, químicos, agua, vapor, gas o alcantarillados, tienen una vida de diseño de 2'5 a 50 años, y cuando comienzan a fallar, se vuelven muy lentas primero a través de uniones de construcción defectuosas, corrosión y pequeñas grietas, y progresan gradualmente hasta llegar a un final catastrófico. Esta falla desastrosa puede ser costosa en términos de dólares y vidas. Pero este panorama puede evitarse.

El mantenimiento planeado puede extender la vida de todos los tipos de tuberías casi indefinidamente, y la prueba regular de tuberías forma la base de la restauración viable económicamente. Para que cualquier técnica de prueba tenga una extensa ventaja, necesita tener las siguientes cualidades: • Deberá ser exacta • No deberá ser invasora y destructiva. • Deberá ser capaz de examinar áreas grandes y áreas localizadas. • Deberá ser eficiente en términos de trabajo y equipo. • Deberá ser económica. • No deberá ser molesto al ambiente circundante. • No deberá incomodar a los usuarios de la tubería. Las refinerías químicas, en particular, contienen centenares de millas de tuberías ocultas. Además de una proliferación típica de las tuberías, de aceite y gas, tales refinerías tienen docenas de otros tipos de tuberías tales como tuberías de alcantarillado, agua, vapor, condensado, aguardiente y tuberías de químicos que son con frecuencia parte de los sistemas de soporte de la refinería. Su integridad es crucial al bienestar económico y seguridad de estas instalaciones. Hasta ahora, el proyecto, de las tuberías ocultas típicas de alcantarillado han sido examinadas usando circuito cerrado de televisión, dispositivo para escuchar ultrasónicos y/o sónico, o dispositivos de inspección de recorrido ("cerdos"). Ninguno de éstos trabajan satisfactoriamente en tuberías o alcantarillados de una refinería porque: 1) Tales líneas pueden tener un intervalo de tamaño de 1" a 72" de diámetro, por ejemplo; 2) pueden ser de cualquier gravedad y sistemas presurizados; 3) Éstas normalmente están ocultas por debajo de piezas importantes de equipo de la refinación y se mezclan con centenares de otros tipos de tuberías; y 4) Las tuberías y equipo cercano producen cantidades prodigiosas de ruido auditivo que interfiere con la prueba. La falta de cualquier método o sistema exacto de investigación de conductos ocultos, tuberías o líneas de alcantarillado, por ejemplo, puede conducir a muchas incógnitas que puedan aumentar significativamente los costos de rehabilitación de la excavación tradicional y métodos de entubado de concreto. Desde 1998, la US Environmental Protection Agency (EPA) se ha centrado en alcantarillados de refinería como fuentes principales de contaminación de tierra y agua. Siguiendo los procedimientos de ejecución de la ley, las refinerías han aumentado el inducimiento para examinar estas líneas de alcantarillado y otras tuberías por fugas y reparar fuentes de contaminación desde las mismas.

Breve Descripción de la Invención La presente solicitud de patente trata de un programa de prueba de subsuelo y tuberías únicas y que puede en la presente llamarse "Sistema Mejorado de EnTech INSITE II" para distinguirlo del Sistema EnTech INSITE I y el nuevo sistema y metodología puede llamarse para ser más breve "Sistema Mejorado." Éste usa una fusión de datos sensores remotos múltiples, acoplados con la tubería innovadora y métodos para componer/reparar subsuelos para proporcionar las calidades enumeradas arriba en la presente. Brevemente, el método y sistema descritos son auxiliares para la identificación, verificación y solución de anomalías subterráneas. Aquí se describen los procedimientos (uno o más protocolos) diseñados para localizar y marcar el campo de los patrones de la temperatura de superficie indicativos de fugas de fluidos de subsuelos incluyendo agua, alcantarillados, gas natural, otros gases, hidrocarburos, y químicos junto con sus vacíos de erosión. Se describe la detección, cartografía, caracterización, y mareaje de campo de áreas anómalas. Los procedimientos/protocolos son descritos para el sellado de fugas, relleno del vacío de erosión, y la estabilización de suelo saturado. Las formas múltiples de sensores de entrada de datos son utilizados. Los datos de imágenes visuales son tomados para asegurar las condiciones de superficie de la tierra en un área seleccionada, la cual puede ser un área que es regular o irregular por naturaleza, y que puede ser confinada o alargada o tener múltiples partes, ya sea contiguo o no. El sistema inventivo implica explorar un área seleccionada, mediante termografía infrarroja, encima de su superficie para obtener los datos de imagen del área que deducen la existencia de una anomalía. Los datos infrarrojos de imágenes son preferidos especialmente por su capacidad para localizar los patrones térmicos de superficie indicativos de las fugas en tuberías de subsuelos, vacíos de erosión y de materiales húmedos. La marca de la anomalía de campo es entonces realizada y puede incluir preferiblemente la marca de campo de una rejilla para establecer los puntos predeterminados para tomar los datos del radar. Esto puede incluir la aplicación de marcas de pintura en la superficie que denotan puntos de una rejilla. Los datos del radar entonces son tomados por el radar de penetración de tierra, que es utilizado colocando una unidad o unidades de radar en los puntos de rejilla predeterminados en la superficie para penetrar una extensión subterránea con el radar a una profundidad para incluir una anomalía en cuestión, creando así un juego de datos de radar de dimensión vertical, preferiblemente datos tridimensionales que muestran la profundidad y forma de la anomalía. Los datos del radar de microondas que penetran la tierra localizados desde el radar regresan las condiciones dieléctricas de la superficie indicando, por lo menos, los vacíos de erosión y materiales de subsuelos saturados. Los datos de imagen de superficie y el radar de penetración de tierra son desplegados, por uso del multiplexor para sincronizar los diferentes tipos de datos y lo hace disponible para el despliegue individual o simultáneo en una computadora o video que despliega el monitor usando un software tipo cuadrangular junto con el despliegue de la localización, descripción del sitio, GPS, distancia y datos de la posición, fecha, hora y otros datos descriptivos. Los varios datos son almacenados para uso, en formato análogo o digital, tal como en videocinta magnética, disco magnético, disco o unidad de disco duro de computadora, grabadora de vídeo, disco óptico, o módulos de datos y dispositivos de naturaleza portátil o conveniente. Los datos son transmitidos por medios alámbricos o inalámbricos al medio de almacenamiento. Los datos son entonces analizados. En cualquier caso, los datos visuales están correlacionados con los datos del radar para verificar la existencia de tal anomalía y de su dimensión vertical y para determinar una localización central dentro de la anomalía. El análisis de datos para proporcionar tal correlación puede realizarse por un procedimiento manual o automatizado (por ejemplo, software y/o hardware y/o soporte lógico inalterable implementado) usando el software de código de escritura y/o hardware de red neuronal. La correlación determina el volumen de la anomalía, tal como un vacío o un defecto, o región líquida infiltrada de fluido, en base a bidimensionales de datos del área termográfica y de los datos del radar de dimensión vertical. El análisis de datos, mediante el uso del software, visualiza los datos que ilustran las áreas sólidas de subsuelos, vacíos, y materiales saturados. La marca de campo de los centros de vacío de erosión es entonces realizada. Esto puede incluir la aplicación en superficie de marcas de pintura que denotan los centros de vacío de erosión en el nivel de grado. Los vacíos de subsuelos pueden visualizarse por el uso de los datos del radar y del software de análisis de datos que tiene un centro con una distancia medida debajo de un marcador de grado de centro. En el caso de una fuga en tubería caracterizada por un agujero de la fuga en la tubería, el procedimiento entonces más preferible para realizar en este punto es la inyección de lechada a presión baja para formar una "reparación tapafuga" en el agujero de la fuga en la tubería. Esto es seguido por la reinspección de la fuga con los sensores del sistema IR de la termografía para el control de calidad. Tales procedimientos de control de calidad para reinspeccionar la fuga pueden más preferiblemente incluir la repetición de campo de la recolección de datos visuales y la repetición de la recolección de datos infrarrojos, con la recolección también de texto e información relacionada apropiada a la recolección de datos, como se describe arriba, incluyendo fecha, hora y datos de localización. Este control de calidad vincula así una retoma de datos de imágenes visuales para asegurar las condiciones de superficie de tierra en el área seleccionada. La' lechada puede entonces ser inyectada. Más específicamente, la lechada es inyectada en la localización central de la anomalía, es decir, centros de vacíos de erosión, en una primera presión pre-seleccionada para asegurar la anomalía rodeando su localización central. Después de verificar que la anomalía está centralmente segura, que está en efecto tapada en el caso de un fuga en la tubería, la lechada es además inyectada en la región de la lechada de anomalía, a una presión preseleccionada, en donde la segunda selección de presión es una presión por lo menos tan grande como la primera presión, hasta que la cantidad total de inyectado se aproxime al volumen predeterminado de la anomalía. La inyección de la lechada a presión alta tiene el beneficio de estabilizar los materiales de subsuelos húmedos. Este segundo procedimiento de inyección es seguido por la reinspección de la fuga con los sensores de sistema IR para el control de calidad. Así, entre los varios objetos, ventajas y características de la invención, se puede observar la provisión de un sistema relativamente más rápido, económico, seguro, eficiente, exacto, y confiable y método para la detección y reparación de anomalías subterráneas, incluyendo fugas y vacíos; tal sistema implica la fusión de detección y la tecnología de cartografiar que ¡ncluye la termografía infrarroja y GPR, que no es invasora, no destructiva y puede utilizarse incluso en condiciones subterráneas más congestionadas, tal como en donde hay un alcantarillado, agua, vapor, condesados, aguardiente y tuberías químicas recubiertas en varios niveles y, puede ser característica de refinerías y otras fabricas químicas e instalaciones de procesamiento, y las cuales usan una metodología para asegurarse que las anomalías tales como fugas y vacíos sean solucionadas. Entre los objetos, ventajas y características adicionales de la invención, puede observarse la provisión de tales sistemas y métodos que pueden utilizarse en varias áreas, y en varios terrenos, en cualquier condición de día o de noche, bajo una variedad de clima y condiciones de superficie; y que causan mínima inconveniencia al personal y a las operaciones dentro o próximas al área en la cual las anomalías subterráneas deben cartografiarse y asegurarse. El Sistema Mejorado proporciona la tecnología no invasora del estado de la técnica que puede servir como la base para un sistema de prueba y reparación de alcantarillado completo que capaz de localizar el alcantarillado y otras fugas en la tubería y vacíos de erosión en sistemas de refinería retirada y activa; caracterizar estas áreas anómalas en cuanto a la composición, tamaño, profundidad, y expansión de la emisión de vapor. La metodología del sistema proporciona la reparación y arreglo de estas áreas subsuelos sin inconvenientes a la instalación, sus procesos, o su personal. Como remedio para la tubería, el nuevo sistema es capaz normalmente de ahorrar en total más del 70% comparado con las técnicas de prueba, excavación y reparación tradicionales.

