Los sensores ultrasónicos pueden proteger las líneas de gas residenciales

Un equipo de investigadores de UBC Okanagan está investigando un nuevo método para monitorear las tuberías de gas subterráneas con sensores de alta tecnología que pueden facilitar la detección de debilidades, discrepancias e incluso una desviación en las líneas residenciales de gas natural.

Si bien se ha realizado una investigación considerable sobre los métodos de diagnóstico para las tuberías de acero, como la radiografía, las pruebas ultrasónicas, la inspección visual y el radar de penetración en el suelo, el estudiante de Maestría en Ciencias Aplicadas Abdullah Zayat dice que se ha hecho poco en la tubería de polietileno de alta densidad (HDPE) de uso común. , que lleva gas natural a los hogares.

«La detección temprana de la degradación estructural es esencial para mantener la seguridad y la integridad. Y reduce el riesgo de fallas catastróficas», explica.

Zayat y su supervisor, el Dr. Anas Chaaban, Profesor Asistente de Ingeniería Eléctrica, probaron una técnica que permite la inspección de tuberías de HDPE con sensores ultrasónicos, que transmiten señales de ultrasonido a través de la tubería.

El nuevo método de monitoreo limita la probabilidad de desvíos de gas, donde el gas se desvía a una ubicación no medida para un consumo no medido.

«Esta manipulación de la tubería presenta muchos riesgos ya que no se registra, viola los estándares de calidad de la tubería y puede provocar posibles fugas y posiblemente explosiones. Esto puede representar un riesgo significativo para la seguridad pública, la propiedad y el medio ambiente en la vecindad de la tubería de gas alterada. «, dice el Dr. Chaaban. «Tales desviaciones se han descubierto en el pasado a través del boca a boca, fugas o encuentros inesperados con una tubería de gas natural no registrada en un sitio de construcción».

Investigaciones anteriores han estudiado la inspección de estructuras metálicas mediante ondas guiadas por ultrasonido (UGW). Pero este tipo de prueba no se ha realizado para inspeccionar estructuras no metálicas como tuberías de HDPE.

«Dada la naturaleza oculta de las tuberías subterráneas, es muy difícil inspeccionarlas. Las soluciones existentes incluyen un radar de penetración en el suelo y cámaras endoscópicas, que son invasivas y exponen a los inspectores al riesgo potencial de los sospechosos. Como resultado, es mejor usar métodos no invasivos para inspeccionar tuberías».

Este método permite la inspección de tuberías enterradas, aisladas y submarinas utilizando sensores ultrasónicos. También proporciona un rango de inspección más amplio que las pruebas ultrasónicas tradicionales porque utiliza la estructura de la propia tubería como guía de ondas, explica Zayat.

«La detección UGW está recibiendo mucha atención de la industria debido a sus capacidades de inspección de largo alcance desde una sola ubicación de prueba. Pueden inspeccionar más de 100 metros de tubería desde una sola ubicación», agrega.

Este tipo de sistema de detección es único porque los sensores se sujetan a la parte expuesta de la tubería y se conectan a la sección de tubería que emerge sobre el suelo donde se conecta al medidor.

Si bien la tecnología aún se encuentra en las primeras etapas, el Dr. Chaaban señala que la mayor parte de esta investigación actual involucró el desarrollo y la evaluación de un algoritmo de aprendizaje profundo para detectar desviaciones en tuberías. Los resultados sugieren que el método tiene una precisión del 90 por ciento cuando se usa un sensor receptor y una precisión de casi el 97 por ciento cuando se usan dos sensores receptores.

El uso futuro de los sensores puede incluir la inspección de tuberías enterradas, aisladas y submarinas.

«Al combinar el procesamiento de señales clásico con el aprendizaje automático, podemos determinar de manera más eficiente y precisa si hay un problema», agrega el Dr. Chaaban.

La investigación aparece en la última edición de la revista Sensores.