Los ingenieros han desarrollado una nueva técnica de escaneo inspirada en el mundo natural que puede detectar metales corroídos en oleoductos y gasoductos.

Al imitar cómo los murciélagos usan diferentes longitudes de onda de ultrasonido para detectar objetos, cazar, y evita a los depredadores, Los ingenieros han desarrollado un nuevo sistema que combina dos tipos separados de radiación, neutrones rápidos y rayos gamma, para detectar la corrosión, una de las principales causas de fugas en las tuberías.

Con miles de kilómetros de tuberías utilizadas para transportar petróleo y gas a grandes distancias a nivel mundial, Las fugas son un problema importante que cuesta millones al año y tienen el potencial de causar accidentes y lesiones, así como daños ambientales importantes.

Típicamente, La corrosión en oleoductos se mide con técnicas ultrasónicas o electromagnéticas. Sin embargo, estos no son prácticos para tuberías subterráneas, o para tuberías cubiertas con capas aislantes de hormigón o plástico.

El nuevo sistema, desarrollado por ingenieros de la Universidad de Lancaster, el Laboratorio Nacional de Física, y una empresa de tecnología, Hybrid Instruments Ltd, explota las señales reflejadas, conocido como:retrodispersión, "de una combinación de radiación gamma y de neutrones rápidos aislados.

Los neutrones y los rayos gamma tienen características complementarias útiles. Los neutrones interactúan principalmente con materiales de baja densidad como los plásticos. Además, los neutrones rápidos tienen un alto poder de penetración, por lo que son adecuados para sondear materiales gruesos. Los rayos gamma interactúan principalmente con los metales y no siempre pueden penetrar materiales muy gruesos de alta densidad.

Los dos tipos de radiación producen una señal electrónica diferente. Esto significa que los investigadores pueden retener datos sobre ambos tipos de radiación simultáneamente utilizando un dispositivo de detección novedoso llamado "Analizador de campo mixto, "desarrollado anteriormente por la Universidad de Lancaster y Hybrid Instruments Ltd.

El sistema produce un rayo de radiación de sonda similar a un lápiz, de neutrones y gamma, que se dirige a la sección de acero que se está inspeccionando.

El equipo probó las dos técnicas de imagen en tiempo real en un laboratorio en muestras de acero al carbono de diferentes espesores.

Los investigadores pudieron ver diferencias en el espesor del acero. Los sensores también funcionaron cuando se replicó una capa aislante, con hormigón o plástico, indicando la probabilidad de que los defectos en los aceros, así como la corrosión y el óxido, produciría variaciones en la retrodispersión.

Estos resultados indican que si se usa en tuberías reales, los problemas potenciales podrían detectarse y resolverse más fácilmente antes de que el petróleo y el gas puedan escapar.

"Los haces combinados de neutrones y rayos gamma en paralelo que rebotan en una serie de detectores producen una representación completa y rápida de la estructura interna del acero, "dijo Mauro Licata, Doctor. investigador del proyecto de la Universidad de Lancaster.

"Este sistema funciona un poco como los chirridos de los murciélagos. Estos chirridos son una superposición de diferentes longitudes de onda de ultrasonido, que rebotan en las orejas de los murciélagos. Además de destacar los beneficios de combinar múltiples técnicas de detección de reflejos para detectar problemas como la corrosión, Nuestro trabajo ilustra aún más el importante potencial que se puede obtener al inspirarse en, e imitando, sistemas que han evolucionado en el mundo natural ".

"Aislar neutrones y rayos gamma re-dispersados ​​desde una superficie de acero en tiempo real, de una manera análoga a la forma en que los cerebros de los murciélagos aíslan el ultrasonido de retrodispersión y así evitan la confusión con sus propios chirridos, podría ayudarnos a aislar fallas en las paredes de las tuberías de manera más rápida y efectiva, ", dijo el profesor Malcolm Joyce de la Universidad de Lancaster y Hybrid Instruments Ltd.

"Este es un gran ejemplo de cómo las instalaciones de neutrones líderes en el mundo de NPL se utilizan para ciencia innovadora con un impacto positivo, "dijo Neil Roberts del Laboratorio Nacional de Física.

La intención es que el sistema detector se desarrolle más y se use para detectar fallas apuntándolo a secciones de la tubería desde el exterior. Sin embargo, los investigadores dicen que se necesita más investigación en el campo de los detectores de neutrones para hacer que el sistema sea más rápido.

Los investigadores sugieren que la tecnología también podría usarse en otras aplicaciones, como inspeccionar la integridad de estructuras como puentes.

La investigación se describe en el documento "Representación de defectos originados por la corrosión en tuberías con retrodispersión combinada de neutrones / rayos γ:un enfoque biométrico, "que ha sido publicado por la revista Informes científicos .