Para el uso en realizar la prueba no destructiva y no invasora en un ambiente inhospitalario, el sistema EnTech INSITE I puede utilizarse para realizar la termografía infrarroja basada en la detección de fuga en tubería y vacío de erosión. Tal sistema es capaz de realizar un proceso de prueba polifásico que fusione los datos de varios sensores, incluyendo, por ejemplo: 0.3-0.7 µm imagen visual; 3-5 µm IR; 8-12 µm IR; microondas como especies de radar de penetración de tierra, en varias posibles frecuencias; odómetro y/o sensores de Globlal Positioning System (GPS). El Sistema Mejorado captura imágenes infrarrojas y/o visuales, tal como por el uso de los exploradores IR, dispositivos de captación de imágenes, cámaras o radiómetros, incluyendo vídeo u otras cámaras fotográficas o digitales o imágenes de cámara de video de las áreas de superficie debajo de las cuales hay anomalías sospechosas, tales como una fuga en tubería o alcantarillado. Tales datos de imagen de superficie son de bidimensionales, y es preferible, en forma simultánea sucesivamente, grabarlos en la videocinta junto con los datos de localización relacionados (tales como odómetro o datos de GPS) y otros datos descriptivos relevantes, y hora y día. Una combinación de datos infrarrojos, de vídeo y localización y otros datos relevantes, son capturados selectivamente en tramas sucesivas. Esta Patente Norteamericana 4.910.593 de Weil es ilustrativa para el registro de formas múltiples de estos datos. El radar de penetración de tierra (en la presente llamado GPR), como aquí se usa, es una tecnología geofísica útil para investigaciones de subsuelos de alta resolución, para profundidades relativamente poco profundas, por ejemplo, a profundidades no arriba de 30 metros, dependiendo del medio geológico, y el uso de ondas electromagnéticas pulsadas de alta frecuencia (en frecuencias generalmente de 10 MHz a más de 1000 MHz) para adquirir la información de subsuelo. La energía es propagada desde el nivel en medios geológicos subterráneos. La radiación electromagnética (por ejemplo, como microondas) es reflejada para transmitir y recibir los elementos de los sensores GPR por los límites o regiones de subsuelos que tienen propiedades eléctricas contrastantes. Usando una combinación de sensores de referencia, termográficos, infrarrojos, y visuales, el Sistema Mejorado es capaz de detectar uno o más patrones de área de temperatura de superficie anómalos (por ejemplo, como el nivel del grado) indicativos de o señalamiento de las fugas en tubería de subsuelos y sus vacíos de erosión probables. La colección de datos de campo es realizada durante la noche u otras horas pico de trabajo para no incomodar a cualquier personal de la refinería o no interferir con el equipo de proceso. Posteriormente usando técnicas de muestreo y perforación destructiva e invasora, si es necesario, las áreas anómalas plurales posibles son además analizadas para confirmar la naturaleza general de la fuga. Por ejemplo, algunas áreas anómalas pueden causarse por las fugas en tubería de alcantarillado, mientras que otras pueden causarse por otros fluidos, tales como fugas en tubería de aguardiente. El Sistema Mejorado puede distinguir, por ejemplo, entre las fugas del sistema de agua y alcantarillado, permitiendo la reparación de únicamente las fugas que son de importante interés. La combinación de los datos de imagen de superficie bidimensionales y de datos GPR de dimensión vertical, permite la confirmación de vacíos y la determinación del volumen de vacío. Durante la determinación y localización no destructiva de una o más fugas que son de importante interés, el Sistema Mejorado entonces realiza las etapas de solución que implican más preferiblemente la inyección de cemento para reparar la fuga de importancia. Por ejemplo, el sistema primero distingue entre una fuga en la tubería del alcantarillado y una fuga en la tubería de agua de menor importancia, o que puede ser ignorada seguramente por un período. La metodología de inyección de cemento es así primero aplicada a la fuga en la tubería del alcantarillado. Las etapas de inyección de cemento del Sistema Mejorado implican el inyectar una lechada compuesta de un uretano caro.

En una sola anomalía de alcantarillado, por ejemplo, la lechada es inyectada a una presión baja predeterminada. La termografía infrarroja (y opcionalmente también las microondas o datos del radar de penetración de tierra) es entonces utilizada nuevamente para determinar la extensión a la cual es asegurada la fuga. Si la fuga no es asegurada, es realizada la inyección de cemento adicional, que puede ser a una presión similar o más alta. La inyección de cemento es continuada hasta que el volumen de la anomalía o anomalías subterráneas es rellenado con la lechada. Una ventaja en el uso del Sistema Mejorado es que, dentro de la proximidad del área anómala que es detectada y asegurada, el uso del radar de penetración de tierra, usando sensores de microondas, los vacíos de subsuelos, condiciones de suelo y de saturación, pueden cartografiarse a una profundidad sustancial, por ejemplo a una profundidad de 15 pies debajo del grado. La fusión sistemática de técnicas de prueba de radar con microondas de penetración de tierra subterránea e imagen de superficie termográfica infrarroja, combinada con la inyección de cemento en vacíos subterráneos a presiones seleccionadas, de acuerdo a la presente descripción, pueden efectivamente sellar una variedad de anomalías subterráneas, especialmente de los cuales los fluidos han estado fugándose, tales como en tuberías o varias otras líneas o alcantarillados, y pueden efectivamente llenar los vacíos de erosión causados por tal fuga, y así también estabilizar los suelos saturados que soportan la tubería u otra línea y tráfico de tierra arriba. Tal inyección de cemento puede realizarse durante las horas en el día y de noche para reducir las interacciones de proceso, tráfico y de personal. Otros objetos y características serán aparentes o se precisan en la siguiente descripción.

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1A es una primera parte de un diagrama de flujo que resume los procedimientos para localizar y marcar el campo de los patrones de la temperatura de superficie indicativos de fugas de fluidos de subsuelos incluyendo agua, alcantarillado, gas natural, otros gases, hidrocarburos, y químicos junto con sus vacíos de erosión, todos siendo anomalías subterráneas, de acuerdo con la presente invención. La figura 1B es una segunda parte o continuación del diagrama de flujo de la figura 1A y los procedimientos resumidos para la detección, cartografiado, caracterización y marcado de campo de las áreas anómalas para sellar las fugas, relleno de vacío de erosión, y estabilización de suelo saturado, y además, resumiendo los procedimientos de inyección de lechada para formar una "reparación CURATIVA" tapafugas en un agujero de fuga en la tubería, seguido por la reinspección de la fuga con los sensores del sistema de termografía infrarroja para el control de calidad, así como procedimientos resumidos de inspección de lechada de presión alta para estabilizar los materiales de subsuelos húmedos, seguido por la reinspección de la fuga con los sensores del sistema de termografía infrarroja para el control de calidad, todo de acuerdo con la presente invención Los dibujos de las figuras 1A y 1B que construyen las partes de la figura 1, cada una tiene tres líneas o seguimientos que representan respectivamente una línea de descripción, una línea del diagrama de flujo y una línea o seguimiento de la descripción de procedimientos y será evidente que la figura 1B continúe de la figura 1A a lo largo de las tres líneas o seguimientos. La figura 2 es un despliegue de pantalla de computadora simultáneo, multiplexado de los datos de termografía infrarroja, de los datos del radar que penetra la tierra, y sitio y otros datos, tales como los datos desplegados después de su colección y durante o después del almacenamiento. La figura 3 es una fotografía que muestra el desarrollo de la marca de campo del dominio de los puntos predeterminados para el uso del radar de penetración de tierra y recolección de datos del radar de penetración de tierra. Las figuras 4A a 4E son imágenes de datos del radar de penetración de tierra realizadas de las reflexiones del radar de microondas del medio subterráneo, y representa los datos tridimensionales de medios subterráneos, en los cuales hay anomalías. Descripción de las Modalidades Prácticas Con referencia a los dibujos, un Sistema Mejorado de la invención utiliza una jerarquía o fusión de características sistemáticas y de metodología para identificar y remediar las anomalías subterráneas que están debajo de la superficie de varias clases de terreno y sitios industriales tales como refinerías. Tales anomalías pueden incluir, por ejemplo, fugas en tubería, vacíos, rupturas, fugas del sistema de agua, fracturas de contenedores, alojamientos, o tuberías o sistemas de tubos u otras líneas. Una combinación de sensores de referencia subterráneos y termográficos infrarrojos, visuales, mediante el uso del radar de penetración de tierra, detectan uno o más defectos, vacíos o fugas anómalas. La jerarquía es iniciada por el uso de la referencia visual y aplicación de la termografía infrarroja o de otro análisis de imagen cuando una fuga, un vacío de erosión, u otra anomalía subterránea se sospecha, el sistema jerárquico es iniciado realizando la termografía infrarroja de la superficie cubriendo la anomalía sospechada. Esto implica la exploración de un área seleccionada por la termografía infrarroja, más preferiblemente, por una o más localizaciones sobre la superficie del área, incluyendo la anomalía sospechada, para identificar de los datos del área termográfica bidimensionales de la superficie de esa área, la existencia probable de tal señal de anomalía por los datos termográficos. Tal termografía puede realizarse desde un número de localizaciones, incluyendo por la exploración por helicóptero u otra aeronave a altitudes de hasta 12,000 pies o más, un método el cual es usado para aventajar el viaje a lo largo y sobre una tubería que pueda extenderse por muchas millas. Alternativamente, en un área combinada, una torre o camión pala o grúa, o localización en un techo adyacente, o el uso de un vehículo como está propuesto en la Patente Norteamericana 4.910.953 de Weil (identificada arriba) en donde tal vehículo o minivan puede proporcionarse con una elevación para dar una altura conveniente tal como 15 pies, en los cuales puede realizarse la termografía satisfactoria. La investigación termográfica infrarroja realizada como arriba, puede estar dentro de un área bien definida, o puede realizarse como una exploración de área más generalizada, tal como una pre-investigación global de un área en la cual se sospeche que puede haber anomalías subterráneas, como en el caso de una línea de alcantarillado o tubería en una planta de procesamiento químico o refinería cuya línea pueda extenderse por muchos miles de pies. Bajo cualquier circunstancia, el primer procedimiento termográfico infrarrojo busca las indicaciones de superficie de una o más anomalías, es decir, las anomalías térmicas en la superficie cuya señal o tendencia indican la existencia de una anomalía en cuestión. Tales anomalías térmicas de superficie connotan la probabilidad de una anomalía subterránea. En la metodología de acuerdo a la técnica anterior, se ha practicado excavar a lo largo de una línea de alcantarillado en distancias sustanciales, incluyendo centenares o miles de pies, y cavando la línea dentro de un pasillo. Esto ha requerido semanas, meses o años de excavación cuidadosa, para destapar la línea en cuestión, y con el resultado de producir daños horribles y quebrantadores al terreno con la interrupción consiguiente de actividades e interferencia con el trabajo y estructuras próximas, todas a un costo que funciona en millones de dólares por proyecto. La presente invención implica un método mucho más incisivo que comienza con la termografía infrarroja específica y pre-investigación visual, de la anomalía subterránea sospechada. Si únicamente las anomalías térmicas en la superficie son observadas, la excavación ha procedido hasta aquí perforando un agujero o excavación en el sitio de la anomalía térmica, cavando y perforando, pero incluso esto no es tan deseable como el uso de la metodología propuesta en la presente, que permite una identificación precisa además como una solución de una anomalía. En el caso de refinerías, como un caso especial, las varias líneas, alcantarillados y conductos son algunas veces dirigidos directos y algunas veces indirectos e inclusive de una manera muy enroscada, y en varias profundidades, de una localización a otra, y pueden yacer con otros conductos o líneas. El término "líneas" puede utilizarse para identificar todos estos conductos, y pueden ser de diámetros de una pulgada, por ejemplo, a diez pies de diámetro. Ha sido la práctica en algunas localizaciones que tengan líneas del diámetro relativamente grande para utilizar los así llamados cerdos o para utilizar los dispositivos ultrasónicos o cámaras que viajan a través de la línea. Estos no se encuentran en general satisfactorios en todas las situaciones debido a los cambios bruscos algunas veces en la geometría resultante de la localización de las líneas. Los cerdos y dispositivos mecánicos no son también utilizados con éxito en las líneas que tienen diámetros internos que sean demasiado pequeños o que interfieran de otra manera con tales dispositivos, presentando el riesgo de que tal cerdo, por ejemplo, pueda alojarse en una línea, requiriendo la excavación y recuperación del cerdo rompiendo la abertura de la línea. Es también una ventaja en el uso de la termografía infrarroja que varias clases de químicos, isótopos, compuestos, y sustancias químicas puedan detectarse más exactamente y con velocidad ventajosa. En general, el uso de la termografía infrarroja como un procedimiento inicial en un sistema de acuerdo a la invención proporciona el costo más bajo por unidad cuadrada de la medida del área con respecto a tecnologías anteriores mientras que se logra una identificación más exacta que en las tecnologías anteriores. La firma de anomalías térmicas en la superficie es con frecuencia indicativa de la naturaleza de una fuga. Por ejemplo, en una fuga en la tubería, los datos de la termografía infrarroja, cuando son examinados con cuidado, pueden representar una emisión de vapor que muestre una temperatura asociada con un fluido particular, tal como aceite, agua, químicos de proceso, o muchas de una amplia variedad de sustancias. La figura 1A es indicativa de los procedimientos en la obtención de datos de termografía infrarroja. Mientras que los datos de la termografía infrarroja y visuales son capturados, los datos son almacenados para su despliegue y uso posterior incluyendo el análisis y correlación con los datos del radar de penetración de tierra. La figura 2 es un despliegue de pantalla de computadora simultáneo multiplexado que despliega datos de la termografía infrarroja, datos del radar de penetración de tierra, y lugar y otros datos, de modo que los datos son exhibidos después de su colección y durante o después del almacenaje. La figura 2 muestra no solamente los datos visuales (imagen izquierda), capturados por la cámara de vídeo, sino también la firma termográfica infrarroja (imagen superior derecha) de un área en la cual haya una indicación termográfica de una anomalía de la temperatura de superficie que connote la existencia de la fuga u otra anomalía subterránea. Los datos adicionales que describen el sitio en el cual los datos fueron tomados, son capturados en la figura 2 como el panel de imagen derecho inferior. La figura 1A tiene dos niveles o pistas superiores e inferiores, la pista superior que es una línea del diagrama de flujo, y la pista inferior es la pista de procedimientos correspondiente. Con referencia a la pista superior de la figura 1A, los bloques 10, 12, 14, 16 y 18 indican generalmente el procedimiento diseñado para localizar y marcar el campo de los patrones de temperatura de superficie indicativos de fugas de fluidos de subsuelos incluyendo agua, alcantarillado, gas natural, otros gases, hidrocarburos, y químicos junto con sus vacíos de erosión. El bloque 10 muestra los sensores de entrada de datos, el bloque 12 indica el despliegue de datos, el bloque 14 representa la provisión de almacenamiento de datos, el bloque 16 representa el análisis de datos, y el bloque 18 es indicativo de la marca de la anomalía del campo. Los bloques 20, 22 y 24 representan la detección, cartografía, caracterización, y marca de campo de las áreas anómalas para el sellado de la fuga, relleno de vacío de erosión, y la estabilización de suelo saturado. El bloque 20 representa la provisión de rejilla para la marca de campo para el radar de microondas de penetración de tierra (como está abreviado en esta descripción GPR o GPMR) y la recolección de datos del radar de penetración de tierra asociada. El bloque 22 muestra el análisis de datos de GPMR usando el software tridimensional (3D), que puede ser del tipo conocido, por el cual los datos pueden representarse para desplegarse por computadora como una figura en 3D y pueden ser vistos o impresos como "rebanas" de datos en las varias profundidades discretas en las cuales los datos son obtenidos, como se muestra en las figuras 4A a 4E, los cuales son imágenes de datos del radar de penetración de tierra representativos y actuales realizados desde las reflexiones del radar de microondas que regresan del medio subterráneo, siendo los datos de 3D del medio subterráneo en el cual hay anomalías. En la figura 1A, la pista inferior correspondiente muestra las etapas o procedimientos 102 a 122 del método, que se correlacionan a los bloques 20 a 24. La etapa 102 representa la obtención de datos de imágenes visuales para asegurar, es decir, determinar definitivamente, las condiciones de superficie de la tierra. En la etapa 104, se muestra el uso de datos de imágenes infrarrojas para localizar los patrones térmicos de la superficie indicativos de las fugas en tubería de los subsuelos, vacíos de erosión y materiales húmedos, es decir, sustancias húmedas las cuales pueden ser de origen del subsuelo, mientras que la etapa 106 muestra el uso de los datos del radar de microondas de penetración de tierra para localizar las condiciones dieléctricas de los subsuelos indicativas de vacíos de erosión y de materiales de subsuelos saturados. La etapa 108 muestra el abastecimiento de la entrada de información de texto (información descriptiva), descripción de localización; distancia de referencia; información GPS, fecha, hora, etc. Los datos o información obtenida en las etapas 102, 104, 106 y 108 se proporcionan, como se muestra en la etapa 110, a un multiplexor cuadrangular el cual sincroniza ("syncs") todos los datos para el despliegue individual o simultáneo en una computadora o un monitor de despliegue de video usando el software de tipo cuadrangular, el cual puede ser de tipo conocido, para proporcionar el despliegue como en la figura 2. Entonces, la etapa 112 muestra el abastecimiento de tales datos/información en forma análoga o digital para el almacenamiento en una videocinta magnética o disco magnético o disco duro o disco de computadora, grabadora de video cassette o disco óptico. La etapa 114 muestra que los procedimientos pueden ser manuales o automatizados usando el software de código de escritura y/o red neuronal o hardware y/o software. La etapa 116 muestra el uso de la pintura para la marca de campo del centro y bordes de todos los patrones de anomalía de la temperatura de superficie, mientras que la etapa 118 muestra el ejemplo de pintar 10-20 pies x 10-20 pies del patrón de rejilla centrada en el centro de la anomalía. La etapa 120 muestra el uso del software del análisis de datos 3D GPMR, como se describió arriba, para visualizar los datos que ilustran las áreas sólidas de los subsuelos, vacíos, y materiales saturados. La etapa 122 representa la adición de las marcas de pintura que localizan los centros vacíos. Las trayectorias superior e inferior de la figura 1A continúan en la figura 1B. El bloque 26 muestra el procedimiento de la inyección de lechada a presión baja en el vacío subterráneo detectado. Un procedimiento de inyección de lechada a presión baja correspondiente es representado en el número 124. La etapa 26 es seguida en la etapa 28 repitiendo el campo de datos visuales, imagen infrarroja, entrada de texto y recolección de datos. Un ciclo de control de calidad por el cual el procedimiento puede repetirse según sea necesario se designa en el 30. El procedimiento correspondiente es mostrado en el 102' implicando obtener datos visuales de las imágenes para asegurar, es decir, definitivamente estar seguro de, las condiciones de la superficie la tierra. Así también el 104' muestra el uso de los datos de imágenes infrarrojas para localizar los patrones térmicos superficiales indicativos de las fugas en tubería del subsuelo, vacíos de erosión y materiales húmedos, que es el mismo procedimiento como en el 104. Correspondientemente, en el 108' se muestra una vez más proporcionar la entrada de información de texto (información descriptiva), descripción de localización; distancia de referencia; información GPS, fecha, hora, etc., como procedimientos que se tomarán con los mostrados en 102' y 104' siguiendo la inyección de lechada a presión baja. La inyección de lechada a una presión por lo menos tan grande como la usada para la inyección de lechada de presión baja, y más normalmente o preferiblemente a una presión de inyección más alta, es mostrada por el bloque 32 y correspondiente a la designación del método 126 referido como la lechada de presión alta, como fue más discutido completamente en otra parte de esta descripción. La etapa 32 es seguida por la etapa 34 repitiendo el campo de datos visuales, imagen infrarroja, entrada de texto y recolección de datos. Un ciclo de control de calidad por el cual el procedimiento puede repetirse como sea necesario esta designado en el 36. El procedimiento correspondiente es mostrado en el 102' implicando la obtención de datos de imágenes visuales para asegurar, es decir, estar definitivamente seguro de, las condiciones de la superficie de la tierra (siendo la misma clase de procedimiento como en el 102). Así también 104' (que es la misma clase de procedimiento que en el 104) muestra el uso de datos de imágenes infrarrojas para localizar patrones térmicos de la superficie indicativos de fugas en la tubería del subsuelo, vacíos de erosión y materiales húmedos. Correspondientemente, en el 108' nuevamente se ilustra el procedimiento de proporcionar la entrada de la información de texto (información descriptiva), descripción de localización; distancia de referencia; información GPS, fecha, hora, etc. Una discusión general de variaciones y de factores varios será provechosa. En la pre-exploración o exploración de un área que se cree contenga una anomalía subterránea, la termografía infrarroja puede realizarse por el uso de un explorador de un solo punto que proporciona exactitud extrema; y así también, el uso está contemplado para imágenes infrarrojas y radiómetros infrarrojos así como cámaras infrarrojas. La exploración de un punto o múltiples puntos puede usarse para obtener los datos termográficos bidimensionales requeridos para mostrar la existencia de variaciones térmicas anómalas en la superficie que yace en el área de la anomalía sospechada de la cual puede ser infrarroja la longitud y latitud de la anomalía o que puede considerarse la localización x-y. Aunque la termografía infrarroja proporciona la más alta confianza en tal localización, puede ser conveniente en algunas circunstancias usar cámaras de vídeo para registrar áreas anómalas, y tal vídeo o aún las cámaras pueden utilizarse para adjuntar o pre-clasificar o para proporcionar la indicación del nivel de grado original de las anomalías. Así, puede ser útil en algunas circunstancias obtener una imagen visual del área por estos medios ¡ncluyendo la película y cámaras digitales o cámaras de video u sensores. El odómetro de precisión, topografía láser, y/o datos GPS, pueden utilizarse para la localización exacta de áreas de superficie bajo sospecha de fuga. El sistema captura imágenes infrarrojas y/o visuales (tales como exploradores IR, formadores de imágenes, cámaras o radiómetros, incluyendo cámaras de vídeo u otras cámaras fotográficas o digitales e imágenes de cámara de vídeo) y tales datos son preferiblemente registrados en forma simultánea sucesivamente en la videocinta junto con los datos de localización relacionados (tales como datos de odómetro o GPS) y otra información relevante tal como descripciones, localizaciones y otra información relevante geológicamente de un sitio, y también hora y día exactos. Una combinación de datos infrarrojos, de vídeo y de localización y otros datos relevantes, son capturados selectivamente en tramas sucesivas. La Patente Norteamericana 4.910.593 de Weil es ilustrativa del registro de las formas múltiples de tales datos.

El radar de penetración de tierra (GPR/GPMR), como es usado y descrito en la presente, es para la investigación subterránea de alta resolución en profundidades suficientes para incluir anomalías subterráneas sospechadas para adquirir la información con respecto a la extensión vertical de una o más anomalías subterráneas de un área en cuestión. La energía de la microonda del GPR es propagada desde el nivel de grado en el medio geológico subterráneo para puntos sobre anomalías subterráneas que son señaladas por los datos visuales obtenidos a través de los datos de la termografía infrarroja tomados previamente. Las anomalías pueden variar ampliamente. Pueden ser una o más fugas, averías, estructuras, tuberías, líneas de alcantarillado, conductos, áreas de fugas saturadas de fluidos, o cualquier otra anomalía de interés. La radiación transmitida de la microonda es reflejada desde tales anomalías para recibir los elementos de los sensores de GPR por límites o regiones del subsuelo que tienen propiedades características eléctricas contrastantes de la interfase entre el medio normal y estrato, y las estructuras y líneas normales, por una parte, y regiones de fuga saturadas de fluido, por otra parte. Antes de usar sistemáticamente GPR para investigar el área en cuestión, una matriz de investigación del área específica (es decir, una rejilla o un mapa) es preparada, tal como es mostrado por los puntos de una rejilla separada uniformemente (por ejemplo, en incrementos de 1.0 pies) en donde los datos de GPR serán tomados. El GPS y otros datos de localización precisos pueden registrarse y tomarse en consideración. El GPR es entonces realizado de una manera sistémica en tales puntos usando una frecuencia o frecuencias pre-seleccionadas (por ejemplo, como operando en frecuencias de microondas), las gamas de profundidad, antena (s), grado de resolución, y niveles de energía, todos apropiados para que la profundidad y exactitud sean obtenidas. El establecimiento de una rejilla de esa manera en la superficie del área seleccionada para el uso de GPR necesita únicamente tales pociones del área seleccionada ya que será altamente probable incluir la anomalía que ha sido señalada por los datos termográficos. Entonces, usando tal GPR para penetrar medios subterráneos a una profundidad suficiente como es esperado para incluir la anomalía o anomalías sospechadas, los datos del radar son capturados para proporcionar, desde las reflexiones de la microonda de este medio, un grupo de datos del radar de la dimensión vertical del área. La figura 2 muestra el establecimiento de tal rejilla dentro del área de investigación. Los datos de GPR son tomados preferiblemente en forma de rebanadas con profundidad tridimensional que muestran la extensión vertical (profundidad) y también así la extensión horizontal, de la anomalía subterránea. Tales rebanadas de profundidad tridimensional pueden tomarse en la forma de regreso de los datos no procesados del radar y convertidos después por el uso del software disponible en rebanas de profundidad tridimensional que son desplegadas de acuerdo al modo preferido tal como rebanadas profundas de gráficamente. Las figuras 4A-4E son ilustrativas de las rebanadas de un sitio de investigación. El procedimiento del sistema entonces implica correlacionar los datos demográficos con los datos del radar para verificar la existencia de cada anomalía y para especificar su dimensión vertical, así como para determinar una localización central dentro de la anomalía en cuestión. Esta correlación de datos demográficos y del radar permite entonces el procedimiento para determinar un volumen de la anomalía en base a las dimensiones verticales y (eje-z-) y los datos del área termográfica x-y. Es decir, en términos simples, los datos correlacionados proporcionan dimensiones verticales y horizontales de un vacío, un área de fuga, o de una condición anómala que debe ser remediada. De está manera, la extensión geológica de la fuga dentro del medio subterráneo es determinada, incluyendo la identificación de las áreas de densidad variable que pueden representar los suelos que han sido saturados por líquidos que se fugan de, por ejemplo, una tubería o un fuga del alcantarillado. La figura 4 es ilustrativa de los datos que muestran tal área de fuga. Es útil considerar la naturaleza de una fuga. Normalmente, los fluidos de lixiviación en un medio de suelo de una tubería, como un ejemplo principal, pueden fugarse repetidamente, sólo para ser arrojados parcialmente de regreso en la línea, incluyendo finos del medio que son entrampados en la fuga de fluido. De esa manera, un vacío o un área saturada es creada con el tiempo a través de un efecto mecánico conforme los medios de suelo son disueltos o llevados con el efecto o movimiento hidrostático del fluido de fuga. Tales fugas empeoran en cierto tiempo. Tal condición crónica y siempre empeorando obliga una solución temprana para evitar aún más daño, incluyendo la posibilidad de un daño colateral costoso de un área de agrandamiento de fuga. Hasta ahora, la excavación tradicional ha sido realizada a un costo y riesgo sustancial. Tal excavación no solo causa daño colateral a otras estructuras y operaciones próximas, sino es imprecisa en que falla en decir la extensión verdadera de una fuga antes de que se comience a abrir zanjas. Si entonces la excavación de un área de la fuga en la cual se realiza la excavación tradicional ha sido determinada incorrectamente, la excavación adicional debe seguir normalmente a lo largo de la longitud del tubo o conducto hasta que se encuentra la fuga. Esto puede requerir cientos o miles de pies o incluso miles de excavaciones debido a la tendencia de los fluidos de fuga a extenderse en distancias sustanciales. En tal solución convencional, las reparaciones han sido llevadas a cabo algunas veces agregando collares o estructuras soldadas a las tuberías. Otra técnica conocida ha sido bombear en el concreto con el fin de rodear una tubería para efectuar la reparación, pero tal técnica presenta muchos problemas. Por ejemplo, el concreto puede romper una línea o incluso llenar una línea de concreto y, así, puede no únicamente reparar el vacío, sino causar adicionalmente una dificultad o un obstáculo para reparar además en el concreto el cual ha entrado por sí mismo en la línea, constituyendo una obstrucción que deberá tomarse con más cuidado. En tal situación, una reparación o un "ajuste" puede ser peor que el problema que se desea solucionar. De acuerdo al presente sistema, una vez que el volumen de la anomalía ha sido determinado, es preferible usar la solución que implica la inyección de una lechada. Muchas posibles lechadas pueden usarse, por ejemplo, de acrilimida, acrilato y pueden utilizarse lechadas de uretano de tipo comercial. Una lechada de uretano es preferida especialmente. La figura 1B muestra procedimientos de inyección de lechada en el sitio de la fuga anómala y su cavidad o cavidades de vacío. En la inyección de la lechada en la anomalía, la solución de acuerdo al presente procedimiento preferiblemente es realizada inyectando la lechada en una localización central de la anomalía (tal como en proximidad inmediata a una fuga en la tubería). La lechada, más preferiblemente, puede ser repelente a cualquier sustancia que se fuga en la anomalía. Por ejemplo, el uretano que no es miscible con la fuga de agua en la tubería, permanecerá en el lugar si es inyectado en una primera presión baja, suficiente para inyectar la lechada haciéndola rodear la localización central de la anomalía, como en la manera de un vendaje que se envuelve alrededor de la línea que tiene la fuga. Una primera presión preferida es por consiguiente un valor bajo tal como 1-2 psig, que no es propensa a causar daños o colapsos de la línea o agrandar agujeros en la misma. Usar la lechada preferida (por ejemplo, uretano), la lechada puede proporcionarse por un fluido que resulte en la formación de una espuma in situ de acuerdo a la relación aproximada de una parte de líquido produciendo cuatro porciones de espuma, por volumen. En la manera precedente, la lechada bajo presión baja llena el área inmediatamente adyacente a una línea que tiene fuga (tal como una tubería o un alcantarillado) y se encajona con un efecto tipo vendaje para proteger la línea en cuestión. Habiendo inyectado la lechada en la localización central de la anomalía, es entonces preferido realizar la exploración de área, por termografía infrarroja, para verificar que la anomalía haya sido centralmente asegurada en que no ocurrirán fugas adicionales. A este punto, si la cantidad de lechada inyectada no ha causado la terminación de la fuga, una lechada adicional a presión baja puede continuar. En cualquier caso, cuando la anomalía ha sido centralmente asegurada, el sistema ahora usa otro procedimiento de inyección de cemento adicional.

Específicamente, la lechada preferida es inyectada en la región de la anomalía por lo menos a la misma presión o en una segunda presión más alta que la primera presión de modo que la cantidad total de lechada dentro de la anomalía se aproxime al volumen predeterminado de la anomalía. En esta segunda introducción de lechada, es preferido usar una presión tal como por lo menos 1-2 psig pero más preferiblemente 2 psig o más o una presión, por ejemplo dentro del intervalo general de 2-10 psig, pero más preferiblemente o ejemplarmente a aproximadamente 5 psig, de modo que la lechada adicional inyectada llene y solidifique los suelos saturados dentro del área que comprende inmediatamente la anomalía. A este respecto, los medios de suelo que han sido completamente mojados por una fuga existente toman una textura como avena que se caracteriza como suspensión coloidal de partículas dentro del fluido, aún rodeado por suelos secos. La lechada a presión más alta se introduce cuidadosamente hasta que, la inyección continúe, se observa una elevación de presión. Tal elevación de presión es indicativa de una cantidad total suficiente de volumen de lechada que es inyectada. En este punto, la inyección de la lechada debe terminarse para prevenir la inyección de lechada adicional, que puede resultar en dificultades colaterales tales como el colapso de una línea o pandeo del suelo al nivel de grado. La introducción secundaria de la lechada en una presión más alta expulsa agua u otro fluido de los medios de suelo que rodean la anomalía y solidifican y estabilizan el volumen en el cual se ha introducido la lechada. A este respecto, es importante acentuar que los vacíos son con frecuencia altamente variables de tamaño y extensión, y pueden tener un carácter altamente fragmentado. Éstos no son "agujeros" largos o contiguos, normalmente bien definidos, sino corredores, pasajes e, intersticios fragmentados. La inyección de cemento a presión más alta introduce la lechada en estos varios vacíos y pasajes y así, endurece, fortalece y estabiliza áreas menos densas dentro de la región tratada. Después de la solución de acuerdo con los procedimientos precedentes, los datos infrarrojos y/u otra imagen pueden realizarse dentro del área de la anomalía para obtener la verificación de los procedimientos de la solución pero se cree que esto sea un procedimiento necesario porque la temperatura en la vecindad inmediata de la anomalía, aunque esté reparada, puede permanecer elevada debido a la reacción exotérmica causada por la inyección de cemento, que puede tomar muchas horas o incluso algunos días (tales como una semana) para estabilizarse. En resumen, en vista de lo anterior de que el Sistema Mejorado es, en un aspecto, una metodología y un sistema integrado de identificación, verificación y solución de fugas, vacíos y otras anomalías subterráneas, cualquiera de una o más (así como combinaciones) de tales condiciones son simplemente llamadas en la presente "anomalías." Desde una perspectiva del método, el Sistema Mejorado comprende el método o proceso de identificación, verificación y solución de fugas, vacíos y otras anomalías subterráneas, caracterizado por: (a) explorar un área seleccionada, por termografía infrarroja, desde una o más localizaciones sobre la superficie del área a identificar por los datos del área termográficos bidimensionales de la superficie del área con la existencia probable de esta anomalía señalada por los datos termográficos; (b) establecer localizaciones predeterminadas en una superficie del área seleccionada por el uso del radar de penetración de tierra, tales localizaciones que están en tales porciones del área seleccionada incluirán la anomalía señalada por los datos termográficos; (c) usar el radar de penetración de tierra para penetrar una extensión subterránea con microondas a una profundidad que incluirá tal anomalía para crear desde la mícroonda subterránea un grupo de datos del radar de dimensión vertical del área; (d) correlacionar los datos termográficos con los datos del radar para verificar la existencia de tal anomalía y de su dimensión vertical y para localizar una localización central dentro de la anomalía; (e) determinar un volumen de la anomalía en base a los datos de área termográficos bidimensionales y los datos del radar de dimensión vertical; (f) inyectar en la localización central de la anomalía una lechada la cual mientras que es inerte a los contaminantes que se fugan de la anomalía, reaccionará con la humedad en cualquier sustancia que se fuga o que causa la anomalía, en donde la lechada es inyectada en una primera presión para asegurar la fuente de la anomalía; (g) repetir la etapa (a), si es necesario, para verificar que la anomalía es asegurada centralmente; y (h) cuando la anomalía es asegurada centralmente, inyectar en la región de la lechada de la anomalía a una segunda presión, en ya sea una presión similar o más alta que la primera presión de modo que la cantidad de lechada dentro de la anomalía se aproxime al volumen predeterminado de la anomalía.

Opcionalmente, después de la etapa (a) y antes de la etapa (b), o bien después de la etapa (c) pero en cualquier caso antes de la etapa (f), pueden usarse técnicas de muestreo y perforación destructiva, si es deseado, dentro del área seleccionada, como en el caso de áreas anómalas plurales posibles, para además analizar y confirmar la naturaleza general de la fuga y de otras condiciones anómalas. Desde una perspectiva del aparato o relacionada al sistema, la invención está vista para proporcionar un sistema de identificación, verificación y solución de fugas, vacíos y otras anomalías subterráneas, caracterizado por: medios de exploración visual para explorar visualmente un área seleccionada que sospecha anomalías subterráneas de las cuales uno o más contaminantes pueden fugarse, mediante termografía infrarroja, de una o más localizaciones sobre la superficie del área para identificar desde los datos del área de superficie bidimensionales la probable existencia de tal anomalía señalada por los datos; medios para predeterminar localizaciones en una superficie del área seleccionada por el uso del radar de penetración de tierra, tales localizaciones están en porciones del área seleccionada que incluirán tal anomalía señalada por los datos termográficos; el radar de penetración de tierra para la transmisión de señales de radiofrecuencia de las localizaciones para penetrar una extensión subterránea de tal área con las señales de radiofrecuencia transmitidas a una profundidad que incluirá una anomalía para crear desde la microonda subterránea un grupo de datos del radar de dimensión vertical del área; proporcionar la correlación de datos termográficos con los datos del radar para verificar la existencia de tal anomalía y de su dimensión vertical y localizar una localización central dentro de la anomalía; y para determinar un volumen de la anomalía en base a los datos del área de superficie termográficos bidimensionales y los datos del radar de dimensión vertical; una sustancia de inyección de cemento inerte a los contaminantes que se fugan de la anomalía reaccionará con la humedad en cualquier sustancia que se fuga en o que causa la anomalía, en donde la lechada es inyectada en una primera presión para asegurar la fuente de la anomalía; proporcionar una inyección de lechada para inyectar la lechada en la localización central de la anomalía a una presión predeterminada; y medios de monitoreo de presión para monitorear la presión conforme la lechada es inyectada. Además, varias otras características son utilizadas ventajosamente en combinación del sistema, y pueden incluir las siguientes: una cámara de vídeo para explorar un área geológica; medios que incorporan móviles en los cuales el explorador infrarrojo y la cámara de vídeo son ajustables para moverse con relación al área geológica mientras se explora; medios indicadores de la localización de modo que proporcionarán datos y/o odómetro de GPS, incluyendo también el perfilometro, para el registro de datos que se registrarán con los datos termográficos de superficie, los medios indicadores de localización están caracterizados por medios para proporcionar datos de localización únicamente representativos de localizaciones del área de superficie dentro de los campos visuales; localizadores o indicadores láser para marcar localizaciones en la superficie del área en la cual es realizada la termografía infrarroja; un equipo de registro de video y cámara de video para proporcionar el registro en video de la superficie del área en la cual es realizada la termografía infrarroja; cuando es usada la termografía infrarroja, tal como una cámara infrarroja, explorador o similares, la provisión para alinear la cámara de vídeo con los dispositivos de captura de datos infrarrojos, proporciona campos visuales traslapados o coincidentes; y/o medios de preservación y procesamiento de datos, tales como en la forma de memoria dinámica y/o memoria no volátil, como por medio de unidades de disco digital y/o CD-ROM o cartuchos de datos; y tales medios de preservación o procesamiento de datos pueden incluir la facilidad para capturar continuamente datos de localización, de imágenes de video, infrarrojos, y datos de GPR en tramas de almacenamiento digitales o de vídeo compuesto, y para monitorear selectivamente en forma simultánea los datos de localización, de imágenes de video e infrarrojos, y GPR para la verificación y procesamiento para un uso adicional. Debido a que varias modificaciones podrían hacerse en las construcciones y métodos descritos e ilustrados en la presente sin salirse del alcance de la invención, se desea que toda la materia contenida en la descripción precedente o mostrada en los dibujos anexos sea interpretada como ilustrativa en lugar de limitativa.

Claims (24)

REIVINDICACIONES

1. Método de identificación, verificación y solución de anomalías subterráneas, caracterizado por las etapas de (a) obtener datos termográficos de superficie en un área seleccionada de la superficie sobre una anomalía para obtener los datos de imagen del área que deducen la existencia de la anomalía; (b) penetrar medios subterráneos debajo de la superficie por radiotransmisión de microondas para obtener los datos subterráneos que confirmen la existencia de la anomalía y determinar su profundidad; (c) correlacionar los datos de superficie con los datos subterráneos para determinar el centro de la anomalía y determinar el volumen de la anomalía; (d) inyectar una lechada en el centro de la anomalía para el sellado inicial de la anomalía; e (e) inyectar lechada adicional en la anomalía hasta que la cantidad total de lechada inyectada se aproxime al volumen de la anomalía.

2. Método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la etapa (a) comprende la exploración del área seleccionada por la termografía infrarroja de una o más localizaciones sobre la superficie para identificar desde los datos del área termográficos bidimensionales la existencia probable de la anomalía señalada por los datos termográficos.

3. Método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la etapa (b) comprende usar el radar de penetración de tierra en los puntos para penetrar una extensión subterránea con las señales del radar a una profundidad que incluirá tal anomalía para crear desde los retornos del radar subterráneo un grupo de datos del radar de dimensión vertical de la anomalía, los datos del radar constituyen los datos subterráneos.

4. Método de conformidad con la reivindicación 3, en donde antes de que se lleve a cabo la etapa (b), se caracteriza además por establecer una rejilla en la superficie del área seleccionada para el uso del radar de penetración de tierra, la rejilla comprende tales porciones del área seleccionada que incluirá la anomalía señalada por los datos termográficos.

5. Método de conformidad con la reivindicación 3, en donde la etapa (c) está caracterizada por correlacionar los datos termográficos con los datos del radar no únicamente para verificar la existencia de tal anomalía sino también su dimensión vertical y para localizar una localización central dentro de una anomalía; y la etapa (c) está además caracterizada por determinar un volumen de la anomalía en base a los datos del área termográficos bidimensionales y los datos del radar de dimensión vertical.

6. Método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la etapa (d) está caracterizada porque: inyectar en la localización central de la anomalía la lechada que, mientras que es inerte a los contaminantes que se fugan de la anomalía, reacciona con una sustancia que se fuga en o causa la anomalía, y en donde la lechada es inyectada en un primer valor de presión para asegurar la fuente de la anomalía.

7. Método de conformidad con la reivindicación 5, que además comprende repetir la etapa (a), si es necesario, para verificar por control de calidad o asegurar que la anomalía esté centralmente asegurada.

8. Método de conformidad con la reivindicación 5, en donde la etapa (e) está caracterizada porque: cuando la anomalía está centralmente asegurada, se inyecta la lechada en la región de la anomalía en un segundo valor de presión, por lo menos tan grande como el primer valor de presión, hasta que la cantidad total de lechada inyectada se aproxime al volumen predeterminado de la anomalía.

9. Método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado adicionalmente porque, después de la etapa (a) y antes de la etapa (e), la etapa de realizar las técnicas de muestreo y perforación destructiva e invasora usadas dentro del área seleccionada para además analizar y confirmar la naturaleza general de la fuga y otras condiciones anómalas, como en el caso de las áreas anómalas plurales posibles.

10. Sistema para proporcionar la identificación, verificación y solución de las fugas, vacíos y otras anomalías subterráneas, caracterizado por: medios de explorador visuales para explorar visualmente y obtener datos termográficos de un área geográfica seleccionada que se sospecha de anomalías subterráneas de las cuales uno o más contaminantes pueden fugarse, de una o más localizaciones arriba de la superficie del área para identificar desde los datos del área de superficie bidimensionales, la existencia probable de tal anomalía señalada por los datos; medios para predeterminar localizaciones en una superficie del área seleccionada para el uso del radar de penetración de tierra, tales localizaciones están en tales porciones del área seleccionada que incluirán tal anomalía señalada por los datos termográficos; un radar de penetración de tierra para la transmisión de señales de radiofrecuencia de localizaciones para penetrar una extensión subterránea de tal área con las señales de radiofrecuencia transmitidas a una profundidad que incluirá tal anomalía para crear desde las microondas subterráneas un grupo de datos del radar de dimensión vertical del área; la provisión para correlacionar los datos termográficos con los datos del radar para verificar la existencia de tal anomalía y de su dimensión vertical y localizar una localización central dentro de la anomalía; y determinar un volumen de la anomalía en base a los datos del área de superficie termográficos bidimensionales y de los datos del radar de dimensión vertical; una sustancia de inyección de cemento inerte a los contaminantes que se fugan de la anomalía, que reaccionará con la humedad en una sustancia que se fuga o que causa la anomalía cuando es inyectada; proporcionar la inyección de cemento para inyectar la lechada en la localización central de la anomalía a una presión predeterminada en una primera presión para asegurar la fuente de la anomalía; medios de control y monitoreo de presión para monitorear y controlar la presión conforme es inyectada la lechada; y procedimientos de control de calidad por lo menos después de la inyección de la lechada para asegurar que la anomalía sea asegurada.

11. Sistema de conformidad con la reivindicación 10, en donde los medios de exploración visual comprenden medios de termografía infrarroja para obtener datos de superficie termográfica del área seleccionada, en donde los datos de superficie deducen la existencia de tal anomalía.

12. Sistema de conformidad con la reivindicación 10, en donde el explorador visual es una cámara digital o cámara fotográfica.

13. Sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además por una cámara de vídeo para capturar las imágenes de video de tal área geológica coincidente con los datos de la termografía infrarroja del área geológica, y el equipo de registro para proporcionar el registro de los datos termográficos infrarrojos y datos de video de la superficie de área en la cual la termografía infrarroja es realizada.

14. Sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10-13, caracterizado adicionalmente por un medio que incorpora un móvil en el cual el explorador infrarrojo y la cámara de vídeo son ajustables para el movimiento con relación al área geológica cuando la exploración de la misma es realizada.

15. Sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10-14, que ¡ncluye medios de localización precisos para proporcionar los datos de localización precisos del área geológica cuando es explorada.

16. Sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10-15, caracterizado adicionalmente por los localizadores o indicadores láser para marcar las localizaciones en el área de superficie geológica en la cual la termografía infrarroja es realizada para obtener los datos termográficos.

17. Sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12-17, caracterizado adicionalmente por medios de preservación y procesamiento y para almacenar en forma simultánea selectivamente los datos de imágenes de video e infrarrojos, el área de superficie geológica, datos de localización y datos de GPR para la verificación, procesamiento y uso adicional.

18. Sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado adicionalmente por el radar de penetración de tierra que obtiene datos del radar por las señales del radar el cual localiza condiciones dieléctricas del subsuelo indicativas de por lo menos vacíos de erosión y materiales de subsuelos saturados para crear desde los retornos del radar un grupo de dimensión vertical en la forma de datos tridimensionales que muestran la profundidad y forma de la anomalía.

19. Sistema de conformidad con la reivindicación 10, que incluye: proporcionar una pantalla para desplegar a un usuario del sistema los datos de imagen de superficie y los datos del radar de penetración de tierra haciendo esto disponible para el despliegue individual o simultáneo en una computadora o monitor de despliegue de video junto con el despliegue de la localización y de otros datos indicativos por lo menos de cuando los datos son obtenidos y el sitio desde el cual son obtenidos; y proporcionar el almacenamiento de datos para el almacenamiento de datos visuales, datos del radar y otros datos en el formato análogo o digital para su uso

20. Sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10-19, caracterizado adicionalmente por: un protocolo de temperatura para localizar y marcar el campo de patrones de temperatura de superficie indicativos de fugas de fluidos de subsuelo o vacíos de erosión de tal anomalía; un protocolo de localización para proporcionar un patrón de puntos predeterminados en la superficie de tierra para tomar los datos del radar de penetración de tierra para la localización subterránea de tal anomalía; un análisis y protocolo de correlación, ya sea implementado manualmente o implementado automáticamente, o ambos, para analizar los datos visuales almacenados, datos del radar y otros datos, y para correlacionar los datos visuales con los datos del radar para verificar la existencia de tal anomalía y su dimensión vertical y determinar un centro de la anomalía, y determinar el volumen de la anomalía, tal como un vacío o defecto, o región infiltrada de líquido, en base a los datos visuales y datos del radar y para visualizar áreas sólidas de subsuelos, vacíos, y materiales saturados asociados a tal anomalía; un protocolo de marcado para la marca de campo para los centros de vacío de superficie asociados a tal anomalía; un protocolo de control de calidad para reinspeccionar cualquier fuga, incluyendo repetir la recolección de datos visuales del área, para determinar que cualquier fuga esté sellada y verificar que tal anomalía esté centralmente asegurada; y proporcionar una inyección de lechada para la inyección de lechada por la cual la lechada es además inyectada en la región de la lechada de la anomalía en una segunda presión preseleccionada controlada y monitoreada, en donde la segunda selección de presión es una presión por lo menos tan grande como la primera presión, hasta que la cantidad total de inyectado se aproxime al volumen predeterminado de tal anomalía.

21. Sistema de conformidad con la reivindicación 10, en donde el protocolo del análisis y correlación de los datos del radar y de los datos de imagen termográficos son analizados, y en donde los datos de imagen termográficos y los datos del radar están correlacionados de modo que cada vacío de subsuelo está visualizado y determinado con un centro que tiene una distancia medida debajo de un marcador de grado de centro.

22. Sistema de conformidad con la reivindicación 10, en donde: se proporciona la inyección de lechada a una primera presión pre-seleccionada monitoreada y controlada en un centro de vacío para formar una reparación tapafugas en y alrededor de cualquier fuga asociada con tal anomalía para sellar tal fuga; y se proporciona la inyección de lechada que incluye medios para medir la presión en la cual la lechada es inyectada, y en donde mientras la lechada es inyectada a la segunda presión, la inyección de lechada es continuada hasta que una elevación de presión es observada durante la inyección, y por lo que tal elevación de presión es indicativa de una cantidad total suficiente de volumen de lechada que ha sido inyectada para permitir que la inyección de lechada sea terminada.

23. Sistema de conformidad con la reivindicación 20, que incluye proporcionar el almacenamiento de datos que comprende medios de preservación y procesamiento de datos para almacenar selectivamente en forma simultánea un área de superficie geológica con medios electrónicos, magnéticos u ópticos, los datos de imágenes infrarrojos y de video, datos de localización y datos del radar de penetración de tierra para la verificación, correlación, procesamiento, despliegue posteriores u otro uso.

24. Sistema de conformidad con la reivindicación 10, en donde la lechada es seleccionada del grupo caracterizado por lechadas de acrilimida, acrilato y uretano.